玉米穗位叶衰老进程及其适宜指示性指标研究

【目的】 探寻可精确指示玉米穗位叶衰老进程的优良方法及适宜性指标,明确玉米穗位叶衰老进程,为玉米精确高效栽培技术发展提供理论参考。【方法】 于2020年春、夏两季在江苏大丰（33°12′ N,120°28′ E）稻麦原种场开展田间试验,以苏玉29（SY29）为材料,基于不同施氮量（0、67.5、136.5、205.5、274.5、343.5 kg N·hm^-2）构建6个叶氮浓度差异群体（N1—N6）。采用Logistic模型对吐丝后12种与玉米穗位叶衰老相关的形态及生理指标的变化动态进行拟合,对比分析不同衰老相关指标指示衰老进程的精准性。【结果】 Logistic公式y=(a-d)/(1+(x/c)^b)+d对12种叶衰老相关指标变化动态的拟合趋势、拟合度R²整体优于前人所用Logistic公式y=a/(1+e^-b(x-c))。基于多指标分析,春、夏玉米穗位叶衰老启动分别发生在吐丝后18.8—29.1（$\bar{x}$=25.8）d、17.5—28.2（$\bar{x}$=23.9）d,快速衰老发生在吐丝后30.5—37.9（$\bar{x}$=34.4）d、28.0—35.7（$\bar{x}$=31.8）d,衰老终止发生在吐丝后40.6—54.1（$\bar{x}$=45.9）d、38.3—47.0（$\bar{x}$=42.1）d。春、夏玉米由吐丝至衰老启动的25.8 d、23.9 d内有效积温分别为392.9℃和477.6℃;春、夏玉米由衰老启动至衰老终止的20.1 d、18.2 d内有效积温分别为360.0℃和284.0℃。基于指标分类分析,相同衰老阶段内,生理指标所指示的衰老特征时间的正态分布σ值大于形态指标,春、夏玉米结果一致。丙二醛（MDA）、总叶绿素、叶绿素a、果糖、葡萄糖含量及蒸腾速率（T_r）所指示衰老特征时间的变异系数（CV）均小于5%;MDA、总叶绿素、果糖、葡萄糖含量及净光合速率（P_n）所指示衰老特征时间与各阶段时间均数的均方根误差（RMSE）均小于2。【结论】 Logistic公式y=(a-d)/(1+(x/c)^b)+d可作为准确拟合叶衰老指标动态变化的数学工具。春、夏玉米穗位叶分别在吐丝后26 d、24 d左右开始衰老,于34 d、32 d左右衰老速度达到峰值,于46 d、42 d左右进入功能性死亡的末端衰老阶段,有效积温是影响玉米穗位叶衰老进程重要因素。MDA、总叶绿素、果糖、葡萄糖含量是表征玉米穗位叶衰老进程的优良指标。     

不同栽培方式对长江下游棉田资源利用效率的影响

我国农业对自然环境依赖性强,农业生产环境相对恶劣、资源利用效率低下,作物栽培理论与技术需要不断创新和完善。为建立与当前生产模式相匹配的作物高产高效栽培管理方式,选用棉花品种泗杂3号,于2012—2013年在长江下游棉区(江苏大丰)不同地力水平田块(高、低)进行麦棉两熟栽培管理方式定位试验,设超高产栽培、常规栽培和高产高效栽培,系统测定棉花生物量、产量和生育期间的温光、氮肥资源利用效率。结果表明,栽培方式和地力水平显著影响棉花产量,而产量的差异主要由温光、氮肥资源利用效率的差异造成。棉花产量提高的限制因子是低下的资源利用效率。高产高效栽培较常规栽培产量提高27.5%,温光资源利用效率分别提高27.7%、23.4%、氮肥偏生产力提高10.1%,是长江下游较为适宜的栽培方式。因此未来生产中应进一步合理优化栽培方式来提高棉田资源利用效率,以达到高产高效的目标。     

不同施氮水平下棉花生物量动态增长特征研究

在大田实验条件下,以定量方法系统地分析了黄淮海棉区(以河南安阳为试点)不同施氮水平(每公顷0 kg、120 kg、240 kg3、60 kg、480 kg)下棉株生物量的动态累积特征,结果表明:棉株地上、地下部分干物重的动态累积符合Logistic生长曲线,生物量的增长对氮肥施用量较为敏感;施肥量为360 kg.hm-2时棉田具有快速增长期启动早、持续时间短、增长速率大等特征,说明该施氮量利于棉花生长前期的生物量的快速累积,氮肥施用量过多或过少均不利于合理棉花群体的建立;不同的施氮量可以调节快速生长期的早晚和持续时间,同时亦可改变其干物质累积速率。生产中可以通过调节氮肥的施用量与时间获得高产。对于黄淮海棉区,适宜的施肥量为360 kg.hm-2,7月中旬为棉田肥水管理的关键期。     

栽培方式对棉花生长、产量和品质的影响

以营养钵育苗移栽栽培方式作为生产对照(T0),于2004年在江苏省的东台、射阳分别对移栽地膜棉改进栽培方式(T1)和"工厂化育苗 无土移栽 地膜覆盖"栽培方式(T2)2种棉花栽培方式进行大田试验.结果表明:随着生育进程的推移,棉花单位面积干物质累积及氮素吸收量表现为T2＞T1＞T0,由于苗期受小麦的胁迫作用,射阳试点苗期的干物重和氮累积量均低于东台试点.方差分析表明,栽培方式对棉花衣分、产量、单位面积的铃数及各项纤维品质指标的影响达到显著水平,并以T2生产成本最低、产量最高,且纤维品质较优,其公顷铃数、皮棉产量较对照明显提高,分别为:东台36%和26%,射阳32%和28%;施氮量较对照减少38%.     

