棉株生理年龄对纤维加厚发育及纤维比强度形成的影响

 【目的】研究棉株生理年龄对棉纤维加厚发育及纤维比强度形成的影响。【方法】通过设置播期试验使位于棉株不同部位的棉花"三桃"（伏桃、早秋桃和晚秋桃）的棉纤维加厚发育期（铃龄25～50 d）处于相同的温度条件下（统计伏桃、早秋桃和晚秋桃棉纤维加厚发育期日均温分别为22.0、19.4和15.3℃）。【结果】棉花"三桃"的棉纤维加厚发育及纤维比强度受温度和棉株生理年龄的双重影响，棉株生理年龄是影响伏桃、早秋桃棉纤维加厚发育的主要因子，对棉株上部果枝的伏桃和下部果枝的早秋桃棉纤维加厚发育具有显著影响，铃重、衣分和纤维比强度均明显低于其他部位；棉纤维加厚发育期低温则是影响晚秋桃棉纤维加厚发育及纤维比强度的首要因子。在本试验15.3℃的温度条件下，棉纤维蔗糖合成酶活性显著降低，β-1，3-葡聚糖酶活性显著升高，同时纤维素累积量和累积速率均显著降低，棉花铃重低于2 g，纤维比强度低于20 CN·tex-1。【结论】棉株生理年龄对伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维比强度的影响作用依次增强。     

棉铃对位叶氮浓度对纤维糖类物质和纤维比强度的影响

【目的】探明棉铃对位叶氮浓度对棉纤维比强度形成的影响。【方法】以纤维比强度差异较大的3个棉花品种为材料,设置不同施氮量处理以形成不同的棉铃对位叶氮浓度,研究棉纤维加厚发育过程中棉铃对位叶氮浓度的动态变化及其与纤维中糖类物质及纤维比强度间的关系。【结果】棉铃对位叶氮浓度随铃龄的变化符合幂函数曲线YN=αt-β;在棉纤维加厚发育过程中,纤维中蔗糖、β-1,3-葡聚糖和纤维素含量随棉铃对位叶氮浓度的增加呈抛物线型变化,蔗糖、纤维素累积与纤维比强度形成的最佳棉铃对位叶氮浓度变化曲线相吻合,β-1,3-葡聚糖累积与纤维比强度形成的最佳对位叶氮浓度差异较大。【结论】棉铃对位叶氮浓度反映了棉铃发育的氮营养状况,在棉纤维加厚发育过程中,均存在一个有利于蔗糖、β-1,3-葡聚糖、纤维素累积及高强纤维形成的最佳对位叶氮浓度。棉纤维中较高的蔗糖和纤维素含量有利于纤维比强度的形成;棉纤维加厚发育前期较高的β-1,3-葡聚糖含量有利于纤维比强度的形成,后期则对纤维比强度形成的作用降低。不同品种纤维比强度形成的对位叶适宜氮浓度差异较大,进一步说明对位叶氮浓度影响棉花纤维加厚发育和比强度的形成。     

棉铃对位叶氮浓度与纤维品质指标的关系

 【目的】研究棉铃对位叶氮浓度与纤维品质指标的关系,为不同开花期棉铃纤维品质形成的氮素营养监测提供理论依据。【方法】在大田栽培条件下,以高品质棉(科棉1号)和常规棉(美棉33B)品种为材料,分别于江苏南京（118°50′E,32°02′N,长江流域下游棉区）和江苏徐州（117°11′E,34°15′N,黄河流域黄淮棉区）设置不同氮素水平(低氮：0 kgN?hm-2;中氮：240 kgN?hm-2;高氮：480 kgN?hm-2)试验,研究棉铃对位叶比叶重（LMA）、氮浓度（单位干重氮含量,NM;单位叶面积氮含量,NA）对氮素水平的响应,并初步探索了棉铃对位叶NA与纤维品质指标的关系。【结果】（1）棉铃对位叶NA蕴含了NM和LMA的双重信息,具有对氮素水平及开花期均较为敏感的特性,在氮素处理间差异性达显著水平,随开花期的推迟呈现出逐步上升趋势。（2）随着棉铃对位叶NA平均值的增加,棉纤维品质关键指标(纤维长度、比强度、马克隆值、整齐度)的变化趋势均为开口向下的抛物线型。（3）低氮与中氮处理间棉铃对位叶NA平均值的差距随着开花期的推迟逐渐扩大,而高氮与中氮处理间的差距逐渐缩小,相应氮素处理间纤维比强度和马克隆值的差距亦呈现出同样的变化趋势。【结论】棉铃对位叶NA与棉纤维品质指标的关系密切,可作为今后从氮素营养角度实时监测预报棉纤维品质优劣的一个重要生理指标。     

