除草剂草甘膦对棉田土壤酶活性的影响

为了明确草甘膦对棉田土壤酶活性的影响,于2013年进行室内模拟试验,分别研究了草甘膦不同处理对河南安阳和安徽安庆棉田土壤中过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性的影响。结果表明,草甘膦按照50~5000mg·kg-1处理对2个采样点土壤中的过氧化氢酶均有抑制作用,并且浓度越高,抑制作用越强;50、250、500mg·kg-1处理对这2个棉田土壤脲酶的影响表现为先抑制后激活,而5000 mg·kg-1处理对安庆棉田土壤脲酶表现为先抑制后激活,对安阳棉田则表现抑制作用;500 mg·kg-1处理对安阳棉田土壤磷酸酶表现为抑制作用,对安庆棉田则表现激活效应,而5000 mg·kg-1处理对这2个棉田磷酸酶均表现出激活效应。统计分析表明,50、250 mg·kg-1处理对这2个棉田土壤过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性无显著影响,500 mg·kg-1处理对土壤酶活性有显著的影响,但随着培养时间延长逐渐恢复到对照水平,5000 mg·kg-1处理对土壤酶活性的影响达到极显著水平。     

棉田反枝苋和马齿苋对草甘膦的抗药性

为明确棉田反枝苋和马齿苋对草甘膦的抗性水平,采用培养皿种子法和整株检测法分别测定了7个省18个采样点反枝苋、马齿苋的抗性水平,并采用紫外分光光度计测定采样点反枝苋、马齿苋体内莽草酸含量变化的差异。结果表明:采样点地区的反枝苋和马齿苋对草甘膦存在不同程度的抗药性,2种监测法的抗性趋势基本一致,其中陕西西安采样点的反枝苋和新疆疏勒采样点的马齿苋处于敏感水平,河北曲周采样点的反枝苋抗性倍数最高。植物体内莽草酸积累变化与植物抗性水平相关,抗性较低的植物体内莽草酸积累量普遍高于抗性较高的植物。     

安徽省棉田马唐对草甘膦的抗药性研究

为明确安徽省不同生态区棉田马唐对草甘膦的抗药性水平,采用培养皿种子检测法、整株植株测定法和症状级别法测定池州市、安庆市、芜湖市、滁州市、蚌埠市、阜阳市等地共9个点马唐对草甘膦的抗药性水平。3种检测方法结果均表明:安徽安庆市大观区海口镇皖河农场马唐相对抗药性倍数最高,抗药性指数分别为3.23、3.52和4.91;培养皿种子检测法和整株植物测定法检测的结果基本一致,而使用症状级别法检测的马唐的相对抗药性倍数略高于其他2种方法。     

利用光谱-盐分指数监测棉田土壤盐分

通过对棉田土壤盐分的光谱反演研究,为土壤盐渍化遥感动态监测提供可能。利用ASD地物光谱仪测定新疆兵团第六师共青团农场盐渍化棉田土壤光谱,结合土壤化学参数分析确定反映棉田土壤盐渍化程度的敏感波段,构建最佳盐分指数对棉田土壤盐分进行监测。结果表明,随盐渍化程度(0.084~1.659 g·kg-1)的加重,土壤光谱反射率呈上升趋势,在近红外区(1350~1850 nm)差异尤为显著,该波段范围光谱反射率与土壤盐分呈极显著相关(r=0.880**),且对土壤盐分响应敏感,为识别盐渍化土壤的敏感波段;选择盐渍化光谱敏感波段建立了盐分指数SI1,BI,SI2,NDSI,SI3监测棉田土壤盐渍化的模型,其中SI1和BI的RMSE分别为0.151和0.149、RE为7.5%和6.3%,预测能力强,可推荐为棉田土壤盐分监测的最佳模型。     

