密度对棉花冠层小气候影响及相关生理特征和纤维品质的关系

为探讨密度对棉花冠层小气候的影响,并进一步研究其与棉花生理特征和品质的关系,设计了5种不同密度(9～27×104株/hm2)的田间试验。研究表明:不同冠层的透光率初花后迅速下降,各处理中A3(18×104株/hm2)处理透光率均变为最高。空气温度花期20 cm处冠层以A3处理空气温度最高,吐絮后规律性不明显。花期相对湿度较高且变化较小,以A3处理的相对湿度最为稳定,变化最小。吐絮期,不同冠层相对湿度变化趋势基本一致,早、晚的相对湿度较高,处理间规律性不明显。A3处理皮棉产量最高,LAI高峰出现在盛铃期,吐絮时仍保持在2.5～2.6。8月14日左右棉花第十果枝叶开始衰老,5 d后第八果枝叶开始衰老,其A3处理能维持较长时间的正常生理状态。不同处理棉花纤维品质无显著差异,密度增加能增进纤维品质,但密度大于A4(22.5×104株/hm2)后,又对纤维品质产生负效应。     

膜下滴灌高产棉花冠层结构特征研究

[目的]为棉花高产栽培提供理论依据。[方法]以小叶型棉花品种新陆早10号和大叶型棉花品种新陆早12号为材料,以低产棉(1 500~1 650 kg皮棉/hm2)为对照,研究高产棉(2 475~2 550 kg皮棉/hm2)群体的冠层结构特征。[结果]皮棉产量达到2 550 kg/hm2的棉花其群体的冠层结构因品种而异,小叶型品种的叶面积指数(LAI)在盛铃期为3.92~4.04,盛铃期至吐絮期保持在3.11~3.39;全生育期平均叶倾角(MFIA)在40.76°~42.56°,群体直射辐射透过系数(TR)和散射辐射透过系数(TD)在盛铃期分别为0.120~0.130和0.129~0.153,在吐絮期分别为0.156~0.180和0.175~0.197。大叶型品种的LAI在盛铃期为4.14~4.38,盛铃期至吐絮期保持在3.32~3.54;全生育期平均MLA在49.17~53.31,TR和TD在盛铃期分别为0.113~0.117和0.139~0.171,在吐絮期分别为0.135~0.171和0.169~0.237。[结论]棉花品种不同,实现2 550 kg皮棉/hm2所要求的冠层结构不同。     

种植密度对棉株氮素库源分配的影响

[目的]探寻不同密度处理棉株的氮素库源分配情况,找出密度与库源分配合理的搭配以指导生产实践.[方法]设置5种(A1 ～A5)不同密度,采用随机区组设计,对棉株库源器官中氮素的分配比例及变化规律进行研究.[结果]种植密度对棉花氮素的吸收、利用影响较大,单株的氮素含量随密度的增大而减小,盛铃-见絮期积累速度大,各处理积累量均达到最高,9.0×104株/hm2处理最大,为430g/株,27.0×104株/hm2处理最小,仅为161g/株.在不同库源器官氮素分配中,根系作为氮素营养吸收器官,苗期浓度较高,随后基本维持在1;左右,且因滴灌模式,密度影响只在苗期和吐絮期才较明显的显现出随密度增加而减小;各处理叶源的氮素浓度最高且超过2.5;,其次为库器官蕾、铃,最后为茎源.[结论]中间密度处理氮素在源库分配中,相比其他处理铃库与叶源比例较高且相对协调,都达40;以上,更有利于干物质的供应与产量的形成.     

密度对杂交棉群体冠层及光合特性的影响

[目的]探讨不同密度水平杂交棉冠层结构、光合特性及与产量的变化规律,为南疆杂交棉高产高效栽培技术提供理论依据.[方法]以兆丰1号和鲁棉研30号为材料研究不同密度处理下杂交棉冠层结构、光合特性及与产量的关系.[结果]随着生育进程的推移,LAI先增后减,到盛花期达到最大值,18.75×104、26.25×104株/hm2显著高于11.25× 104株/hm2;冠层开度先降后升,盛铃期达最小值,透光率在盛铃期表现为11.25 ×104 ＜18.75 ×104 ＜26.25 ×104(株/hm2),铃对位叶Tr先降后升而其SPAD值及Pn均呈先升后降,其中18.75 ×104 ＞11.25 ×104 ＞26.25 ×104(株/hm2)的规律.从产量构成因素看,单株结铃数随着密度的增加而降低;兆丰1号的单铃重呈显著性差异,鲁棉研30号差异不显著,总铃数表现出18.75×104 ＞26.25×104 ＞11.25 ×104(株/hm2)的规律,衣分无差异.其中18.75 × 104栋/hm2条件下,产量最高达9 800 kg/hm2.[结论]在南疆自然生态条件下,18.75×104株/hm2密度处理既能发挥杂交棉个体优势,同时具备群体优势,最终夺得高产.     