温光互作对棉花不同空间部位纤维品质的影响

【目的】为采取适宜栽培措施减轻花铃期不适宜温光条件对棉花纤维品质的影响提供理论依据。【方法】以温度敏感性差异较大的科棉1号（低温弱敏感型品种）和苏棉15号（低温敏感型品种）为材料,通过分期（4月25日、5月25日、6月10日）播种和花铃期遮阴（相对光照率CRLR为100%、80%、60%）,形成花铃期不同的温光条件,研究温光互作（用铃期内累积辐热积PTP表示）对棉花不同空间部位纤维品质的影响。【结果】（1）铃期内日均温、日均最高温、日均最低温和光合有效辐射是造成棉纤维品质差异的主要气象因子,棉株不同空间部位各气象因子值纵向随果枝数增加、横向随果节数增加均逐渐降低。（2）纤维品质指标中马克隆值对温光互作最为敏感,其次为纤维比强度、纤维长度。（3）各空间部位棉纤维长度、比强度、马克隆值随铃期内PTP的增加均呈抛物线型变化。各空间部位各纤维品质指标理论最大值,纵向比较内围果节以中部果枝最大,下部次之,上部最小,横向外围果节的理论最大值均小于其内围果节。中部内围铃各纤维品质指标达到优质棉A级、AA级时适宜PTP范围最广。低温敏感型品种各纤维品质指标适宜PTP范围皆低于低温弱敏感型品种。（4）纤维比强度的适宜PTP范围较小,是优质棉A级的主要限制因素;马克隆值和比强度适宜PTP匹配性差,是优质棉AA级的共同限制因素。棉纤维品质在PTP 183.5-633.7 MJ·m^-2（科棉1号）、229.0-589.6 MJ·m^-2（苏棉15号）时达到优质棉A级,在304.7-452.9 MJ·m^-2（科棉1号）、346.6-357.8 MJ·m^-2（苏棉15号）时达到优质棉AA级,两年试验中除6月10日播期CRLR60%处理外其余处理均达到优质棉A级;而达到优质棉AA级的只有 4月25日播期CRLR80%、CRLR60%处理和5月25日播期CRLR80%处理。【结论】棉花各纤维品质指标均有其适宜的PTP范围,纤维比强度和马克隆值是各空间部位达优质棉的限制因素,一定程度的晚播（如5月25日）与弱光有利于优质棉纤维品质的形成。     

不同施氮量对短季棉生长发育及产量构成的影响

为明确短季棉适宜的施氮量,进行不同施氮量(0、75、150、225、300 kg/hm~2)对短季棉中棉所50生长发育及产量构成影响的研究。结果表明,不同施氮量对中棉所50生长发育影响较大。随着施氮量的增大,棉株生育期会略推迟,株高先增高后略降低;果枝数、单株果节数均先增加后略降低。不同施氮量棉株结铃分布总体表现为随着施氮量增加,果枝变长,棉株成铃向上、向外延伸,增加施氮量有利于提高上部铃、外围铃的成铃比例,中下部铃、外围铃的比例则相对减少。不同施氮量处理对棉花产量形成及籽棉产量影响较大,随着施氮量的增加,单株成铃数、总铃数、铃质量均有先增加后减少的趋势。增施氮肥使棉花子指略有提高,衣分、霜前花率略有下降。表明适当施氮量有利于提高短季棉的总铃数和铃质量,从而增加产量。随着施氮量增加,不同处理籽棉产量有先增加后减少的趋势,在江苏沿海地区中等肥力土壤条件下短季棉施氮水平宜控制在225 kg/hm~2左右,该条件下籽棉产量最高。     

