种植密度对机采麦套棉产量形成及品质的影响

【目的】 研究机采麦套短季棉种植模式下不同种植密度对棉花产量和品质的影响,为麦棉两熟种植模式下机采短季棉适宜密度的选择提供依据。【方法】 于2019年选择早熟品种锦科707（JK707）和鲁棉2387（LM2387）为材料,进行大田试验,设置3个密度梯度（4.5×10⁴株/hm²（D₁）、9×10⁴株/hm²（D₂）、13.5×10⁴株/hm²（D₃））。【结果】 随密度增加,株高、果枝台数和节枝比逐渐降低,而叶面积指数（LAI）和生物量则逐渐增大,JK707和LM2387的LAI均以D₃ 最大,分别为3.14和4.16。JK707、D₂和D₃较D₁生物量分别增加40.4%和42.0%;LM2387、D₂和D₃较D₁生物量分别增加65.5%和85.1%。随密度升高,籽棉产量先升高后降低,2个品种均以D₂种植密度产量最高（JK707和LM2387分别为4 025和4 114 kg/hm²）。与JK707相比,LM2387皮棉产量在中高密度（D₂和D₃）下更具优势。纤维马克隆值随密度增加逐渐下降,纤维强度以D₂最优。JK707的纤维长度、强度和马克隆值均优于LM2387。【结论】 在黄河流域机采麦套短季棉种植模式下,早熟棉品种锦科707和鲁棉2387在种植密度D₂（9×10⁴株/hm²）下能够实现优质高产。锦科707纤维品质优,而鲁棉2387衣分高,且株型更紧凑,成铃更集中,更适宜机械化采收。     

施氮量对不同品种滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

【目的】研究不同施氮量对不同品种滴灌棉花的氮素利用率及产量的影响,为种植棉花高效合理的施用氮肥和高产量提供理论参考。【方法】供试棉花品种为新陆早50号、新陆早58号、鲁棉研24号,施氮量水平为0、120、240、360 kg/hm²纯氮。【结果】不同品种棉花吐絮期的各器官氮素分配比从大到小分别为:纤维+种子>叶片>铃壳>茎秆;不同施氮处理对不同品种棉花的平均氮累积量为N₃>N₂>N₁>N₀,不同品种氮累积量为新陆早58号>新陆早50号>鲁棉研24号;新陆早50号和鲁棉研24号在施氮量240 kg/hm²、新陆早58号在施氮量360 kg/hm²时的氮素利用率和产量达到最优,在获得高产的同时氮素达到有效的利用。【结论】3个品种中以新陆早58号的氮素分配率、氮累积量、生物量和产量达最高,鲁棉研24号的氮素利用率高于另外2个品种;滴灌棉花在360 kg/hm²处理下的生物量、氮素累积量和籽棉产量最高。     

乙烯抑制剂对棉花生长发育及产量形成的影响

【目的】研究2种乙烯抑制剂对棉花生长发育和产量的影响,为棉花高产提供理论依据。【方法】采用大田试验研究2种不同的乙烯抑制剂对棉花干物质积累特性以及品质和产量的影响。试验设计为叶面喷施α-氨基异丁酸(AIB ,浓度分别为100 mg/L(AIB₁)、150 mg/L(AIB₂)、200 mg/L(AIB₃))、硝酸银(AgNO₃,浓度分别为2 mg/L(Ag₁)、3 mg/L(Ag₂)、4 mg/L(Ag₃))。【结果】2种乙烯抑制剂喷施处理均能促进棉花叶面积指数、相对叶绿素含量、果枝数的增加;AIB处理和AgNO₃处理均增加了现蕾数和铃数。乙烯抑制剂通过增加叶面积指数,相对叶绿素含量提高干物质积累,增加了同化物向生殖器官转化,增加了铃数,保持较高铃重,进而提高了产量。【结论】叶面喷施AIB、AgNO₃能有效提高棉花产量。叶面喷施AIB在促进棉株叶面积指数、干物质积累和产量方面效果较好。     

