播期对棉铃对位叶蔗糖代谢及棉铃产量性状、纤维品质的影响

【目的】探讨棉铃对位叶蔗糖代谢机制及棉铃产量性状、纤维品质对不同播期条件的响应。【方法】以棉铃产量性状具有明显差异的两个陆地棉品系A705和A201为供试材料,于2016―2017年进行大田试验研究,在不同播期(早播2016年4月12日,2017年4月15日;晚播2016年5月6日,2017年5月28日)条件下,研究棉铃对位叶非结构性碳水化合物(蔗糖、己糖、淀粉)和蔗糖代谢关键酶(液泡酸性转化酶、细胞壁酸性转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶)的动态变化及差异,及不同播期对棉铃产量性状和纤维品质的影响。【结果】晚播棉铃铃期更长,铃重、单铃种子质量、籽指和纤维上半部平均长度增加,衣分和马克隆值降低。晚播导致棉铃对位叶细胞壁酸性转化酶和蔗糖合成酶活性降低,蔗糖浓度升高,可能为棉铃的发育提供了更充足的碳源。【结论】晚播相对低温条件下,棉铃发育更完全,在生产上适当晚播可以提高纤维品质。     

初花后土壤碱解氮浓度对棉花生物量和氮素累积特征的影响

试验于2009-2010年分别在江苏省棉花科技示范基地东台市(120°19' E, 32°52' N)和大丰市(120°28' E,33°12' N)进行。设置6个水平(0、150、300、375、450和600 kg hm^–2)施氮量,研究土壤碱解氮浓度变化特征及对棉花生物量和氮素累积特征的影响。结果表明,棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化可用三次函数方程模拟,棉花生物量、氮素累积动态可用Logistic方程拟合;土壤碱解氮浓度快速下降期的平均速率、持续时间分别与棉株生物量、氮素快速累积期的最大相对累积速率、持续时间有较高的相关性;在375 kg hm^–2施氮量下,土壤碱解氮浓度快速下降期具最佳平均速率和持续时间,棉株生物量和氮素快速累积期有最优的累积特征值,棉花具有最优的生物量、氮素累积特征值,棉花产量最高、综合品质最优。高施氮量和低施氮量皆不利于棉花生物量和氮素的累积。因此,适宜的施氮量及施氮运筹可调节棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化,优化棉花生物量和氮素的累积以及产量和品质。     

陆地棉棉铃对位叶碳氮变化特征与其生物量关系的研究

在大田栽培条件下,选用科棉1号和美棉33B两个棉花品种,于江苏南京、徐州进行施氮量(0、240、480kg.hm-2)试验,研究棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃(棉子、纤维)生物量的关系。结果表明:棉铃对位叶全碳、全氮含量变化可用函数Y=at2+bt+c〔Y(%):全碳或全氮含量,t(d):铃龄,a、b、c:参数〕拟合,碳氮比变化可用Logistic方程拟合。进一步分析棉铃对位叶碳氮变化的特征值发现:(1)棉铃对位叶全碳含量达到最小值的时间早、最小含量值高,则可提高棉铃、棉子、纤维生物量快速累积持续期间的平均速率,但缩短了棉铃和纤维生物量快速累积持续期,延长了棉子生物量快速累积持续期。(2)棉铃对位叶全氮含量达到最小值的时间晚,则可延长棉铃和纤维生物量快速累积持续期;全氮最小含量值高,则可延长棉子生物量快速累积持续期。(3)棉铃对位叶碳氮比快速增长持续期长、快速增长平均速率小,则可延长棉铃及纤维生物量快速累积持续期。可见,棉铃对位叶碳氮变化特征与棉铃生物量的关系密切,可通过调控棉铃对位叶碳氮含量及其比值促进棉铃发育。     

施氮量对不同熟期棉花品种的生物量和氮素累积的影响

 以辽棉19号（生育期125 d）和美棉33B（生育期135 d）2个生育期差异较大的品种为材料,于2007－2008年在东北特早熟棉区（辽宁辽阳,41°26' N,123°14' E）设置棉花不同施氮量(即施氮 0,240,480 kg·hm^-2) 试验,研究施氮量对东北特早熟棉区棉花生物量、氮素累积特征及氮素累积利用率动态变化的影响。结果表明：棉花生物量和氮素累积量随着棉花生育进程的动态变化符合S型曲线,氮素的快速累积起始日较棉花生物量早10~12 d;辽棉19号和美棉33B均在施氮240 kg·hm^-2条件下棉花生物量和氮素累积速率峰值出现时间最早,累积速率最高,其生物量、氮素累积量和皮棉产量最高,同时氮素利用效率较高。施氮480 kg·hm^-2不仅降低棉花生物量和氮素累积速率及累积量,而且降低了生殖器官分配系数,导致产量较低。     