不同棉花品种纤维比强度形成的温度敏感性差异机理研究

 【目的】研究纤维比强度形成存在温度敏感性差异的2个棉花品种纤维发育生理特性对低温的响应差异。【方法】选用纤维比强度形成存在温度敏感性差异的2个品种（科棉1号：温度弱敏感型品种,苏棉15：温度敏感型品种）,通过分期播种,使相同果枝部位棉铃发育处于不同的温度条件,研究低温对棉花纤维发育相关物质含量和酶活性的影响。【结果】正常播期条件下,棉纤维发育期日均最低温为24.0和25.4℃,棉纤维中蔗糖合成酶活性高,β-1,3-葡聚糖酶活性低,蔗糖转化率和纤维素含量均较高,最终纤维比强度最高;晚播所致的低温（棉纤维发育期日均最低温低于21.1℃）则显著影响棉纤维发育,蔗糖转化率、纤维素含量、β-1,3-葡聚糖含量均下降,纤维发育相关酶活性中蔗糖合成酶活性下降、β-1,3-葡聚糖酶活性上升,导致纤维比强度降低。2个纤维比强度形成存在温度敏感性差异的棉花品种纤维发育生理特性对低温的响应存在差异,温度敏感型品种（苏棉15）的蔗糖转化率、纤维素含量及酶活性（蔗糖合成酶、β-1,3-葡聚糖酶）在因播期形成的不同温度间的变化幅度明显大于温度弱敏感型品种（科棉1号）。【结论】低于21.1℃的日均最低温影响棉纤维发育及纤维比强度形成,不同棉花品种纤维发育相关的物质含量、酶活性对低温的响应存在差异,这可能是导致纤维比强度存在温度敏感性差异的主要原因之一。     

不同棉花品种纤维比强度形成的时空差异及其与温度的关系

【目的】探讨不同遗传背景棉花品种纤维比强度形成的温度敏感性特征。【方法】采用SPPS（11.0）统计分析软件分析2001～2004年长江流域棉花品种区域试验纤维品质资料。【结果】在相同条件下,同一品种的纤维比强度的变异性较为稳定,即棉纤维比强度的变异性具有较强的遗传（品种）特性,不同品种其纤维比强度变异性存在显著差异,因此可根据纤维比强度变异性大小对品种进行类型划分。研究发现各品种不同果枝部位及“四桃”间纤维比强度的变异性均存在差异,根据不同果枝部位及“四桃”间纤维比强度的变异系数分别聚类,可将14个品种划分为纤维比强度形成对温度敏感型,中间型和非敏感型3个类群。【结论】纤维比强度变异性大小具有一定的稳定性和品种特性,不同品种纤维比强度的稳定性存在较大差异。棉纤维比强度的变异性主要来源于温度的变异性。不同品种棉花纤维比强度变异性的显著差异也可能主要来源于其对温度变化敏感性的差异。     

海岛棉纤维含糖量,微观结构与比强度关系的研究

对海岛棉40个品种(系)的纤维水溶性总糖量、水溶性糖组分、微观结构参数和纤维比强度的分析测试表明:从整体看,零式果枝类型海岛棉纤维总糖量、晶区取向参数均优于长果枝类型;纤维总糖量、晶区取向参数具有中段优势的空间分布特点;葡萄糖 纤维二糖对晶区取向参数少(?)、φ有较显著的正向作用;纤维总糖量通过三个晶区取向参数对纤维比强度有大的负向间接作用,从而抵削了它对纤维比强度的正向直接作用,使其总作用呈负效应;Len、(?)角、纤维总糖量是影响海岛棉纤维比强度的重要性状指标.这对指导海岛棉高强育种和调控纤维发育以提高纤维比强度有重大意义.     