北疆棉田叶面积系数变化动态的初步研究

1996～ 1 998年对棉田叶面积系数变化动态的研究结果表明 :棉花苗期叶面积系数增长缓慢 ,初蕾期开始迅速增长 ,到盛花期达到最大值 ,盛铃期下降缓慢 ,吐絮期迅速减少。北疆高产田 (1 80 0～ 2 2 50kg·hm-2 )适宜叶面积系数为 :五叶期为 0 0 98,蕾期 0 2 68,开花期 2 32 1 ,花铃期 3 30 3 ,吐絮期 2 4 99,9月下旬为 0 71 7。主茎叶与叶枝叶面积系数发生高峰期接近 ,虹枝叶比主茎叶推迟 30d左右。品种、地膜膜面积宽度、密度、化学调控、头水与揭膜间隔天数对棉田叶面积系数均有较强的调控作用     

棉花超高产群体研究

通过对南疆皮棉产量3000kg/hm2的超高产田进行研究,得出超高产棉株生长稳健矮壮,成铃数多,单株成铃5~7个,成铃率高,单铃重5.5g,衣分达42%;总干物质积累14223~22056kg/hm2,吐絮期比一般高产棉花铃重占干物质总重的比值高;叶面积指数最大为3.99,出现盛铃初期到盛铃期之间且维持时间长。     

早熟优质陆地棉新陆早42号的高产机理

研究了早熟陆地棉新品种新陆早42号的叶面积指数、冠层结构、单叶光合速率和干物质积累与分配等特征.结果表明:单株结铃性强、总铃数高、干物质积累量大是新陆早42号高产的重要因素.对常规陆地棉而言,当收获株数在20万株/hm2左右时,其获得高产的生理指标条件为:盛铃期叶面积指数达到4.27～4.44,盛铃期、吐絮期群体漏光损失小,吐絮期生殖器官重占地上部干物质积累量的59％ ～ 61％.     

沿江地区多熟制春玉米覆膜移栽种植高产特性的研究

以"苏玉9号"为试材,研究了多熟制春玉米覆膜移栽的产量特性.结果表明:覆膜移栽具有比露地移栽及覆膜直播显著的增产效应;在密度8.8411×104株/hm2时获得最高产量8 118.15 kg/hm2;密度每增加1万株/hm2,其单株花丝数降低9.14条,每穗粒数减少19.22个,每hm2的花丝数增4.82×106万条、粒数增2.17×106万个;适宜的种植密度为8.0180×104～9.6642×104株/hm2,相应的适宜LAI在吐丝期为4.48～5.05、成熟期为2.52～2.55,适宜的潜在库容量(花丝数)为44.62×106～52.55×106条/hm2、实际库容量(粒数)为30.30×106～33.87×106粒/hm2.     

不同滴灌模式下种植密度对棉花冠层结构特性的调节

[目的]明确不同滴灌模式下种植密度对棉花群体冠层结构、光截获、产量和水分利用效率的影响,研究干旱区棉花高产节水的途径和技术措施.[方法]选用新陆早45号为试验材料,设有限滴灌(I425,滴灌量425 mm)和常规滴灌(I500,滴灌量500 mm)滴灌模式,每种滴灌模式下设3个种植密度:低密度(D12,12×104株/hm2)、中密度(D24,24×104株/hm2)、高密度(D36,36×104株/hm2).测定不同生育期棉花株高、叶面积指数(LAI)、平均叶簇倾角(MTA)、冠层开度(DIFN)、光截获、产量和水分利用效率(WUE)等指标.[结果]与常规滴灌模式相比,有限滴灌模式减缓了盛蕾至初花期株高增长速度,保持盛铃后期至吐絮期较高的LAI,增加了MTA和DIFN,进而显著提高了冠层中、下部的光吸收率,在不显著降低籽棉产量的前提下,提高了WUE.常规滴灌条件下,LAI、MTA、冠层总光吸收率(LIR)以中密度处理较高;有限滴灌条件下,上述参数均以高密度处理最高.常规滴灌中密度处理、有限滴灌高密度处理均显著提高单位面积铃数,最终获得了较高的籽棉产量;WUE则以有限滴灌高密度处理较高.[结论]在保持较高叶面积指数条件下,通过调节叶倾角,保证冠层中、下部较高的光吸收率,提高冠层总光吸收率,是有限滴灌高密度种植模式实现棉花高产节水的重要原因.     

