棉花生育进程与群体生育动态的知识模型

 棉花生育进程以及株高、果枝果节数和干物质积累动态是反映棉花个体与群体生育状况的重要标志。在分析棉花生育进程以及产量要素形成和干物质积累等与产量目标和环境因子定量关系的基础上,建立了基于基因型差异和有效积温的棉花生育进程模型以及群体生育动态知识模型。利用不同生态点、不同品种和不同产量目标等资料对知识模型进行了测试和验证,表明知识模型具有较强的决策功能和适应性。     

棉纤维综合品质指数模型构建

【目的】用棉纤维品质指标拟合能同时表达棉纤维综合品质和纺纱质量棉纤维综合指数模型。【方法】通过不同品质棉纤维的纺纱试验，采用主成分分析等方法，对不同品质原棉纺纱试验结果和棉纤维品质指标进行分析。【结果】⑴ 在成纱质量多个指标中，单纱强力是主要指标。⑵ 原棉纤维品质是决定单纱强力的主要因素。在不同纺纱工艺下，虽然同一原棉单纱强力不同，但不同原棉单纱强力分布趋势不受纺纱工艺影响，即如果棉纤维综合品质高，则在任何工艺条件下，其单纱强力高。⑶ 纤维长度、纤维强度、整齐度和麦克隆值是棉花纤维综合品质关键指标。基于上述研究结果建立棉纤维综合品质指数（IFQI）模型。经过分析，反映纺纱均匀性指数、单纱强力、成纱综合品质可选择模型 。IFQI模型机理性强、自变量少、形式简单直观，且与单纱强力、纺纱均匀指数呈极显著正相关。并建立SCI与IFQI间关系模型：SCI=0.3684×IFQI+35.588。【结论】IFQI模型可作为农业部棉纤维检验和纺织工业棉纤维检验部门共同参考指数，不仅解决两部门棉纤维重复检验问题，而且能大大减少棉纤维检验工作量。     

区域棉花生产系统空间变化分析

以江苏省棉花生产系统为例,以1985、1999年两个年份各县市棉花生产系统数据为基础,分析区域棉花生产系统中单产、种植面积和总产的空间变化特征与变化趋势。结果表明,江苏省棉花的发展要稳定徐连、沿海区,发展两淮区。根据单产、种植面积和总产变化对棉花生产系统进行分类,仅7.81%的县市属于总产增产型,太湖经济区以"总产减、单产减、面积减"类型为主,其它经济区以"总产减、单产增、面积减"类型为主。     

氮素对滨海盐土棉花产量、品质及生物量的影响

为研究不同施氮量对滨海盐土花后棉株生物量、生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2010年和2012年在江苏滨海盐土设置了氮肥水平试验。结果表明:在0~600 kg·hm-2范围内施氮量越大棉株总生物量累积越多,而皮棉产量2010年和2012年分别在施氮375 kg·hm-2和300 kg·hm-2时达到最大;成铃数在施氮300~375 kg·hm-2范围内达到最大;铃重和衣分随施氮量增加而增加,达到最大值后(≥300 kg·hm-2)差异不显著。在300~375 kg·hm-2施氮量范围内纤维比强度最高;高氮有利于上部、顶部果枝纤维长度、比强度、伸长率的提高和马克隆值的优化,但显著降低中下部果枝棉纤维比强度,导致中部纤维马克隆值变劣、下部果枝纤维伸长率下降,说明高氮对中下部果枝棉纤维品质的形成利弊各半,适量高氮可提高上部及顶部果枝产量、品质。在滨海盐土条件下,利于产量、品质及氮素利用效率提高的适宜施氮量为375 kg·hm-2。     

温度对棉籽发育的影响

1988～1989年研究结果表明,20℃以上的日均温有利于棉籽体积增大,干物质积累,可溶性糖和淀粉的产生和转化,以及油分和蛋白质的累积。20℃以下特别是17℃以下对上述方面均有不利影响。初步认为龄期15℃的日均温是棉籽干物质和油分累积趋于停止的临界温度。     

