南疆阿拉尔垦区棉花产量与生育期变化的相关性分析

为探明棉花生育期动态变化对南疆阿拉尔垦区棉花产量波动的影响,选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区皮棉产量数据和同期生育期数据,运用Mann-Kendall非参数突变检验、二次指数平滑法、相关性分析和优势主导分析方法,重点分析1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花产量波动与生育期动态变化的关系。结果表明:1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花实际产量和趋势产量均呈增加趋势,气候产量呈减少趋势,分别变化44.74 kg·hm^(-2)·a^(-1)、46.36 kg·hm^(-2)·a^(-1)和1.61 kg·hm^(-2)·a^(-1),其中,1990—2001年棉花趋势产量增长速度和同期气候产量减小速度均高于2001—2020年。1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花实际产量和趋势产量的增加均以开花-吐絮期的缩短影响为主,贡献率均达100%;气候产量的减少以同期棉花出苗-现蕾期的延长影响为主,贡献率为76.48%。1990—2001年和2002—2020年南疆阿拉尔垦区棉花实际产量的增加均以开花-吐絮期的缩短影响为主,贡献率均达100%;气候产量的减少分别受同期棉花出苗-现蕾期的延长和现蕾-开花期的缩短影响为主,贡献率分别为52.57%和54.45%。缩短棉花开花-吐絮期、出苗-现蕾期和延长现蕾-开花期有利于垦区棉花产量的增加。

新疆昌吉气象条件变化对棉花产量的影响分析

棉花产量与气候的变化有密切的联系。利用昌吉回族自治州(昌吉州)主要植棉区1961―2022年的气象资料、棉花生育期资料和棉花产量进行趋势分析及突变分析,探究气象条件变化对昌吉州主要植棉区棉花产量的影响。结果表明:(1)昌吉州主要植棉区年平均气温、平均地面温度、平均5 cm地温、≥0℃和≥10℃积温均呈上升趋势,变化速率均通过了显著性检验,年平均气温、≥0℃和≥10℃积温分别在1993年、2000年和1998年发生突变;(2)年降水量呈增加趋势,于1982年发生突变,降水日数呈现减少趋势,2017年为突变年,2017年之后降水日数减少显著;(3)年日照时间呈波动减少趋势,在1986年发生突变;(4)无霜期呈波动增加趋势,于1989年发生突变,突变前变化不明显,突变后无霜期明显增加,初霜日呈波动性推后趋势,终霜日呈波动性提前趋势;(5)皮棉实际单产和趋势产量呈现显著上升趋势,气象条件对棉花生产有一定影响;温度、日照时间、无霜期、积温、相对湿度对棉花单产的影响比较明显,气象产量与年平均气温、8月降水日数呈显著正相关,与7月的相对湿度、8月降水量和相对湿度呈极显著正相关,与7月高温日数呈极显著负相关。

化肥与有机肥料混施对棉花产量和土壤养分的影响及具体混施方法

棉花生长对氮、磷、钾等主要营养元素的需求量很大,将有机肥与有机-无机复混肥混施,既可优化棉花的养分供给,又可发挥有机肥的缓释性作用及对土壤微生物的正面效应,提高土壤肥力及生物活性。基于此,研究化肥与有机肥料混施对棉花产量和土壤养分的影响,不仅有利于优化施肥策略,提高农业生产效率,而且可以为实现土地资源可持续利用提供科学依据,促进农业可持续发展,具有重要意义。

研究发现调控棉花产量和纤维品质的关键基因

近日,中国农业科学院棉花研究所棉花优质育种创新团队鉴定到参与调控棉花产量和纤维品质的关键基因,进一步阐释了陆地棉纤维品质和产量相关性状间负相关的遗传基础,为棉花多性状协同改良奠定了理论基础。相关研究发表在《尖端研究(Journal of Advanced Research)》。

根系分区交替滴灌对棉花产量和水分利用效率的影响

为了探讨旱区农业节水新途径,在甘肃省石羊河流域下游荒漠绿洲区采用常规滴灌和分根区交替滴灌方式研究不同灌溉方式对大田棉花生长发育、产量、水分利用效率以及土壤水分分布的影响。结果表明,交替滴灌处理棉花叶片气孔开度减小,减少了奢侈的蒸腾损失,灌溉定额较小时根系分区交替滴灌对棉花的株高抑制作用较明显,灌水定额较大时限制作用不显著。根系分区交替滴灌技术在大田条件下可使籽棉产量比常规滴灌处理提高21.1%,总水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高17.9%和20.9%。同等产量水平下与常规滴灌相比,交替滴灌可节省30.8%的灌水量。本研究表明根系分区交替滴灌是一种切实可行的节水灌溉技术,可在干旱缺水的棉花生产地区进一步研究和推广应用。

