库尔勒垦区机采棉花品种（系）比较试验研究

本试验结合库尔勒垦区特有的气候条件,采用一般大田管理措施,经过2年的栽种试验,对35个棉花品种(系)进了比较分析,以新陆中35号为对照,从中筛选出适合库尔勒垦区推广种植的具有较优机采棉性状的品种。通过对35个参试棉花品种(系)的比较试验得出:1704、1709和HK3这3个棉花品种产量分别为7 200.36 kg/hm~2、6 800.34 kg/hm~2和6 650.33 kg/hm~2,且满足棉花机械采收和纤维品质的要求。可作为库尔勒垦区推广机采棉首选棉花品种。     

新疆棉区日最低气温对棉纤维次生壁加厚期蔗糖代谢的影响

 【目的】研究日均最低气温对棉纤维中蔗糖代谢、纤维素沉积和纤维比强度形成的影响,揭示棉纤维强力变化的机理。【方法】通过分期播种,使棉铃发育处于不同的低温环境下,研究不同低温水平对新疆棉纤维发育过程中蔗糖代谢中相关物质含量变化、调控蔗糖代谢的关键酶活性变化的影响及与纤维素沉积的关系。【结果】正常播期条件下,棉株中部棉铃纤维中蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性高,蔗糖转化彻底,纤维素累积时间长且累积平稳,最终纤维素含量高、纤维强力增加。播期推迟,棉铃发育过程中夜间温度降低,纤维中SPS活性下降、酸性转化酶（AI）和碱性转化酶（NI）活性升高,造成果糖含量明显上升,影响纤维素的沉积。【结论】棉纤维加厚期＜15.3℃的日均最低气温影响了蔗糖代谢关键酶活性的变化,引起蔗糖转化率下降,果糖循环速率减缓并在纤维中大量富集。     

喷施氟节胺对棉花农艺性状的影响及化学打顶效应研究

[目的]比较新疆北疆棉区不同打顶方式下棉花植株农艺性状及产量的变化,为生产上推广应用植物生长调节剂对棉花进行化学免打顶技术提供参考依据.[方法]选用新陆早33号、新陆早45号和新陆早46号3个品种,设置喷施氟节胺化学打顶、人工打顶和不打顶3个处理,测定3个处理条件下棉花植株农艺性状和产量的变化,分析化学免打顶技术的打顶效果及对棉花产量的影响.[结果]棉花喷施化学打顶剂植株高度显著高于人工打顶,但显著低于不打顶植株,但主茎节数及果枝数化学打顶植株显著高于人工打顶;果枝长度低于人工打顶植株,株型较为紧凑;化学打顶棉花上部果枝结铃数及内围铃数略高于人工打顶,但铃重显著高于人工打顶,籽棉和皮棉与人工打顶相当.[结论]喷施化学打顶剂氟节胺能有效控制棉花植株顶尖的生长,具有打顶效果,同时使得棉花株型更为紧凑.     

高产杂交棉标杂A1根系生长及空间分布特性

在田间自然条件下采用根钻取样,结合根系图像扫描分析方法,研究高产条件下杂交棉标杂A1和常规品种新陆早13号根系生长和空间分布特征.结果表明:在盛花期标杂A1根系较强大,85;的根系分布在0～40 cm土层;根系生物量、根系直径、根长密度、根表面积等指标均显著高于新陆早13号.吐絮期,常规品种新陆早13号根系生物量、根长密度和根表面积显著增加,尤以30～70 cm土层内增加明显;而标杂A1后期根系生长量明显减少,表征根系性状的各指标均较新陆早13号显著降低.新疆棉区种植标杂A1,在栽培管理中,生育前期要促进壮苗稳长,生育后期要通过加强水肥管理防止根系早衰是实现高产超高产的关键所在.     

新疆棉花播期对棉纤维糖类物质及超分子结构的影响

[目的]在新疆气候生态条件下,研究不同播期对棉纤维发育过程中纤维素累积和纤维超分子结构的影响,探讨纤维累积特征、超分子结构变化与纤维强度形成的关系,揭示棉花生育后期低温对棉纤维强度形成的影响.[方法]选用新陆早13号和新陆早33号为材料,采用分期播种的方法,形成棉铃发育的不同温度条件,研究棉纤维素发育过程中纤维素累积特性和纤维超分子结构的变化,分析纤维强度形成与超分子结构变化的关系.[结果]在新疆棉花生产正常播期处理条件下,棉纤维的发育处于较适宜的温度条件,纤维发育过程中纤维素积累速率平缓且经历时期长;在晚播条件下,棉纤维发育后期受到低温的影响,纤维素的快速积累起始时期推迟,纤维快速积累时期缩短,纤维素的理论最大含量下降,晚播处理棉纤维的取向分散角和取向分布角的角度大于正常播期处理,纤维强度下降.[结论]在棉纤维发育过程中,棉纤维发育期后期的低温不仅影响了纤维素的积累特性,导致纤维的超分子结构3个参数大于正常播期处理,不利于高强纤维的形成.     

