棉纤维发育中激素和相关酶活性与棉花品质形成的研究

论述了棉花纤维发育中激素和相关酶活性对棉纤维品质形成的调控作用.在纤维发育前期,生长素(IAA)、赤酶素(GA3)和玉米素(ZR)有利于纤维的伸长和分化,而脱落酸(ABA)起抑制作用;后期ZR含量影响纤维的粗细和成熟度.在棉纤维发育不同时期蔗糖合成酶(SuSy)和过氧化物酶(POD)活性对纤维品质形成的作用不同,在棉纤维初始和伸长发育阶段蔗糖合成酶均有高活性表达,同时在次生壁加厚阶段,其活性变化会影响纤维素的累积,进而影响纤维强度;而POD活性在纤维发育前期含量低,次生壁阶段升高对品质的形成有利.同时阐述了温度对激素和相关酶活性变化及对纤维品质形成的影响.     

喷施化学打顶剂对棉花冠层结构及群体光合生产的影响

【目的】选用氟节胺复配型、缩节胺复配型2种化学打顶剂,研究田间喷施化学打顶剂对棉花株型特征、冠层结构、群体光合生产及产量的影响,分析冠层结构变化对群体光合生产和产量的影响,为棉花化学打顶技术的应用提供理论依据。【方法】选用北疆棉区主栽品种（新陆早45号）和主推品种（系）（中棉所50、45-21）为试验材料,在田间自然条件下,以常规人工打顶的棉花为对照,分别测定不同棉花品种（系）株高、株宽、叶面积指数、叶片叶绿素含量、冠层不同部位透光率、群体光合速率及产量构成等指标。研究化学打顶技术对棉花叶面积指数、冠层透光率、群体光合速率及产量的影响。【结果】与人工打顶的棉花相比,化学打顶的棉花株高显著高于人工打顶处理,且喷药后生长量较大;株宽显著小于人工打顶处理,喷药后横向生长被明显抑制。化学打顶的棉花叶面积指数和叶片叶绿素含量较高,且高值持续期长,至初絮期（出苗后115 d）仍维持较高的值,与人工打顶的棉花相比差异均达到极显著水平;冠层上、中部透光率较高,生育后期冠层下部漏光损失较小。化学打顶的棉花群体光合速率显著高于人工打顶,且高值持续期长,至初絮期仍维持在16.04 μmol·m^-2·s^-1以上,较人工打顶的棉花高出14.35%-36.35%,差异均达到显著水平;群体呼吸速率在达到峰值前显著高于人工打顶的棉花,峰值后与人工打顶的棉花无显著差异;群体呼吸速率占群体总光合速率的比率高于人工打顶的棉花。化学打顶的棉花单株结铃多,其中氟节胺处理棉花产量高于人工打顶。【结论】棉花化学打顶技术具有塑造株型、调节棉花冠层结构形成的重要作用;同时棉花冠层上、中部透光率大,改善了冠层中下部光环境,保证了冠层各部位均匀的光分布。化学打顶的棉花叶面积指数高且高值持续期长,增加了光合面积。叶片叶绿素含量高且高值持续时间长,延长了光合时间,保证了较高的群体光合能力及长的光合功能持续期。     

北疆高产棉田棉铃干物质积累规律研究

以早熟品种新陆早 6号为材料 ,分析北疆不同产量棉田不同结铃部位棉铃各组分干物质积累的动态变化 ,结果表明 ,铃壳的干物质积累在花后2 0～ 2 8d达最大值 ,至棉铃发育成熟 ,干重略有下降。棉纤维和棉子的干物质积累在花后 40～ 5 0 d才达到最大值 ,其积累过程可用 Logistic方程加以拟合。高产田棉铃干物质积累速率、干物质量及棉纤维和棉子旺盛生长期的长短均高于低产田 ,最终其干物质积累总量和皮棉产量也较高。从结铃部位来看 ,中部棉铃干物质积累速率和干物质积累量较下部和上部要高。≥ 1 5℃有效积温的高低和铃期日温差大小对棉纤维和棉子干物质在旺盛生长期间的积累速度有明显影响     