绿肥种植模式对连作棉田土壤肥力及棉花产量的影响

2007-2008年在连作棉田进行2种不同种植模式(春麦复播绿肥、直播绿肥)的绿肥翻压试验,研究绿肥翻压后对棉田土壤肥力及棉花产量的影响。结果表明,各处理均能提高土壤的速效磷,速效钾含量,而且沙打旺、油葵绿肥对土壤有较强的富磷和富钾作用;复播绿肥草木樨、油葵、大豆,直播绿肥沙打旺都提高了土壤有机质含量;除毛苕子外各处理均增加了土壤速效氮含量。此外,各种绿肥茬口均能提高连作棉田的棉花产量,其中春麦复播草木樨茬口的棉花增产最高达48.8%,其次是直播绿肥沙打旺茬口的棉花增产36.1%。建议长期连作棉田的倒茬应优先选择小麦复播草木樨种植方式,单作可选沙打旺直播绿肥作为棉花前茬。

不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量和灌溉水生产力的影响

在黑河中游边缘绿洲通过田间试验研究不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量及灌溉水生产力(Irrigation Water Productivity,IWP)的影响,为区域农业土壤的合理利用和制定不同土壤的灌溉对策提供依据。田间试验涉及不同肥力和粒级组成梯度的5种土壤(砂土S1、S2;壤砂土S3和砂壤土S4、S5三个质地类型),设三个灌溉水平:常规充分灌溉(I1)、减量10.5%节水灌溉(I2)和减量21.0%节水灌溉(I3)。结果表明,与充分灌溉相比,减量10.5%和21.0%的节水灌溉,在棉花不同生育期的地上单株生物量和叶面积及收获时的茎干生物量有所降低,但籽棉产量增加了11.6%和11.2%。在减量10.5%和21.0%的节水灌溉下棉花IWP分别为0.51 kg m-3和0.57 kg m-3,较传统灌溉(0.41 kg m-3)提高24.4%和39.0%。不同质地土壤棉花生物量、产量及棉花IWP有显著差异。棉花IWP随土壤黏粉粒和有机质含量的增加而增加,但在黏粉粒和有机质含量最高的土壤出现下降,呈多项式关系。土壤质地与灌溉量对棉花霜前花率、生物量及产量有显著的交互效应。有机质和黏粉粒含量最高的砂壤土S5在充分灌溉下营养生长过旺、吐絮期延后,导致霜前花率降低、籽棉产量和IWP降低。节水灌溉可显著提升棉花IWP,在水资源紧缺的边缘绿洲区,对新垦的砂质土壤种植耗水量较低的棉花、并进行节水灌溉管理,是实现区域节水和合理土地利用的适宜选择。

不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分、养分及棉花产量的影响

为了分析比较不同有机肥对盐渍化土壤盐分及养分改良效果,通过田间试验研究了不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分含量、土壤肥力指标及棉花产量的影响。结果表明：各有机肥处理对土壤盐分的影响在吐絮期效果最好,其中30—90cm土层中油渣处理表现最为明显,较对照低了69.55%。等量供肥条件下,不同有机肥与化肥对棉花产量的贡献无明显差异。施用不同有机肥对土壤各肥力指标有不同程度的提升,施用油渣能促进盐渍化棉田土壤有机质的积累,尤其在耕层（0—30cm）较对照处理高出了18.78%-36.85%;同时,油渣对土壤碱解氮提升也有促进作用,苗期时较对照增幅最大,达到32.70%-35.90%;各有机肥处理土壤速效磷含量较对照有不同程度的增加,其中在0—30cm土层中羊粪和油渣在不同生育期较对照增幅分别为27.20%-47.14%,4.80%-38.57%;羊粪对于土壤速效钾的释放在苗期有良好的效果,较对照提高了5.20%-70.94%。

氮肥对棉田主要害虫种群密度及棉花产量的影响

通过2年的田间研究,分析了3种不同施氮水平对棉花主要害虫棉铃虫、棉蚜种群动态、棉花蕾铃脱落及棉花产量的影响.结果表明,增施氮肥的棉田棉铃虫和棉蚜数量比对照田要高,但它们之间的差异没有达到显著的水平.不同年份对棉铃虫种群密度有显著影响,但对棉蚜种群没有显著影响.蕾花期施肥可减轻棉铃虫为害造成的花蕾脱落和自然脱落,增加有效铃数和产量,但增加量没有达到显著水平.