播期和施氮量对冬小麦氮代谢及子粒蛋白质含量的影响

为了阐明播期变化与施氮量对冬小麦氮代谢及蛋白质的影响,采用裂区设计,研究播期和施氮量对冬小麦花后茎叶氮含量、积累量和子粒蛋白质含量的影响。结果表明,适度晚播可以提高冬小麦茎、叶的氮含量、氮素积累量和子粒蛋白质含量。与不施氮肥相比,施用氮肥可以显著增加冬小麦不同生育时期地上部氮素累积量,且随着施氮量的提高,茎、叶的氮积累量也表现为先升高后降低的趋势。在同一播期条件下,子粒蛋白质含量以施氮150和225kg/hm ²的处理最高,说明适宜的施氮量能改善子粒品质。分析播期与施氮量对子粒蛋白质含量的作用程度可知,施氮量是引起冬小麦子粒蛋白质含量变化的主要因素,作用程度占66.85%。在本试验条件下,兼顾冬小麦花后茎叶氮素代谢及产量,实现高子粒蛋白质含量的推荐播期是10月11日,施氮量为150kg/hm ²。研究结果可为山西省冬小麦调优栽培提供理论和技术支持。     

棉花花后果枝叶生物量和氮累积特征及临界氮浓度稀释模型的研究

在大田栽培条件下,于江苏南京（长江流域下游棉区）和河南安阳（黄河流域黄淮棉区）设置了棉花施氮水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释模型确定方法,研究棉花花后果枝叶临界氮浓度稀释模型及其与棉花产量的关系。结果表明, 花后棉花果枝叶的生物量增长和氮吸收累积均受施氮水平的影响,其动态变化符合S型曲线,氮累积的快速起始时间较干物质早2~4 d;棉花产量与果枝叶氮浓度关系密切,氮浓度过高或过低均不利于产量形成,花后果枝叶存在氮奢侈消费现象;棉花花后果枝叶氮浓度随施氮量的增加而增加、随生育进程而降低,其干物质累积量与氮浓度间符合幂函数关系,2试点果枝叶氮稀释曲线模型形式相同,但参数不同,不同气候区域存在独立的果枝叶氮临界、最高和最低稀释曲线模型;根据果枝叶氮浓度与产量间的关系,安阳、南京2试点,棉花果枝叶在盛花期和吐絮期的适宜氮浓度分别为4.93%、3.70%和3.33%、3.01%。临界氮稀释曲线的氮营养指数和异速生长模型对果枝叶氮营养状况的诊断与此相符。临界稀释模型具有明确的生物学意义,可以作为定量诊断果枝叶氮营养动态变化的指标之一。     

氮素水平对棉铃干物质积累分配和纤维品质性状的影响

 在南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)设置氮素水平(零氮：N 0 kg·hm^-2,适氮：N 240 kg·hm^-2,高氮：N 480 kg·hm^-2)试验,研究了氮素对棉铃(伏桃、秋桃)干物质积累分配和纤维品质性状的影响。结果表明：棉铃各组成部分的干物质积累以纤维受氮素的影响最大,其次为棉子、铃壳。棉子与纤维间存在同步异速生长关系,这种关系可用模型y=a+bx表示(x、y分别代表棉子、纤维干重的自然对数,a为截距,b为线性回归系数)。零氮、高氮处理均降低了伏桃的b值,相应的纤维比强度亦显著降低;秋桃的b值在适氮与高氮处理间差异较小,但显著高于零氮处理,纤维长度、比强度及整齐度对氮素水平的响应亦呈现出相同趋势。综合分析认为,棉子、纤维异速生长方程的线性回归系数b越大越有利于高品质棉的形成。     