市售草甘膦除草剂对转基因抗草甘膦棉花幼苗生长的影响

 以转基因抗草甘膦棉花种质系G6-7和G6-8及其非转基因遗传背景亲本对照中棉所49为材料,研究了市售10%草甘膦水剂和95%的草甘膦粉剂对抗草甘膦棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,中棉所49对于两种类型的草甘膦均很敏感,幼苗喷施0.2 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂均全部死亡。转EPSPS-G6基因抗草甘膦棉对95%草甘膦粉剂的抗性较好,但对10%草甘膦水剂的抗性较弱。就转基因棉花对两种剂型草甘膦的反应看,喷施2.4 mmol·L^-1的10%草甘膦水剂和95%草甘膦粉剂后,棉花幼苗全株鲜重、叶重、根重、下胚轴长、可溶性蛋白质增量和POD活性等各项指标在两种草甘膦制剂间的差异均达到显著水平。喷施12.0 mmol·L^-1 的10%草甘膦水剂,转基因抗草甘膦棉花的种子发芽率显著低于相同浓度的粉剂,两者之间的发芽率相差25%~75%。研究结果表明,10%的草甘膦水剂中可能含有对棉花幼苗生长发育有害的物质,影响抗草甘膦棉幼苗的生长,在转基因抗草甘膦棉花品种商业化应用时应谨慎使用。     

连作年限对棉田土壤团聚体有机碳分布的影响

研究棉田土壤团聚体有机碳分布对不同连作年限的响应,为棉田土壤固碳提供理论依据。以连作5、12、17年(L₅、L₁₂、L₁₇)棉田土壤为研究对象,分析不同连续种植年限条件下,土壤团聚体分布及团聚体有机碳含量。结果表明,与种植1年对照CK处理相比,连作17年处理,0~20、20~40 cm土层>2 mm粒径团聚体百分含量较对照分别显著降低16.7%、13.2%(P<0.05);各土层,连作5年处理土壤有机碳含量最高,分别为11.8、10.6 g/kg,较对照显著提升16.2%、15.1%;土壤团聚体有机碳贡献率以>2 mm粒径最大,占50%以上,<0.053 mm粒径的碳贡献率最小。连作不利于土壤质量的保持,但短期连作对土壤有机碳的积累起正向作用。在本试验条件下,连作5年土壤有机碳含量最大,连作5年后有机碳含量逐渐降低。     

Generation and Glyphosate Resistance Analysis of G10eve Transgenic Cotton

[Objective] Novel germplasm of cotton was generated for development of cultivars with high resistance to glyphosate. [Method] The glyphosate resistance gene G10eve was preliminarily analyzed using bioinformatics methods and introduced into 'Coker 312' via Agrobacterium-mediated transformation. The expression of G10eve was estimated by PCR (Polymerase chain reaction) and qRT-PCR (Quantitative real-time PCR). The content of shikimic acid and tolerance to glyphosate were determined in response to application of glyphosate to 'Coker 312' and transgenic plants. [Result] A total of 28 independent positive transgenic lines were obtained. The transformation efficiency and the rate of seedling differentiation were up to 49.3% and 40.6%, respectively. PCR and qRT-PCR analysis showed that G10eve was integrated into the cotton genome, and the G10eve expression level differed significantly among the transgenic lines. At the cotyledon stage, the transgenic cotton showed resistance to 8 mL·L^－1 glyphosate, whereas 'Coker 312' showed phytotoxicity to the 2 mL·L^－1 glyphosate treatment. No significant accumulation of shikimic acid was detected in transgenic plants before or after glyphosate treatment, which indicated the typical physical characteristic of glyphosate resistance. [Conclusion] Overexpression of G10eve in cotton improved resistance to glyphosate. Thus, novel germplasm of cotton resistant to glyphosate was generated.     

硝化抑制剂对不同氮肥运筹下棉田土壤及棉株功能叶片氮素积累的影响

 通过在棉田中施用硝化抑制剂双氰胺（DCD）实现棉花增铵营养的途径,来改变传统棉田氮肥运筹途径和营养状况,同时考察了由此导致的棉田土壤和棉株功能叶片中氮素变化动态。结果表明：2％DCD的施用促进了棉株对氨基态氮的吸收而抑制棉株对硝态氮的吸收;同时也减少了棉田土壤中残留全氮含量、维持了土壤较高的氨基态氮含量,提高了氮肥吸收利用效率、节约了氮肥资源。进一步表明棉田中施用增铵营养在生理和生态上具有重要的意义。     

