水氮运筹对棉花花后生物量和氮素利用率的影响

在池栽和大田条件下,以‘美棉33B’为材料,研究不同水分(自然降水、自然降水 灌水)和氮素(0、240、480kgN/hm2)运筹下棉花花后生物量和养分累积及氮素利用率动态变化特征。结果表明:施氮使棉花(整株、营养器官、生殖器官)生物量和养分快速累积期持续时间缩短、最大累积速率增大且出现时间提前、累积量及皮棉产量增加。灌水使240 kgN/hm2处理棉花(整株、营养器官、生殖器官)生物量和养分快速累积期持续时间缩短、最大累积速率出现时间提前、最大累积速率和累积量增大、氮素累积利用率和产量提高;而使480 kgN/hm2处理棉花营养器官生物量和养分快速累积期持续时间延长、最大累积速率出现时间推迟、生物量和养分最大累积速率及累积量增大、氮素累积利用率提高,而生殖器官相应指标呈降低趋势;灌水对不施氮处理棉花生物量和养分累积各项特征参数影响较小。营养器官生物量和氮磷钾最大累积速率出现时间较生殖器官早23 d左右,而快速累积期持续时间长于生殖器官11 d左右。研究发现,水分和氮素运筹可通过影响棉花生物量和养分累积的动态特征参数来影响棉花生长,进而影响最终产量品质形成;在本实验条件下,以灌水的240 kgN/hm2处理棉花的生长特征参数最为协调,皮棉产量和氮素利用率最高,品质较优。     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

有色膜遮光对烤烟生长和光合特性及其初烤品质的影响

以自然光为对照,采用红色、白色、蓝色、黄色4种有色薄膜于2010~2011年从团棵期开始对大田烤烟进行遮光处理,研究不同光质对烤烟生长、光合特性及初烤品质指标的影响。结果显示:(1)红膜处理最大叶长宽比最小、叶面积最大,黄膜处理则相反。(2)红、蓝膜处理烟叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率明显高于自然光处理,白、黄膜处理略高于对照或与对照持平,且遮膜处理前期红膜高于蓝膜处理,后期蓝膜高于红膜处理。(3)红、蓝膜处理有利于提高倒5叶SPAD值,黄膜处理则相反。(4)红膜处理显著降低了中部叶蛋白质、总氮含量和氮碱比,提高了施木克值,并显著提高了上部叶可溶性糖含量和氮碱比,降低了施木克值;蓝膜处理显著提高了中部叶烟碱和多酚含量,降低了可溶性糖含量、施木克值及氮碱比,并显著提高了上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,降低了施木克值,提高了氮碱比;黄膜处理显著降低了中上部叶蛋白质、总氮、烟碱和多酚含量,提高了上部叶施木克值、降低了氮碱比。研究表明,红、蓝膜处理更利于烟叶发育和光合特性的提高,初烤烟叶化学成分更协调,利于优质烟叶的形成。     

苗期遮荫对棉花产量与品质形成的影响

为揭示棉麦两熟共生期遮荫对棉花产量与品质形成的影响。在棉花苗期利用模拟棉麦两熟共生期遮荫的方法进行了研究。结果表明,遮荫对棉铃形成的影响因果枝,果节部位而异,遮荫有利于棉株下（1-3果枝）,中（4-6果枝）,上（7-9果枝）部果枝内围（1-2果节）铃的形成,对外围（≥3果节）尤其顶部果枝（≥10果枝）外围铃形成不利,从而决定铃重也随果枝,果节部位相应地变化,但遮荫对单株平均铃重的影响畔 小,变遮荫棉花籽棉产量而论,下,中部果枝的内围铃籽棉产量高于常规棉,在上,顶部果枝则相反,各部位果枝外围铃的籽棉产量均低于常规棉,遮荫棉花内,外围铃分布为1：0.36(常规棉为1：0.58),产量分布为1：0.42(常规棉为1：0.72)。苗期遮荫对棉纤维,棉籽品质性状的影响也主要在顶部果枝和上部果枝外围铃,综合分析遮荫棉花产量与品质的形成,棉花苗期耐遮荫性品种间存在差异。在本研究中以中9418耐遮荫性最强,中棉所19和春矮早次之。     

棉麦两熟共生期遮荫对棉苗生长发育的影响

黄淮棉区棉麦两熟2号主要种植方式（3：2式和3：1式）共生期不同程度遮荫,影响棉苗叶片C、N代谢和可溶性蛋白质含量,过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）累积,与一熟棉相比较,遮荫棉苗的生理代谢能力降低,但3：2式共生期遮荫对棉苗生理代谢及其生长发育的影响与一熟棉差异较小,3：1式共生期遮荫对棉苗的生理代谢影响较大,不利于棉苗生长发育。     

温度对棉纤维糖代谢相关酶活性的影响

以棉纤维比强度高的科棉1号和中等强度的美棉33B 2个基因型棉花品种为材料,于2005年在江苏南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)设置不同播期(4月25日和5月25日)试验,研究了不同温度下棉纤维发育过程中蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶等糖代谢相关酶活性的动态变化特征及其与纤维长度和比强度形成的关系.结果表明：棉纤维伸长发育期,蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性较高;纤维加厚发育期,蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性上升速度快、活性高,蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度快.纤维伸长期,蔗糖酶活性升高对纤维的伸长具有明显促进作用;纤维加厚发育期,提高蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性及加快蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度有利于提高纤维比强度.科棉1号前期蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性及中后期蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性均较美棉33B高.在本试验条件下,23.3 ℃是高强纤维形成的适宜温度,23.3 ℃～25.5 ℃是纤维长度形成的适宜温度.     

