亏缺灌溉对机采棉水分利用及产量形成的影响

[目的]研究膜下滴灌条件下,亏缺灌溉对新疆机采棉产量及水分利用效率的影响.[方法]在新疆典型机采棉地区,设置5个灌溉量分别为225 mm(Ir1)、285 mm(Ir2)、345 mm(Ir3)、405 mm(Ir4)和465 mm(Ir5).分析亏缺灌溉对棉田耗水特性、干物质积累与分配及棉花产量的影响.[结果]随着灌...     

盐分条件下棉花相关生理特性的变化及水分胁迫指数模型的构建

【目的】构建盐土棉田棉花水分胁迫指数模型,以确定适宜的棉花水分运筹方式,为提高盐碱地棉花产量和品质提供理论依据。【方法】试验于2008—2009年在江苏南京（118°50′ E,32°02′ N）南京农业大学牌楼试验站进行,以耐盐品种中棉所44和盐敏感性品种苏棉12号为材料,将碳酸钠、重碳酸钠、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、硫酸钠7种盐类等摩尔混合,按盐土比掺入基础土壤中,形成5种不同含盐水平的土壤（0：1.25 dS•m-1;0.35%：5.80 dS•m-1;0.60%：9.61 dS•m-1;0.85%：13.23 dS•m-1;1.00%：14.65 dS•m-1）,研究土壤盐分对棉花功能叶含水量和温度的影响,明确棉花叶气温差与空气饱和气压差的定量关系。【结果】随土壤盐分水平的升高,棉花功能叶的蒸腾速率、含水量和净光合速率均下降,叶片温度升高。以1.25 dS•m-1盐分处理作为充分灌水（即无水分胁迫）建立了棉花水分胁迫指数模型下基线方程,以此构建了不同土壤盐分下棉花水分胁迫指数模型。【结论】综合分析不同土壤盐分水平下棉花水分胁迫指数与叶片含水量和净光合速率的关系,认为棉花水分胁迫指数模型可以很好地反映盐分条件下棉花的受胁迫程度。用棉花CWSI实时监测盐分条件下棉花的水分胁迫状况,可为盐碱地确定适宜的棉花水分运筹提供理论依据。     

新疆棉花高产生理机理研究

经过３ａ的研究,摸清了高产棉田不同品种适宜的叶面积指数和叶片着生角度,光合速率与产量的关系,冠层分布及品种间的差异,外界条件对光合速率的影响以及水分、养分吸收特性,为棉花高产优质高效栽培技术提供了理论依据     

转Bt基因棉花品种与绿盲蝽危害相关的几个生理指标特征分析

研究了转Bt基因棉不同品种的生理代谢特征及其与棉盲蝽危害的关系。结果表明:在供试的6个棉花品种中,棉花绿盲蝽发生量和危害程度以转Bt基因杂交棉品种最高,转Bt基因常规棉品种次之,非转基因常规棉品种最低。顶芽和幼蕾的可溶性糖含量与绿盲蝽发生量和危害程度呈显著或极显著的正相关,而缩合单宁含量和PLA活性与之则呈显著或极显著的负相关。顶芽和幼蕾的可溶性糖含量以转Bt基因杂交棉品种最高,转Bt基因常规棉品种次之,非转基因常规棉品种最低;缩合单宁含量、PLA活性以非转基因常规棉品种最高,转Bt基因常规棉品种次之,转Bt基因杂交棉品种最低。棉花植株氮素积累量与顶芽和幼蕾的可溶性糖含量呈显著或极显著正相关,而与缩合单宁含量和PLA活性呈显著或极显著的负相关;蕾期和铃期的氮素积累量以转Bt基因杂交棉品种最高,转Bt基因常规棉品种次之,非转基因常规棉品种最低。上述结果表明,转Bt基因棉花品种(尤其是转Bt基因杂交棉品种)在蕾期和铃期的氮素积累量高,引起了顶芽和幼蕾的可溶性糖含量提高,缩合单宁含量和PLA活性降低。     