抗草甘膦转基因大豆对根际土壤细菌多样性的影响

采用DGGE-cloning测序技术研究抗草甘膦转基因大豆在生长期内对根际土壤细菌多样性的影响。结果分析表明,不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱谱形相似,仅在出苗期和鼓粒期出现两条差异带,分别属于芽单胞菌门（Uncultured Gemmatimonadetes bacterium clone,缺失）和壁厚菌门（Uncultured Firmicutes bacterium clone GASP-KC3W1_H04,增加）;不同生长期内抗草甘膦转基因大豆与非转基因大豆根际土壤细菌16S rDNA DGGE指纹图谱的多样性指数和均匀度指数无显著差异。因此,抗草甘膦转基因大豆对土壤细菌多样性无显著影响。     

新疆南疆盐渍化棉田FA旱地龙施用效果及推荐施用量研究

新疆是中国重要的棉粮基地之一,但长期以来土壤盐碱化与次生盐碱化一直是制约农业发展的关键因素之一,如何改良盐碱地一直是研究热点。腐植酸型土壤改良剂FA旱地龙施入低肥力重盐渍化棉田,以改良土壤盐碱以及棉花长势及产量为评价指标,研究其对盐渍化土壤的改良效果,并探讨其合适的施用量。结果表明：（1）FA旱地龙起到蓄水保墒的作用,对FA旱地龙施用量和土壤保水性能做相关性分析表明,二者呈极显著的正相关关系;（2）能够有效降低盐碱,将0~60 cm深度土壤盐分控制在0.5 ms/cm左右;（3）随着改良剂施用量的增加,棉花株高、茎粗、棉花叶面积和产量均增加。最终从产量、脱盐效果、FA旱地龙投入成本及所获得的经济效益等方面综合分析,确定新疆南疆盐渍化棉田施用FA旱地龙改良剂1500~2950.5 kg/hm2之间,均能达到较为理想的保水抑盐以及增产增收的效果。     

不同土壤改良剂对滴灌模式下次生盐碱化土壤改良效果研究

为筛选出适合当地滴管模式下次生盐碱化土壤的土壤改良剂,在常年滴灌、次生盐碱化严重的地块,选用5种不同土壤改良剂进行大田试验,研究其对次生盐碱化土壤的改良效果。结果表明：施用土壤改良剂能在一定程度上改善次生盐碱化土壤结构,降低土壤盐分,提高土壤养分,对糯玉米株高的影响表现出循序渐进的趋势,对糯玉米叶绿素含量的影响表现出“前强、中弱、后平”的趋势,而且能够提高糯玉米的产量、产值、净增产及产量构成,但对土壤含水量、全氮含量、糯玉米茎周的影响不明显。不同土壤改良剂适宜性综合判定结果为：滴施型土壤改良剂在改善土壤理化性质和提高糯玉米产量方面较基施型土壤改良剂效果显著,滴施型聚马来酸类的盐碱土改良剂最适宜当地次生盐碱化土壤,其次为黄腐植酸类的盐碱土壤改良剂。     

棉花根围土壤中丁草胺的快速降解

测定了丁草胺在棉花非根围土、根围土以及接种后棉花根围土中的降解特性。 1、1 0和 50 mg·kg- 1的丁草胺在棉花非根围土中的降解速率常数分别为 0 .0 3 85、0 .0 3 48、0 .0 2 99,棉花根围土为0 .0 867、0 .0 81 8、0 .0 63 9,接种后棉花根围土为0 .1 0 4、0 .1 75、0 .0 81 6,非根围土壤中的半衰期分别为 1 8.0、1 9.1、2 3 .2 d;根围土中为 8.0、8.5、1 0 .8d;接种后根围中仅为 6.7、4.0、8.5d。结果表明 ,棉花根围土中丁草胺的降解明显快于非根围土 ,接种后的根围土中可快速降解丁草胺 ,是一种有效的快速降解途经     