叶面喷施6-BA对棉花蕾铃形成及产量的影响

【目的】研究6-苄氨基嘌呤(6-BA)对棉花现蕾成铃和产量的影响,筛选适宜的6-BA喷施浓度,减少蕾铃脱落和增加棉花产量。【方法】以鲁棉研24号为供试材料,2018年在新疆兵团第八师石河子总场四分场三连进行叶面喷施6-BA试验,设置 0(CK)、20 mg/L(T1)、30 mg/L(T2)、40 mg/L(T3)四个浓度梯度。【结果】随着6-BA喷施浓度的增加,棉花果枝数和果节量增加,与CK相比,T1、T2、T3处理果节量分别增加了9.8%、13.2%和18.7%,且T2处理显著增加下部果枝外围果节数,上部外围果节数T3极显著高于CK达16.9%;浓度越高现蕾增加越多,而且可以延迟最大现蕾时间;T1、T2、T3分别增加了花后16~26 d、26~36 d、26~36 d的棉花成铃数,均提高了上部果枝内围果节的成铃概率;T2对铃数和铃重分别提高了12.4%和13.7%,籽棉产量增加27.82%。【结论】蕾铃期叶面喷施6-BA可以增加棉花成铃数和铃重,提高籽棉产量。6-BA浓度为30 mg/L时,棉花籽棉产量最高,达5 359.6 kg/hm。     

新疆早中熟棉花品种果枝数、果节数与成铃结构

【目的】分析182个南疆棉花品种(系)果枝数、果枝分布、果节数及果枝果节与成铃的关系,研究南疆早中熟棉花品种果枝数、果节数选择指数,为棉花高产育种提供理论依据。【方法】采用品种对比试验方法,收集比较新疆不同遗传背景的182个品种(系),测试不同品种(系)果枝数、果枝分布、果节数、成铃数等性状,分析南疆棉区气候条件下果枝、果节构成及果枝果节与成铃关系。【结果】182个南疆棉花品种的果枝数为4.6~10台, 果节数为7.6~21个,结铃数为5.4~12.2个,内围铃∶外围铃=3∶1;不同品种的果节数和单株结铃,随着果枝数的增加而增加,差异显著;果枝数与果节数、结铃数、内围铃数、上部铃数呈极显著正相关,果节数与结铃数、内围铃、外围铃、下部铃及中部铃具有极显著正相关性。【结论】在南疆气候条件下,应选择果枝数为8~10台果枝、果节量为18~20个的棉花品种,更有利于充分利用南疆有限的热量、积温条件,形成更高的产量。     

花铃期遮荫对棉花叶片生理特性的影响

【目的】研究棉花花铃期遮荫弱光对棉花叶片生理特性的影响。【方法】选择耐荫性不同的2个棉花(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所 49 号和新陆中36 号为材料,于2016至2017年在乌鲁木齐市安宁区镇(87°28′E, 45°56′N)新疆农业科学院综合试验场进行不同程度遮荫大田试验。【结果】遮荫弱光造成棉花主茎功能叶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,胞间CO₂浓度(C_i)上升,棉铃对位叶可溶性糖和氨基酸含量上升。中棉所 49 号的相关指标变化幅度较新陆中36号小。不同生态型品种对遮荫弱光环境的适应性亦不同。【结论】遮荫弱光环境下棉花叶片光合性能下降,光合产物累积能力及输出能力受阻,导致棉铃对位叶可溶性糖和氨基酸含量降低,棉花单株铃数、铃重、籽棉产量亦随遮荫程度加深而显著减少(P<0.05)     