棉籽吸水速度的研究

棉籽在不同的温、湿度条件下吸水,都有三个快速吸水阶段,随温、湿度提高吸水速度加快。经硫酸脱绒的棉籽和温汤浸种后又晾干的棉籽.在28～30℃、4～5℃温度条件下吸水,其吸水速度都快于干籽,吸胀过程快速完成,没有明显的快速吸水阶段。田间插种条件下,5厘米地温低于8～10℃,棉籽需5天吸水达萌动饱和含水量(75%～80%);温度高于12～14℃,2～3天即可达到。     

麦棉两熟种植模式对棉仁脂肪及蛋白质代谢的影响

研究麦棉两熟种植模式影响棉仁脂肪及蛋白质代谢机制,可为我国麦棉两熟棉区在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质提供理论依据。试验于2012年和2013年在江苏省大丰市稻麦原种场进行,以泗杂3号(中晚熟品种)和中棉所50(早熟品种)棉花品种为材料,以单作棉为对照(CK),设置棉花生产上常用的麦套移栽棉(IC)、麦后移栽棉(TC)和麦后直播棉(DC)麦棉种植模式,研究麦棉两熟不同种植模式对棉仁脂肪和蛋白质的累积动态、关键酶活性及其相互关系的影响。结果表明:(1)两熟棉棉仁脂肪含量皆较CK低,IC、TC和DC呈依次下降的趋势;IC和TC棉仁蛋白质含量皆高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁脂肪和蛋白质含量均略高于泗杂3号。(2)两熟棉棉仁磷脂酸磷酸酯酶(PPase)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性低于CK,丙酮酸羧化酶(PEPC)活性高于CK;IC、TC棉仁谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁具有较高的PPase、G6PDH、GS和GOGAT活性,PEPC活性稍低于泗杂3号。(3)棉仁最终脂肪含量与棉仁代谢过程中PPase、G6PDH活性呈极显著正相关,与PEPC活性呈极显著负相关;棉仁最终蛋白质含量与G6PDH活性及GS、GOGAT活性分别呈显著和极显著正相关。总之,在我国麦棉两熟棉区选择应用中熟棉花品种、麦套移栽方式可以在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质。     

区域棉花生产系统变化趋势分析与预测

利用棉花生产系统时间序列数据,分析江苏省区域棉花单产、种植面积和总产等生产指标的变化特征及趋势,结果表明除苏南外,棉花单产呈增加趋势,苏中棉花单产减少的可能性大于苏北;种植面积呈明显减少趋势;总产变化区域间差异较大,全省棉花总产呈现减少趋势,苏南、苏中为明显减少趋势,苏北表现为增长趋势。利用综合增长率或减少率法,分别建立悲观、一般、乐观条件下的棉花生产系统预测方案,并以实际生产指标值为基数,预测未来棉花的单产、种植面积和总产。     

开花期和果枝部位对短季棉纤维品质及超分子结构的影响

 利用中棉所 16研究了开花期和果枝部位对棉纤维品质与棉纤维超分子结构各项参数动态变化的影响。研究表明 ,棉纤维长度、细度、成熟度及棉纤维强度等品质性状均随开花期推迟温度降低逐渐变差 ,相同开花期条件下果枝部位对棉纤维品质性状有一定影响 ,呈现出下部棉纤维品质略高于上部的趋势 ,但不显著。前期开花较早温度较高时下部果枝的超分子结构参数呈现出优于上部的趋势 ,与下部果枝的棉纤维品质略高于上部相一致 ,但果枝部位的影响并不能改变由于开花期推迟温度降低而对棉纤维超分子结构所产生的影响。     

麦棉两熟共生期对棉苗叶片光合性能的影响

 黄淮棉区主要麦棉两熟种植方式(3∶1和3∶2 式)共生期遮荫对棉苗叶片光合性能影响的研究结果表明,棉苗叶片叶绿素含量和光合速率随叶位升高呈单峰曲线变化,其峰值叶位相同,变化趋势随遮荫程度增大而降低。与 3∶1式比较,3∶2式棉苗基部叶片叶绿素降解慢,叶绿素a/b 值增大,暗呼吸作用增强,其相应叶片有效捕捉光能的能力和生理活性提高。共生期遮荫降低了功能叶光饱和点、光补偿点和CO 饱和点,可提高叶片在较低光2强条件下对光能的捕捉能力,利于光合作用进行。与常规棉比较,麦棉共生期3∶2式遮荫对棉苗生长发育的影响较小     

萝卜离体花粉萌发与花粉管生长影响因子研究

以萝卜晚抽薹品种“xxxs-04”新鲜花粉为试材,研究了其花粉在不同蔗糖浓度、不同硼酸浓度、不同pH值条件下萌发和花粉管生长特性。结果表明,萝卜花粉萌发及花粉管生长最适宜的液体培养基为:20%蔗糖、0.01%硼酸,最适pH值为7.0;在该培养基上萝卜花粉萌发率为94.7%,24℃培养24 h后花粉管生长长度可达63μm。