干旱区灌溉及施肥措施下棉田土壤的呼吸特征

为探讨干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸速率的影响及其与水热的关系,在新疆绿洲农田棉花生长季设滴灌和漫灌2种灌溉方式,每种灌溉方式设有机肥(OM)、氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPK+OM)3种施肥处理,以不施肥处理为对照(CK),对不同灌溉方式及施肥措施下土壤呼吸速率及土壤温度、土壤含水率进行了测定和分析。结果表明,不同灌溉方式及施肥措施下,棉田土壤呼吸速率具有明显的季节变化特征,在7月中旬达到峰值,10月中旬降至最低;日变化呈单峰曲线,盛花期峰值出现在15:00～17:00,盛铃期峰值均出现在15:00,最低值均出现在04:00。滴灌各施肥处理平均土壤呼吸速率显著大于漫灌,施肥处理间平均土壤呼吸速率大小顺序为(NPK+OM)>OM>CK>NPK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理平均土壤呼吸速率最大。滴灌和漫灌方式下各施肥处理的温度敏感性系数(Q10值)平均值分别为2.03和2.43,不同年份漫灌Q10值均大于滴灌。不同灌溉方式及施肥措施下,用复合方程预测土壤呼吸速率的准确性较高,R2值均在0.64～0.72。综合考虑土壤温度和土壤含水率对土壤呼吸速率的影响,能够提高区域土壤呼吸作用研究的准确性。     

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。     

棉纤维超分子结构及与纤维品质的关系

在纤维发育过程中,结晶度和横向晶粒尺寸变化较为明显,随着纤维的发育,晶粒尺寸逐渐增大,结晶度不断提高。不同基因型间,正常成熟纤维的结晶度和横向晶粒尺寸差异很小,与纤维强度相关不显著;而取向参数差异较大,与比强度相关显著。不同开花期棉铃发育的环境温度不同,其纤维结晶度、横向晶粒尺寸和取向参数也不一样。不同的温度条件对α角影响较大,但对φ角和ψ角逐渐降低的变化趋势没有影响。棉纤维超分子结构与纤维品质指标关系密切。正在发育中的纤维细胞结晶度和横向晶粒尺寸均随着纤维细胞的发育逐渐增大,对纤维比强度影响较显著。而成熟纤维,因纤维素沉积已经结束,结晶度和横向晶粒尺寸比较接近,对纤维强度影响较小;取向参数对纤维强力的影响较大,分散角、螺旋角越小,取向度越高,所形成的纤维强度就越高,纤维品质好。今后在育种工作中应结合纤维超分子结构培育高品质棉花品种,有利于提高纤维品质。     

新疆棉花纤维发育过程中可溶性糖和纤维素含量的变化及与气象因子的关系

 采用北疆棉区自育早熟和引进的黄河流域棉区中早熟陆地棉品种 ,在新疆气候生态条件下 ,研究了棉纤维发育过程中可溶性糖和纤维素含量的变化及与气象因子的关系。结果表明 ,无论北疆自育早熟品种还是内地引进中早熟品种 ,棉纤维中可溶性糖含量的变化均在花后 7～ 14d达到最大值 ,随后迅速下降 ;纤维素在花后 14d左右开始大量合成 ,至吐絮期含量达最大值。不同品种类型间表现为 :早熟品种棉纤维可溶性糖转化高峰期较同期的中早熟品种早 ,且纤维可溶性糖转化率及纤维素合成的最大值与纤维素合成速率均比同期开花的中早熟品种高。棉纤维发育过程中可溶性糖和纤维素含量呈极显著的负相关 ;铃期最低温度对纤维可溶性糖的转化和纤维合成影响最大 ;温度对纤维的可溶性糖转化的影响远大于纤维素合成 ,所以后期低温可能是造成新疆棉纤维内糖含量高的原因。铃期日照时数与纤维合成的特征值呈显著正相关。     

