不同氮营养水平对转基因棉花叶片衰老生理特征及微量元素含量的影响

近年来随着转基因棉花的大面积推广,棉花早衰发生加重,已经成为制约棉花生产的重要因素。棉花早衰一般导致产量损失10%左右,严重早衰的产量损失达20%以上。叶片是棉花最重要的源器官,棉花全株干物质的90%以上源于叶片,叶片衰老过早或过晚都会对棉花产量和品质造成不利影响。因此,研究棉花叶片衰老特征与机制,探索延缓棉花衰老的途径具有重要的现实意义。以转基因抗虫棉33B为材料,在田间条件下,研究了3个不同氮素（纯N）水平（低氮0 kg/hm2、中氮189.5 kg/hm2和高氮395.0 kg/hm2）棉花衰老过程中叶片生理生化指标以及叶片微量元素含量的差异,并通过这些差异分析了氮素对棉株衰老的影响效应,以明确大田条件下土壤氮素含量水平对棉花生长过程中叶片生理生化指标和叶片微量元素含量的影响。结果表明：与中氮和高氮处理相比,低氮处理叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和光合速率等均较低,MDA含量较高,从旺盛生长期甚至更早期各生理生化指标开始表现差异。在本试验条件下,低氮处理降低了棉株体内的锌和锰含量,增加了铜含量;高氮有利于提高锌和锰含量;适当的施氮量能够控制对铜的过度吸收。土壤氮素含量与棉花衰老密切相关,低氮处理加速降低叶片的生理活性和叶片微量元素含量,造成早衰;中氮和高氮水平以及补充微量元素能够延缓棉花衰老现象。本研究为调控棉花早衰和提高棉花产量提供了科学依据。     

棉花不同叶位主茎叶衰老特征的研究

 在大田条件下,研究了棉花不同叶位主茎叶在盛铃末期的衰老状况。以转基因抗虫棉33B为材料,测定全部主茎叶的主要生理生化指标,以分析不同部位叶片衰老的差异。结果表明,（1）盛铃末期是主茎功能叶片从旺盛生理功能到衰老的转折时期;（2）从主茎上部第1叶到下部的第10叶叶绿素含量、蛋白质含量、SOD活性呈下降趋势,MDA含量、POD活性呈上升趋势;（3）盛铃期调控棉花叶片的衰老应以主茎中部轻度衰老叶片为诊断和调控主体。     

外源褪黑素对镉胁迫下棉苗生长及光合特征的影响

镉抑制作物的光合作用,降低光合产物积累,影响幼苗发育。褪黑素能缓解镉胁迫对棉花光合作用抑制,但其具体效应尚不明确。2021年在河北农业大学作物生长调控实验室的智能温室内以农大棉601为试验材料,开展不同浓度褪黑素（melatonin, MT）缓解镉胁迫（75 μmol·L^－1的CdCl2溶液）下棉苗光合及发育抑制的效果试验。结果表明：在镉胁迫（75 μmol·L^－1）下喷施一定浓度的MT后,尤其是浓度为50 μmol·L^－1时,棉苗的叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较镉胁迫处理显著提高。但是,随着MT浓度的增高,其对棉苗镉胁迫的缓解作用表现为先升高再下降的趋势,且高浓度（200 μmol·L^－1）MT处理对缓解棉苗镉胁迫无显著效果。本研究条件下,50 μmol·L^－1 MT缓解棉苗镉胁迫的效果最佳。据此初步认为,施用适宜浓度的MT能有效地改善镉胁迫条件下棉苗的生长状况,增强其光合作用能力、根系发育,从而提高棉花耐镉性。     

NO对缺氮胁迫下棉花幼苗生理生长的调控效应

【目的】探讨外源一氧化氮（Nitric oxide,NO）对氮素胁迫下棉花幼苗生长和叶片生理性状的影响,为NO的供体硝普钠（Sodium nitroprusside,SNP）调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】采用水培处理,设置两个对照：以全营养素Hoagland营养液培养棉花幼苗为对照1（CK1）,缺氮Hoagland营养液培养棉花幼苗为对照2（CK2）。在CK2的基础上,利用SNP处理棉花幼苗,设置5个处理,每个处理SNP浓度分别为50、100、200、500和1 000 μmol•L-1,研究NO对氮胁迫下棉花幼苗生理生长的调控效应。【结果】氮素胁迫对棉花幼苗产生抑制作用,导致棉苗的光合系统及蛋白质、脯氨酸含量产生变化。低浓度外源NO能明显促进氮素胁迫下棉花幼苗的生长,显著提高叶绿素、脯氨酸及可溶性蛋白含量,其中以100 μmol•L-1 SNP缓解胁迫效果最好。而高浓度的外源NO则加剧氮素胁迫对棉苗的抑制。【结论】低浓度外源NO（SNP:50—100 μmol•L-1）的确能缓解氮素胁迫对棉花幼苗造成的伤害,提高棉花幼苗对氮素胁迫的耐性。     