聚乳酸生物降解地膜对土壤温度及棉花产量的影响

随着地膜残留污染问题的加剧,降解地膜的应用研究越来越受到关注。通过普通塑料地膜与2种不同厚度聚乳酸生物降解地膜的田间对比试验,研究聚乳酸生物降解地膜降解状况及对土壤温度和棉花产量的影响。结果表明：聚乳酸生物降解地膜在覆膜17~22 d后进入诱导期,60 d后逐渐进入破裂期,130 d左右进入崩裂期。在棉花生长苗期,生物降解膜膜内增温缓慢,白天平均土壤温度普通膜分别高于18μm降解膜和15μm降解膜膜0.8℃和6.2℃。但夜间降解膜膜内平均温度较稳定,保温效果好,膜内温度高于普通地膜1℃左右。18μm聚乳酸降解膜与普通膜相比对棉花产量的影响无显著性差异,而15μm聚乳酸降解膜使棉花减产8.9%。研究表明,聚乳酸生物降解地膜厚度选为18μm较为合适,且具有良好的降解性,可满足棉花的生长需要,有望替代普通地膜在农田中推广使用。

长期咸水滴灌对棉花产量、土壤理化性质和N_2O排放的影响

通过田间试验研究了咸水微咸水滴灌对棉花产量、土壤理化性质及N2O排放的影响。试验设置3种灌溉水,盐度(电导率,EC)分别为0.35、4.61、8.04 dS·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水);同时,设置0、360 kg·hm-2(360 kg·hm-2为当地棉田推荐氮肥用量)2个施氮水平。结果表明:灌溉第一年,微咸水处理的棉花产量最高,分别较淡水和咸水处理高出了6.50%和22.46%;随灌溉年限的增加,棉花产量随灌溉水盐度的增加而显著降低,咸水灌溉显著抑制棉花产量。土壤含水量、电导率、铵态氮含量随灌溉水盐度的增加而增加,土壤pH、全氮、有机质、硝态氮含量则随灌溉水盐度的增加而减小;咸水和微咸水灌溉显著抑制土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性,施用氮肥可提高酶活性;土壤N2O排放通量随灌溉水盐度的增加显著降低,施氮肥促进了土壤N2O的排放,土壤N2O排放通量与土壤有机质、铵态氮、硝态氮、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性呈显著正相关,与土壤含水量呈显著负相关,而与土壤pH、电导率和全氮无相关性。

施肥与摘蕾对棉蚜、棉叶蝉种群数量及棉花产量的影响

分析比较了不同施氮水平 (0～ 4 5 0kg·hm-2 )与不同摘蕾处理 (0～ 12个·株 -1)对转Bt基因棉花(GK 12 )和常规棉花 (泗棉 3号 )的棉蚜、棉叶蝉种群数量以及棉花产量的影响 .结果表明 ,两个品种的棉蚜、棉叶蝉种群数量和有效铃量没有显著性差异。在本实验水平下 ,施肥和摘蕾与施肥的交互作用对两种棉花的棉蚜数量有显著性的影响 ,而摘蕾、施肥和两者的交互作用对两种棉花的棉叶蝉数量没有显著影响 .在花铃期 ,施氮肥能增加两种棉花的有效铃数 .线性回归分析表明 ,两种棉花的棉蚜、棉叶蝉的数量与施氮肥量和摘蕾量成正相关关系 ;有效铃量与施氮肥量呈正相关 ,与摘蕾量呈负相关 .

成团泛菌引起的棉花烂铃病对棉花产量因子和品质的影响

成团泛菌(Pantoea agglomerans)引起的棉花烂铃病主要造成棉铃吐絮不畅,棉纤维变色,籽粒干瘪。本试验对感染该病害的不同棉花品种的发病率、绒长、单铃重、衣分以及色泽等指标进行测定,用SAS软件分析,结果显示:所有棉花品种都有烂铃病的发生,平均发病率为20.6%,不同品种间发病有明显的差别。病害对单铃重、衣分、瘪籽率、绒长及色泽的影响主要体现在单铃重平均减轻27.6%、衣分平均降低5.3%和瘪籽率平均增加1.6倍、绒长平均缩短1.6mm及平均颜色加深2.0%。由成团泛菌引起的这种细菌病害可引起棉花减产高达10%～20%。

地膜降解与土壤温度和含水量的关系及其对棉花产量的影响

为研究膜下滴灌棉田覆用降解地膜的保温保墒效果,通过田间试验,设DM1(普通聚乙烯地膜)、DM2(低降解率地膜)、DM3(中等程度降解率地膜)、DM4(高降解率地膜)4个覆膜处理,对各处理的地膜降解率、地温、土壤含水量、棉花产量进行调查测试,分析地膜不同降解率与土壤温度、含水量的相关关系。结果表明:棉花各生育期地膜降解率与产量呈负相关关系;地膜降解率与土壤温度呈线性负相关关系,其相关性在花期、花铃期、盛铃期达到极显著水平(P<0.01),其相关系数在盛铃期达到0.924 9的最高值;地膜降解率与土壤含水量亦呈线性负相关关系,其相关性在各生育期均达显著水平(P<0.05),其相关系数的大小顺序是:花铃期(0.980 2)>盛铃期(0.978 9)>花期(0.771 2)>苗期(0.703 4)>蕾期(0.695 6)。说明,地膜不同降解率对棉花产量影响显著,地膜降解率与棉田土壤温度、土壤含水量呈线性负相关关系,且地膜降解率高低对盛铃期地温影响最大,对花铃期土壤保墒作用调控最强。为实现环境和产量的双赢目标,在生产中选择适宜降解率的降解地膜十分必要。