播期和密度对棉花叶柄和根系硝态氮含量的影响

为探讨大田棉花氮代谢随播期和密度的变化规律,选用华棉3109(G.hirsutum L.)于2014年在华中农业大学试验农场,采用裂区设计:播期(月-日)(S1,05-30;S2,06-14)为主区,密度(株·m-2)(D1,7.5;D2,9.0;D3,10.5)为副区,研究了硝态氮含量在主茎叶柄和根系的分布特点。结果表明:1)随生育进程推进,叶柄和根系硝态氮含量先升高后降低,初花期最高。2)主茎叶柄硝态氮含量随叶位变化,蕾期、初花期由上而下逐渐降低,第1叶最高;盛花期逐渐增高,第1叶和第4叶最高;不同生育时期棉花叶柄硝态氮含量在叶位间的下降幅度随播期推迟而降低,随密度增加先升高后降低。3)播期和密度对不同生育时期棉花叶柄和根系硝态氮平均含量的交互作用均显著,但播期和密度主效应影响不同:见花施肥前,随推迟播期,棉花叶柄硝态氮平均含量显著降低了42.9%,根系硝态氮平均含量显著升高了12.1%,增加密度对叶柄和根系硝态氮平均含量无显著影响。见花施肥后,随播期的推迟,叶柄硝态氮平均含量无显著性变化,初花期平均为5.05 mg·g-1,盛花期平均为2.62 mg·g-1;而根系硝态氮平均含量,初花期S1S2,盛花期S1S2;随密度增加,D1,D2与D3初花期叶柄和根系硝态氮平均含量均显著降低;盛花期叶柄硝态氮平均含量呈先升高后降低趋势变化,而根系硝态氮平均含量则与初花期相反,呈显著递增趋势。综上所述,晚播高密条件下,见花一次施肥后,推迟播期不改变棉花地上部叶柄硝态氮平均含量水平,适度增加密度有利于棉花叶柄维持较高的硝态氮含量,有利于为叶片氮代谢提供充足的底物。     

不同棉铃发育时期遮荫对棉纤维品质性状的影响

以中棉所41和鲁棉研18两品种为试材，设计3个遮荫时期（处理Ⅰ：棉铃发育0～20 d；处理Ⅱ：棉铃发育21～40 d；处理Ⅲ：棉铃发育41 d到吐絮），研究了遮荫对棉花纤维品质性状影响的规律。结果表明，遮荫使纤维长度变短，纤维伸长期增长，CK在25 d纤维达最大长度，处理Ⅰ、处理Ⅱ分别在35 d、30 d才达到最大长度，而处理Ⅲ对纤维伸长期没有影响；各时期遮荫都降低纤维断裂比强度和纤维成熟度，但使纤维细度增加，其中处理Ⅱ对纤维比强度、纤维成熟度和纤维细度的影响最大，与CK差异均达极显著水平；处理Ⅰ和处理Ⅲ影响较小。各时期遮荫对两品种纤维品质性状的影响趋势一致。     

播期密度及氮肥运筹方式对冬小麦籽粒产量的影响

通过不同播期、播种密度和氮肥运筹方式对不同冬小麦品种籽粒产量及构成因子影响的研究，探讨了通过调控播期、密度及氮肥运筹方式实现不同品种丰产高效的可能性。试验结果表明，播期、播种密度和氮肥运筹方式均显著影响小麦产量及产量构成因子，播期以10/15~10/22最为适宜，播种密度以120万/km2~240万/km2为宜，氮肥运筹方式以N210(3:5:2)最好，其次为N210(5:5)。保证供试小麦品种实现9000kg/hm2产量的高产途径为主茎和分蘖并重，适宜的产量结构为：4:4:4，即亩有效穗数39.4~44.4万，穗粒数35.3~40.0，千粒重40.2~45.8g。     