北疆棉花高产水分生理基础的初步研究

在棉花花铃期，对高产棉田土壤水分运动特点、高产棉花的群体光合特征及干旱对棉花形态特征、干物质积累、产量构成因素的影响进行了分析，提出了北疆棉花取得高产所应采取的栽培及育种手段。     

不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系特征及产量的影响

【目的】 探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花根系生长发育、干物质积累和产量的影响,为干旱区合理利用水肥资源提供理论依据。【方法】 2018—2019年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为重度水分亏缺（W1）、轻度水分亏缺（W2）和正常水分（W3）,控制土壤含水量分别为田间持水量的32%—46%、51%—62%、67%—81%,副区为不施肥（F0）、单施化肥（F1）、30%有机肥+70%化肥（F2）和70%有机肥+30%化肥（F3）,分析不同水分条件下施肥对棉花花铃期根系形态特征、根长垂直分布、根系活力、地上部干物质积累和产量的影响。【结果】 水分亏缺抑制了棉花花铃期根系生长,根长、根表面积、根体积、根系活力较正常水分显著降低,地上部干重下降而根冠比增大,单株铃数和单铃重降低并导致籽棉产量的下降,其中W1负面影响最为严重。不同水分条件下各施肥处理对根系形态特征的影响存在显著差异,W2和W3下,施肥显著增加棉花根长、根表面积和根体积,且有机无机肥配施显著高于单施化肥F1处理,其中W2下,根长、根表面积和根体积随有机肥配施比例的提高而增加,F3较F1处理根长、根表面积和根体积两年平均分别提高18.1%、12.2%和35.0%;W3下,F2处理对根系形态的促进效应最为显著,较F1根长、根表面积和根体积分别提高7.6%、17.0%和20.1%;W1下,各施肥对根长和根表面积具有抑制作用,其中F1处理抑制效应最显著。W2和W3水分条件下有机无机肥配施能够促进20—40 cm土层根系的生长,并显著提高根系在该土层的分布比例,较单施化肥能显著提高各土层根系活力,促进地上部和根系干重的增加并降低根冠比,增加单株铃数和籽棉产量,其中W2下F3处理单株铃数和籽棉产量最高,较F1处理单株铃数和籽棉产量分别提高13.2% 和17.2%,而W3下F2处理单株铃数和籽棉产量表现最高,较F1分别提高16.1% 和9.2%。【结论】 有机无机肥配施能够优化根系形态与空间分布,提高根系活力,促进地上部干物质积累并提高籽棉产量,缓解轻度水分亏缺对棉花根系生长发育的影响。不同水分下有机无机肥配施处理中,轻度水分亏缺下70%有机肥+30%化肥（F3）,正常水分下30%有机肥+70%化肥（F2）为最优施肥处理。     

棉(Gossypium hirsutum L.)株生理年龄对棉铃生物量和氮素累积的影响

【目的】探明棉株生理年龄对棉铃生物量和氮素累积的影响及其与棉铃品质的关系。【方法】2005年在江苏徐州(117°11′E,34°15′N)、2007年在河南安阳(114°13′E,36°04′N)设置分期播种(4月25日和5月25日)试验,使棉株不同果枝部位棉铃发育处于相同的温度和不同的棉株生理年龄条件下,研究其生物量和氮素累积的特征及其与棉籽、棉纤维品质的关系。【结果】不同生理年龄条件下,铃壳、棉籽、纤维及单铃最终总生物量和氮素的累积量差异较小,但棉铃各部分生物量和氮素的累积动态存在显著差异:棉株生理年龄较小时(下部果枝),棉铃发育前期生物量和氮素快速累积起始时间较早、速率较高、持续时间较短,而在棉株生理年龄较大时(中部果枝)棉铃生物量和氮素快速累积起始时间较晚、持续时间较长,整个累积过程较为平缓;棉株中部果枝铃纤维比强度显著高于下部果枝铃,而其它主要棉纤维及棉籽品质指标均差异不显著。【结论】棉株生理年龄的变化不改变棉铃最终生物量和氮素累积量,但显著改变棉铃各器官生物量和氮素的累积特征。纤维比强度是对棉株生理年龄或棉铃生物量累积特征最为敏感的指标,棉株中部果枝铃纤维生物量和氮素的平缓累积可能是其纤维比强度较下部铃高的主要原因。     

