不同Ca2+浓度对蒲公英和橡胶草种子萌发及根系生长的影响

【目的】研究黄蒲蒲公英和科根橡胶草2个品系种子萌发和根系生长对不同Ca²⁺浓度的响应,分析其种子及根部对Ca²⁺的响应特征。【方法】以新疆当地黄蒲蒲公英、科根橡胶草为材料,2020年设置室内试验。设0(CK)、0.04、0.08、0.12、0.16 mol/L 5个Ca²⁺浓度处理。【结果】与CK相比,0.04 mol/L Ca²⁺处理未显著影响黄蒲蒲公英和科根橡胶草的种子发芽率、发芽势、发芽指数,其余Ca²⁺处理下的种子萌发参数均随着浓度增加呈降低趋势。根系参数与种子萌发参数表现一致,根系总长度、表面积、体积均随着Ca²⁺浓度的增加逐渐降低,科根橡胶草的细根长度(直径(d)<0.5 mm)在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下大于黄蒲蒲公英。【结论】黄蒲蒲公英和科根橡胶草在不同的Ca²⁺浓度处理下的根系生长适应性不同。尤其在0.04、0.08 mol/L Ca²⁺浓度处理下科根橡胶草细根长度要大于黄蒲蒲公英,发芽率也要大于黄蒲蒲公英。     

海岛棉与陆地棉干物质积累与氮素吸收分配的特点

以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下干物质积累与氮素吸收分配的特点。结果表明:陆地棉干物质积累总量在全生育期内均高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉;氮素积累总量在全生育期内陆地棉均大于海岛棉,生殖器官氮素积累比例在生育前期为陆地棉小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉。与陆地棉相比海岛棉营养器官干物质以及氮素积累比例较大,不利于生育后期生殖器官干物质的积累与分配,从而影响棉花产量。因此,在大田管理中应注意在生育后期加强对海岛棉的水肥管理。     

遮荫对橡胶草生理特性的影响

【目的】 研究不同遮荫处理对橡胶草光合性能和物质含量的影响,分析遮荫影响橡胶草的生理机制过程。【方法】 以新疆当地2个橡胶草品系为材料,于2019年在新疆农业科学院安宁渠综合试验场进行大田试验。设不遮荫、轻度遮荫、重度遮荫3个处理。【结果】 与正常光照相比,轻度遮荫促进了橡胶草根系和叶片中柠檬酸、苹果酸、丁二酸、草酸、总黄酮、总酚、绿原酸、咖啡酸等物质的合成,提高了橡胶草的代谢能力,进而增加了橡胶草光合性能和物质含量,最终影响了橡胶草的光合生理特性。重度遮荫造成橡胶草SPAD值、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)迅速降低,但胞间CO₂浓度(C_i)上升,橡胶草叶片和根系中的总酚、总黄酮、有机酸组分、绿原酸和咖啡酸含量均下降。昭苏1-1的相关指标变化幅度较哈引2-6小。【结论】 不同品系橡胶草在不同遮荫环境下的生长适应性不同。尤其在重度遮荫环境下,2种橡胶草光合性能均显著下降,光合产物累积能力及输出能力受阻,最终影响橡胶草生理特性。     

新疆橡胶草锈病病原菌的分离与鉴定

【目的】研究引起新疆伊犁橡胶草锈病的病原菌种类,为该病的有效防控提供科学依据。【方法】按照柯赫氏法则,分离田间橡胶草锈病病原并接种健康橡胶草以验证其致病性,采用显微镜观察橡胶草锈菌夏孢子形态,应用真菌通用引物NL1/NL4和锈菌通用引物ITS5-u/ITS4rust分别对锈菌的28S rDNA和ITS基因序列进行PCR扩增和测序,通过ITS序列构建系统发育树分析该菌种属地位。【结果】田间病样分离获得的锈菌可侵染健康株并且发病症状与田间症状一致。橡胶草锈菌夏孢子近球形、椭圆形或卵圆形,大小为(24~32 × 21~26) μm,淡黄色至栗褐色,有刺,单胞,壁厚为1~2.5 μm。新疆伊犁橡胶草锈菌与山柳菊柄锈菌最为接近,其序列同源性达到了99.06%。【结论】引起新疆伊犁橡胶草锈病的病原菌为山柳菊柄锈菌。     

