施钾对不同基因型棉花光合特性及产量和品质的影响

在田间条件下,研究了施钾对抗虫杂交棉中棉所38、抗虫棉新棉33B、常规棉中棉所12光合特性和产量及品质的影响。结果表明,与不施钾相比,不同基因型棉花施氯化钾225.kg/hm2,棉花叶面积指数(LAI),叶绿素荧光动力学参数PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ),叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs),棉花干物重及分配到生殖器官的比例,棉花总成铃数、铃重和衣分均有不同程度提高;中棉所38、新棉33B和中棉所12皮棉产量分别增加13.60%、10.66%和4.21%;棉纤维2.5%跨距长度、比强度、马克隆值和纤维整齐度等品质也得到改善。中棉所38和新棉33B比中棉所12施钾的效果更好,生产上应优先给抗虫杂交棉和抗虫棉品种施用钾肥。     

双价转基因抗虫、丰产、梳病夏棉新品种

中国农业科学院棉花研究所与中国农业科学院生物技术研究所合作,将双价（Bt＋CpTI）基因转育到早熟棉材料,通过航天诱变、生化辅助育种与常规育种技术相结合,先后育成生育期仅为105天左右的新一代国审夏棉新品种中棉所50、中棉所58和中棉所64。     

不同农药对棉花同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶（PAGE）电泳法研究了喷施农药对棉花植株同工酶谱的影响,分析了不同农药，不同棉花品种，施药后不同时间间隔，不同生育期棉株过氧化物酶（POD）同工酶谱的变化和差异，结果表明，喷施不同农药，不同棉花品种，不同生育期及施药后不同时间间隔均对棉株POD同工酶产生不同的影响。     

高产棉花营养吸收规律及钾肥效果研究初报

试验以研究棉花全生育期对氮磷钾养分的吸收为目的，采用田间小区对比试验方法，分别采集各主要生育期的植株样本，测定氮磷钾含量，找出了不同施肥处理棉花对养分的吸收量，吸收强度和吸收比例等规律。分析了磷钾肥对棉产量的影响，尤其是钾肥的增产作用。提出了讥产棉花氮磷钾化甩的施用比例。     

枣棉间作复合系统种植模式对棉花光合特性及产量的影响

合理的枣棉间作种植模式有利于光资源的利用和产量的提高。为探明枣棉间作系统中棉花产量形成的光合生理机制,筛选出适于南疆的枣棉间作最优种植模式,以枣树-棉花间作模式为研究对象,设离树间距1.4 m(M1)、1.0 m(M2)、0.5 m(M3)3个间作处理,以单作棉花为对照(CK),对棉花冠层上方光合有效辐射(PAR)、棉花叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)5个光合指标及水分利用效率(WUE)和产量进行研究。结果表明,各处理冠层PAR在花铃期达到最大,间作系统冠层PAR总体低于单作,且随离树间距的增加而增大,M3处理PAR最低,分别较M1、M2处理低10.0%和9.5%;间作总体上提高了棉花的Pn,降低了Tr和Ci,M3处理的Gs在2020年最大,2019年最小,并且M3处理的棉花光合能力总体优于其他处理;枣棉间作种植模式有利于提高棉花群体水分利用效率,M3处理的WUE最大,2019和2020年较CK分别提高了52.8%和50.4%;M3处理单位面积内棉花产量最高,分别较CK、M1、M2高18.2%、85.9%和37.0%。灰色关联度分析表明,M3处理表现最优,主要生育期内等权关联序和加权关联序位次总体排第一。综上,适宜的间作种植模式为M3处理。本研究结果为南疆枣棉间作种植模式优化配置提供了理论依据和技术支撑。     