北疆棉区棉花单铃损伤对脱叶催熟剂及铃期的响应

【目的】研究棉花适宜施用脱叶催熟的棉铃铃期和施用时间,提升棉花脱叶催熟效果,降低对棉花产量和纤维品质的影响。【方法】设置不同的棉花脱叶催熟剂施用时间,分析脱叶催熟剂对棉铃发育的影响及对单铃纤维和棉籽的损伤程度。【结果】施用脱叶催熟剂缩短棉铃铃期,提前施用时间则棉铃铃期缩短越大,单铃纤维重和单铃棉籽重受脱叶催熟剂影响显著,不同施用时间以铃龄44 d时的降低量最小,降低了0.15 g左右。【结论】根据棉铃铃期与单铃因子损伤量的关系,确定脱叶催熟剂的施用时间。若控制单铃产量损伤量<0.1 g,“脱叶催熟剂施用时间/铃期”大于0.79,棉铃铃期55 d的棉花品种可在铃龄43 d施用脱叶催熟剂。     

基于品种和氮肥的棉花叶色值、叶片氮含量及产量估测

【目的】棉花叶色和叶片氮含量在各生育时期的变化规律,研究叶色、叶片氮含量与产量的相关性,基于棉花叶色和叶片氮含量的产量估测。【方法】以新陆早45号、新陆早58号、新陆早62号、新陆早50号、鲁棉研24号为材料,设置4个施氮水平:N0(不施氮对照)、N1(120 kg/hm²)、N2(240 kg/hm²)、N3(360 kg/hm²),采用两因素完全随机区组设计,共20个处理,重复3次。【结果】(1)叶色值在全生育期变化趋势为吐絮期＞铃期＞花铃期＞盛蕾期＞现蕾期,叶片氮含量在全生育期变化趋势为花铃期＞铃期＞吐絮期＞现蕾期＞蕾期;(2)棉花叶色值、叶片氮含量、产量均呈线性正相关。其中棉花叶色值与叶片氮R²达0.37^**,叶色值与产量的R²达0.56^**,叶片氮含量与产量的R²达0.61^**;(3)通过产量对叶色值和叶片氮含量的响应特征,可基于二者实现棉花测产,产量估测方程为Y=363.48-65.175^*S+274.079^*N,R²达0.69(S指叶色值,N指叶片氮含量,Y指产量)。【结论】各棉花品种均在N3处理下产量最高,且通过叶色值和叶片氮含量实现棉花产量估测,在棉花测产中是较其它估产更精准的一种方法。     

不同氮素处理下棉花冠层光合有效辐射与其产量及构成因素的相关分析

【目的】研究不同氮素处理棉花冠层关键生育时期,吸收性光合有效辐射(APAR) 和光合有效辐射吸收系数( FAPAR)与棉花产量和产量构成因素之间的相关性,为快速、非破坏性地监测棉花长势和产量预测提供理论支持。【方法】利用线性光量子传感器,获取棉花新陆早61号和新陆早72号2品种4氮素处理5个生育时期的冠层光合有效辐射(PAR),计算出APAR和FAPAR,分别与实测籽棉产量和其构成因素建立相关关系。【结果】2个棉花品种4种氮素处理的冠层APAR、FAPAR随生育期表现出相似的变化规律,冠层APAR在整个生育期呈现“M”的变化趋势;冠层FAPAR呈现出先上升后下降的趋势,其较高值都出现在开花结铃期和盛铃期,除盛花期外,2品种4氮素处理的其它4个生育时期FAPAR均为N₃>N₂>N₁>N₀的;5个生育时期的FAPAR与籽棉产量和单株有效铃数均达到显著和极显著相关关系,而只有开花结铃期的APAR与二者达到极显著相关(α=1%,n=24),APAR和FAPAR与其它产量构成因素未达到显著相关关系。利用开花结铃期FAPAR与籽棉产量和单株有效铃数相关最高的线性函数模型对其估算,籽棉产量和单株有效铃数的实测值与估测值之间均呈现极显著线性关系,预测精度分别达93.20%、93.25%。【结论】棉花不同氮素处理影响棉花冠层APAR、FAPAR的变化,利用棉花开花结铃期的冠层FAPAR可以预测棉花产量和单株有效铃数。     

