内陆干旱区土壤施锌对棉花产量及品质的影响

[目的]揭示锌肥对内陆干旱区棉花产量及品质的影响,为指导锌肥施用提供理论依据.[方法]在棉花生育期设喷施锌肥和喷施清水两个处理,每处理土壤施锌用量分别为O、10、20 kg/hm2,通过2a田间试验,研究棉花产量、品质及氮、磷、钾养分吸收特征.[结果]喷施锌肥并土施10或20 kg/hm2但不喷施锌肥时,棉花产量及增产率最高.施锌方式处理间,喷施锌肥对棉花纤维长度、整齐度及伸长率无显著影响,土施20 kg/hm2锌肥降低了马克隆值;土施锌肥处理间,锌肥显著增加纤维长度和比强度,降低了整齐度及马克隆值.施锌后棉花对氮、磷、钾的吸收增加,其吸收比例因施锌方式及施锌量的不同而有明显差异,总体上养分吸收比例N高于P低于K.土施锌肥P/N由0.31降低到0.29,K/N由1.09升高到1.17.[结论]土壤施锌是提高棉花单株结铃数的重要途径.在稳定提高单株结铃数的基础上,花期喷施锌肥促进单铃重增加,且提高棉花对氮磷钾的吸收.     

氮素形态对不同钾效率基因型棉花钾素吸收利用及根系形态的影响

【目的】水培条件下,研究氮素形态对不同钾效率基因型棉花钾素吸收利用的影响。【方法】选择钾高效基因型棉花品种辽棉18、冀棉958和钾低效基因型棉花品种新棉99B为材料,在充分供钾(K+浓度为2.5mmol/L)或不充分供钾(K+浓度为0.02 mmol/L)条件下,研究两种氮素形态硝态氮和铵态氮对棉花干物质积累、钾含量、钾素积累量、利用指数以及根系形态的影响。【结果】充分供钾可增加棉花根、茎叶干物质积累,提高植物体内钾含量,增加钾积累量,促进根系发育;相比较硝态氮,铵态氮减少干物质积累,降低钾含量和钾积累量,阻碍根系发育;相比新棉99B,辽棉18和冀棉958在铵态氮处理下,干物质积累、钾含量、钾素积累量降低幅度较小。【结论】相比硝态氮,铵态氮不利于棉花生长发育和对钾素的吸收,钾低效基因型棉花品种对铵态氮更为敏感。     

钾营养对水培棉花氮、磷、钾分配和3种植物激素含量的影响

通过营养液培养研究钾营养对棉花氮、磷、钾分配和植物激素含量的影响,试验结果表明:提高营养液中钾的水平,能促进棉花对氮、磷、钾的吸收和利用,促进氮、磷、钾向地上部分的运转,同时,有利于棉花内源玉米素、赤霉酸和吲哚乙酸的合成、运输和代谢.棉花内源玉米素、赤霉酸和吲哚乙酸在各器官的分布在不同K水平下呈现规律性,玉米素:叶>根>茎,赤霉酸:叶>茎>根,吲哚乙酸:茎>叶>根.在钾营养下,棉花内源玉米素和赤霉酸与氮、磷、钾素的总吸收积累量相关性不明显,只有内源吲哚乙酸与氮、钾吸收总积累量呈显著相关,相关系数为0.9180和0.9769(n=6).     