外源一氧化氮对冷害胁迫下棉花幼苗生长、抗氧化系统和光合特性的影响

【目的】探讨外源NO供体硝普钠（SNP）提高新疆棉花抗逆能力的内在机制。【方法】以棉花新陆早13号、新陆早33号为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究SNP（100 μmol•L-1）对冷害胁迫下棉花幼苗的生长、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数及活性氧代谢的影响。【结果】在正常生长条件下SNP对棉花幼苗生长、过氧化氢（H2O2）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质和超氧化物歧化酶（SOD）影响不大,但显著提高了过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性;此外,叶绿素含量、净光合速率（Pn）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、最小荧光产量（F0）和最大光化学效率（Fv/Fm）无明显影响,而气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、光合电子传递速率（ETR）和光系统Ⅱ实际量子效率（ΦPSⅡ）显著增加;冷害胁迫下,外源NO处理显著提高了叶片的生长速率、SOD、POD、CAT、APX和GR的活性以及Pro和可溶性蛋白质含量,减少了H2O2和膜脂过氧化产物MDA的积累;外源NO明显提高了棉花叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ,降低Ci和增加非光化学猝灭系数（NPQ）,避免过量的光伤害,维持较高的光系统Ⅱ活性。【结论】低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的提高,降低H2O2和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,从而减轻了冷害胁迫对棉花光系统Ⅱ的伤害,增强棉花的抗冷性。     

棉花植株顶部棉铃发育过程中物质累积及对温度的响应

【目的】研究7、8果枝棉籽与纤维不同播种条件下物质累计的特点,分析温度变化对籽棉物质分配的影响,以及分期播种后上部果枝棉纤维发育与温度的关系,为机采棉确定播种日期和脱叶剂喷施时间和提高棉纤维品质提供理论依据。【方法】于2017~2018年在新疆乌兰乌苏农业气象试验站开展田间试验,以大田生产播期(4月12日)为对照,两年共设置4个播期,随铃龄变化测定棉籽与纤维物质累积特征、棉花纤维品质等指标。【结果】花后50 d内日均温MDT为23.8℃,≥15℃有效积温为456.8℃的正常播期处理下,新陆早59号、新陆早64号上部果枝单粒棉纤维干物质快速累积期分别在铃龄22~40和18~36 d;MDT下降0.3℃,≥15℃有效积温下降17.5℃的条件下,使新陆早64号单粒棉纤维干物质快速累积期平均累积速率提高且理论最大积累量明显增加;在纤维物质累积过程中,日温差对单粒纤维物质快速累积期长短有着极显著影响;纤维与棉籽间存在异速生长特征,并随着铃期MDT的下降异速生长程度减小;MDT为23.0和20.8℃的晚播条件下早中熟品种新陆中82号的棉籽、纤维发育均表现出了较好的适应性。【结论】棉纤维发育对铃期温度下降较为敏感,在铃龄中后期干物质累积速率的明显降低;纤维与棉籽间的异速生长程度随着铃期MDT的下降而降低;铃期日均温差一定程度上决定了其干物质快速累积期的长短;早中熟品种新陆中82号早熟性较好,适宜在北疆棉区种植。     

北疆棉花高产水分生理基础的初步研究

在棉花花铃期，对高产棉田土壤水分运动特点、高产棉花的群体光合特征及干旱对棉花形态特征、干物质积累、产量构成因素的影响进行了分析，提出了北疆棉花取得高产所应采取的栽培及育种手段。     

种植密度对玉米茎秆皮层结构及抗倒伏能力的影响

[目的]在新疆生态气候条件下,探讨种植密度对玉米茎秆基部节间解剖结构及其对抗倒伏能力的影响.[方法]以中单909(ZD909)和新玉41号(XY41)为材料,分别设置低、中、高3个种植密度,研究种植密度对茎秆形态结构及茎秆抗倒伏能力的影响.[结果]随着种植密度的增加,参试品种的株高、穗位高和重心高度升高;基部节间长度增加,直径变细;其机械组织厚度降低、机械细胞层数减少、皮层厚度/半径降低;田间倒伏率增加.种植密度对穗位高的影响远大于株高和重心高度.基部节间皮层结构(机械组织厚度、机械细胞层数、皮层厚度/半径)与节间直径具有显著正相关,与节间长度和田间倒伏率呈负相关.[结论]种植密度增加,玉米基部节间的皮层组织机械化程度降低,茎秆抗倒伏能力下降,田间倒伏率增加.     