江汉平原麦后移栽棉适宜施氮量研究

为探寻江汉平原棉区麦后移栽棉模式最适宜施氮量，以中棉所63为研究对象，于2018—2019年连续2年进行不同施氮量（0、90、180、270、360、450 kg·hm-2）的田间小区试验，研究施氮量对麦后移栽棉的生长、产量及氮肥利用率的影响。研究表明：随着施氮量的增加,棉株倒4叶SPAD值呈增加趋势，花铃期倒4叶SPAD值与施氮量呈极显著一元二次关系。以施氮量在270~360 kg·hm-2之间籽棉占整株干物质量比例较大，且氮素向生殖器官转移速率最大。施氮量360 kg·hm-2处理的棉花产量、氮肥表观利用率、氮肥贡献率均最高。采用线性加平台模型拟合得出麦后移栽棉适宜施氮量为318.75 kg·hm-2（2018年）、310.64 kg·hm-2（2019年）,产量潜力可达到4 463.58 kg·hm-2(2018年)、4 662.53 kg·hm-2（2019年）。综合棉花生长、产量、氮素迁移及利用的结果，推荐江汉平原麦后移栽棉适宜施氮量为310.64～318.75 kg·hm-2。     

江汉平原麦后移栽棉适宜施氮量研究

为探寻江汉平原棉区麦后移栽棉模式最适宜施氮量，以中棉所63为研究对象，于2018-2019年连续2年进行不同施氮量（0、90、180、270、360、450 kg·hm-2）的田间小区试验，研究施氮量对麦后移栽棉的生长、产量及氮肥利用率的影响。研究表明：随着施氮量的增加,棉株倒4叶SPAD值呈增加趋势，花铃期倒4叶SPAD值与施氮量呈极显著一元二次关系。以施氮量在270~360 kg·hm-2之间籽棉占整株干物质量比例较大，且氮素向生殖器官转移速率最大。施氮量360 kg·hm-2处理的棉花产量、氮肥表观利用率、氮肥贡献率均最高。采用线性加平台模型拟合得出麦后移栽棉适宜施氮量为318.75 kg·hm-2（2018年）、310.64 kg·hm-2（2019年）,产量潜力可达到4 463.58 kg·hm-2(2018年)、4 662.53 kg·hm-2（2019年）。综合棉花生长、产量、氮素迁移及利用的结果，推荐江汉平原麦后移栽棉适宜施氮量为310.64～318.75 kg·hm-2。     

棉(Gossypium hirsutum L.)株生理年龄对棉铃生物量和氮素累积的影响

【目的】探明棉株生理年龄对棉铃生物量和氮素累积的影响及其与棉铃品质的关系。【方法】2005年在江苏徐州(117°11′E,34°15′N)、2007年在河南安阳(114°13′E,36°04′N)设置分期播种(4月25日和5月25日)试验,使棉株不同果枝部位棉铃发育处于相同的温度和不同的棉株生理年龄条件下,研究其生物量和氮素累积的特征及其与棉籽、棉纤维品质的关系。【结果】不同生理年龄条件下,铃壳、棉籽、纤维及单铃最终总生物量和氮素的累积量差异较小,但棉铃各部分生物量和氮素的累积动态存在显著差异:棉株生理年龄较小时(下部果枝),棉铃发育前期生物量和氮素快速累积起始时间较早、速率较高、持续时间较短,而在棉株生理年龄较大时(中部果枝)棉铃生物量和氮素快速累积起始时间较晚、持续时间较长,整个累积过程较为平缓;棉株中部果枝铃纤维比强度显著高于下部果枝铃,而其它主要棉纤维及棉籽品质指标均差异不显著。【结论】棉株生理年龄的变化不改变棉铃最终生物量和氮素累积量,但显著改变棉铃各器官生物量和氮素的累积特征。纤维比强度是对棉株生理年龄或棉铃生物量累积特征最为敏感的指标,棉株中部果枝铃纤维生物量和氮素的平缓累积可能是其纤维比强度较下部铃高的主要原因。     