北疆高产棉花群体呼吸速率变化与光合作用关系研究

在田间自然条件下,研究北疆高产棉花(2250kg皮棉/hm²)群体呼吸速率的变化及与光合作用的关系.结果表明,2250kg/hm²高产棉花群体呼吸速率在整个生育期的变化呈单峰型曲线,至盛铃期前后达最大值(2.69gCO₂/m²·h).群体呼吸速率的日变化亦呈单峰型曲线,其变化规律主要受气温影响.群体呼吸速率所占总光合的比例因不同生育时期及棉田长势而异;2250kg/hm²高产棉花吐絮期是一生中呼吸比例最高的时期.棉花群体呼吸速率与叶面积指数、干物质重在盛花期和吐絮期至显著正相关,与经济产量也呈正相关,但未达显著水平.     

新疆超高产杂交棉的光合生产特征研究

 【目的】研究超高产条件下棉花的光合生产特征,总结超高产形成规律,提出超高产的产量结构和光合生理指标,对挖掘品种产量潜力,构建超高产栽培技术体系具有重要意义。【方法】以杂交棉标杂A1为研究对象,采取定向培育超高产试验示范田,以一般产量水平条件下常规棉品种（系）为对照,研究超高产条件下标杂A1产量形成过程中叶面积指数、叶绿素相对含量（SPAD值）、光合速率和光合物质积累与分配等变化。【结果】与常规高产棉田相比,标杂A1皮棉单产达到3 500 kg?hm-2时,叶面积指数高且持续期长,叶绿素SPAD值、单叶光合速率在盛铃期至初絮期显著高于对照;群体光合速率峰值高且持续时间长,群体呼吸速率占群体总光合的比例在生育中后期保持在较低水平,初絮期显著低于常规高产棉田;营养器官光合物质积累直线增长期起始时间早、积累持续时间长、物质积累量大,群体总光合物质和生殖器官光合物质积累直线增长期及积累速率峰值出现较晚,积累活跃期较长,物质积累强度大。【结论】杂交棉标杂A1皮棉单产达到3 500 kg?hm-2的产量结构和生育期主要光合生理指标：总铃数每公顷应大于150万个,单铃重大于5.5 g,衣分不低于44%;叶面积指数在盛铃前期应达4.9～5.2,初絮期应维持在3.3以上;叶绿素SPAD值在盛铃期达到65.4～66.5,初絮期仍在64.8以上;单叶光合速率在盛蕾期至盛铃期保持在32.2～36.5μmol?m-2?s-1,初絮期应高于22.2μmol?m-2?s-1;群体光合速率盛铃前期达43.4μmol?m-2?s-1,初絮期在16.3μmol?m-2?s-1以上;总光合物质积累量达26 345.4 kg?hm-2,经济系数不低于31%。     

新疆超高产棉花叶、铃空间分布及与群体光合生产的关系

【目的】研究超高产棉花冠层叶面积分布、叶倾角、主茎节间长度等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产的关系,揭示超高产形成的机理。【方法】定向培育棉花超高产田,系统测定高产棉花不同生育时期叶面积指数、叶倾角、主茎节间长度等指标的空间分布,分析冠层结构变化对群体光合速率的影响及与棉铃空间分布的关系。【结果】单产皮棉4 000 kg•hm-2超高产棉花吐絮前株高72.3-87.7 cm,主茎平均节间长度为7.15-7.20 cm,中上部节间较长;盛花期至盛铃后期叶面积指数在冠层上、中、下3层的分布比例为1﹕1﹕1,上部叶片的叶倾角为48.8-53.8、中部41.0-49.3、下部30.1-40.1,叶片群体光合速率上、中、下层的分布比例为1.5﹕1.5﹕1;至吐絮期,冠层上部的叶面积指数维持在0.95-1.76,叶片群体光合速率为8.1-13.2 μmol•m-2•s-1,占叶片总群体光合速率的45.9%-59.8%;植株上、中、下部结铃数的比例为1.8﹕1.2﹕1,冠层上层铃数较多,铃库所占比例大。【结论】超高产棉花形成的生理基础在于,盛花期至盛铃后期主茎中上部节间长,叶层间隙及叶倾角大,中下部叶面积指数分布比例高,叶片群体光合速率高且在冠层垂直方向呈均匀分布;吐絮期上层叶面积指数和叶片群体光合速率下降缓慢,棉铃空间分布与叶片群体光合速率的空间分布相吻合,叶铃关系协调。     