玉米大豆播期衔接对间作大豆干物质积累及产量的影响

为完善玉米/大豆间作的播期衔接技术,在西南地区寻求合适的玉米、大豆播期。试验在田间采用二因素裂区设计,以玉米/大豆间作模式下3个玉米播期:早播(A1:5月15日)、中播(A2:5月30日)、晚播(A3:6月14日)与3个大豆播期:早播(B1:5月30日)、中播(B2:6月14日)、晚播(B3:6月29日)为对象,研究不同玉米、大豆播期对大豆的干物质积累、器官分配比率及产量的影响。结果表明:大豆开花后作物生长率、单株干物质积累量、荚果分配率和产量均在玉米中播时最高,开花后作物生长率较玉米晚播时高出33.2%;在R4、R6生育时期,单株干物质积累量和大豆荚果分配比率分别比玉米晚播时高32.4%,17.9%和26.3%,23.9%;大豆产量较玉米晚播时高75.7%。玉米中播时衔接不同播期的大豆,其单株干物质积累量、荚果分配比率和产量均在大豆早播时最高,在R4、R6生育时期,大豆单株干物质积累量与荚果分配比率比大豆晚播时分别高195.4%,58.5%和33.9%,26.7%;大豆产量较大豆晚播时高出128.7%。在玉米/大豆间作下,玉米中播(5月30日)间作大豆早播(5月30日),即玉米大豆同时播种时,可提高大豆开花后作物生长率,增加单株干物质累积量、籽粒分配率和产量。     

不同筋型小麦籽粒的物质积累特性及其播期调节效应

选用半冬性小麦强筋品种济麦20、中筋品种豫麦49和弱筋品种郑麦004,研究了籽粒灌浆期间不同筋型小麦的物质积累特点及其播期的调节效应。结果表明,在籽粒形成和成熟期间,弱筋小麦品种郑麦004籽粒灌浆速率分别较强筋品种济麦20和中筋品种豫麦49降低14.1%和24.4%,因而千粒重也分别比2品种平均减少4.87和9.85 g,但籽粒中淀粉的含量增高,表现为郑麦004(82.4%)>豫麦49(80.2%)>济麦20(78.7%),淀粉中直/支比也呈现出同样的趋势。随着播期的推迟,促进了籽粒形成期(花后0~14 d)的灌浆速率,开花21 d后灌浆速率又明显下降;济麦20和豫麦49的千粒重以适播较高;但播期推迟对3种筋型小麦总淀粉含量和直支比均有提高作用,以晚播处理最为显著(p<0.01)。     

麦后移栽棉不同品种棉铃内干物质积累与分配研究

以陆地棉早熟品种中棉14、中熟品种苏棉4号和泗棉2号为材料,研究了麦后移栽棉不同开花期棉铃内干物质积累分配的特点:麦后移栽棉棉铃各部分干物质积累比一熟棉和麦套棉时间长,并随开花期的推迟,干物质积累高峰期相应推迟。早熟品种干物质积累和运转比中熟品种快1～2周。后期低温影响铃壳养分向子棉输送,尤其对种子的影响更为严重。因此,麦后移栽棉在生产上更应强调早发、早熟、争高产优质。     

南疆不同类型海岛棉品种棉铃内同化物积累与分配特性的研究

 以南疆主栽海岛棉品种为材料,分析不同花期铃部器官同化物质积累动态、再度分配及吐絮棉铃的分配率。结果表明：同化物积累随时间呈“S”型曲线,用Logistic方程进行拟合均达到显著水平。同化物积累达最大值所需时间表现为棉纤维＞种子＞铃壳,新海28比优系193提前5～10 d;同化物再度分配随着花期的推移,铃壳率不断增大,子重率、经济系数、子棉/壳重逐渐减小。铃壳对子棉增重的贡献率,新海28大于优系193;棉铃的胚珠数、种子数、结子效率随开花时间的推移逐步增大,新海28单铃子房胚珠数、单铃种子数比优系193略低,而结子效率稍高;新海28具有开花早,铃期短,铃壳率小,结子效率高,铃壳同化物质的再分配对子棉增重的贡献率、子重率、经济系数、子棉与干重的比值均大于优系193,这是其早开花、早结铃、早吐絮及丰产的遗传生理基础。     

植物生长延缓剂DPC对棉铃内源激素水平和棉铃发育影响的研究

本文系统地研究了植物生长延缓剂 DPC 促进陆地棉品种棉铃发育的生理机理。结果表明:1.棉铃发育初期 DPC 提高了幼铃中细胞分裂素和脱落酸的含量。2.棉铃体积增大期 DPC 处理的棉铃具有较高的转化酶活性和较低的蔗糖水平,促进了同化产物的积累。3.DPC 处理提高了棉铃发育后期的乙烯释放量,促进了棉铃的成熟开裂,最终提高了铃