外源物质对棉花花铃期抗旱性的影响

【目的】筛选有利于提高干旱胁迫下棉花花铃期抗旱性的最佳外源物质。【方法】以棉花品种新陆早57号为材料,大田试验采取控水的方法,分别施用不同类型的黄腐酸、6-BA、甜菜碱、油菜素内酯和水杨酸。测定各处理下棉花的农艺性状、干物质及产量等指标,通过加权隶属函数法评价5种外源物质对增强棉花花铃期抗旱性的综合效果。【结果】在干旱胁迫下,供试的外源物质均能在一定程度上增强棉花花铃期的抗旱能力,棉花株高、茎粗、果枝台数、主茎叶片数增大,地上部干物质、鲜重、籽棉产量增加;不同外源物质对棉花花铃期抗旱能力的调控程度存在一定差异。综合评价值(D)排在最前外源物质是水杨酸。【结论】外源物质增强棉株对干旱环境适应性,可作为一种补偿途径,减轻花铃期缺水对棉花的伤害,利于棉花的高产、稳产,其中喷施水杨酸处理效果最佳。     

机采棉模式下氮肥用量对棉花株型结构塑造和产量的影响

【目的】研究不同施氮量对机采棉株型塑造、冠层结构和产量的影响,分析适宜冀南棉区机采棉种植的氮肥用量。【方法】采用田间小区试验,设置0、60、120、180、240、300、360和420 kg/hm²共8个氮肥施用梯度,研究不同施氮量对冀南棉区机采棉株高、果枝数、果枝始节高度和节位、果枝长度、果枝节数、果枝夹角、吐絮率、叶面积指数、透光率、叶倾角和产量的影响。【结果】随着施氮用量的增加,棉花株高、果枝数、果枝长度和果枝夹角呈先升高后降低趋势,果枝始节高度呈先降低后升高趋势,棉花吐絮率随着施氮量的增加呈降低趋势,其中N₃~N₈没有显著差异。与不施氮相比,施氮处理可以增加棉花叶面积指数,降低叶倾角,使冠层有效光截获量显著增加。随着施氮量的增加,棉花单株铃数呈先增加后降低趋势,单铃重呈增加趋势,棉花籽棉产量随氮肥用量增加而增加,N₆~N₈差异不显著。【结论】氮肥用量会显著影响棉花适宜机采农艺性状,影响棉花株型塑造、群体冠层结构和产量,冀南棉区机采棉的氮肥推荐量为300 kg/hm²。     

种植密度和灌溉定额互作对76 cm等行距机采棉生长发育及产量形成影响

【目的】 研究种植密度和灌溉定额互作对棉生长发育特征及产量形成的影响,建立76 cm等行距机采棉种植技术体系。【方法】 采用裂区试验设计,以种植密度为主区,灌溉定额为副区,设置种植密度13.5×10⁴株/hm²(M₁)、18×10⁴株/hm²(M₂)和22.5×10⁴株/hm²(M₃,CK_d),灌溉定额3 150 m³/hm²(W₁)、4 050 m³/hm²(W₂,CK_i)和4 950 m³/hm²(W₃)。研究种植密度和灌溉定额互作对76 cm等行距机采棉生长发育、产量及其构成因素的影响。【结果】 株高随密度和灌溉定额的增加而升高,单位面积叶片数、果枝数、蕾数、花数以及铃数在不同灌溉定额下均以高密度下数量最大。种植密度和灌溉定额对生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR)、单位面积结铃数和籽棉产量有显著的互作效应。植株干物质总重随密度和灌溉定额的增加呈上升趋势,生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR)均在W₁下最大。棉铃生长率(BGR)与群体生长率(CGR)、棉铃生长率(BGR)和群体生长率(CGR)与单位面积结铃数(Boll number)、单位面积结铃数(Boll number)和单位重(Boll weight)与籽棉产量呈显著正相关,在铃期棉铃生长率(BGR)和群体生长率(CGR)与Boll weight呈显著负相关。籽棉产量上M₃W₁、M₂W₂和M₁W₃处理最高,三者无显著差异。【结论】 76 cm等行距与传统(10+66)cm种植模式M₃灌溉定额相同时,76 cm等行距机采棉种植模式单铃重较M₁、M₂密度显著低;降低种植密度能够提高单铃重;降低密度和灌溉定额有利于增加生殖器官质量与营养器官质量的比例(RVR),增加灌溉定额有利于株高和干物质积累量的增加。优化种植密度和灌溉定额能够促进棉株生长,利于产量提高,当种植密度为22.5×10⁴株/hm²,灌溉定额为3 150 m³/hm²时,采用76 cm等行距机采棉种植有利于产量的提高。     