转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱体内几种酶活力的影响

为研究转Bt基因棉花上烟粉虱种群较常规棉上升的原因是否受到Bt毒蛋白的影响,以及是否与体内保护酶和解毒酶活力变化有关,应用转Bt基因棉花‘新棉33B’及其常规棉受体‘33’为试验对象,采用ELISA法和酶活力测定法,分别研究了取食转Bt基因棉花后烟粉虱体内Bt毒蛋白含量以及体内过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶和乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)3种解毒酶活力的变化情况。结果表明,在取食转Bt基因棉花‘新棉33B’4 h后,烟粉虱体内能检测到Cry1Ac蛋白,并且在12 h后维持在一个相对稳定的状态。取食‘新棉33B’后烟粉虱体内的SOD和GSTs活力受到显著抑制(P0.05),并且随着取食时间的延长,SOD活力逐渐下降,其中取食8 h、12 h、24 h和36 h后较取食‘33’的对照分别下降了37.8%、32.1%、32.0%和31.9%。CAT、POD和CarE活力显著提高(P0.05),并且随着取食时间的延长,酶活力逐渐上升,与对照相比,取食12 h、24 h和36 h后,CAT活力分别为取食‘33’的对照的1.54倍、1.55倍和1.42倍;POD活力分别为取食‘33’的对照的1.59倍、1.39倍和1.53倍;CarE活力分别为取食‘33’的对照的1.32倍、1.34倍和1.39倍;取食‘新棉33B’对AChE活力没有明显影响。结果提示,转Bt-Cry1Ac基因棉花对烟粉虱保护酶活力总体起到促进作用,对解毒酶活力总体影响不大。故烟粉虱体内保护酶活力的增加可能会有益于烟粉虱种群的增长,但是否起到决定性作用还有待进一步研究确定。     

基于熵权理论的灰色关联度法在棉花耐盐性评价中的应用

为了综合评价棉花品种的耐盐性,于2014年在江苏南京设置砂培试验,采用150 mmol·L-1的Na Cl水溶液模拟盐胁迫,并以各指标盐害系数为依据,采用基于熵权理论的灰色关联度法进行品种筛选和指标评价。结果表明,萌发期各指标盐害系数的熵值和权重以发芽势、活力指数、下胚轴长和鲜重较高,发芽率和发芽指数次之,根长最小;苗期各指标盐害系数的熵值和权重以叶片质膜透性、根系活力和净光合速率较高,叶片伸展速率和株高次之,地上部干重和根系干重最小。棉花的耐盐性在生育期和品种间表现不同,在萌发期和苗期均表现稳定且耐盐的品种为中棉所44和中棉所75,表现稳定且中等耐盐品种有中棉所17、苏棉22号、苏棉15号和德夏棉1号,表现稳定但耐盐性较差的品种有苏棉12和泗棉3号。综上,该方法的评价结果客观准确,可以用于棉花品种耐盐性的综合评价,这为棉花耐盐品种的选育奠定了基础。     

滴灌条件下液体地膜覆盖土壤保温保湿效应及棉花生长响应

为解决干旱区棉田日益严重的"白色污染"问题,从根本上杜绝农田残膜增加,采用桶栽试验研究了5种处理方式:液体地膜1 900 kg/hm~2(LFD1),液体地膜2 200 kg/hm~2(LFD2),液体地膜2 500 kg/hm~2(LFD3),塑膜滴灌(PFD),裸地对照(NFD)对土壤的保温保湿效应及棉花生长响应,探讨了滴灌条件下液体地膜代替塑料地膜的可行性。结果表明:液体地膜覆盖可提高土壤温度,降低土壤水分蒸发量,增强棉株根系吸收与合成能力,加快滴灌棉花前期生长速度,适度抑制后期旺长,增产效果显著。液体地膜覆盖滴灌棉花对土壤环境无不良影响,在干旱区滴灌棉田具有重要研究价值和应用前景。     

种植密度氮肥互作对棉花产量及氮素利用效率的影响

种植密度和氮肥投入是棉花生产中重要的管理措施,为提高棉花产量与氮素利用效率,于2013-2014年以转Bt+Cp TI品种中棉所79为材料,在河南省安阳市中棉所试验农场设置了3个种植密度(分别为3.00,5.25,7.50株/m~2),4个氮肥用量(分别为0,112.5、225.0、337.5 kg/hm~2,以N计),探讨种植密度与氮肥对棉花产量及氮素利用效率的影响,结果表明:棉花的叶面积指数、生物量与氮吸收量随种植密度和氮肥用量的增加而增加,而收获指数随种植密度和氮肥用量的增加而下降,中密中氮处理(种植密度5.25株/m~2、施氮量225.0 kg/hm~2)单位面积成铃数较多,籽棉和皮棉产量、氮肥回收利用率优于其他处理,高密低氮处理(种植密度7.50株/m~2、施氮量112.5 kg/hm~2)氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮生理利用率高于其他处理,而籽棉、皮棉产量与中密中氮处理较接近,研究表明增密减氮可实现棉花的高产高效。     