水分亏缺下有机无机肥配施比例对棉花水氮利用效率的影响

【目的】探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花水氮利用效率和产量的影响,为河西走廊棉区合理利用有机肥提供理论依据。【方法】于2020—2021年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为充分灌溉（W1）和亏缺灌溉（W2）;副区为不施肥（CK）、单施化肥（CF）、25%有机肥+75%化肥（OF1）、50%有机肥+50%化肥（OF2）和75%有机肥+25%化肥（OF3）,分析不同水分条件下施肥对棉花生育期土壤含水量、阶段耗水量、干物质和氮素积累及转运分配、水氮利用效率、籽棉产量和经济效益的影响。【结果】棉花籽棉产量和水氮利用特征受不同水肥处理及交互作用的显著影响。亏缺灌溉下棉田土壤含水量、总耗水量、植株干物质积累量、氮素积累量和籽棉产量显著下降,而水分利用效率显著提高。适宜的有机无机肥配施处理能够提高0—40 cm土层土壤含水量,降低棉花苗期和蕾期耗水,增加花铃期耗水量,提高棉花干物质和氮素积累量,并促进其向生殖器官中分配。充分灌溉条件下,25%有机肥配施处理（OF1）籽棉产量最高,两年平均较单施化肥（CF）提高10.5%;50%有机肥配施处理（OF2）与单施化肥（CF）无显著差异,但75...     

陕4080产量及生理特性研究

试验结果表明，陕4080叶片中全N含量多，叶绿素含量高，光合强度大，全生育期“源“器官活力强，能满足“库“器官的需求，为高产、优质奠定了基础，此外陕4080结铃集中，成铃率高，成铃速度快，桃大衣分离，脱落率低，为其高产、优质提供了保障。     

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:2450 m3/hm2(CK)、2050 m3/hm2(D1)、16...     

土壤水分亏缺对Bt棉铃壳杀虫蛋白表达的影响

【目的】研究土壤水分亏缺对Bt棉杀虫蛋白含量及Bt基因表达、氮代谢酶活性的影响,为Bt棉抗虫性安全表达提供理论参考。【方法】2014—2015年以Bt棉常规品种泗抗1号、杂交种泗抗3号为材料,采用盆栽法,2014年设置5个土壤水分处理:G1、G2、G3、G4和CK,其土壤含水量分别为最大持水量的15%、30%、45%和75%。2015年设置4个处理:G2、G3、G4和CK。观察土壤水分亏缺对盛铃期Bt棉铃壳杀虫蛋白含量影响。所有处理于盛花期前10 d控制浇水,如遇下雨,将处理盆钵移入室内。使用WET土壤三参数速测仪监测土壤水分,用称重法控制土壤水分,即当监测发现土壤水分低于设计值时,于早晨、中午、傍晚进行定量补水。2015年进一步研究水分亏缺对Bt基因表达量、氮代谢相关合成酶(硝酸还原酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶)活性、分解酶(肽酶和蛋白酶)活性的影响。【结果】与对照(土壤含水量为最大持水量75%)相比,泗抗1号和泗抗3号铃壳中Bt蛋白含量随土壤水分亏缺程度的增加而降低,且在土壤含水量为最大持水量60%时开始显著下降,但泗抗1号下降幅度低于泗抗3号,其中2014年泗抗1号下降22.5%,泗抗3号下降41.6%。在土壤含水量为最大持水量60%时,铃壳中Bt基因表达量增加,泗抗1号、泗抗3号分别比对照提高48.6%和22.1%。氮代谢相关酶活性变化表明,水分亏缺条件下,2个类型品种的硝酸还原酶(NR)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性降低,肽酶和蛋白酶活性增加。且肽酶和蛋白酶活性变化幅度高于NR和GPT。相关分析表明,NR和GPT活性与铃壳中杀虫蛋白含量呈显著或极显著正相关;肽酶和蛋白酶活性与杀虫蛋白含量呈显著负相关。【结论】水分亏缺胁迫下,供试品种铃壳中杀虫蛋白质含量下降。但在转录水平,未发现Bt基因表达量下降。但氮代谢关键合成酶(NR和GPT)活性降低,分解酶(肽酶和蛋白酶)活性增加。因此,蛋白质合成减弱、分解加强可能导致铃壳中杀虫蛋白含量下降。     