膜下滴灌棉花不同播期对植株顶部棉铃单铃重和纤维品质的影响

【目的】研究不同播期顶部棉铃发育过程中温度变化对棉铃铃重和品质形成的机理,分析膜下滴灌棉田播种后棉铃铃期发育及品质问题,以及分期播种后棉花顶部棉铃发育与温度的关系,确定播期及喷施脱叶剂日期,为膜下滴灌棉花确定播期和提高棉花纤维品质供理论依据。【方法】于2016~2017年在新疆乌兰乌苏农业气象试验站开展田间试验,以正常温度播种时间为对照、设置3~4个播期,根据不同播期播种,调查棉花铃期,测定棉铃单铃重、棉花纤维品质等指标。【结果】4月8日(早播)播种条件下棉花顶部棉铃单铃重较其余播种日期高0.79%~11.02%;花铃期提前3~10 d;棉花纤维长度高1.05%~3.86%、比强度高2.00%~9.49%、整齐度高0.59%~2.03%、马克隆值高0.41%~13.76%。【结论】4月8日(早播)播种条件下棉花顶部棉铃发育在23.70~23.86℃的日均温条件下,花铃期提前,棉花顶部铃铃期发育时间缩短,且单铃重较大,棉花纤维品质较高。其中,日均气温对棉花单铃重和纤维品质影响最大,可最为衡量棉花顶部棉铃发育的重要指标。4月29日(晚播)播种条件下棉花顶部棉铃发育由于最低温度的影响导致铃期缩短,棉花纤维发育受到影响,不利于高强纤维和高质量棉铃的形成。     

花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃发育及产量的影响

【目的】研究花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃大小(直径、长度、体积)、各组分干重(铃壳、纤维、棉籽)和产量的变化,以及水分亏缺处理与棉铃指标的关系,为机采棉花铃期供水不足时提供参考滴灌量。【方法】以新陆早50号和新陆早73号为材料,花铃期设3个滴灌量:2 450 m³/hm²(CK)、2 050 m³/hm²(D₁)、1 650 m³/hm²(D₂),于花后17 d开始,每隔7 d分别取第2、第5和第7果枝的棉铃,共取5次,测定棉铃大小及各组分干重。【结果】2个品种不同部位果枝棉铃长度、直径和体积均在花后24 d达到最大值。在花后45 d,D₁和D₂处理中上部果枝棉铃直径与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉铃直径分别降低2.92%~4%和2.21%~5.35%;新陆早73号分别降低2.66%~6.38%和2.77%~8.69%。2个品种棉铃各组分干重棉籽 ＞ 纤维 ＞ 铃壳,铃壳、棉纤维及棉籽重分别在花后24、38和38 d达到最大值。在花后45 d,2个品种D₁和D₂处理中上部果枝棉籽重与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉籽重分别下降8.9%~20.71%和11.53%~20.73%;新陆早73号分别下降8.96%~16.24%和10.21%~17.06%。单株籽棉产量与棉籽重呈极显著的正相关。2个品种D₂处理各部位果枝减产明显,新陆早50号下部、中部和上部果枝籽棉产量分别下降12.5%、13.48%和15.67%;新陆早73号分别下降12.69%、11.9%和18.21%。【结论】中上部果枝棉铃直径是影响棉铃干重的重要因素。水分亏缺不利于棉纤维和棉籽发育,中上部果枝棉籽受影响较大。D₁处理与对照各部位果枝成铃数和籽棉产量差异不显著,2 050 m³/hm²(D₁)为应对花铃期供水不足时滴灌量。     