基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌介导转化方法的研究

以中棉所49、珂字棉201和YZ-1为受体材料,通过对培养基草甘膦浓度、农杆菌侵染时间和浓度、共培养时间以及恢复培养条件等因素的优化,建立了基于抗草甘膦基因的棉花茎尖农杆菌转化技术体系,并将抗草甘膦基因(EPSPS-G6)导入3个受体材料,获得转基因抗草甘膦棉花植株.研究结果表明,适合于棉花茎尖农杆菌介导的草甘膦筛选浓度为10 mg·L-1;茎尖转化体系为农杆菌菌液OD600为0.9～1.0,侵染时间为20min,共培养时间为48 h,选用SH培养基并加入适量活性炭(0.5 g·L-1)作为恢复培养基.用本研究创制的转化技术体系,转化处理3个陆地棉受体360个茎尖,共获得60株抗性再生植株,经PCR检测,获得阳性抗性植株26株,移栽成活23株.以茎尖外植体数计算,本体系的转化成功率6.4％.该转化体系适合于转化抗草甘膦基因或以抗草甘膦基因为筛选基因的外源基因,具有转化频率高、嵌合体少、转化周期短等优点.     

山东滨海盐渍棉田盐分和养分特征及对棉花出苗的影响

 在黄河三角洲6个县区随机选择318块盐渍棉田,对0～20 cm土层盐分、有机质和主要养分含量分析表明,轻度（含盐量<2.5 g·kg^-1）、中度（2.5～4.49 g·kg^-1）和重度（>4.5 g·kg^-1）盐碱地所占的比例分别为44.3%、40.6%和15.1%。中度盐碱地N、P、K含量皆中等偏下,轻度盐碱地则是钾含量偏低;种植年限短的重度盐碱地有机质含量很低,碱解氮和有效磷含量严重不足,但含钾量高;种植年限较长的重度盐碱地有机质、碱解氮和有效磷的含量中等,但速效钾较低。滨海盐碱棉田土壤含盐量（y）和土壤溶液（水：土=5：1）电导率（x）回归方程为y=3.4058x + 0.1427（n=27,R²=0.9964^**）。当土壤含盐2 g·kg^-1 以下时,棉花基本能正常出苗、成苗;当含盐2～3 g·kg^-1时,只有60％～78%的种子可以出苗,45％～55%的种子能够成苗;含盐超过 4 g·kg^-1时,出苗率40%左右,成苗率不足30%。根据滨海盐碱地的盐分和养分特征,采取合理的成苗技术和施肥技术是实现棉花高产的保证。     

Temporal and Spatial Variation Characteristics of Soil Temperature in Cotton Fields under Different Cropping Systems

[Objective] Soil temperature affects the biochemical processes of crops; therefore, elucidating its spatial and temporal distribution characteristics in different cropping systems is an essential part of understanding how to boost cotton yield potential. [Method] In 2016 and 2017, continuous, real-time soil temperature monitoring was conducted at a depth of 10-110 cm in three cropping systems, including monoculture cotton (MC), wheat/intercropped cotton (WIC), and wheat/direct-seeded cotton (WDC). We investigated the growth process and various agronomic traits. [Result] Different cotton soil temperatures were found between MC and doubled in late May, indicating about 1-3 ℃ higher in the former during the symbiotic period. In early July, the cotton soil temperature of the double-cropping systems at 10-40 cm was higher than that of the MC, but showed the opposite at 40-110 cm. In early August, the differences in soil temperature reduced among the three cropping systems, while the soil temperature of the MC was still slightly lower than that of the double-cropping systems. After mid-September, the soil temperature of the double-cropping systems was lower than that of the MC. The soil temperature mainly influenced the duration of cotton seedling to squaring, and flowering to the boll-opening period. At the same time, there was a subtle effect on the squaring to flowering and boll period. In general, higher average soil temperatures were associated with shorter growth period durations. During the same period, the lowest daily soil temperature of the double-cropping systems occurred about one hour earlier than in the MC; however, the highest daily temperature appeared at the same time. There was a linear relationship between accumulated soil temperature and biomass at different layers across cropping systems. [Conclusion] Controlling the timing and quantity of irrigation water can assist agronomic practices by alleviating the effect of soil temperature on cotton growth. Increased accumulative soil temperature is beneficial to cotton emergence and boll opening in double-cropping systems. This study provides a theoretical basis for rational allocation and management of different cropping systems.     