不同氮磷钾配施对棉花干物质积累、养分吸收及产量的影响

研究不同氮磷钾配施下棉花干物质积累与养分吸收分配的特点,为结合棉花生育特性制定高产施肥措施提供理论依据.不同施肥处理在整个生育期内植株干物质积累量较对照高9.68％～119.70％,氮、磷、钾吸收量分别较对照高12.52％～231.80％、14.92％～170.15％和13.00％～263.10％;各施肥处理籽棉和皮棉产量分别较对照提高9.42％～81.71％和15.51％％～136.96％.不同处理干物质积累和养分吸收量均大于对照,且差异显著(P＜0.05),干物质积累以N3P2(N 360 kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2)处理最高,氮、磷素吸收以N3P2处理最高,钾素吸收以N2P2K2(300kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2,K2O 75 kg·hm2)处理最高,籽棉和皮棉产量以N3P2处理最高.N3P2处理在生育期内干物质总积累为23 218.00 kg·hm-2,氮总吸收量为548.11 kg·hm-2,磷(P2O5)总吸收量为183.62 kg·hm-2,钾(K2O)总吸收量为668.98 kg·hm-2.籽棉产量为5 627.00 kg· hm-2,皮棉产量为2 622.33 kg·hm-2.每生产100 kg皮棉,适宜氮磷钾的养分吸收量分别为N 2.21 kg、P2O5 0.91 kg和K2O1.41kg,植株吸收养分适宜比例[m(N)∶ m(P2O5)∶m(K2O)]为2.42∶1.00∶1.55.     

不同叶龄期氮磷钾缺失对棉花生长及养分积累的影响

[目的]利用不同叶龄期棉花营养供应的中断,探寻不同时期棉花缺素症状及其养分的吸收积累状况.[方法]设计缺N、缺P、缺K和对照处理的水培试验,分析测定棉花株高、叶面积、营养元素含量和干物质积累量等指标,研究了N、P、K素缺失对棉株生长性状及N、P、K养分吸收的影响.[结果]缺素对棉株的生长发育有明显的抑制作用,缺氮、缺磷、缺钾处理的棉株株高和倒四叶叶面积平均较正常棉株分别降低了37.4;、20.8;、27.6;和33.3;、32.5;、20.3;.同时,缺素严重影响了棉株对N、P、K养分的吸收积累,缺氮处理的棉株在四叶期、八叶期和十二叶期的N吸收积累量分别比正常棉株的降低了53.3;、37.8;和27.5;;缺磷处理的棉株在四叶期、八叶期和十二叶期的P吸收积累量分别比正常棉株的降低了75.2;、73.1;和74.1;;缺钾处理的棉株在四叶期、八叶期和十二叶期的K吸收积累量分别比正常棉株降低了44.9;、38.3;和37.4;.氮磷钾的缺失均会显著降低棉花整株干物质的积累量,分别比正常棉株下降了24.1;、13.4;和24.0;.[结论]大量元素的缺失显著影响棉花生长发育和光合产物的积累,在生育前期(八叶期以前)氮磷钾缺失显著延缓棉花生长和减少养分吸收,后期(十二叶期以后)氮磷钾缺失显著降低棉花干物质积累.因此,依叶龄合理施肥能及时供给棉花养分需求,提高养分利用效率,为棉花高效生产提供理论依据.     

南疆氮肥施用量对不同节位棉花品质的影响

在南疆生态条件下对不同氮素水平(155.25、207、258.75、310.5和362.25kg/hm2尿素)处理下的棉花品质进行了大田试验,结果表明氮肥对棉株上、中、下部棉花纤维长度、整齐度、比强、马克隆值存在不同程度的影响。施氮量的增加有助于增加棉花纤维长度和整齐度,氮肥用量超过一定量之后,纤维长度和整齐度显著减少;纤维强度和马克隆值随着施氮量的增加而降低。     

不同施钾量对陆地棉干物质积累、养分吸收和产量的影响

[目的]研究不同施钾量对北疆陆地棉棉花干物质积累、养分吸收和产量的影响效应.[方法]采用单因子随机区组设计,设6个施钾处理,进行田间小区试验.[结果]不同施钾量处理棉株干物质积累动态变化规律可用“S”曲线方程拟合,且干物质积累速率均呈单峰曲线变化,峰值出现在出苗后约105 d左右;其中,中等施钾量的K4处理,棉株地上部总干物质、茎叶干物质和蕾铃干物质生长的最快时期提前,关键时期持续期长,干物质积累量和积累速率增加.不同施钾处理下陆地棉氮、磷、钾的吸收符合Logistic生长函数模型.各处理棉花钾素的吸收集中在出苗后的25～90 d,其中65 d左右吸钾量占生育期总吸收量的近60;.[结论]在一定范围内增加钾肥的用量可以促进棉株对氮、磷养分的吸收.增施钾肥使陆地棉的单株铃数和单铃重显著增加,中等施钾量的K4处理皮棉产量达到1 785.88 kg/hm2,比未施肥处理提高了52.20;.     