棉纤维发育相关酶活性的基因型差异与纤维比强度的关系

 【目的】以纤维比强度差异较大的不同基因型棉花为材料，研究它们纤维发育过程中相关酶活性的动态变化与纤维比强度的关系，为探索改善棉纤维比强度的生理调控途径提供理论依据。【方法】选择棉纤维比强度分属高（科棉1号）、中（美棉33B）、低（德夏棉1号和苏棉15号）3种类型，4个不同基因型的品种，在大田栽培条件下，研究棉纤维次生壁加厚过程中相关酶活性的动态变化、纤维素累积和纤维比强度形成的关系。【结果】β-1,3-葡聚糖酶活性在次生壁加厚发育过程中呈下降趋势，蔗糖合成酶、过氧化物酶和IAA氧化酶活性变化均呈单峰曲线，基因型间差异主要表现在酶活性的大小和峰值出现的时间。科棉1号属高强纤维基因型，棉纤维中与纤维发育相关的酶活性在整个次生壁加厚期高于中、低强纤维基因型，前者酶活的动态变化与纤维素累积快速增长期的协调性好，纤维素累积平缓，纤维比强度增强的幅度大；反之，如低强纤维品种德夏棉1号和苏棉15号，其纤维发育相关酶在次生壁加厚期活性低，纤维素累积快速增长期短，纤维比强度增强的幅度小；美棉33B棉纤维发育相关酶活性、纤维素累积和纤维比强度形成特征介于上述两种基因型之间。【结论】不同基因型棉花纤维中与纤维发育相关的酶活性存在显著差异，该差异可能是导致纤维素累积特性及纤维比强度形成基因型间差异的主要生理原因之一。     

棉纤维发育过程中糖代谢生理特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系

 【目的】研究棉纤维发育过程中的糖代谢生理特征对氮素的响应及其与纤维比强度形成的关系,探索改善棉纤维比强度的生理调控技术途径。【方法】以美棉33B（AC-33B）和科棉1号（KC-1）为材料,设置大田氮素水平0 kg N?hm－2（缺氮）、240 kg N?hm－2（适氮）和480 kg N?hm－2（高氮)试验,研究3个氮素水平下棉纤维发育过程中糖代谢的重要物质（蔗糖和β-1,3-葡聚糖）含量变化、调节糖代谢的相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶及β-1,3-葡聚糖酶）活性的动态变化和纤维比强度形成的关系。【结果】两年试验结果表明,在240 kg N?hm－2水平下,棉纤维中的蔗糖酶活性最高,可长时间地为棉纤维发育提供一个充足的物质能量库,蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性最高,促使纤维发育过程中铃龄5～24 d的蔗糖下降量及24～31 d蔗糖增长量最大,并且全铃期内转化率高且转化彻底,β-1,3-葡聚糖酶活性高,使含量及峰值高的β-1,3-葡聚糖中后期转化彻底,因此,此水平下棉纤维发育过程中蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量的上述动态变化,有利于纤维素平缓累积且累积期长,与高强纤维的形成需要的纤维素累积特征相吻合;而在0 kg N?hm－2水平下,棉纤维发育过程的糖代谢生理特征与上述表现刚好相反,最终纤维素累积过快且累积期短,形成低强纤维;480 kg N?hm－2水平则介于上述两者之间。【结论】棉纤维发育过程糖类物质代谢生理特征在0、240、480 kg N?hm－2水平间存在明显差异,该差异是导致纤维最终比强度形成不同的重要因素。在240 kg N?hm－2水平下,上述糖代谢相关酶活性变化及糖类物质供给更为优化,更有利于高强纤维的形成。     

棉纤维综合品质指数模型构建

【目的】用棉纤维品质指标拟合能同时表达棉纤维综合品质和纺纱质量棉纤维综合指数模型。【方法】通过不同品质棉纤维的纺纱试验，采用主成分分析等方法，对不同品质原棉纺纱试验结果和棉纤维品质指标进行分析。【结果】⑴ 在成纱质量多个指标中，单纱强力是主要指标。⑵ 原棉纤维品质是决定单纱强力的主要因素。在不同纺纱工艺下，虽然同一原棉单纱强力不同，但不同原棉单纱强力分布趋势不受纺纱工艺影响，即如果棉纤维综合品质高，则在任何工艺条件下，其单纱强力高。⑶ 纤维长度、纤维强度、整齐度和麦克隆值是棉花纤维综合品质关键指标。基于上述研究结果建立棉纤维综合品质指数（IFQI）模型。经过分析，反映纺纱均匀性指数、单纱强力、成纱综合品质可选择模型 。IFQI模型机理性强、自变量少、形式简单直观，且与单纱强力、纺纱均匀指数呈极显著正相关。并建立SCI与IFQI间关系模型：SCI=0.3684×IFQI+35.588。【结论】IFQI模型可作为农业部棉纤维检验和纺织工业棉纤维检验部门共同参考指数，不仅解决两部门棉纤维重复检验问题，而且能大大减少棉纤维检验工作量。     

