温度对棉纤维超分子结构的影响

全铃期日均温19.5℃和夜均温17.0℃以上时α角随铃龄增大不断宽化(变大),低于该范围时α角随纤维发育不断变小(优化).角和ψ角随纤维发育不断优化(变小),不同处理相同铃龄随温度降低ψ角与ψ角值有变大趋势.α、ψ及ψ角值与铃龄呈曲线关系,且相关显著.随纤维发育横向晶粒尺寸逐渐增大,相同铃龄随温度下降晶粒尺寸值降低,横向晶粒尺寸值与铃龄及全铃期日均温呈曲线关系,且相关显著.     

彩色棉纤维发育过程中超分子结构变化与纤维品质的关系

以棕絮1号、新彩棉1号、陇绿棉2号、绿1-4560和普通白色棉对照品种鲁棉研28为试验材料,利用X-射线衍射技术,研究了彩色棉纤维发育过程中纤维品质与超分子结构的动态变化规律及它们之间的关系,旨在探寻彩色棉纤维品质差的原因。结果表明,各供试品种的最终棉纤维长度、3.2mm隔距比强度、成熟度及马克隆值均表现为白色棉鲁棉研28棕色棉棕絮1号和新彩棉1号绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560;相应的横向晶粒尺寸均随纤维发育进程不断增大,取向参数逐渐减小(优化),但不同品种间存在差异。与白色棉鲁棉研28相比,棕色棉棕絮1号和新彩棉1号纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅偏大,终止值略低;取向参数初始值低,日变幅小,终止值偏高;绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅小,终止值偏低;取向参数初始值高,日变幅小,终止值高。相关分析显示,彩色棉纤维的横向晶粒尺寸与3.2mm隔距比强度密切相关(r=0.89621*),ψ角和φ角与3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值呈显著负相关(r=-0.93816*～-0.90233*),α角与纤维长度极显著负相关(r=-0.97314**)。表明彩色棉纤维品质差与纤维发育过程中横向晶粒尺寸初始值和终止值低及取向参数终止值高,进而影响纤维3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值和纤维长度有关。     

温度对棉纤维强度及超分子结构的影响

利用短季棉中棉所16号品种, 研究了温度对棉纤维断裂比强度与超分子结构的影响, 结果 表明： 纤维断裂比强度随铃龄增大而升高; 相同铃龄随温度下降断裂比强度降低。 较高 温度条件下α角随铃龄增大不断宽化(变大), 对纤维强度提高不利; 较低温度条件下α角 随纤维发育不断变小(优化), 某种程度上有利于纤维强度提高;     

含异常棉基因棉纤维品质及超分子结构遗传效应

通过对３个含有异常棉血缘的陆地棉高强纤维种质系和４个推广品种的纤维品质和纤维超分子结构分析表明，纤维比强度越高，纤维微原纤角越小，取向度越高，而与成熟纤维的结晶度关系不密切。４×３的不完全双列杂交分析表明，纤维品质和纤维超分子结构参数的基因型方差（除结晶度外）都达显著或极显著水平，对基因型方差进一步分解表明，母本的纤维比强度、长度、取向度和微原纤角的一般配合力均方达显著或极显著水平，其中泗棉３号的一般配合力最高。仅纤维比强度的特殊配合力均方达显著水平。纤维比强度以泗棉３号×７２３５为最高。Ｆ１与双亲均值的相关分析结果表明难以根据组合的中亲值来预测其杂交组合Ｆ１的表现。     

棉纤维品质指标形成的动态模拟

棉纤维品质形成的准确模拟对构建棉花生长模拟系统及优质高产管理决策具有重要意义。本文以棉铃发育的生理生态过程为基础，采用生理发育时间作为定量发育进程的尺度，通过量化品种效应及水分、日均温和日温差等生态因子对棉纤维品质指标形成的影响，构建了预测棉纤维伸长、比强度增加和纤维素积累的模拟模型。利用不同生态点不同日均温和日温差条件以及不同水分处理的试验资料对模型进行了检验。结果显示，纤维长度、纤维比强度、纤维素含量模拟值与观测值之间的根均方差（RMSE）分别为1.15 mm，1.03 cN·tex^-1和4.37%，表明模型具有较好的预测性和适用性。     