施钾对棉花部分生理指标的影响

[目的]为了更好地利用钾肥,并为提高棉花产量和改善棉花纤维品质提供理论依据。[方法]于2004年以新陆早13号品种为试材,在灰漠土上进行施钾(N300P150K150)和不施钾对照(N300P150K0)的大田试验,研究施钾对棉花上下叶片全钾和全氮含量、功能叶片SPAD值、棉花产量等的影响。[结果]施钾处理在棉花播种20、40和60 d后均提高了棉花叶片中全钾的含量,对棉花下位叶在3个时期分别提高了0.14%、0.32%和0.11%;在播种40和60 d时,施钾处理中棉花叶片的全氮含量下降;施钾处理比对照处理的SPAD值略高;施钾较对照明显提高棉花产量,降低棉花单铃重、籽指以及单铃皮棉重。[结论]施钾处理可以促进棉花生长,提高成熟期叶片、茎杆和蕾中钾素含量,同时各器官中氮素含量也明显提高。     

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.     

棉花PhyA新品系纤维品质及黄萎病抗性分析

利用前期获得的转植酸酶基因PhyA棉花新材料,分析其在低磷土壤条件下的纤维品质及黄萎病抗性。结果发现:受体品种‘农大94-7’转基因株系的纤维伸长率、马克隆值、平均长度、纤维长度、成熟度与对照存在显著差异,比强度与对照差异不显著;受体品种‘农大棉7号’转基因株系纤维整齐度、平均长度与对照存在显著差异,而伸长率、马克隆值、比强度、短纤维率、成熟度与对照差异不显著,且转基因株系纤维品质在世代间存在一定程度的一致性。同时发现,‘农大94-7’、‘农大棉7号’转PhyA株系黄萎病病株率和病情指数均显著低于对照。综合分析各株系纤维品质与黄萎病抗性,结合其产量性状表现,筛选出1个(G2)耐低磷优良新品系。     

水培条件下供氮水平对不同棉花品种氮吸收分配与氮效率的影响

【目的】 分析棉花生育前期氮素吸收分配与氮效率将有助于棉花生产中氮肥基施和追施的分配以及氮肥利用率的提高。【方法】 以新陆早45号和新陆早48号为材料,采用营养液培养的方法,设置6个供氮水平(0、7.5、10、15、17.5、30 mmol/L,分别以N₀、N_7.5、N₁₀、N₁₅、N_17.5、N₃₀表示),培育43 d后将其收获。测定棉花各器官干物质量、氮素积累量、氮吸收效率、氮利用效率以及磷素和钾素积累量等指标。【结果】 棉花幼苗各干物质量、单株氮含量、地上部分氮含量、氮积累量、氮吸收效率以及磷素和钾素积累量均随氮浓度的增加呈先升高后降低的趋势;根冠比和氮利用效率均随氮浓度的增加而降低。氮水平在17.5 mmol/L时显著增加了根和地上部干物质量,但降低了棉花根冠比。17.5 mmol/L的氮水平显著提高了棉花地上部分氮含量、单株氮含量、积累量和吸收效率以及磷和钾积累量,但降低了氮的利用效率。新陆早48号各测定指标显著高于新陆早45号。【结论】 营养液中有助于棉苗各生长指标增长的氮素浓度为17.5 mmol/L。适合机采的Ⅰ式果枝新陆早48号较不适合机采的Ⅱ式果枝新陆早45号长势更强。     

长期氮磷化肥和有机肥配施对褐土钾素平衡及不同形态的影响

通过连续20 a的氮磷化肥与有机肥配施的定位试验,研究了氮磷化肥与有机肥配施对褐土耕层土壤钾素平衡、各形态钾素含量及其在全钾中的比例和全钾含量的影响。结果表明,单施氮磷化肥或与有机肥配施都可以增加作物产量,提高作物地上部对土壤钾素的吸收;土壤钾素除单施高量有机肥处理有所盈余外,其余处理都表现为亏缺,且随着有机肥施用量的增加,土壤钾素的亏缺量减少;只施用氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾和非交换性钾含量呈先上升后下降的趋势,其他钾素形态含量变化无明显规律,水溶性钾、非交换性钾和矿物钾在全钾中的比例呈先下降后上升的趋势;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,钾素各种形态含量以及水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势,矿物钾的比例则呈下降趋势,非交换性钾变化规律不明显。长期氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤全钾含量的消耗。     