新疆棉区脱叶催熟剂喷施时间对棉铃发育的影响

为了探讨脱叶催熟剂喷施时间对棉铃生长发育的影响，本研究依据植株顶部铃龄变化，采用分阶段喷施脱叶催熟剂（80%噻苯隆可湿性粉剂＋40%乙烯利水剂）的方式，以不喷施脱叶催熟剂为对照，研究脱叶催熟剂对棉铃干物质累积特性的影响，探讨棉纤维和棉籽生长对脱叶催熟剂不同喷施时间的响应。结果表明，喷施脱叶催熟剂显著降低了铃壳干物质质量的最大理论值，较对照降低了4.6%～8.5%；但对铃壳达到最大理论干物质质量的时间无显著影响。脱叶催熟剂影响单铃纤维干物质质量和棉籽干物质质量，且喷施时间越早则其降低幅度越大，且对单铃纤维干物质质量的影响更为明显；铃龄30 d时喷施脱叶催熟剂较对照分别降低61%和46%，但铃龄44 d时喷施脱叶催熟剂影响较小。分析其原因，主要是脱叶催熟剂喷施时间显著影响了纤维干物质快速累积期的起始时间和终止时间，导致快速累积期持续时间明显缩短和期间的平均累积速率显著下降。因此，单铃纤维干物质质量和单铃棉籽干物质质量对脱叶催熟剂的响应存在差异，这主要是由二者快速累积期的起始时间及期间的平均累积速率的变化引起的。     

滴灌棉田根区水分对棉花干物质生产及水分利用效率的影响

[目的]研究滴灌条件下根区水分对棉花干物质生产、分配及水分利用效率的影响,为制定滴灌棉花水分精确管理制度提供依据.[方法]选用对水分敏感性不同的棉花品种为试材,分别设置常规滴灌和充分滴灌处理,在灌水前后监测土壤水分变化,同时测定棉花根系生长与分布、株高、叶面积指数及生物量等生理指标.[结果]常规滴灌量条件下土壤水分活动层集中在0～60 cm的土层中,且滴水前耕层土壤相对含水率均低于55;、滴水后可保持70;～80;的水分状况,有利于诱导根系纵向生长,维持生育后期较高的叶面积指数,并促进光合产物向产量器官蕾铃分配,从而提高了经济产量水分利用效率.不同品种对根区水分的反应差异较大,新陆早6号常规滴灌条件下皮棉产量低于新陆早8号,经济产量水分利用效率与新陆早8号无明显差异;充分滴灌条件下总生物学产量水分利用效率高于新陆早8号,经济产量水分利用效率显著低于新陆早8号.[结论]滴水总量在4 050～4 275 m3/hm2,依据品种对水分响应的差异,通过协调相关栽培技术,调控干物质生产及其在器官中的分配,可实现滴灌棉花产量与水分利用效率协同提高.     

棉花机采模式下株行距配置对农艺性状及产量的影响

[目的]研究机采棉不同株行距配置对棉花主要农艺性状及产量的影响,调整棉花株行距配置,达到适宜机采、提高产量及改善品质的目的.[方法]选用棉花杂交种鲁棉研24号、常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的一膜3行等行距低密度、一膜6行宽窄行高密度及一膜3行等行双株高密度3种配置方式,研究不同株行距配置对棉花生育进程、果枝始节高度、脱叶率、吐絮率及产量的影响.[结果]等行距低密度下,两种基因型棉花花铃期(开花-吐絮)生长发育较快,其中杂交棉鲁棉研24号果枝始节高度较宽窄行高密度及等行双株高密度高6.3;、2.8;;喷施脱叶催熟剂6d后,棉株脱叶率较宽窄行高密度高9.8;～11.4;,棉铃吐絮率较宽窄行高密度高8.7; ～12.1;;单铃重较宽窄行高密度及等行双株高密度高4.0;～8.0;、6.3;～17.4;;等行距低密度下,杂交棉鲁棉研24号收获籽棉产量最高.[结论]等行距低密度下,棉花主要农艺性状符合机械化采收要求,杂交棉鲁棉研24号能充分发挥单株结铃数多及铃重较高的优势而获得高产.     