转Chi＋Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响

为研究转Chi＋Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响,揭示其对土壤生态系统的安全性,在大田试验条件下,利用Biolog代谢指纹方法分析了种植转Chi＋Glu双价基因棉、转Bt基因棉和常规棉不同生育期土壤微生物群落功能多样性。结果表明,两个转基因棉花土壤微生物数量差异不显著,而转基因棉花土壤细菌和放线菌数量在花期和铃期显著高于常规棉花（P〈0.05）,真菌数量在花期和铃期却显著低于常规棉花（P〈0.05）。与非转基因棉花相比,转基因棉花土壤微生物群落碳源利用能力在花期和铃期显著增加,转基因棉花土壤微生物群落的Shannon指数和McIntosh指数在花期、铃期和吐絮期显著高于常规棉花,Simpson指数在花期和铃期则显著低于常规棉花。主成分分析结果显示,花期转基因棉花和常规棉花对31种碳源的利用差异较大。转基因棉花在苗期和蕾期对羧酸类、氨基酸类和多胺类,花期和铃期对糖类、羧酸类和双亲化合物类的利用分别较常规棉高;吐絮期转基因和常规棉花对所有碳源的利用均较低,其中转基因棉花对糖类和羧酸类的利用高于常规棉花。研究结果显示,种植转Chi＋Glu双价基因棉花在花期和铃期对土壤微生物群落影响显著,其与转Bt基因棉花无明显差异。     

Bt杀虫晶体蛋白的土壤残留及其对土壤磷酸酶活性的影响

研究表明以不同形式导入土壤中的杀虫晶体蛋白在土壤中的残留特性及其对土壤磷酸酶活性的影响有所不同。以Bt菌体向土壤导入杀虫晶体蛋白的试验表明 :随着培养时间的延长 ,土壤中杀虫晶体蛋白含量逐渐增加 ,到 1 5d时达到一个峰值 ,而后下降 ,在培养 30d时 ,杀虫晶体蛋白含量基本与初始含量相同。以不同Bt棉组织添加土壤的试验表明 :随着培养时间的延长 ,土壤中的杀虫晶体蛋白含量降低 ,在培养初期下降的速度较快 ,随后下降的速度较慢 ,在培养的中后期基本稳定 ,在培养 5 6d时 ,杀虫晶体蛋白含量为初始值的 4 4 7%(ZK)和 5 6 1 %(GK)。不同Bt棉的盆栽试验表明 :在整个生育期内 ,Bt棉花种植后根际土壤中杀虫晶体蛋白含量均明显比非Bt棉高。Bt菌体和Bt棉组织处理的土壤磷酸酶活性均呈现出比对照高的趋势 ,而在Bt棉种植过程中Bt棉根际土壤的磷酸酶活性则呈现出比非Bt棉低的趋势。无论以何种方式向土壤中导入杀虫晶体蛋白 ,土壤磷酸酶活性在不同杀虫晶体蛋白浓度处理间的差异显著。     

盐分胁迫对转基因抗虫棉及亲本生长发育的影响

盆栽试验研究了不同盐分水平下转基因抗虫棉及其亲本的耐盐性。结果表明,随盐分的提高,转基因抗虫棉及其亲本表现出类似规律,叶片水势及叶绿素含量降低,光合作用在一定范围内有所升高而后下降,植株高度与干物质积累有不同程度下降等。相同盐分水平下"石远321"双价抗虫棉(简称"双抗321")及亲本普通"石远321"(简称"普321")、"国抗1号"和亲本"泗棉3号"的表现为转基因抗虫棉比其亲本有较低的叶片水势,较高的叶片叶绿素含量、植株高度、干物质积累及光合速率等,而对于"中棉30"(抗虫棉)及其亲本"中棉16"则表现相反。     