涝渍对棉花产量及其构成的影响

在棉花盛花期的不同时段对不同品种设置淹水处理试验,研究淹水对棉花产量、产量构成及其形成动态的影响,结果表明,棉花淹水后成铃减少是涝渍导致棉花减产的主要原因;淹水能抑制棉铃发育及纤维发育,导致铃重和衣分降低,严重影响产量。棉花盛花期内,涝渍灾害发生越迟产量损失越大。淹水对单铃籽棉干重的抑制作用一般在棉株受淹后10d开始表现,淹水解除后持续约20d。开花后10d左右的棉铃受淹后恢复期很短,对铃重影响最大;刚开始发育的棉铃受淹后恢复期较长,对铃重的影响相对较小;淹水对已处于纤维加厚高峰期棉铃的籽棉干重增长抑制作用较小。淹水对棉纤维干重增长的抑制作用与其对棉铃籽棉干重影响的趋势相似。     

喷施高锰酸钾对棉花生理特性及产量、品质的影响

为了解决棉田中后期叶片感病过早枯衰导致的棉铃质量和纤维品质下降等问题,采用大田试验,以不喷施高锰酸钾为对照(CK),从7月1日开始在棉田喷施0.1%的高锰酸钾溶液,设A(每隔10 d喷1次,至9月20日共9次)、B(每隔15 d喷1次,至9月15日共6次)、C(每隔20 d喷1次,至9月20日共5次)3个处理,研究喷施高锰酸钾对棉花生理特性、产量及品质的影响。结果表明:喷施高锰酸钾溶液均显著提高棉叶叶绿素含量、转化酶活性、光合速率、超氧化物歧酶活性和过氧化物酶活性,明显降低叶片丙二醛含量,有效缓解后期叶片细胞膜脂过氧化,延缓叶片衰老,提高叶片生理功能,进而显著提高铃质量和子棉产量,改善纤维品质,并提高了衣分和子指。其中,处理A单铃质量提高幅度最大,较对照显著提高28.9%,比处理B、C分别显著提高8.2%、19.7%;子棉产量增幅最高,比对照显著增产28.6%,比处理B、C分别显著增产9.3%、19.1%;纤维比强度显著高于对照,纤维综合品质表现最好。喷施高锰酸钾溶液各处理棉田后期生长表现棉枝紫红、叶色浓绿无病斑、桃大吐絮畅,实现了枝红叶绿吐白絮的高产优质棉田长相,且处理A增产促优效果最好。     

盐碱地棉花产量和品质的形成特点及其生理机制

综述了盐分对棉花生长发育、产量和品质形成的影响,并从光合作用、渗透调节、细胞膜透性和抗氧化酶活性等方面分析其生理机制,对未来盐碱地棉花种植的研究方向提出建议。     

杂交棉叶片衰老特点及高产生理机制研究

在大田条件下,研究了杂交棉生育后期主茎倒3叶的衰老、抗衰老生理指标及叶片光合性能的变化特点.结果表明,豫杂35和中棉29与中棉19相比较,主茎叶的叶绿素含量高,随叶龄增加下降慢;叶片生长前期气孔导度大,生长后期叶片中SOD和POD活性高、MDA含量低、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)大,光合速率高而且随叶龄增加下降缓慢.3个品种的最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ФPSⅡ)的日变化均表现为倒抛物线型,但是豫杂35和中棉29的日变化曲线平缓、中午下降幅度小,对强光利用能力强.     