外源氮肥、磷钾肥对棉秸秆堆腐的影响

【目的】研究外源氮肥、磷钾肥对棉花秸秆腐解过程的影响,为棉秸秆肥料化、基质化利用提供理论依据。【方法】采用网袋堆制熟腐法,设置棉秸秆自然堆腐、棉秸秆添加氮肥(尿素)堆腐、棉秸秆添加磷钾肥(磷酸二氢钾)堆腐共3个处理,分别在堆腐的前期(0~7 d)、中期(7~14 d)、后期(14~21 d)、末期(21~28 d)取样,测定棉秸秆质量及纤维素、半纤维素、木质素含量,分析棉秸秆累积失重率和阶段失重率,以及3种纤维成分的累积降解率和阶段降解率。【结果】添加氮肥可提高棉秸秆累积失重率,比自然堆腐提高6.7%;添加磷钾肥后,棉花秸秆失重率比自然堆腐降低了6.3%。添加氮肥后棉秸秆的降解速率在堆腐初期与自然堆腐相比有明显下降,之后降解速率加快。自然堆腐和添加磷钾肥处理的降解速率在堆腐初期最快,中期有显著下降,之后缓慢上升。添加氮肥和磷钾肥均能提高纤维素、半纤维素和木质素的降解率。在堆腐末期,和自然堆腐相比,添加氮肥或磷钾对纤维素的累积降解率分别提高178.29%和47.82%;添加氮肥和磷钾肥对半纤维素的累积降解率基本相同,提高幅度在40.6%左右;添加氮肥和磷钾对木质素的降解率分别提高9.13%和59.6%。纤维素降解最快阶段,添加氮肥是出现在堆腐末期,磷钾肥是出现在堆腐后期,CK是出现在前期和中期。半纤维素降解最快阶段,3种处理都是在堆腐前期。木质素降解最快阶段则都出现在堆腐前期和中期。【结论】添加氮肥和磷钾肥均能促进棉秸秆堆腐的降解程度,氮肥降解程度要高于磷钾肥,氮肥对棉秸秆的降解趋势与CK和磷钾肥有不同之处。氮肥对纤维素降解的促进程度要高于磷钾肥;氮肥和磷钾肥对半纤维素降解的促进程度基本相同;磷钾肥对木质素降解的促进程度要高于氮肥,降解变化过程也不相同。     

施氮量对棉花养分吸收利用及产量和品质的影响

【目的】研究施氮量对棉花产量、养分吸收与分配、氮肥利用率及纤维品质的影响,为棉花生产合理施氮提供理论基础。【方法】以中棉所60号为材料,于2018和2019年连续2年大田试验。设置4个施氮水平(0、112.5、168.75、225 kg/hm²,分别以CK、N₁、N₂、N₃表示),在吐絮期采集植株茎、叶、生殖器官,测定干物质质量和氮磷钾积累量,计算氮肥利用率和棉花产量等指标。【结果】施氮量在0~225 kg/hm²,棉花产量随施氮量的增加而增加;施用氮肥可提高棉花吐絮期氮、磷、钾吸收量,施氮水平在0~168.75 kg/hm²,棉花氮、磷、钾吸收量随施氮量的增加而增加,过量施用氮肥后棉花氮、磷、钾吸收量下降;氮肥利用率以112.5 kg/hm²施氮量最高;施氮量对棉花纤维品质指标影响差异不显著。【结论】综合产量、氮肥利用率、养分吸收、分配及利用和纤维品质等指标,黄河流域棉区推荐施氮量为112.5~168.75 kg/hm²。     