膜下滴灌棉花源库比调节对产量和品质影响及对土壤水分的响应

选用不同叶型的棉花品种,在膜下滴灌条件下,设置3个土壤水分梯度,分别控制0～60 cm土壤含水量的滴水下限为田间持水量的85;～90;(高水)、70;～75;(中水)、55;～60;(低水),滴水上限均为田间持水量,并在花铃期不同程度地减源减库,研究棉花源库比调节对产量和品质的影响及对土壤水分的响应.结果表明:减源减产比减库减产的影响大,适宜范围内源不足引起的产量损失,可通过增加水分来弥补,减源减库过度则不可能通过水分来弥补,而这种水分调节作用也是通过表现在水分调节了单株结铃数的增加而实现的.品种间,小叶型新陆早10号减源和减库减产的程度最大,新陆早13号次之,鸡脚叶型标杂A1减产效应最小,且标杂A1在土壤水分充足条件下产量最高.品种遗传特性和土壤水分状况是影响棉纤维品质的主要因素,源库处理对其影响不明显,综合分析,与其他两个品种相比标杂A1的品质较优.     

根域限制下水氮供应对膜下滴灌棉花叶片光合生理特性的影响

在新疆气候生态条件下,采用管栽方法,选用棉花新陆早13号和新陆早33号2个品种为供试材料,通过人工限制根系垂直生长深度和水氮供应,测定棉花叶片气体交换和叶绿素荧光参数、光合物质积累等,探讨根域限制及水氮供应对棉花光合生理特性及产量形成的影响.结果表明:与对照相比,相同水氮供应条件下,根域限制处理棉花从开花期至盛絮期叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和光化学猝灭系数(qp)显著降低,尤其在盛铃后期至盛絮期表现明显,但潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)未受到影响;盛花期和盛絮期根重均显著降低,但地上部总干物质、蕾铃干物质累积量及籽棉产量均显著高于对照.同一根域容积不同水氮处理棉花开花期至盛絮期的Pn、Gs和Fv/Fm、ΦPSⅡ、qp均表现为W1N1＞W0N1＞W1N0＞W0N0;根域限制条件下适量水氮供应处理盛花期和盛絮期地上部总干物质和蕾铃干物质累积量均显著增加,最终单株铃数、单铃重和籽棉产量均显著高于其它处理.因此,在膜下滴灌棉花根域容积受限制条件下,通过优化生育期水氮供应,能改善叶片光合性能、增加地上部干物质积累量及其向生殖器官分配比例,是挖掘膜下滴灌棉花产量潜力和提高效益的有效途径.     

化学打顶对棉花冠层结构指标及产量形成的影响

[目的]研究棉花喷施化学打顶剂对植株形态、冠层结构特性的影响,探讨应用化学打顶剂调节棉花株型、冠层结构及产量构成因子的效应,为棉花化学打顶技术的应用提供理论依据.[方法]选用棉花品种为新陆早45号、45-21(品系),在田间自然条件下,以人工打顶的棉花为对照,研究喷施化学打顶剂对棉花农艺性状、冠层结构指标及产量形成的影响.[结果]与人工打顶相比,化学打顶株高、主茎节数增加、株宽变小,株形紧凑;不同部位DIFN较大,叶面积指数较高,不同冠层光吸收较人工打顶的均匀,中、下部冠层光吸收率高;不同打顶剂表现为氟节胺处理的棉花产量有增加的趋势.[结论]棉花化学打顶后通过叶片吸收药剂,封顶效应较慢,与人工打顶相比叶面积指数较高;由于对果枝长度控制,使株形紧凑,冠层开度增加,保证了冠层中、下部高的光吸收率,为棉花利用化学打顶控制株型提供了依据.