盐碱旱地减氮增施叶肥对棉花光合特征产量和品质的影响

【目的】 滨海盐碱旱地条件下,研究不同水平减施氮肥配合增施叶面肥对棉花光合特征、产量和品质的影响,分析增施叶面肥对棉花氮肥减施的补偿效应,研究棉花稳产前提下的氮肥减施补偿策略,为滨海盐碱旱地棉花减肥增效规模化种植提供数据支持和理论依据。【方法】 设置施氮量分别为0(CK)、60(N₁)、90(N₂)、120(N₃)、150(N₄)、180(N₅)、225(N₆) kg/hm² 7个水平,其中N₁~N₄喷施叶面肥4次,测定处理植株农艺性状、主茎叶SPAD值、光合特征指标、籽棉产量和纤维品质指标。【结果】 花铃期处理棉花主茎叶SPAD值随氮肥施用量的减少而降低,增施叶面肥后各减氮处理主茎叶SPAD值差异不显著;主茎叶净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)随施氮量的减少而降低,胞间CO₂浓度(Ci)逐渐增加;施氮量225~60 kg/hm²时,籽棉产量、单株铃数、单铃重和衣分随氮肥施用量减少而降低,其中施氮量90~150 kg/hm²增施叶面肥处理与180 kg/hm²处理间的籽棉产量差异不显著;纤维断裂比强度和整齐度随氮肥用量的减少先升高再降低,马克隆值逐渐升高,对纤维长度和伸长率没有显著影响。【结论】 盐碱旱地减施氮肥配合增施叶面肥,对棉花主茎叶片光合速率、籽棉产量及纤维品质的负面影响有一定减缓作用,“减氮肥+增叶肥”施肥模式有助于产量稳定,减少氮肥投入,降低环境污染。     

育肥中后期杜泊羊湖羊杂交F1代公羊能量需要量参数

【目的】为杜湖杂交F1代公羊确定育肥中后期的能量需要量参数,为该品种绵羊能量这一营养指标提供理论依据。【方法】本试验采用比较屠宰法,将能量需要量解析为维持能量需要量和生长能量需要量,采用代谢能和净能两个指标体系进行测定。试验选用体重为35 kg左右的杜湖杂交F1代公羊42只,其中的30只试验羊用于比较屠宰试验,将试验羊随机分为自由采食组、低限饲组和高限饲组3个采食量水平,使其日增重分别达到350、150和0 g,分别在试验第1天（6只）、自由采食组羊体重分别达到43 kg（6只）和50 kg（18只）时分3批进行屠宰,以便得到试验羊的体能量沉积量。另外,12只羊用于消化代谢试验,同样按上述采食量水平随机分为3组,利用推荐公式对试验羊的甲烷产量和产热量进行预测,并以此计算得到代谢能摄入量分别10.69、11.99和12.33 MJ（每采食1 kg日粮的代谢能摄入量）。【结果】维持净能（net energy for maintenance,NEm）需要量为271.6 kJ•kg-0.75, 代谢能维持效率为0.66;维持代谢能（metabolizable energy for maintenance,MEm）需要量为413.7 kJ•kg-0.75;35-50 kg日增重100-350 g的生长净能需要量为0.81-3.12 MJ•d-1;35-50 kg日增重100-400 g的生长代谢能需要量为1.47-5.38 MJ•d-1,代谢能生长效率为0.55。【结论】较为系统地得到了35-50 kg杜湖杂交F1代公羊能量需要量指标,其中包括维持净能、维持代谢能、生长净能和生长代谢能,与国内外肉羊营养需要量的研究结果相近。