新型肥料对棉花产量及土壤物化性质的影响

为了探究PPMn型水溶肥混合棉粕腐植酸肥施用对棉田土壤和棉花产量的影响,通过红外光谱和扫描电镜分析两种新型水溶肥的官能团特征和外观特征,并利用田间小区试验研究了两种新型水溶肥对棉田土壤物理性质及团聚体、棉花产量和肥料利用率的影响。结果表明:施用棉粕腐植酸肥(H)、PPMn型水溶肥(P)和两种新型水溶肥混合(HP)对改善土壤物化结构和提升棉花产量均优于常规水溶肥(S)和不施肥(CK),其中HP处理效果最好。HP处理使土壤容重降低8.15%,土壤孔隙度增加7.49%,有效降低了0.25mm土壤团聚体所占比例,显著提升氮磷钾的农学利用效率,棉花产量相对于其他处理增加7.5%~41.0%。     

棉花幼苗内源保护酶对高温与渍水胁迫的响应

为量化"中棉所45"棉花幼苗内源保护酶对高温和渍水双重胁迫的响应,采用盆栽试验,以正常生长情况为对照(CK),设置3种胁迫:高温(HT)、渍水(WL)、高温+渍水(HT+WL)互作处理;处理前后测定棉花幼苗的形态指标、SPAD值、内源保护酶活性和丙二醛(MDA)含量,分析各处理间差异。结果表明:1) HT、WL和HT+WL胁迫7 d后,棉花株高和真叶相对含水量较对照显著降低。2)与处理前相比,各处理棉花叶片SPAD值显著下降;棉花根和子叶中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和MDA含量增加,其中子叶SOD活性分别增长了15.00%、9.84%和40.93%,子叶CAT活性分别增长了22.6%、76.3%和100.2%,子叶POD活性分别增长了36.23%、56.59%和88.16%。3)高温与渍水双重胁迫对棉花幼苗中内源保护酶活性具有显著叠加效应及互作效应,且根响应胁迫较子叶敏感。     

水分胁迫对棉花光合产物在下部“铃–叶系统”中运转分配的影响

为了解棉花叶片光合产物在干旱环境下的运转分配规律,在防雨棚中设置不同水分条件对棉花进行了研究。通过利用14CO2在棉花的盛蕾期、盛花期对棉花下部主茎叶片进行饲喂,研究在严重胁迫(SS)、中度胁迫(MS)、以及对照(CK) 3个不同水分处理环境下14C光合产物在棉株下部“铃–叶系统”中的运转与分配特征。结果表明, 随着水分亏缺程度的加重,14C光合产物在标记叶中滞留量增加,向外输出量减少;所产生的光合产物向幼铃和根部输送的比率增加,向成铃与主茎生长点的分配比率下降。对纤维品质的测定结果表明,在棉花生长的前期,适当的干旱胁迫不会对纤维品质造成显著的影响。     

外源Bt基因导入对棉花叶片维管束汁液的生化物质含量及烟粉虱种群增殖的影响

以转Bt基因棉花"国抗22"和常规棉亲本"泗棉3号"为试材,研究外源Bt基因导入对棉花叶片维管束汁液中营养物质和次生物质含量以及烟粉虱种群增殖的影响.结果表明,和"泗棉3号"相比,"国抗22"叶片维管束汁液中可溶性糖含量较低;单宁浓度苗期较低,但花铃期两个品种无明显差异;花铃期游离氨基酸总量无明显差异,但谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸含量均明显高于"泗棉3号";在苗期和花铃期两品种棉花叶片维管束汁液中均未检测到棉酚.取食苗期和花铃期"国抗22"棉花的B型烟粉虱内禀增长率rm分别比取食"泗棉3号"对应生育期的高13.7%和20.2%.研究表明,外源Bt基因的导入影响转基因棉花中可溶性糖、游离氨基酸和其他抗生物质的合成,从而影响烟粉虱的种群发展.     

华北北部地区转Cry1A+CpTI和Cry1A基因棉田节肢动物多样性*

2000～2001年采用背负式机动吸虫器取样法在河北省廊坊研究了转(Cry1A CpTI)基因棉(Gossypium hirsutum)(SGK321)、转Cry1A棉(GKl2)和其受体棉(G．hirsutum)棉田的节肢动物总群落、害虫亚群落、天敌亚群落和中性昆虫亚群落的多样性。采用SHANNON信息多样性指数分析显示,转抗虫基因棉的害虫多样性和天敌亚群落多样性与普通棉施药和非施药处理没有显著差异,但由于在棉花生长中、后期转抗虫基因棉处理的中性昆虫多样性显著高于普通棉施药处理,导致同期转基因棉的节肢动物总群落多样性明显高于普通棉的施药防治棉铃虫处理。表明转抗虫基因棉由于减少棉铃虫防治用药量,而显著提高了棉田中、后期生态系统节肢物的群落多样性,有利于生态系统的稳定和害虫的综合治理。     

