不同冠层结构对棉田小气候及蕾铃脱落和产量的影响

为探讨黄河流域不同冠层结构下棉花产量及田间微环境差异,对去叶枝(T1)、去叶枝高矮相间(T2)、留叶枝(T3)、留叶枝高矮相间(T4)4个群体结构下棉花的产量和微环境进行研究。结果表明:冀棉958和农大棉601的留叶枝群体在各时期的底部透光率均显著降低,而T4群体底部透光率显著高于T3群体;各时期CO_2浓度与温度、湿度均成显著偏相关关系,花铃期高矮相间群体下层的CO_2浓度平均比空气中提高8.69%~11.63%,而中层CO_2浓度降低1.66%~4.24%。T4群体冠层内的温度显著降低,棉花群体下层的湿度和CO_2浓度显著提高;去叶枝群体脱落率较低,籽棉产量显著高于留叶枝群体;高矮相间群体籽棉产量高于常规群体;冀棉958和农大棉601的T4群体籽棉产量比T3群体分别提高15.79%和10.81%。因此,留叶枝群体采用高矮相间冠层明显改善棉田中下层微环境,降低脱落率,提高铃数,有利于形成产量。     

灌溉模式对冀南植棉区棉花干物质积累分配、产量和水分利用效率的影响

【目的】探明不同灌溉模式对冀南植棉区气候条件下土壤水分、棉花生长发育及产量的影响,确立科学的灌溉模式,提高棉花水分利用效率。【方法】以农大601为试验材料,于2016年和2017年进行大田裂区试验,设置主处理:不覆膜(NF)、覆膜(MF),副处理:畦灌(W1,600 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅰ(W2,450 m3·hm-2)、限量隔沟灌Ⅱ(W3,300 m3·hm-2),其中覆膜畦灌为当地棉花常规栽培模式,在不同时期测定棉花干物质质量、产量和水分利用效率。【结果】(1)2016年和2017年干物质质量均表现为覆膜处理显著高于不覆膜处理,但覆膜条件下各水分处理间差异不显著。2016年,与NFW1相比,NFW2、NFW3处理的干物质质量分别降低10.56%、15.00%,且达到显著水平;2017年,与NFW1相比,NFW2干物质质量显著提高11.29%,NFW3处理差异不显著。(2)2016年和2017年各处理棉花产量和水分利用效率变化趋势一致。覆膜处理下各水分处理间产量和水分利用效率差异不显著;与NFW1相比,NFW2、NFW3处理产量分别降低10.21%～16.00%、13.63%～18.84%,水分利用效率分别降低8.33%～13.80%、9.72%～14.61%,且达到显著水平;与MFW1相比,NFW1处理产量和水分利用效率小幅降低,但差异不显著;与MFW2相比,NFW2处理产量和水分利用效率分别显著降低12.96%～16.62%、13.73%～16.51%;与MFW3相比,NFW3处理产量和水分利用效率分别显著降低15.04%～16.29%、15.03%～16.31%。【结论】在丰水年和正常降水年份,不覆膜正常畦灌处理(NFW1)能够获得较理想的产量水平,且无残膜污染;在减少灌水量条件下覆膜隔沟灌处理(MFW2、MFW3)也能获得较高产量水平,提高了水分利用效率。     

有机肥替代部分化肥对棉田土壤养分含量与棉花产量收益的影响

【目的】研究河北省中南部旱薄沙壤区有机肥替代部分化肥后棉田土壤养分状况、棉花产量性状与肥料投入收益情况,为有机肥替代减施化肥提供理论支持。【方法】设置不施肥对照、单施化肥与增施有机肥配合减施10%、30%、50%化肥共5个处理,采用随机区组设计,定位3 a后,测定不同处理土壤有机质、全氮、速效磷与速效钾含量,调查棉花产量性状,分析肥料投入收益情况。【结果】定位3 a后,增施有机肥可显著提升土壤有机质含量,各处理土壤全氮含量变化不明显,增施有机肥后,随着化肥减量增加,土壤速效磷和速效钾均呈降低趋势,但减施10%、30%化肥后土壤速效磷和速效钾与单施化肥差异不显著,减施50%化肥后显著下降;增施有机肥减施化肥后,通过影响棉花单株铃数影响棉花产量,减施10%与30%化肥后籽棉产量与单施化肥差异不显著,而减施50%化肥后籽棉产量显著降低;肥料投入收益以增施有机肥减施化肥10%与30%2个处理显著高于其它处理。【结论】在河北省中南部旱薄沙壤棉区,增施有机肥1 500 kg/hm²,减少化肥用量30%,可提高棉田土壤有机质,稳定棉花产量,实现肥料投入收益最大化。     