不同施氮量对棉花产量、养分吸收及氮素利用的影响

【目的】覆膜滴灌条件下,研究不同施氮量对棉花产量、养分吸收和氮素利用的影响,为棉花生产合理施氮提供科学依据。【方法】试验于2017～2019年设在新疆阿瓦提县,共5个施氮水平(0、110、220、330、440 kg/hm²),于棉花吐絮期采集植株样品,测定棉花产量、生物量、养分吸收和氮素利用。【结果】当施氮量在0～220 kg/hm²时,棉花产量、生物量和产值随着施氮量的增加显著增加,棉花对氮、磷、钾的吸收也显著增加,当施氮量大于220 kg/hm²时影响不显著。棉花氮素偏生产力和农学效率随施氮量增加显著降低。当施氮量大于220 kg/hm²时,氮素表观利用率显著降低,氮素贡献率差异不显著。【结论】当施氮量在0～220 kg/hm²时,随着施氮量的增加,棉花产量、生物量、产值和氮、磷、钾养分的吸收显著增加,当施氮量大于220 kg/hm²时,氮素表观利用率显著降低。综合棉花产量、经济效益、养分吸收和氮素利用,供试棉田推荐施氮量为220 kg/hm²。当施氮量为220 kg/hm²时,形成100 kg籽棉,需吸收N 4.25 kg、P₂O₅ 1.14 kg、K₂O 3.61kg。     

水分胁迫对陆地棉生长发育的影响

【目的】研究水分胁迫对不同棉花品种生长发育的影响,筛选出抗旱种质资源,为棉花抗旱新品种选育提供依据。【方法】以11份陆地棉品种（系）为材料,设置正常灌水（3 600 m³/hm²）与水分胁迫（1 800 m³/hm²）2个处理,研究陆地棉在水分胁迫与正常灌水下生育进程、形态指标、干物质积累、抗氧化酶活性变化以及产量构成因素的差异。【结果】参试材料生育期缩短1~5 d;棉花生育期缺水抑制了棉花植株的生长,果枝量减少、单株铃数降低;水分胁迫下参试材料棉株干物质积累量在蕾期、花铃期、絮期分别下降0.70 、5.68、2.18 g/株。有效铃数减少0.89g/株,单铃重平均下降0.23 g,籽棉减产幅度达到1.93%~37.14%。水分胁迫下11个参试品种（系）的抗氧化酶活性发生变化,3个参试品种（系）的SOD、POD、CAT活性均升高。【结论】参试材料9号、2号在水分胁迫下生长发育情况较好,棉花减产不显著,为抗旱性较好的棉花品种。     

新疆“宽早优”模式下施氮量对棉田碳足迹的影响

【目的】研究新疆“宽早优”模式下施氮量对棉田碳足迹的影响。【方法】采用生命周期评价法(LCA),设置不同施氮水平(0、120、240、360 kg/hm²),分析施氮量对棉田碳足迹、碳足迹构成及产量的影响。【结果】当氮肥施用量( 360 kg/hm²)减少33.3%( 240 kg/hm²)和66.7%( 120 kg/hm²)时,碳足迹分别下降了8.4%和17.6%。在N₃₆₀处理下籽棉产量为8 035.4 kg/hm²,在N₂₄₀处理下籽棉产量为7 797.2 kg/hm²,且N₂₄₀、N₃₆₀处理棉花籽棉产量差异不显著。灌溉用电、农膜及化肥引起温室气体排放对碳足迹贡献最大,分别占47.4%、25.2%和24.3%。随着施氮量的增加,棉田N₂O排放总量随之增加,N₃₆₀分别比CK、N₁₂₀和N₂₄₀显著高221.9%、123.1%和 33.1%。【结论】随着施氮量的减少,棉花单位面积碳足迹也随之减少,在不影响产量的情况下,降低氮肥用量可以减少“宽早优”棉田碳足迹,在新疆地区实现以较少的碳足迹来获得较高的产量。