库尔勒垦区机采棉花品种（系）比较试验研究

本试验结合库尔勒垦区特有的气候条件,采用一般大田管理措施,经过2年的栽种试验,对35个棉花品种(系)进了比较分析,以新陆中35号为对照,从中筛选出适合库尔勒垦区推广种植的具有较优机采棉性状的品种。通过对35个参试棉花品种(系)的比较试验得出:1704、1709和HK3这3个棉花品种产量分别为7 200.36 kg/hm~2、6 800.34 kg/hm~2和6 650.33 kg/hm~2,且满足棉花机械采收和纤维品质的要求。可作为库尔勒垦区推广机采棉首选棉花品种。     

新疆机采棉花实现叶片快速脱落需要的温度条件

随着机采棉的快速推进,籽棉含杂率过高导致清理工序过多及纤维不必要的损伤。新疆棉区棉花生长后期的热量资源有限,如何合理喷施脱叶催熟剂是改善原棉品质的关键技术措施。本研究采用分期喷施脱叶催熟剂的方式,探讨了温度变化对棉花叶片脱落率的影响及实现棉花叶片快速脱落需要的温度条件。结果表明,在喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0)d内,棉花叶片脱落率最高,达55%～79%,且与最高温度和每日≥12°C有效积温呈显著的线性关系。若要在喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0)d内实现55%的叶片脱落率,则应满足该时间段最高温度大于27.2°C、每日≥12°C有效积温大于7.0°C·日的要求。因此,喷施脱叶催熟剂后(7.0±1.0) d内是实现良好脱叶效果的关键时间段,期间的最高温度和每日≥12°C有效积温则是影响的关键因素。     

缩节胺(DPC)对不同密度下棉花冠层结构特征与产量性状的影响

在新疆气候生态条件下,设置适量化调和超量化调方式,每个化调下设3个种植密度,研究了化学调节剂(DPC)对不同密度棉花冠层结构及产量的影响.结果表明:随密度增加,两种化调量下均表现叶面积指数(LAI)增大、叶倾角(MFA)变大,株型变紧凑；但密度过大,群体散射辐射透过系数(TR)小,造成生育后期群体光合速率(CAP)较快...     

强闪光抑制棉花叶片光系统Ⅱ活性和热耗散

除持续强光导致光合作用效率降低外,强闪光也能够影响光合功能,但规律和机制尚不清楚。为研究强闪光对喜光植物棉花叶片光合功能的影响,选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号为材料,于强闪光处理(20,000μmol m–2 s–1, 300 ms,间隔10 s,处理时间持续30 min)前后分别测定叶绿素荧光、P700和气体交换。结果表明,强闪光处理后不仅有活性的PSI (光系统I)反应中心含量下降,同时PSⅡ (光系统Ⅱ)电子传递活性也受到限制。与对照相比,强闪光处理后PSI的ΦND (PSI供体侧限制引起的非光化学量子产量)下降,ΦNA (PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量)增加,暗示强闪光能够抑制PSI受体侧电子传递活性。强闪光处理不仅使PSⅡ的实际量子产量明显下降,而且非光化学猝灭和ΦNPQ (PSⅡ调节性能量耗散的量子产量)也降低;但是,ΦNO (PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量)明显增加,表明强闪光导致热耗散降低和PSⅡ失活。此外,强闪光处理后光合速率和气孔导度均降低,但细胞间隙CO2浓度增加,证明强闪光处理后同化能力的降低不是气孔限制导致的。因此,本研究认为强闪光处理不仅抑制PSI活性,而且导致PSⅡ失活和可调节性热耗散下降;光合电子传递活性的下降可能是强闪光下光合速率降低的重要原因。     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

干旱区滴灌模式和种植密度对棉花生长和产量性能的影响

以高产棉花品种新陆早45为材料,自初花至吐絮设置常规滴灌(I500)和有限滴灌(I425)2种处理,每种滴灌模式下设低(D_12)、中(D_24)和高(D_36)3个种植密度,分析棉花不同生育时期叶面积指数(LAI)、群体生长率(CGR)、棉铃生长率(BGR)、净同化率(NAR)以及产量、灌溉水分利用效率(IWUE)等变化。结果表明,与I500相比,I425将LAI到达顶峰的时间推迟至盛铃期并延缓了盛铃期以后的叶片衰老,显著提高了盛花期至吐絮期NAR,在不显著降低籽棉产量的前提下,提高了IWUE。在I500条件下,LAI、CGR、BGR、NAR、总生物量(TDW)、铃生物量(BDW)、总铃数(BN)、生殖器官与营养器官质量的比例(RVR)均以D_24较高,D_12最低;I425条件下,上述参数均以D_36最高。籽棉产量以I500D_24、I425D_36较高,IWUE则以I425D_36较高。相关分析表明,籽棉产量和IWUE与BN、RVR呈显著正相关,IWUE与NAR呈显著正相关。表明盛花期至盛铃期较快的群体生长速率、较强的物质生产能力以及较多的干物质持续向棉铃的供应,是I425D_36提高产量的重要原因。     

北疆高产棉花干物质积累与分配规律的研究

对北疆高产棉花干物质积累动态的分析表明，干物质积累的最快时期出现在盛花结铃期，干物质积累的关键时期在初花至盛铃期，在这段时间内，是利用水肥提高干物质积累量和控制产量形成的重要时期。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

不同生态棉区棉花单铃重构成因子的特征

为了解棉花单铃重及与其构成因子间在数量上的变化规律, 阐明新疆棉花单铃重较高的内部原因, 以不同生态棉区选育的棉花品种为试验材料, 分别在新疆库尔勒、石河子和河北南宫市3地种植，分期播种, 并在不同生育期对相应部位棉铃挂牌标记, 吐絮收获后, 对所标记棉铃统一考种, 测定单铃重及短绒重、每粒种子着生纤维根数等构成因子。结果表明,棉花单铃重以南疆棉区最高,除短绒重和每粒种子着生纤维重在北疆棉区略高外, 其他铃重构成因子均以南疆棉区最高, 河北棉区最低。单铃重、单铃纤维重、每粒种子着生纤维总重及每粒种子着生纤维重均与其相应的构成因子显著正相关。除衣分和单铃种子数表现为北疆自育早熟品种略高于内地引进早中熟品种外, 单铃重及其他单铃重构成因子均表现为内地引进早中熟品种高于北疆自育早熟品种。单铃重构成因子均以新疆2个棉区较高, 除生态因素影响外, 这是新疆棉区, 特别是南疆棉区单铃重较高的主要内部因素。     

新疆滴灌棉花花铃期干旱复水对叶片光合特性及产量的影响

在新疆气候生态条件下, 采用膜下滴灌植棉技术, 控制花铃期0~60 cm土壤滴水下限分别为田间持水量的45%(中度干旱)、60%(轻度干旱)和75%(正常供水, 对照), 滴水上限均为田间持水量, 研究不同程度干旱复水对棉花叶片光合特性及产量形成的影响。结果表明, 干旱降低了叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s), 中度干旱下叶片光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ电子传递量子产量(Ф_PSⅡ)降低, 非光化学猝灭系数(NPQ)升高。复水后3 d内P_n和G_s恢复, 以轻度干旱恢复最快; Ф_PSⅡ和qP与Pn的变化相似; NPQ复水后1~2 d显著降低。从初花期至盛铃前期, 轻度干旱复水后光合物质累积量与对照无明显差异, 盛铃后期至吐絮期低于对照, 籽棉产量较低; 中度干旱复水后光合物质累积量及籽棉产量均最低。