不同施氮水平棉花氮磷钾养分吸收规律研究

[目的]研究不同施氮量条件下棉花植株对氮、磷、钾养分的吸收规律.[方法]采用纯氮单因子随机区组设计,设6个施氮处理.取样株测定各器官的氮、磷、钾养分吸收量.[结果]产量水平最高的N_2处理棉花植株氮、磷、钾积累的旺盛时期分别出现在播种后的54～110 d、57～120 d、44～89 d,比其它处理出现的早而且持续的时间长;棉花最高籽棉产量的施氮量为348.32 kg/hm~2,经济施氮量为320.46 kg/hm~2.[结论]各处理棉花植株氮、磷、钾养分积累量均呈现苗期积累小,蕾期迅速增大,花铃期达到高峰,吐絮期又有所减小的趋势.     

施氮深度对油后直播棉花产量及品质的影响

以湘K25为试验材料,在相同施氮量前提下,设置4个施氮深度处理H1(0 cm)、H2(5 cm)、H3(10 cm)、H4(15 cm),研究不同施氮深度对油后直播棉花品质及产量的影响。结果表明:施氮深度对棉花产量影响显著,对纤维品质影响不显著;施氮深度为10 cm时,棉花皮棉产量为1 354.26 kg/hm~2,比H1、H2、H4处理分别高412.24、218.6、171.3kg/hm~2;吐絮期,H3处理的干物质积累量最大,达13 640.8 kg/hm~2;盛铃期,H3处理的叶面积指数仅小于H2处理的;盛铃期,冠层横向、纵向有效光合辐射(PAR)截获率相对合理,获取的冠层光合有效辐射(PAR)较多。综合分析,施氮深度为10 cm时,油后直播棉花的产量和品质均相对较好。     

基于参数化和非参数化法的棉花生物量高光谱遥感估算

【目的】利用高光谱遥感数据快速、无损地估算棉花生物量,评估参数化与非参数化方法在棉花上的表现差异。【方法】本研究以4个棉花品种在2个年份(2004和2005年)的试验资料为基础,将2年数据分别进行建模和验证,采用参数化算法(植被指数法、连续小波变换)与非参数化算法(偏最小二乘回归、随机森林、人工神经网络、回归树、袋装树和增强树、支持向量机和高斯过程回归)分别构建吐絮前和吐絮后的生物量估算模型。【结果】近红外与红边波段仍然是棉花生物量遥感监测中最有效的波段区间。参数化方法运算简单,效率高,其中,CI_{red edge}证明是棉花生物量估算上表现最好的植被指数,具有较高的独立验证结果(吐絮前:RMSE=27.23 g·m^-2;吐絮后:RMSE=48.81 g·m^-2)。基于连续小波变换的方法缓解了植被指数的低估现象,尤其是吐絮后(吐絮前:RMSE=31.54 g·m^-2;吐絮后:RMSE=37.57 g·m^-2);在非参数化法中,随机森林是棉花生物量估算的最优算法(吐絮前:RMSE=2...     

铃期极端高温对转iaaM基因棉花棉铃产量性状、纤维品质和棉仁营养品质的影响

近年来,随着全球气候变化,极端高温气候的频繁出现给棉花生产带来了极大影响。为了解转iaaM基因棉花种质的高温适应性,以陆地棉标准系TM-1、转iaaM基因种质IF11及其相同遗传背景的IF11_(无)为材料,对比分析了3个棉花种质在2013年棉花铃期极端高温与2012年相对正常温度条件下棉铃产量性状、纤维品质和棉仁营养品质的差异,探讨极端高温条件对棉花产量和品质的影响。研究结果表明:铃期极端高温条件下,籽棉单铃质量、籽指和仁指明显下降,纤维长度、纤维强度和马克隆值等级降低,棉仁棉酚含量降低,脂肪酸不饱和度降低,蛋白质和粗脂肪的含量变化趋势则存在品种间差异;3个材料中,转iaaM基因种质的棉铃产量性状降低程度最大,而纤维品质表现相对稳定;IF11棉仁蛋白含量略有下降,粗脂肪含量显著增加,棉酚含量降低幅度最大。     