不同氮素水平对棉花不同部位—铃叶系统生理特性及铃重空间分布的影响

 【目的】研究氮素营养对棉株主要源库关系的调节作用。【方法】以转基因抗虫杂交棉中棉所29（CCRI29）为材料，在田间进行不同氮肥水平（高氮：225.0 kg•ha-1；中氮：112.5 kg•ha-1；低氮：0 kg•ha-1）试验，较为系统地研究了CCRI29中、下部铃-叶系统生理特性及铃重的空间分布。【结果】（1）与中氮、低氮相比，高氮促进了中部果枝叶生长后期叶绿素的合成，延长了叶片功能期。（2）氮肥水平对棉花器官中碳水化合物代谢有重要影响，低氮促进了果枝叶中碳水化合物的积累，中氮水平下碳水化合物代谢较为协调。（3）施入氮肥可以增加POD、SOD酶活性。不同部位棉铃对位叶的SOD、POD酶活性变化趋势一致，下部棉铃对位叶中各处理间比较为：中氮＞高氮＞低氮，而中部棉铃对位叶各处理间顺序为高氮＞中氮＞低氮。【结论】不同氮肥水平对棉花的生长发育有一定调节效应。中氮水平可以改善棉花的早衰现象，源库关系较为协调，从而促进了铃重的增加。     

玉米肥料运筹动态知识模型研究

为给玉米田知识模型间施肥提供决策工具,试图建立一种系统化和广适性的玉米肥料运筹动态。该模型通过分析和提炼玉米肥料管理方面的最新研究资料,在综合考虑气候条件、土壤理化性质、品种特性等影响因子基础上,根据养分平衡原理,以产量为目标,结合土壤养分供给量和玉米养分需求量,建立了玉米肥料运筹动态知识模型。模型可用于精确定量不同环境和不同产量目标下的氮磷钾施用量、有机氮无机氮施用比例及不同生育时期的氮肥追施量等。利用不同生态点、不同品种、不同土壤肥力等数据对模型进行了验证,结果表明,该模型具有较好的决策性和适用性。     

棉花叶片衰老生理研究进展

随着转基因棉花的大面积推广,棉花早衰发生加重,已经成为制约棉花发展的重要因素,有关早衰的研究成为学者关注的焦点。综述了近年来国内外有关棉花叶片衰老生理的研究结果,主要包括衰老过程中各种生理生化指标的变化特征,以及防止棉花叶片衰老的各种调控措施。文中概述了一些常用的棉花叶片衰老生理生化指标,如叶绿素、蛋白质、丙二醛(MDA)、活性氧清除系统(SOD、POD、CAT)、激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯、多胺)等。大量研究表明在棉花叶片衰老过程中叶绿素、蛋白质含量急剧下降,而MDA含量快速上升,活性氧清除系统酶活性产生相应的变化,各内源激素的含量也具有各自变化特点。针对棉花早衰的生理过程,通过采用植物生长调节剂,氮、钾、钙3种肥料,以及水分、光照、温度、气体等环境因子的调节措施来预防叶片早衰以及对出现叶片早衰后的稳产措施。最后对棉花叶片早衰的研究方向进行了展望。     

基于耐低氮综合指数的棉花苗期耐低氮品种筛选

在棉花生产中,氮肥的过量施用,不仅增加了生产成本,还造成了氮肥的大量流失,对环境造成了破坏。筛选耐低氮棉花品种是解决该问题的有效途径之一。本研究以21个在我国各大棉区主栽的棉花品种为试验材料,采用苗期土培的方式,设置正常氮(138 mg kg^–1)和低氮(0 mg N kg^–1) 2个处理,测定了23个农艺性状,采用主成分分析、模糊隶属函数、聚类分析、相关性分析评价各品种的耐低氮能力。结果表明,所测定的大部分性状的变异系数均大于10%,说明所选择品种具有很好的代表性。根据主成分分析和相关性分析得出作为棉花低氮耐受性评价的7个性状,分别为根长、根表面积、根体积、地上部干重、总干重、实际光化学效率、最大光化学效率。根据耐低氮综合指数,筛选出鲁无403、新海12号、中棉所64号、新陆早23号4个耐低氮品种,丰抗棉1号、TM-1、农大棉601、中棉所35、新陆早53号5个低氮敏感型品种。4个耐低氮品种的耐低氮综合指数介于0.5723～0.6818,而5个低氮敏感型品种的耐低氮综合指数介于0.2914～0.3962。本研究提出的基于耐低氮综合指数的筛选...     

种子粒度对棉花盛花期之前生长发育的影响

种子粒度(种子体积的大小和饱满度的综合)是衡量种子质量的重要指标之一,前人在不同植物上已做过许多相关研究,多是集中在种子发芽、苗期生长进程和产量等方面,报道结果不尽相同,并且棉花在这方面的研究较为缺乏。为进一步探明种子粒度对棉花生长发育的影响,2004年以大粒饱满、大粒不饱满和小粒饱满种子为处理,研究     

水分和种植密度对棉花氮素积累分配及产量的影响

为探讨水分和种植密度对棉花氮素利用效率的影响,于2019-2020年河北农业大学清苑试验站进行大田试验,以农大棉601为试验材料,采取两因素裂区设计,主区为水分处理:W1(土壤相对含水量60％～70％)和W2(土壤相对含水量40％～50％),副区为种植密度:D6(6万株/hm2)、D9(9万株/hm2)和D12(12万...