Effects of External Chemical Regulation on Bt Transgenic Cotton Plants under Combined Stress of High Temperature and Water Deficit

[Objective] The study aimed to find a possible way to combat or alleviate the negative effects caused by high temperature and water deficit at the growth stage of peak boll-setting.[Method] With Bt transgenic cotton GK22 as the test cultivar,a potted experiment was carried out to investigate the effects of the regulation of external substances(the water solutions of pix,urea and their mixture) on the physiological parameters,insecticidal protein content,yield and yield component of cotton plants in artificial climate chambers treated with high temperature and water deficit.[Result] The application of external pix,urea or their mixture was effective in stabilizing the physiological parameters of cotton plants,insecticidal protein content,yield and yield components.Compared with the exclusive application of pix and urea,the mixture of pix and urea played the most effective role in stabilizing the content of chlorophyll,soluble sugar and insecticidal protein,alleviating the increase of the content of free amino acids and proline,and increasing boll number per plant,boll weight and seed cotton yield.[Conclusion] The water solutions of pix,urea or their mixtures can be used to combat or alleviate the stress of high temperature and water deficit if they are sprayed onto cotton plants prior to stress occurrence.     

机采棉株行距配置对棉花生物量和氮素累积分配及产量的影响

【目的】研究机采棉株行距配置对棉花生物量、氮素累积分配特征及产量的影响。为南疆机采棉高产栽培奠定理论基础。【方法】以株型松散品种新陆中54号和株型紧凑品种新陆中75号为材料,设置3种不同适宜机采的株行距配置进行试验,分别为高密度一膜六行(66 +10) cm、高密度一膜六行(64+12) cm和低密度一膜四行(64+12) cm。研究其对棉花生物量、氮素动态累积特征的影响。【结果】新陆中54号与新陆中75号在低密度一膜四行(64+12) cm种植模式下,营养器官和生殖器官生物量的积累进入快速增长期起始日、结束日及最大生长速率的时期均提前,其生长特征值与总氮积累量理论值均较大。确保棉株营养器官中氮素的净吸收和净转移量的增加,发挥棉株单株优势,使棉株生长具有较高的氮代谢水平,可有效增加棉株单株结铃数和单铃重,达到较高皮棉产量(3 307.8和3 150.9 kg/hm²)。不同品种间,新陆中54号对新陆中75号而言单株结铃数高出9.23%,最终皮棉产量高出4.98%。【结论】在新疆南疆不同品种在机采棉株行距配置间,松散型品种新陆中54号在低密度一膜四行(64+12) cm配置下,地上部生物量及氮素累积特征值较协调,各器官分配比例较合理,使皮棉产量较高。     

棉花器官增长及生物学产量与积温关系的研究

本文采用地膜覆盖和露地栽培条件下分期播种试验资料与数学模拟、回归分析方法,研究了早棉品种晋6的器官增长及生物学产量形成与积温的关系。棉花主茎增长动态随积温变化可用指数曲线拟合。在建立叶龄积温模式的基础上得出晋棉6号每形成一张叶片需积温84.1～91.9度日。叶面积系数变化和出苗后的积温关系为二次抛物线。棉花蕾、铃及生物学产量的积累量均可用Logistic生长函数表示,并确定了蕾铃积累最大速度和生物学产量最大增长速度数值及所需的积温量与出现时期。     

水分亏缺对棉花叶片与非叶绿色器官光合特性及产量的影响

[目的]研究水分亏缺对棉花叶片与非叶绿色器官光合特性及产量的影响.[方法]在田间生态条件下,选用北疆棉区棉花主栽品种新陆早45号为试验材料,设置3个滴灌量处理,测定不同滴灌量处理下棉花叶片与非叶绿色器官的光合面积、叶绿素含量、光合速率、生物量累积等.[结果]随滴灌量的减少,棉花非叶绿色器官的光合面积下降幅度较叶片小,非叶绿色器官的光合表面积占单株光合总面积的比例增加;水分亏缺下非叶绿色器官(苞叶、铃、茎秆)单位面积的叶绿素含量下降缓慢.[结论]随着滴灌量的减少,叶片群体光合速率下降显著,非叶绿色器官群体光合速率下降缓慢,单株结铃数和籽棉产量降低;适度水分亏缺提高了非叶绿色器官生物量累积的比例,对产量形成更为重要.     