北疆棉区棉花单铃损伤对脱叶催熟剂及铃期的响应

【目的】研究棉花适宜施用脱叶催熟的棉铃铃期和施用时间,提升棉花脱叶催熟效果,降低对棉花产量和纤维品质的影响。【方法】设置不同的棉花脱叶催熟剂施用时间,分析脱叶催熟剂对棉铃发育的影响及对单铃纤维和棉籽的损伤程度。【结果】施用脱叶催熟剂缩短棉铃铃期,提前施用时间则棉铃铃期缩短越大,单铃纤维重和单铃棉籽重受脱叶催熟剂影响显著,不同施用时间以铃龄44 d时的降低量最小,降低了0.15 g左右。【结论】根据棉铃铃期与单铃因子损伤量的关系,确定脱叶催熟剂的施用时间。若控制单铃产量损伤量<0.1 g,“脱叶催熟剂施用时间/铃期”大于0.79,棉铃铃期55 d的棉花品种可在铃龄43 d施用脱叶催熟剂。     

不同灌溉方式和灌水量对棉花冠层叶铃配置的影响

【目的】分析膜下滴灌和传统漫灌对棉花叶铃配置关系的影响,研究膜下滴灌棉花高产原理,寻求增产新途径。【方法】设置膜下滴灌和传统漫灌两种灌溉方式,并设两个灌水量:3 900和6 000 m³/hm²,共4个处理。测定棉花叶面积、光吸收率、干物质累积和棉花产量构成因子等指标,分析不同灌溉方式对棉花叶铃配置关系及产量的影响。【结果】盛铃后期,相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶面积指数高出30.66%,冠层上部叶面积指数维持在2~2.5,中下部在1~1.5,冠层各部位光吸收量均匀;同时不同冠层结铃比例适中,与各层光分布比例耦合良好,有利于光合产物生产。3 900 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花增产25.07%;而6 000 m³/hm²灌水量下,膜下滴灌棉花相对传统漫灌棉花减产6.74%,过量灌水不利于膜下滴灌棉花产量形成。【结论】相比传统漫灌,膜下滴灌棉花叶铃配置更合理,光合生产力更强,有利于光合产物向生殖器官转运和产量形成     

隔年棉种对棉花幼苗生长及产量的影响

【目的】研究3个不同年份棉种的出苗率、发芽势、发芽率、幼苗生长、幼苗叶片SOD和MDA、根系形态、产量及其构成因子的差异,为隔年种子在生产中的应用提供理论基础。【方法】试验于2018年以新陆早51号为材料,分别测定隔二年(2015年)、隔一年(2016年)和当年(2017年)棉种的出苗率、发芽势、发芽率、幼苗生长、幼苗叶片SOD和MDA、根系形态、产量及其构成因子等指标。【结果】不同储藏年份间棉种发芽势、发芽率、根表面积、根体积、产量及其构成因子均无显著差异;在第三片真叶时,与当年棉种相比,隔一年棉种的株高、茎粗、叶鲜重和干重、茎鲜重、第一片真叶SOD活性显著增加,第一片和第三片真叶的MDA含量均显著降低,茎干重、第三片真叶SOD、根长和出苗率均无显著差异;与当年棉种相比,隔二年棉种出苗率、第一片真叶MDA和第三片真叶SOD均显著下降,但茎粗、叶鲜重、茎鲜重和干重、根长、第一片真叶SOD和第三片真叶MDA无显著差异。【结论】在北疆室内自然储藏条件下,隔一年的棉种在第三片真叶时提高了叶片SOD活性,降低了叶片MDA含量,促进了棉花幼苗的生长;储藏1~2 a的棉种对棉花产量及其构成因子无显著影响