苎麻施钾效应的研究

 施钾可提高土壤及苎麻地上部植株含钾量，适量钾可促进氮的吸收，提高苎麻抗旱性和抗花叶病能力，增加苎麻纤维产量和提高纤维品质；过量钾可致使钾的奢侈吸收，体内K/Ca、K/Na吸收比例严重失调，对苎麻生长发育产生不利影响。钾改善纤维支数的作用，与供氮水平密切相关，低氮条件下对纤维支数具有明显改良作用，而高氮条件下纤维品质（纤维支数）的决定性因素是供氮水平高低，钾对纤维品质的改良作用较小。推荐氮、钾肥施用适当配比[N/K#-(2)O]为3:1 ～ 3:2，全年每亩钾肥施用量[K#-（2）O计]为20 ～ 30kg。     

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。     

Evolution of Nitrogen,Phosphorus and Potassium Fertilizer Application Rates in Cotton Fields and Its Influences on Cotton Yield in the Yangtze River Valley

[Objective] The historical evolution pattern of nitrogen(N), phosphorus(P)and potassium(K) fertilizer application rate and its effects on lint cotton yield were explored to provide the theoretical basis for reasonable fertilizer management strategy in the cotton planting region of the Yangtze River Valley. [Method] GGE biplot analysis method was adopted to analyze the correlation among N, P and K fertilizer application rate and lint cotton yield with the dataset of national cotton regional trials of the Yangtze River Valley during 1991-2013. The linear and nonlinear regression analysis method was used to reveal the evolution of the fertilizer applying patterns,and analyze the effects of N, P, K application rates on cotton lint yield. [Result] The application rates of N, P and K fertilizer presented highly significant positive correlation with lint cotton yield, among which the potassium fertilizer was the strongest relative factor with lint cotton yield, followed by phosphorus fertilizer, while nitrogen fertilizer was the weakest factor. The application rate of nitrogen fertilizer was related with the test year in the pattern of a quadratic function, while phosphate and potassium had progressive increase linear relation with the test year in the cotton planting region of the Yangtze River Valley. Meanwhile, cotton lint yield was in response to nitrogen fertilizer content increase with a quadratic parabola function, and increased with the applying phosphate fertilizer and potassium fertilizer content with linearly increasing function. [Conclusion] The increasing application amount of N, P and K fertilizer was generally beneficial to cotton yield improvements, however, exorbitant applying nitrogen fertilizer was unfavorable for cotton production, and a reasonable mixture formula of N, P and K fertilizer was better in terms of cotton yield-increasing effect.     

Evolution of Nitrogen,Phosphorus and Potassium Fertilizer Application Rates in Cotton Fields and Its Influences on Cotton Yield in the Yangtze River Valley

[Objective] The historical evolution pattern of nitrogen(N), phosphorus(P)and potassium(K) fertilizer application rate and its effects on lint cotton yield were explored to provide the theoretical basis for reasonable fertilizer management strategy in the cotton planting region of the Yangtze River Valley. [Method] GGE biplot analysis method was adopted to analyze the correlation among N, P and K fertilizer application rate and lint cotton yield with the dataset of national cotton regional trials of the Yangtze River Valley during 1991-2013. The linear and nonlinear regression analysis method was used to reveal the evolution of the fertilizer applying patterns,and analyze the effects of N, P, K application rates on cotton lint yield. [Result] The application rates of N, P and K fertilizer presented highly significant positive correlation with lint cotton yield, among which the potassium fertilizer was the strongest relative factor with lint cotton yield, followed by phosphorus fertilizer, while nitrogen fertilizer was the weakest factor. The application rate of nitrogen fertilizer was related with the test year in the pattern of a quadratic function, while phosphate and potassium had progressive increase linear relation with the test year in the cotton planting region of the Yangtze River Valley. Meanwhile, cotton lint yield was in response to nitrogen fertilizer content increase with a quadratic parabola function, and increased with the applying phosphate fertilizer and potassium fertilizer content with linearly increasing function. [Conclusion] The increasing application amount of N, P and K fertilizer was generally beneficial to cotton yield improvements, however, exorbitant applying nitrogen fertilizer was unfavorable for cotton production, and a reasonable mixture formula of N, P and K fertilizer was better in terms of cotton yield-increasing effect.