地膜降解与土壤温度和含水量的关系及其对棉花产量的影响

为研究膜下滴灌棉田覆用降解地膜的保温保墒效果,通过田间试验,设DM1(普通聚乙烯地膜)、DM2(低降解率地膜)、DM3(中等程度降解率地膜)、DM4(高降解率地膜)4个覆膜处理,对各处理的地膜降解率、地温、土壤含水量、棉花产量进行调查测试,分析地膜不同降解率与土壤温度、含水量的相关关系。结果表明:棉花各生育期地膜降解率与产量呈负相关关系;地膜降解率与土壤温度呈线性负相关关系,其相关性在花期、花铃期、盛铃期达到极显著水平(P0.01),其相关系数在盛铃期达到0.924 9的最高值;地膜降解率与土壤含水量亦呈线性负相关关系,其相关性在各生育期均达显著水平(P0.05),其相关系数的大小顺序是:花铃期(0.980 2)盛铃期(0.978 9)花期(0.771 2)苗期(0.703 4)蕾期(0.695 6)。说明,地膜不同降解率对棉花产量影响显著,地膜降解率与棉田土壤温度、土壤含水量呈线性负相关关系,且地膜降解率高低对盛铃期地温影响最大,对花铃期土壤保墒作用调控最强。为实现环境和产量的双赢目标,在生产中选择适宜降解率的降解地膜十分必要。     

抗虫棉多茎株型增产机理研究

以常规整枝株型为对照,对多茎倒伞株型光合系统质量及根系发育状况进行研究。结果表明:多茎株型有效叶面积增大,叶面积系数最大值为4.55,为常规株型的1.23倍;吐絮期主茎叶片叶绿素含量提高11.8%;盛花期(7月26日),棉田光强分布行间、株间,光强分别提高22.4%和19.1%;棉株倒四叶CO2同化量:初花期为常数株型的1.45倍,终花期(7月19日)为常数株型的1.31倍;地上部干物质生产量为15723kg/hm2为常规株型1.17倍,生殖器官干物重152.1g,为常规株型的1.28倍。多茎株型根干重及根系活力:初花期为常规株型的1.1倍和1.32倍,吐絮期为常规株型的1.39倍和1.77倍;多茎株型根系中可溶性醣含量盛花期为常规株型的1.15倍,结铃期为常规株型的1.30倍。多茎株型建造高质量光合系统,地上与地下相互促进协调发育,既发挥了叶枝对产量的补偿功能,又利用叶枝与主茎水肥的竞争关系减少赘芽滋生,实现高产简化目标。     

博尔塔拉州膜下滴灌棉田氮肥施用技术研究

[目的]探讨适宜博尔塔拉州滴灌棉区的氮肥施用技术.[方法]通过田间小区试验对滴灌条件下不同质地和不同肥力棉田氮肥施用技术进行研究.[结果]肥力较低的滴灌棉田氮素最佳经济用量为248.6 kg/hm2,最佳经济产量为2 158.9 kg/hm2;肥力较高的棉田氮素最佳经济用量为310.9 kg/hm2,最佳经济产量为2 236.5 kg/hm2.氮肥用量一致的条件下,适量基施有提高产量的作用,肥力较低的砂壤土滴灌棉田以30;作基肥,70;滴施效果最好,按照"前轻、中重、后补"的原则,从盛蕾期到铃期持续滴施对提高铃重、增加铃数进而提高产量有明显的作用;中高肥力的壤土上,集中在盛蕾期到花铃期持续滴施即可满足棉花的需氮要求.[结论]膜下滴灌棉田氮肥用量控制在尿素525.0～560 kg/hm2,可以获得较高的产量和收益.     

南疆超高产棉花干物质积累分配与养分吸收运移特征的研究

[目的]在南疆自然生态条件下,研究超高产棉花干物质积累分配与养分吸收运移特征.[方法]于2008～2009年,以高产(皮棉单产2 250～3 000 kg/hm<'2>)和中低产(皮棉单产2 250 kg/hm<'2>以下)棉花为对照,研究超高产棉花(单产皮棉3 000 kg/hm<'2>以上)不同生育时期干物质积累与养分运移特征.[结果]超高产棉花干物质快速积累持续期长,且积累量大,光合产物向茎、叶器官分配集中在开花期以前,花后向茎、叶输送减少,而向蕾铃器官分配较多,保证了后期产量形成;高产、中低产棉花开花后则仍有光合产物向茎、叶输送,对产量影响较大.超高产棉花茎、叶器官对N、P<,2>O<,5>、K<,2>O吸收集中在盛花期前,初花期至盛花期达到高峰,而蕾铃的积累高峰出现在盛铃期,峰值显著高于高产和中低产棉花.超高产棉花养分吸收到达t<,1>时间依次为N>K<,2>O>P<,2>O<,5>,△t较长,CT较大,且随着产量水平的降低而减少.[结论]不同产量水平棉花干物质积累分配与养分吸收差异显著.