转基因抗虫棉对棉田土壤细菌数量及群落结构的影响

以转基因抗虫棉（GK12、33B）及其亲本对照（SM、5415）为材料,利用稀释平板法和基于rRNA基因PCR扩增的变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术研究了棉田土壤中细菌数量和群落结构在转基因棉种植第一年的动态变化。结果表明：棉田土壤细菌数量随棉花生育期逐渐增加,于花铃中期达到最大值,转基因棉与其亲本之间细菌数量差异不显著。放线菌数量随生育期变化较小,转基因棉与其亲本之间在花铃中期出现显著差异。DGGE结果显示,转基因棉和亲本都存在丰富且相似的条带,聚类分析表明大多数转基因棉和亲本间条带相似性达80%以上,根据不同的生理期分成2个簇;主成分分析表明转基因棉和亲本细菌群落结构没有显著差异,但在不同生育期存在一定差异,表明生育期是影响细菌群落结构的主要因素,与聚类分析结果相吻合。研究结果初步说明转基因棉对棉田土壤细菌数量和群落结构没有显著影响。     

覆膜滴灌棉田不同耕作措施对棉花黄萎病的影响

棉花膜下滴灌技术是先进的栽培技术与灌水技术的集成,该文研究了膜下滴灌条件下不同耕作措施（棉花连作、稻棉轮作、深翻）对棉花黄萎病的影响。结果表明,在膜下滴灌条件下,随着连作年限的延长,棉花黄萎病病情加重,连作10 a时达最大值,随后呈下降趋势;连作棉田土壤中黄萎病微菌核与黄萎病病情指数的数量变化基本一致,细菌数量随着连作年限的延长而呈现减小趋势,放线菌和真菌数量则呈增加的趋势。重病田进行稻棉轮作对棉花黄萎病菌的抑制作用是一个逐步衰减的过程,稻改棉第5年黄萎病病情指数恢复到轮作前的水平;深翻的防病作用在于有效地减少了耕作层0～30 cm土层中黄萎病微菌核的数量。在膜下滴灌条件下,棉花整个生育期均存在黄萎病菌的拮抗微生物,但不同生育期土壤拮抗微生物种类和数量不断变化,应用对峙培养获得了15株对棉花黄萎病菌有较好拮抗作用的生防菌株,为以后棉花枯黄萎病生防制剂的开发和应用奠定基础。     

土壤钾水平对不同熟性棉花光合作用及产量的影响

钾素是棉花生长所必需的营养元素,通过田间试验探讨不同土壤钾水平对棉花光合作用及产量的影响,为棉田钾素养分管理提供理论支撑。田间试验在河南省安阳县中国农业科学院棉花研究所试验农场进行,裂区设计,主区设置了高(速效钾135.6 mg/kg)、中(速效钾123.37 mg/kg)、低(速效钾109.73 mg/kg)3个土壤钾水平,副区为早熟(中棉所50号)、中早熟(鲁棉研28号)、中熟(新棉99B)3个棉花品种;分别在苗期、蕾期和花铃期选择10株棉花进行叶片净光合速率、叶绿素含量、叶面积和钾浓度的测定,在成熟期进行实收籽棉产量的测定。结果表明:在苗期,3个品种棉花叶面积在不同钾水平下无显著差异;但在花铃期,高钾处理的棉花叶面积显著高于低钾,与中钾无显著差异。在苗期和蕾期,土壤钾水平对3个品种棉花功能叶片的叶绿素含量(SPAD值)和净光合效率影响不显著,但在花铃期差异显著,均表现为高钾>中钾>低钾。在苗期、蕾期和花铃期,3个品种棉花不同器官钾含量在不同钾水平下差异显著,表现为高钾>中钾>低钾。土壤高钾处理下,3个棉花品种的籽棉产量显著大于中钾和低钾处理,中钾和低钾处理的棉花产量差异不显著。综上,土壤供钾不足主要影响棉株各器官钾含量、叶面积、叶绿素含量和净光合速率,导致籽棉产量下降,但生育期较短的棉花品种能够较好地协调营养生长和生殖生长以保障低钾条件下的产量形成。