氮肥对非充分灌溉下棉花产量及品质的补偿作用

【目的】 水分不能按照棉花正常需水量进行灌溉,对棉花生长发育、产量及品质会造成一定影响,本文旨在通过研究氮肥施用量来缩小因灌溉水不足对棉花所造成的影响,以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。 【方法】 试验以棉花‘新陆中54号’为材料,采用裂区试验设计,主区为总灌溉量,分别为2800 m3/hm2 (非充分灌溉)、3800 m3/hm2 (常规灌溉),副区为4个施氮 (N) 水平,即0 kg/hm2 (N0)、150 kg/hm2 (N150)、300 kg/hm2 (N300)、450 kg/hm2 (N450)。测定了棉花的生长、棉绒品质和棉花的肥水利用率。 【结果】 同一氮肥处理下,非充分灌溉处理干物质与氮素最大积累速率出现时间及拐点时间均较常规灌溉处理提前,干物质与氮素最大积累量及积累速率、干物质与氮素向生殖器官分配比例、氮素向生殖器官的转移率、籽棉产量及品质均低于常规灌溉处理,但籽棉增产率、氮肥农学利用率及水、氮利用率均高于常规灌溉处理。同一灌溉量下,随着施氮量的增加,干物质与氮素最大积累速率出现时间、拐点时间表现为N450 > N300 > N150 > N0,干物质与氮素积累量及积累速率、最大生长特征值、干物质与氮素向生殖器官分配比例及转移率、籽棉产量及品质、水分利用率均表现为N300 > N450 > N150 > N0,籽棉增产率、氮肥农学利用效率及氮肥利用率表现为N300 > N450 > N150。非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势,N300处理补偿效果最为显著,与常规灌溉处理相比,补偿效应主要表现在干物质与氮素最大积累速率提高了1.9%、3.1%,干物质向生殖积累器官分配比例及氮素转移率提高了24.0%、5.1%,水、氮利用率提高了6.1%～8.8%、17.3%～17.9%,籽棉增产率提高了6.1%～8.8%,纤维长度、整齐度及比强度提高了4.3%～20.1%、5.7%～7.3%及2.2%～12.5%。氮肥对棉花生长发育的影响大于水分。 【结论】 非充分灌溉下,施N 300 kg/hm2棉花可正常生长,干物质与氮素积累量适宜,向生殖器官分配比例及转移率较高,水、氮利用率最高,且节水26.3%。棉花虽然在产量与品质上有所下降,籽棉产量较常规灌溉几乎没有下降。从干旱地区农业缺水的现实考虑,在南疆采用非充分灌溉下,施氮300 kg/hm2可补偿缺水对棉花产量和品质的影响。      