棉纤维颜色与品质性状杂种优势关系研究

利用白、绿、棕、深棕4种纤维色泽种质共7种类型的杂交组合,分析了纤维色泽和品质性状的表现差异,以及品质性状杂种优势与纤维色泽深浅的相关性。结果表明:深棕色与绿色组合的平均超亲优势最强,白色与深棕色、深棕色与绿色组合的平均中亲优势表现较好。纤维长度、比强度和麦克隆值等性状亲本差绝对值与超亲优势的简单相关系数均达极显著相关,但其中亲优势则均未达显著水平。纤维色泽与纤维长度、比强度的超亲和中亲优势的简单相关系数分别为-0.3601和-0.4487、-0.3978和-0.3895,均达极显著水平;纤维色泽与F1纤维长度达极显著相关,其简单相关系数为-0.6045。育种上,在保证深纤维色泽前提下提高纤维品质,可利用深棕色与绿色、绿色与绿色和棕色与绿色组合。同时利用杂种优势可以达到同步改良彩色棉的纤维长度和比强度等性状的目的。但双亲纤维色泽越深,越不利于对彩色棉进行纤维品质的改良。     

棉纤维品质性状与取向参数的关系

应用ＳｐｉｎｌａｂＨＶＩ９００系统和Ｘ射线衍射强度－方位角扫描谱的多峰分离法测量了成熟棉纤维的初始模量Ｍ３．２ｍｍ隔距比强度Ｔ,２．５％跨矩长度Ｌ和微原纤螺旋角ψ微晶取向离散角α。Ｍ＝３．７３－０．０４ψ－０．０６α（Ｎ／ｔｅｘ）复相关关系ｒ＝０．７６２,Ｔ＝５８．０８－０．３０ψ－１．３３α（ｇｆ／ｔｅｘ）ｒ＝０．８７６,Ｌ＝６３．２３＋０．５７ψ－１．８８α（ｍｍ）ｒ＝０．９０５。     

棉纤维品质改良的分子生物学基础

本文简要地评述了棉纤维特异性表达基因和棉花纤维素合成酶基因的克隆及其表达方面的研究进展。与棉纤维伸长有关的基因主要有GhCAP和pGhEXl,与棉纤维次生壁加厚有关的基因主要有H6、Fb-E6和FSl8A等,但这些基因的精确功能还有待进一步研究。棉花celA是从第一个高等植物中克隆出的编码纤维素合成酶催化亚基的基因。利用转基因技术将抗虫、抗除草剂基因和这些与纤维发育有关的基因导入棉花,不但可改良棉花的产量和纤维品质,降低生产成本,而且可减轻对环境的不利影响,从而增强棉花的市场竞争力。     

气象因子对棉纤维品质影响的研究进展

系统地分析了国内外在气象因子对棉纤维品质影响方面研究所取得的进展,初步分析了应当深入研究的几个问题。     

中国北方主要棉区土壤供钾能力及其与产量和品质的关系

2012―2013年在山东平原县、河北威县、新疆昌吉市代表性棉田上采集土壤(0~20 cm)和棉花样品,分析北方棉区土壤钾素状况、供钾能力及其与棉花产量和纤维品质的关系。结果表明,平原、威县、昌吉棉田速效钾含量平均分别为217、128、232 mg·kg-1,供钾能力平均分别为128.2、105.1、213.6 kg·hm-2,每生产100 kg皮棉棉花地上部分别吸收K 9.77、7.82、12.25 kg。不同棉区土壤速效钾含量与皮棉产量和地上部吸钾量相关性不同,在平原和昌吉,当土壤速效钾含量分别小于123 mg·kg-1和220 mg·kg-1时,与皮棉产量和地上部吸钾量具有显著正相关。3个植棉区棉花的吸钾量与子棉产量、皮棉产量都呈显著的正相关。棉花地上部吸钾量、纤维吸钾量和纤维含钾量与纤维品质指标的相关性不同地点差异大。     

高品质陆地棉纤维品质形成特点的研究

以常规棉苏棉16为对照,研究了高品质棉渝棉1号、高品质Bt棉科棉1号的纤维发育及品质形成特点。结果表明,与苏棉16相比,科棉1号和渝棉1号纤维快速伸长期略长,快速伸长期内的长度日增长速率较高;比强度快速伸长期较短,但在快速伸长期内的增长速率较高;纤维素含量随着花后天数呈增加趋势,17 d内的增长速率很低,17 d后速率明显加快,至花后24 d呈直线上升趋势,到花后45 d时纤维素含量基本稳定。与苏棉16相比,渝棉1号和科棉1号花后IAA含量较高;花后17 d ABA含量较高,花后24 d的ABA/IAA较高,说明不同基因型纤维发育和品质建成过程的差异与其纤维细胞内的激素变化有关。     