气候变化对我国棉花生产的影响

棉花为喜高温、干旱、无限生长型植物,其产量品质形成对光照、辐射、积温等环境变化较其他作物更为敏感。全球温室化导致的积温增加、CO2浓度上升、辐射量下降、水分分布不均匀及极端天气爆发日趋频繁将对棉花生产产生显著影响。棉花生长期（4-11月）长达7个月,其产量品质形成关键期（7—9月）极易遭受多种极端天气气象条件。因此,尽管温室化效应产生的气温升高、CO2浓度增加将对棉花增产提质带来积极影响,并一定程度扩大我国可种植面积,但温室化效应导致的光辐射量的下降、尤其是短期极端高温/低温、短期极端干旱／暴雨等极端天气发生的日趋频繁将严重威胁我国的棉花安全生产。因此,进行前瞻性的气候变化对中国棉花生产影响的评估、棉花适宜种植区的重新区划、环境稳定型棉花品种选育、应对极端气候条件下的棉化抗逆栽培技术体系的构建对保证全球温室化背景下我国棉花产业的稳定和发展具有极其重要的意义。     

棉株生理年龄对棉籽与纤维品质的影响

试验结果表明，棉籽和棉纤维发育除受遗传和环境生态因素影响外，棉株生理年龄也有一定影响，不同播期间，棉株生理年龄对同期形成的伏桃棉籽和纤维的发育影响不显著，对秋桃棉籽和纤维发育影响较小，对晚秋桃棉籽和纤维发育的影响最大，似有播期愈晚，棉株生理上，棉籽和纤维发育愈好的趋势。     

不同植烟区土壤对中上部烟叶抗氧化系统及部分质量指标的影响

试验于2010年和2011年在贵州省开阳县龙岗镇烤烟良种繁育基地进行,设置3个不同植烟区土壤处理(天柱砂壤土、威宁粉壤土和龙岗壤黏土),研究相同气候条件下贵州不同区域植烟土壤对烤烟中上部叶抗氧化系统及烟叶外观质量和感官质量的影响。结果表明:烤烟生长发育中期,天柱砂壤土和威宁粉壤土处理烟叶多酚氧化酶、超氧化物歧化酶及过氧化物酶活性较高,后期龙岗壤黏土处理较高;烤烟生长发育中后期,天柱砂壤土和威宁粉壤土处理烟叶丙二醛含量均高于龙岗壤黏土处理,因此,天柱砂壤土和威宁粉壤土处理烟叶进入成熟衰老的时间较龙岗壤黏土早。天柱砂壤土处理烟叶外观质量和感官质量均较好,其次是龙岗壤黏土,威宁粉壤土较差。天柱土利于优质烟叶的形成。     

基于支持向量机方法建立土壤湿度预测模型的探讨

支持向量机(Support Vector Machine简称SVM)方法,是通过核函数实现到高维空间的非线性映射,适宜于解决非线性问题,具有算法简单、计算量小、易于实现等优点。本文运用支持向量机方法建立了不同土层土壤湿度预测模型,0~10cm土层土壤湿度预测模型有较好的推广能力,10~50cm处的各层预测模型预报能力相对较弱。分析土壤湿度历史监测资料,发现同一时刻0~10cm土层与其它各土层土壤湿度具有较高的相关关系,基于此建立了预报精度较高的各土层土壤湿度的预测模型,实现了运用前期环境气象因子对各土层土壤湿度的预测。     

基于GGE双标图和马克隆值选择的棉花区域试验环境评价

棉纤维马克隆值是与纤维成纱品质密切相关的重要品质指标,也是长江流域棉花品质改良的主要制约因子。选择利用对目标环境代表性强的试验点进行区域试验布局有助于提高马克隆值育种效率和节省试验成本。GGE双标图是进行试验点代表性评价和选择最有效的统计和图形展示工具,已经在多种作物区域试验中用于品种稳定性和试验环境相似性分析,但在基于马克隆值选择的棉花区域试验环境评价中应用报道较少。本文采用GGE双标图方法对2000—2010年期间27组长江流域国家棉花区域试验中的15个试验环境基于马克隆值选择的鉴别力、代表性和理想指数进行综合评价与分析。结果表明:各试验环境依理想度指数优劣排序为荆州市>黄冈市>南通市>九江市>岳阳市>射洪县>常德市>安庆市>武汉市>南阳市>南京市>慈溪市>襄阳市>简阳市>盐城市;从中筛选出最理想试验环境为湖北省荆州市,较理想试验环境为湖北省黄冈市、江苏省南通市和江西省九江市,这些试验环境对以长江流域为目标环境的广适性新品种选育和作为区域试验点鉴别理想品种的效率最高;而位于江浙沿海棉区的江苏省盐城市和浙江省慈溪市不适宜作为针对长江流域的马克隆值选择与推荐环境。本研究充分展示了GGE双标图在区域试验环境评价方面的应用效果,也为以长江流域棉区为目标环境的广泛适应性和特殊适应性品种的马克隆值选择和应用提供理论依据。