干旱胁迫对小麦叶片细胞膜透性效应的染色体定位研究

通过测定干旱胁迫下小麦中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本品种中国春(受体)和Synthetic 6x(供体)叶片的相对电导率和K 相对渗出率,对调控干旱胁迫下功能叶片细胞膜稳定性的染色体进行了定位研究。结果表明,1D,2D,2B,3A,3D,4A,4B,6A,6B,7D和7A等染色体代换系的相对电导率和K 相对渗出率均显著或极显著低于中国春,而其他代换系差异均不显著。表明Synthetic 6x的1D,2B,2D,3A,3D,4A,4B,6A,6B,7D和7A染色体上具有耐旱性基因,而其他染色体与Synthetic 6x的耐旱性无关。研究结果可为小麦抗旱遗传育种研究提供参考依据。     

化学封顶对棉花株型的调控及评价指标筛选

【目的】株型是重要的农艺性状,对棉花的栽培适应性和产量等有着巨大影响。研究化学封顶对棉花株型相关性状的影响,并进行综合分析,为化学封顶的应用和推广提供理论支持。【方法】于2015—2016年在河北农业大学试验基地,以黄河流域大面积种植的冀棉863和农大棉601为试验材料,设置人工打顶、化学封顶和不打顶3个处理,测定产量构成及株高、茎粗、果枝数等株型相关指标,开展化学封顶对棉花株型性状影响的研究。【结果】人工打顶和化学封顶处理的籽棉产量无显著差异,且均显著高于不打顶处理,冀棉863和农大棉601在化学封顶处理下的籽棉产量比不打顶处理分别提高了7.19%和6.18%。与不打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了棉花的株高、节间数、果枝数、果节数,显著增加了上部果枝的近远端直径比。与人工打顶处理相比,化学封顶处理显著降低了主茎的节间长度和上部果枝长度。通过皮尔逊相关性分析、主成分分析和灰色关联度分析认为可通过株高和上部果枝的近远端直径比来评价化学封顶对棉花株型的调控效果。【结论】化学封顶可显著调控棉花的营养生长,且与人工打顶相比对产量无显著影响,株高和上部果枝近远端直径可作为评价化学封顶对棉花株...     

去早果枝对转基因抗虫棉生长发育与衰老进程的调控效应

 以转基因抗虫棉品种为材料,设置了2个播期和4种去早果枝方式（去基部1个、2个、3个果枝及不去果枝的对照）处理,研究去除早期果枝对棉花生长发育及衰老进程的影响。2年结果表明,去早果枝推迟了棉花的生育进程;去掉1个早果枝处理总果枝数与对照无差异,但去掉2个、3个果枝后明显低于对照,总果节数差异不显著;去早果枝显著提高了第1播期棉花叶面积指数和干物质积累量,去1个、2个和3个果枝处理的干物质积累量在2年中平均比对照高13.5%,17.5%,19.0%,但在第2播期差异不明显;去早果枝降低了第1播期棉花脱落率和烂铃率并提高了棉花的子棉产量,脱落率在2年中平均比对照降低4.5,5.8和9.0百分点,烂铃率平均降低2.2,4.5,4.8百分点;去1个和2个果枝处理的子棉产量在2年的第1播期中比对照平均高9.6%和8.1%,但在第2播期增产不明显,甚至减产。     

限量灌溉对不同棉花品种干物质积累分配、产量和水分利用效率的影响

【目的】探明限量灌溉对黄河流域棉区土壤水分、棉花生长发育与产量的调控效应以及不同熟性品种的差异。【方法】以早熟品种中棉所50(CCRI 50)、中早熟品种农大601(ND601)、中熟品种冀棉958(JM 958)为试验材料开展大田试验,设置常规灌溉(W1)、限量灌溉(播前酌情补灌,生育期不灌溉,W2)2个水分处理,对各处理的叶面积指数、水分利用效率、产量等性状进行了测定。【结果】1)W2处理显著降低了3个品种的干物质质量,以早熟品种中棉所50降低幅度最大;2)与W1处理相比,3个品种在W2处理下的产量均显著降低,早熟品种中棉所50降幅最大;中棉所50水分利用效率显著降低,而中早熟品种ND 601和中熟品种JM 958的水分利用效率均显著提高。【结论】ND 601和JM 958对限量灌溉引起的适度干旱胁迫有着良好的适应能力,W2处理可以有效提高它们的水分利用效率,使其达到较理想的产量水平;早熟品种中棉所50对水分反应敏感,W2处理下不易形成高产群体结构。     

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。