强闪光抑制棉花叶片光系统Ⅱ活性和热耗散

除持续强光导致光合作用效率降低外,强闪光也能够影响光合功能,但规律和机制尚不清楚。为研究强闪光对喜光植物棉花叶片光合功能的影响,选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号为材料,于强闪光处理(20,000μmol m–2 s–1, 300 ms,间隔10 s,处理时间持续30 min)前后分别测定叶绿素荧光、P700和气体交换。结果表明,强闪光处理后不仅有活性的PSI (光系统I)反应中心含量下降,同时PSⅡ (光系统Ⅱ)电子传递活性也受到限制。与对照相比,强闪光处理后PSI的ΦND (PSI供体侧限制引起的非光化学量子产量)下降,ΦNA (PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量)增加,暗示强闪光能够抑制PSI受体侧电子传递活性。强闪光处理不仅使PSⅡ的实际量子产量明显下降,而且非光化学猝灭和ΦNPQ (PSⅡ调节性能量耗散的量子产量)也降低;但是,ΦNO (PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量)明显增加,表明强闪光导致热耗散降低和PSⅡ失活。此外,强闪光处理后光合速率和气孔导度均降低,但细胞间隙CO2浓度增加,证明强闪光处理后同化能力的降低不是气孔限制导致的。因此,本研究认为强闪光处理不仅抑制PSI活性,而且导致PSⅡ失活和可调节性热耗散下降;光合电子传递活性的下降可能是强闪光下光合速率降低的重要原因。     

干旱胁迫及复水对棉花幼苗根系氮代谢的影响

以不同耐旱型棉花品种"新陆早7号"和"新陆早24号"幼苗为试材,研究持续干旱胁迫及复水对棉花幼苗根系氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质、总氮和游离氨基酸含量的影响。结果显示:随着干旱胁迫天数的增加,"新陆早7号"和"新陆早24号"硝酸还原酶(NR)活性与对照相比分别降低45.03%和62.37%,谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别降低53.22%和67.23%,谷氨酸合成酶(GOGAT)活性分别降低54.92%和79.28%,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性在处理4d达到最大值,5d时下降,可溶性蛋白质含量分别增加了87.38%和77.12%,总氮含量分别增加了14.01%和12.14%,铵离子含量分别增加了232.02%和263.47%。干旱胁迫使"新陆早7号"在胁迫前期游离氨基酸含量增加慢,后期增加快,"新陆早24号"游离氨基酸含量的变化趋势与"新陆早7号"则相反。复水后,"新陆早7号"NR活性、GS活性、GOGAT活性和GDH活性恢复较快,内肽酶活性和游离氨基酸、铵离子、可溶性蛋白质和总氮含量下降也较快。试验表明,耐旱型棉花品种具有较强的铵离子同化能力,可增加渗透调节物质游离氨基酸含量,特别是脯氨酸含量,有助于增强其耐旱性。     

不同土壤深度棉花根系形态变化规律及与矿质元素的关系

【目的】研究不同土壤深度下棉花根系形态变化规律,分析与矿质元素的响应关系,及矿质元素对根系形态的调控作用,为构建合理棉花根系构型提供理论依据。【方法】测试37份棉花品种的根系长度、根系表面积、根系体积、根系生物量、根系氮、磷、钾元素,根据公式计算比根长、比根面积、比根体积、根系密度,研究矿质元素对根系形态的调控关系。【结果】位于0~10 cm土壤中,由于氮素作用,促使比根长、比根面积、比根体积增加,轻微抑制根系密度生长。在10~20 cm土壤中,氮素促使比根长、比根面积增加,抑制根系密度的生长及比根体积的增加。在20~30 cm土壤中,氮素对比根长、比根面积、根系密度的作用效果不明显,而对比根体积表现为负相关关系。在30~50 cm土壤中,氮素对比根长、比根面积、比根体积、根系密度表现为正相关关系。在50~60 cm的土壤中,比根长、比根面积、比根体积、根系密度表现为负相关关系。第一主成分与氮素、比根长、比根面积、比根体积的相关性较高,第二主成分主要与根系密度的相关性较高,第三主成分主要与磷、钾元素的相关性较高。磷、钾元素与第一主成分的相关性较高,氮素与第三主成分的相关性较高。【结论】根系在不同土壤深度下,比根长、比根面积、比根体积逐渐增大,单位质量根系含氮量不断减少。根系形态性状主要受氮素调控,磷、钾元素对根系形态性状的调控作用较小。     

干旱胁迫及复水对棉花叶片氮代谢的影响

以不同抗旱型棉花品种新陆早7号和新陆早24号幼苗为试材,研究持续干旱胁迫及复水对棉花幼苗叶片氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质、总氮和游离氨基酸含量的影响。结果显示:随着干旱胁迫天数的增加,新陆早7号和新陆早24号硝酸还原酶(NR)活性与对照相比分别降低 51.67%和74.22%;谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别降低50.65%和72.95%;谷氨酸合成酶(GOGAT)活性分别降低 43.11%和68.36%;谷氨酸脱氢酶(GDH)活性在处理4d达到最大值;可溶性蛋白质含量分别增加了56.96%和34.12%;总氮含量分别增加了11.39%和8.43%;内肽酶活性分别增加了115.76%和165.06%;铵离子含量分别增加了92.29%和111.56%。干旱胁迫使新陆早7号在胁迫前期游离氨基酸含量增加慢,后期增加快;新陆早24号游离氨基酸含量的变化趋势与新陆早7号则相反。复水后,新陆早7号 NR、GS、GOGAT和GDH等活性恢复较快,内肽酶活性和游离氨基酸、铵离子、可溶性蛋白质和总氮含量下降也较快。试验表明,抗旱棉花品种具有较强的铵离子同化能力,增加渗透调节物质游离氨基酸含量,特别是脯氨酸含量增强其耐旱性。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。