土壤类型、质地和土地类型对土壤盐渍化水平的指示

土壤类型、土壤质地和土地类型以不同的方式影响着土壤水盐运移,对土壤盐渍化水平有一定的指示作用。野外调查和土壤采样分析获得了73个同一位置土壤的土壤类型、土壤质地、土地类型数据以及土壤盐渍化水平数据。利用信息量计算法评价了土壤类型、土壤质地和土地类型对现代黄河三角洲土壤盐渍化水平的指示作用,结果表明：潮土-（粘土和砂壤）-（幼年水稻土平地和盐化潮土河滩高地）对轻度盐渍化有指示作用,粘土-（砂质黄河滩地和盐化潮土浅平洼地）对中度盐渍化有指示作用,砂壤-（獐茅、芦草潮盐土平地和盐化潮土浅平洼地和白茅、芦苇盐潮土平地）对重度盐渍化有指示作用,盐化潮土-重壤-（滨海盐滩地和滨海芦苇沼泽湿洼地和獐茅、芦草潮盐土平地和白茅、芦苇盐潮土平地）对盐土有指示作用。     

棉花抗草甘膦突变体筛选及其在杂种优势利用中的应用

采用体细胞连续定向筛选技术,结合体细胞诱变技术,获得非转基因抗草甘膦的棉花突变体—R1098。R1098植株抗除草剂性状稳定;霜前皮棉产量与苏棉12号相当,纤维品质优良,抗枯萎病、耐黄萎病,是一优异的棉花种质资源。遗传试验结果表明,R1098的抗草甘膦性由一对显性基因控制,无细胞质效应。用R1098作父本与一般陆地棉杂交,其F_1仍具有抗草甘膦特性,可以用于棉花杂交种的纯度鉴定和假杂种自动清除,有利于棉花杂种优势利用的进一步推广。     

影响棉花纤维品质的土壤养分

1987年,在浙江省棉区选择10个有代表性的试验点(县)。研究了棉纤维品质指标与土壤养分的相关性。研究结果表明:(1)纤维品质指标与土壤养分两组变量间的典型相关系数(λ=0.9683)达显著水平,因此棉花纤维品质的优劣与土壤营养元素含量的高低有关。(2)在土壤诸养分中,以土壤有机质、氮、硼和铜对棉花纤维品质的影响较大,特别当这些养分的含量较高时,纤维的麦克隆值和2.5％跨距长度有显著地提高。(3)黄岩、金华、衢县和平湖试点的土壤由于采用稻棉轮制而土壤肥力较高,纤维品质较好。     

不同改良剂对新疆盐碱土壤改良及棉花生长的影响

针对新疆干旱区盐碱土的特点,探究该区域改良盐碱土壤的最适改良剂产品。通过采用田间小区试验的方法,设计对照组(CK)、盐碱专家(Y)、磷酸脲(L)及微力壮(W) 4个处理,分析不同改良剂对中度盐碱地表层20 cm土壤盐分、pH、总碱度、钠吸附比(SAR)及棉花苗期生长和产量的影响。结果表明,各改良剂均能降低土壤盐分含量和pH,促进棉花苗期生长,提高棉花产量。其中,Y处理和L处理的抑盐效果较好,盐分相对升高率分别较CK处理降低107.73%和101.67%;与CK处理相比,Y处理土壤pH显著降低了0.15个单位,并显著促进棉花苗期生长和提高棉花产量,增产5.84%;Y处理和W处理降低土壤总碱度的效果最好,分别比CK处理显著降低了0.46和0.41个单位,但降低SAR的效果无显著性差异。综合各改良剂对土壤理化性质和棉花产量的影响,盐碱专家是该试验区较适宜的盐碱土壤改良剂。     

种植转基因棉对4种土壤酶活性的影响

 在温室试验条件下,研究了种植转Bt基因棉、转Bt+CpTI基因棉在不同生育期对根际土壤脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶活性的影响。结果表明：从苗期到花铃期,土壤脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性表现为先升后降,而蛋白酶和中性磷酸酶活性则表现为先降后升;同一品种在相邻两个生育期土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的差异达极显著水平（P<0.01）。与亲本常规棉相比,种植转基因棉降低了土壤脲酶活性和土壤酸性磷酸酶活性,对土壤脲酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为23.06%和45.36%;对土壤酸性磷酸酶活性转Bt基因棉和转Bt+CpTI基因棉降幅分别为10.89%和34.91%;转Bt+CpTI基因棉sGK321的种植对土壤酶活性的影响较大：对脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性的影响差异均达到了极显著水平（P<0.01）。