播期对内蒙古西部荒漠区棉花产量、品质及养分吸收利用的影响

于2014—2015年在内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗内蒙古棉花综合实验站设置大田试验,以‘中棉所50’为材料,采用“一膜三管六行”机采棉配套栽培技术种植,研究播期(4月20日、4月30日和5月10日)对棉花产量、品质及养分吸收的影响.结果表明: 随着播期推迟,棉花生育时期推迟,生育期缩短,铃期日均温降低,收获密度增加;播期显著影响棉株干物质累积、养分吸收与分配,以及产量和品质形成,4月30日播种条件下,棉株干物质和养分在经济器官中的分配比例、养分总积累量及养分的皮棉生产效率较高,籽棉和皮棉产量最高,达6505.9和2660.9 kg·hm^-2,且纤维品质较优;4月20日播期下,收获密度、生物量和养分累积量最低,虽然生物量和养分经济系数最高,但最终籽棉和皮棉产量仍较4月30日播期降低10.9%～14.0%和11.1%～14.2%;5月10日播期,虽然可以避开种子萌发期低温冷害,但棉铃发育期日均温偏低,尽管生物量和养分累积量最高,但是生物量和养分经济系数、养分的皮棉生产效率最低,最终籽棉和皮棉产量较4月30日播期降低32.5%～34.7%和35.9%～36.2%,且纤维品质最差.综合分析, 4月30日左右为内蒙古西部荒漠旱区棉花种植的最佳播期.     

干旱条件下花铃期棉花对氮素的生理响应

于2005—2006年在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验,研究花铃期土壤干旱及复水后棉花光合与蒸腾特性及水分利用率对氮素的响应.结果表明：与正常灌水处理（CK）相比,干旱处理棉花随土壤相对含水量（SRWC）的减少,其净光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）迅速降低;在干旱处理前期,由于棉花T_r下降幅度高于P_n,水分利用率（WUE）表现为上升趋势,而后随SRWC和P_n的降低,WUE呈逐渐下降趋势.土壤干旱改变了P_n和T_r的日变化趋势,干旱处理棉花P_n和T_r从8:00到16:00一直呈下降趋势,而CK则呈单峰曲线,P_n和T_r峰值分别出现在10:00—11:00和12:00;干旱处理和CK的WUE日变化均呈先降后升的趋势,谷值出现在12:00.干旱条件下棉花的P_n和T_r随氮素水平的提高而降低,而WUE则表现为相反趋势;复水后,干旱处理棉花P_n、T_r及WUE日变化趋势与CK一致,但其值低于CK,该趋势在施氮肥条件下表现尤为明显.可见,棉花花铃期土壤干旱条件下增施氮肥虽然有利于WUE的提高,但却降低了棉花的光合性能.     

麦棉套作复合根系群体对棉株氮素吸收与分配的影响

在盆栽麦棉套作条件下,于2003～2004年设置麦棉自然根系（麦棉根系和肥水均可相互通过）、麦棉纱网隔根（肥水可相互通过,麦棉根系不能相互通过）和麦棉塑膜隔根（麦棉根系和肥水均不能相互通过）3种麦棉根系处理,运用小麦叶片15N富积标记法和15N同位素稀释法,研究麦棉复合根系群体对棉花氮素吸收与分配的影响．结果表明,在麦棉套作群体中,既存在麦棉共处期小麦对棉花根区氮素的竞争,又存在小麦根区及其所吸收氮素向棉花的转移．棉花根系吸收的15N肥料大多分配到地上部,根系分配的量较少,且麦棉自然根系处理地上部的15N标记肥料氮的吸收率（NUR）最大,纱网隔根处理次之,塑膜隔根处理最少．在麦棉共处期,麦棉自然根系处理棉花的植株从15N标记肥料中吸收的氮占其全氮的百分率（Ndff）和NUR均低于隔根处理．至棉花初花期（小麦已收获,秸秆原位埋入土壤中）,麦棉自然根系处理棉花吸收的氮素主要来源于化学肥料而非秸秆降解物．棉株不同器官所分配的15N标记肥料比例不同,棉花生殖器官中15N含量明显高于其他器官．麦棉自然根系处理棉株生物量也高于隔根处理．     

基于棉花功能叶高光谱参数的土壤电导率监测模拟

通过2008-2009年在江苏南京农业大学牌楼试验站的盆栽试验,选择耐盐棉花品种中棉所44和盐敏感性品种苏棉12号为材料,模拟5种不同含盐水平的滨海盐土(0、0.35％、0.60％、0.85％和1.00％),分析了棉花生育期棉田土壤电导率与棉花功能叶光谱反射率和高光谱参数的关系,并建立了棉田土壤电导率(EC)的定量监测模型.结果表明:棉花功能叶光谱反射率在近红外和中红外区域均随土壤盐分水平的升高而升高;以敏感波段1350nm和2307 nm构建的归一化光谱指数NDSI(R1350,R2307)与土壤电导率的决定系数最高,基于此构建了基于NDSI(R1350,R2307)的棉田土壤EC监测模型:EC=-42.899NDSI(R1350,R2307)+27.338;在光谱微分参数中,以TM影像第5个波段的光谱反射率(TM5-SWIR)与棉田土壤EC的决定系数最高,构建了基于TM5-SWIR的棉田土壤EC监测模型:EC=0.0574 TM5-SWIR2-2.5928 TM5-SWIR+ 30.021.以NDSI(R1350,R2307)和TM5-SWIR为自变量的监测模型的预测精度均较高,分别为0.887和0.814,根均方差均较小,分别为1.09和1.29 dS·m-1.利用棉花功能叶NDSI(R1350,R2307)和TM5-SWIR均能较好地监测棉田土壤电导率.