盐碱胁迫对海岛棉种子萌发及幼苗根系生长的影响

为明确海岛棉种子萌发及幼苗根系对盐胁迫的响应,并筛选出耐盐能力较高的海岛棉品种。以新疆阿克苏地区主推海岛棉品种新海31号、新海35号、新海43号和新海48号为试材,采用NaCl、Na2SO4以及NaCl、NaHCO3以物质的量1∶1混合分别模拟中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)两种盐类型,胁迫处理总盐浓度(Na+)为0、120、180、240、300、360 mmol L~(–1),研究了盐胁迫下海岛棉种子萌发和幼苗根系生长参数。结果表明,在两种盐类型下,随着盐浓度的增加,海岛棉种子的萌发参数、生物量、根冠比、盐敏感指数、盐耐受指数、根系长度、根系表面积及根系体积均呈下降趋势;高盐浓度下,海岛棉株高、根系生物量及茎叶生物量与盐浓度呈显著负相关,说明高盐环境抑制了棉种发芽及幼苗的正常生长。120 mmol L~(–1)浓度下,中性盐处理的新海48号的根系总长度比对照无显著增加,其余品种均有显著增加,各品种根系总体积与总表面积均无显著差异,低盐促进了各品种细根(d≤0.5 mm)的伸长及生长,新海43号的中根(0.5d≤2.0 mm)长度比CK增加显著,导致此品种根系的总体积与总表面积有显著增加;碱性盐处理的根系总长度、表面积及体积除新海31号与对照差异不显著外,其余品种均有显著降低。180～240mmolL~(–1)浓度下,中性盐处理的根系总长度、表面积及体积与对照相比除新海43号有显著下降外,各品种均差异不显著;碱性盐处理的各品种均是下降显著,其中新海35号的根系总长度下降幅度比其余品种缓慢。300～360mmolL~(–1)浓度下,两种盐处理的各品种的根系总长度、体积与表面积均急剧下降。碱性盐胁迫比中性盐胁迫下降的趋势更为显著。本试验条件下,海岛棉幼苗正常生长所能承受的盐浓度为240 mmol L~(–1),但碱性盐对于海岛棉幼苗的伤害远大于中性盐,供试品种耐盐碱程度为新海35号新海43号新海31号新海48号。     

不同基因型海岛棉根系形态参数对混合盐碱胁迫的响应

【目的】 研究不同耐盐性海岛棉幼苗根系指标对盐碱胁迫响应的机理,为新疆海岛棉育种和耐盐碱种植提供科学依据。【方法】 以盐敏感品种新海48号、弱耐盐品种新海31号、中等耐盐品种新海43号和耐盐品种新海35号为材料,采用NaCl、Na₂SO₄(物质的量1∶1)和NaCl、NaHCO₃(物质的量1∶1)模拟不同程度的中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)胁迫,总盐浓度(Na⁺)为0、120、180、240 mmol/L,分析中性盐和碱性盐两种胁迫下海岛棉幼苗根系形态特征及其与植株耐盐性的关系。【结果】 海岛棉根系形态对中性盐和碱性盐的响应存在差异,中性盐浓度为180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉根系总长度与对照相比均无显著差异,新海31号、新海35号分别比对照高18%和5.97%;在碱性盐120和180 mmol/L处理下,新海35号、新海43号和新海48号的根系总长度较对照分别显著减低38.24%~46.32%、64.25%~75.58%和39.91%~71.47%。当中性盐浓度处于180~240 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所增加;当碱性盐浓度处于120~180 mmol/L时,不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积和体积在不同程度上有所降低。 【结论】 低浓度中性盐和碱性盐使不同耐盐品种海岛棉细根根长、表面积及体积有不同程度的增加,而对中根及粗根无显著抑制作用。中性盐和碱性盐胁迫均显著降低海岛棉根系总长度、总表面积和总体积,其中碱性盐对根系总长度的影响较大,碱性盐主要通过抑制细根的伸长来降低根系总长度。     

氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用

研究氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用及其机制, 以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。以“新陆中54号”为试材, 采用裂区试验设计, 主区为总灌溉量2800 m ³ hm ^-2(非充分灌溉)和3800 m ³ hm ^-2(常规灌溉), 副区为4个施氮(纯N)水平(0、150、300和450 kg hm ^-2)。同一氮肥处理下, 非充分灌溉处理棉花花铃期叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单株光合产物积累与分配、单株结铃数、单铃重及籽棉产量均低于常规灌溉处理, 但籽棉增产率和灌溉水生产力高于常规灌溉处理; 同一灌溉量下, 随着氮肥施用量的增加, 棉花花铃期LAI和单株光合产物积累量先增后降, 且表现为N450>N300>N150>N0, T_r、P_n、单株光合产物向生殖器官分配比例、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、籽棉增产率及灌溉水生产力均表现为N300>N450>N150>N0; 非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势, N300处理补偿效果最显著, 与常规灌溉处理相比, 补偿效应主要表现在棉花花铃期P_n平均提高10.9%, 单株光合产物积累向生殖积累器官分配比例提高10.7%, 单株结铃数、单铃重、籽棉增产率及灌溉水生产力分别提高5.0%、8.0%、7.1%和7.5%; 氮肥对棉花花铃期光合特性及产量构成因素的影响大于水分。非充分灌溉下氮肥施用量为300 kg hm ^-2时补偿效应最大, 虽然在产量上有所下降, 但从干旱地区农业缺水的现实考虑, 可准确灌溉施肥, 且籽棉产量较常规灌溉处理仅下降1.3%。因此, 在南疆自然生态条件下, 非充分灌溉下施氮300 kg hm ^-2时棉花花铃期LAI、T_r、P_n及单株光合产物积累量适宜, 向生殖器官转运补偿效果显著, 具有最大的产量补偿作用, 且节水26.3%。     

种衣剂对棉花幼苗耐寒性的观测及耐寒种衣剂筛选

为筛选棉花耐寒种衣剂,通过比较8种种衣剂包衣对棉花幼苗耐寒性,为其应用与推广提供技术理论支持。以新陆早57号为材料,8种种衣剂包衣棉种,在种子露白期进行低温处理(4、8和12℃),测定棉花幼苗发芽率、株高、干物质、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性蛋白(SP)和游离脯氨酸(Pro)共9项指标,并用2种分析方法综合评价。结果表明:1)低温下,种衣剂1~8号包衣的棉花幼苗的发芽率、株高和干物质均高于未包衣棉苗(CK),随着温度的升高作用显著;2)同一低温处理,种衣剂1~8号包衣处理均降低棉花幼苗的MDA含量,增加SOD、POD、CAT活性和SP、Pro含量;3)通过主成分分析将9个指标转化成6个相对独立的综合性指标,用隶属函数和聚类分析进行综合性评价种衣剂的耐寒性。8种种衣剂可划分为Ⅳ类:第Ⅰ类不耐寒:种衣剂3号;第Ⅱ类弱耐寒:种衣剂1、2和4号;第Ⅲ类中耐寒:种衣剂7和8号;第Ⅳ类强耐寒:种衣剂5和6号。     

甜菜碱对盐碱胁迫下海岛棉幼苗光合作用及生物量积累的影响

研究盐碱胁迫下甜菜碱对海岛棉幼苗光合作用和生物量积累的影响,及在生长发育中的作用,为其在海岛棉抗盐碱栽培生产中的应用提供参考。本研究采用三因素随机区组试验设计,以新海35号和新海48号为试材,盐碱浓度为0、120、180、240 mmol L~(-1),甜菜碱浓度为0、30、60 mmol L~(-1)。随着盐碱浓度升高, 2种海岛棉幼苗株高、叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、植株鲜重及干重积累均呈显著下降趋势,喷施甜菜碱后海岛棉幼苗生长发育、光合特性及生物量积累均有不同程度的提高;同一盐碱浓度下,随着甜菜碱浓度升高,海岛棉幼苗各项指标均先升高后降低,且30 mmol L~(-1)60 mmol L~(-1)0 mmol L~(-1), 30 mmol L~(-1)与60 mmol L~(-1)甜菜碱浓度之间无显著差异;同一甜菜碱浓度下,随着盐碱浓度的升高,对海岛棉幼苗各项指标的促进作用均表现为持续下降趋势,在盐碱浓度120 mmol L-1下,喷施30 mmol L~(-1)甜菜碱对提高海岛棉光合气体参数具有显著效果,进而提高了海岛棉幼苗株高及增加了生物量积累;新海35号较新海48号的促进作用更为明显。因此,在盐碱地(0～120 mmol L-1)栽培中,叶面喷施甜菜碱(30 mmol L~(-1))对海岛棉生长发育及光合作用具有显著改善作用。