彩色棉抗氧化系统生理特征及纤维素累积对纤维品质的影响

【目的】研究黄河流域棉区不同纤维颜色棉花品种品质差异及棉铃在发育进程中生理活性变化,探索其品质形成的主要时期和相关影响因素,为彩色棉的品质改良提供理论依据。【方法】在大田试验条件下,以彩色棉品种中棉所51号（浅棕,CCRI 51,杂交棉）、中棉所81号（深棕,CCRI 81）、中棉所82号（深绿,CCRI 82）和普通棉（简称白棉,CK）国欣棉3号（GX 3）为试验材料,对各小区棉株中部第5-6果枝的一、二果节当日花进行挂牌,于收获期测定其纤维品质,并在花后10、15、20、30、40 d（days post anthesis,DPA）取挂牌棉铃,分别测定铃壳、棉籽、棉纤维的可溶性蛋白质含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量以及棉纤维的纤维素含量,研究不同颜色棉花品种纤维品质差异及棉铃发育特点,并对二者进行相关性分析。【结果】纤维上半部平均长度、整齐度指数以及断裂比强度三个指标均以杂交彩色棉（浅棕棉）最高,常规陆地棉三个指标的高低顺序为：白棉＞深棕棉＞深绿棉。白棉铃壳各时期可溶性蛋白质含量均显著高于彩色棉品种,各品种各时期差异均达到显著水平;白棉棉纤维可溶性蛋白质含量最大下降幅度时期为前期（10-20 DPA,降幅66.67%）,而彩色棉品种为后期（20-40 DPA,降幅为23.08%-61.19%）。各品种铃壳POD活性在花后10-20 DPA均有所上升,其中以深绿棉品种上升幅度最高,白棉和浅棕棉铃壳POD活性在10 DPA时显著高于深棕棉和深绿棉。白棉在10 DPA时铃壳和棉籽SOD活性均为最高,两棕色棉铃壳SOD活性在棉铃发育过程中均呈逐渐增加趋势;浅棕棉棉籽SOD活性在30-40 DPA时提高了53.18%,显著高于其他品种;深绿棉棉纤维SOD活性降低时期出现得较其他品种早10 d。白棉棉籽MDA含量在花后20-30 DPA时下降,而彩色棉均升高。浅棕棉纤维素快速累积开始期最早,持续期最长,白棉较深棕棉和深绿棉的纤维素快速累积起始期早3 d,持续期长1-5 d。10 DPA时棉籽MDA含量与棉纤维长度和断裂比强度显著负相关,铃壳POD活性与纤维长度呈显著正相关,纤维素快速累积持续期与纤维长度及强度显著正相关;20 DPA时棉纤维可溶性蛋白质含量、30 DPA时棉籽MDA含量以及纤维素快速累积起始期与整齐度呈显著负相关;20 DPA时棉籽MDA含量、30 DPA时铃壳可溶性蛋白质含量、40 DPA时棉纤维MDA含量与马克隆值呈显著正相关;40 DPA时棉籽可溶性蛋白质含量、20 DPA时棉纤维POD活性与伸长率显著正相关。【结论】彩色棉棉铃相比于白棉,较低的抗氧化酶系统活性在纤维发育前期（0-20 DPA）阻碍了纤维初生壁的形成及生长,在纤维发育后期（20-40 DPA）促进了色素类物质在次生壁沉积,这就降低了纤维素在次生壁的积累。彩色棉较短的纤维素累积持续期以及较晚的纤维素快速累积起始期是造成彩色棉品质低的直接原因。