主要栽培措施对高品质棉科棉3号纤维品质的影响

 于2005 2006年研究了密度、施肥和化控等措施对高品质棉科棉3号纤维品质的效应,发现烂铃和不同时期成铃的纤维品质存在较大差异,栽培措施影响烂铃率和棉花结铃分布,从而影响纤维品质。高N和不化控处理,伏前桃和伏桃烂铃率提高5～10倍,增加施N量和减少化控是导致烂铃率高的主要原因。后期植株全N含量与烂铃率呈极显著正相关,控制后期各器官N代谢有利于降低烂铃率。随施N量增加,后期结铃分布逐步提高;增加密度（尤其是高密度）导致伏桃比例降低,而伏前桃和晚秋桃比例增加;化控量增加前中期铃分布比例提高,中后期铃比例降低。从降低烂铃率和提高优质铃比例两方面综合分析,应保持适宜的密度和施N总量,N肥前期适当增加,中期稳定,后期减少;化控用量总量略增,运筹上做到“花前减,花期稳,封顶增”。     

我国主产棉省纤维品质现状分析与建议

以2001-2005年农业部对13个主产棉省主栽品种纤维抽查结果为研究对象,分析了“十五”期间我国棉花纤维的长度、整齐度指数、比强度、麦克隆值等8项品质指标的分布情况。我国棉花纤维长度主要分布在28 mm~29 mm,整齐度指数主要分布在82%~84%,断裂比强度主要分布在27 cN.tex-1~29 cN.tex-1,麦克隆值主要分布在4.0~5.0,可以满足纺中、低档棉纱的要求。位于长江流域棉区的几个产棉省(如江西、湖北、湖南)棉花纤维在长度、整齐度指数、比强度等指标上优于其它省份,但麦克隆值偏高,色泽特征差,品级较低。西北内陆棉区(新疆)的麦克隆值和色泽特征最好,品级较高。黄河流域棉区主产棉省纤维指标处于其它两个棉区之间。     

遮光对彩色棉的色泽及纤维品质的影响

通过对棕色棉和绿色棉不同发育时期棉铃的遮光处理,研究了遮光对彩色棉的纤维色泽和纤维品质的影响。结果表明,棕色棉和绿色棉在-5~55 DPA(开花后的天数)遮光后,其纤维还表现各自的纤维色泽,但其纤维色泽鲜艳度和稳定性在不同遮光时期有一定程度的差别。棕色棉在25DPA以前遮光的纤维颜色比对照变淡;绿色棉在不同生育期遮光后颜色比对照深。遮光对彩色棉和白色棉纤维品质的若干指标有一定的影响,在5~15DPA遮光的纤维都比不遮光的对照粗,在30DPA遮光的纤维长度和强度都较好,35DPA以后遮光的纤维长度和强度随遮光时间的延长越来越差,在45~50DPA套袋遮光后的纤维长度、强度和整齐度都比不遮光的要低得多。     

温光条件对高品质陆地棉纤维品质的影响

 以科棉1号为试验品种,在江苏不同生态区设立试验点,研究温、光因子对纤维品质的影响。结果表明,4个地点温光因子存在显著的地域差异。逐步回归分析表明,影响4桃纤维品质的温光因子不同。影响纤维长度的主要是气温日较差,影响伏前桃和早秋桃比强度主要是最高温度,影响伏桃比强度的主要是日照时数和气温日较差,晚秋桃比强度则主要受最高温度和气温日较差的调控。影响伏前桃麦克隆值的主要是最低温度和日均温,对伏桃和早秋桃纤维麦克隆值有明显影响的是日照时数,影响晚秋桃麦克隆值的主要是气温日较差。     

不同纬向区域条件下高品质陆地棉纤维品质的特点

不同纬向区域的温光条件存在显著差异,对棉纤维分化和发育有着直接作用,并对最终纤维品质产生影响.以高品质棉科棉1号为试验品种,在邳州、淮安、扬州和启东等四个江苏不同纬向区域分别种植,研究了该品种在不同纬向区域条件下纤维品质表现.结果表明,纤维品质总体表现为,从北向南随着纬度的降低,纤维长度、伸长率和黄度有降低的趋势,比强度和麦克隆值增加,长度整齐度有提高的趋势,反射率和纺纱均匀度的变化缺乏规律性.品质在年度间的差异明显.优化麦克隆值是品质进一步改善的重点.     

高品质棉高产保优的栽培途径探讨

为充分发挥高品质棉的产量潜力,研究了高品质棉杂交种科棉1号、常规种科棉4号在育苗移栽种植方式下,不同的密度以及密度氮肥配合条件下群体果节量、果枝数,成铃特点、铃重、产量和纤维品质的变化特点。结果表明,高品质棉通过适当降低密度,科棉1号每公顷保持在2.7万株左右、科棉4号保持在3万株左右,果节量都控制在每公顷300万个左右,成铃率可达到40%以上,从而获得高产和保优同步。根据高产保优情况下棉株壮个体优势果枝数增多、优势果枝节位上移以及上、下部位成铃数、成铃率、铃重提高等特点,提出了高品质棉的“优、壮、高”高产栽培途径,用优化群体、壮个体的途径容易形成适宜果节量和高成铃率的高产群体。