液体地膜覆盖对棉花产量与土壤环境的影响

基于棉田可持续发展的思想,研究了液体地膜覆盖对棉花产量与土壤物理性状的影响。结果表明,适量液体地膜(112.5kg/hm2)覆盖棉花增产显著,平均增产皮棉21.7%。液体地膜覆盖棉田提高土壤温度和含水量,降低土壤容重。表明液体地膜覆盖棉田对土壤环境无不良影响,利用液体地膜覆盖棉田是一项可行的技术。

枯萎病对棉花产量和纤维品质的影响

对2002年长江流域棉花区试的10个新品种进行了抗枯萎病(Fusariumwilt)鉴定,并从每个品种中各选择30个单株,分株计产,按株取样检验其纤维品质。分析棉株不同的枯萎病级别对棉花产量和品质的影响。结果表明:(1)有2个品种抗枯萎病;6个耐病;2个感病。(2)枯萎病株的皮棉产量比健株减产的百分率分别为:Ⅰ级26.48%,Ⅱ级45.50%,Ⅲ级54.57%,Ⅳ级77.76%,减产极显著。(3)病株纤维的长度、整齐度、比强度和伸长率也均显著或极显著低于健株。棉株枯萎病级别与纤维长度呈极显著负相关,与比强度和麦克隆值呈显著负相关。

气候变化对陕西棉花产量影响的情景分析

采用陕西省棉花产量和逐旬日照时数、气温及降水量资料,建立棉花产量预测模式,并在此基础上分析在温度增加0.5℃、1.0℃及降水量变化±10%、±20%、±30%的情景下棉花气象产量的变化状况,据此提出陕西省棉花生产可持续发展对策。

鲁北平原咸水滴灌对土壤水盐分布和棉花产量的影响

鲁北平原是山东省重要的粮棉油生产基地，合理利用微咸水和咸水资源是亟待解决的问题。通过田间小区试验，以淡水滴灌处理为对照，设置不同矿化度咸水滴灌处理，研究全地膜覆盖条件下，咸水滴灌对棉花农田土壤水盐分布和产量的影响。结果表明，灌出苗水可以明显降低棉田主要根层土壤EC值，降低率在26．8％～29．0％之间。咸水滴灌减少了棉花对土壤水分的吸收，主要影响土层在40～100 cm，灌溉水矿化度越高，影响越大。与淡水滴灌相比，滴灌补灌矿化度6g·L-1以下的咸水对棉花产量没有明显的影响，而滴灌8g·L-1的咸水在降水偏少的年份能明显降低棉花产量。从土壤盐分的积累来看，利用滴灌补灌一次6g·L-1以下的咸水，通过黄河水和夏季降水淋洗土壤盐分，不会造成棉花根系分布层土壤盐分的积累。该研究结果可为鲁北平原区咸水利用提供科学依据。

不同施氮水平下生物碳提高棉花产量及氮肥利用率的作用

【目的】生物碳有很强的固碳能力,同时还可以改善土壤肥力,促进作物生长,提高养分利用效率。因此,本研究探究在不同施氮水平下棉花秸秆和棉花秸秆制备的生物碳还田对棉花产量及氮肥利用率的影响。【方法】采用2因素3水平完全设计田间试验方法。不同碳源处理为:棉花秸秆(ST,12 t/hm2)、棉花秸秆制备的生物碳(BC,4.5 t/hm2)和不施碳对照(CK),棉花秸秆和生物碳为等碳量(C 1.2 t/hm2)施用;3个氮肥用量水平为N:0、300、450 kg/hm2(N0、N300、N450)。在棉花盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃期、吐絮期采集植株样品,测定植株干物质重、氮素吸收量,在棉花吐絮期测定棉花产量。【结果】1)施用秸秆和生物碳均能显著增加棉花干物质重,促进棉花植株氮素吸收。在低氮肥水平下(N0),秸秆和生物碳处理间棉花干物质重、氮素吸收量差异不显著;在中氮肥水平下(N300),秸秆和生物碳处理棉花干物质差异不大,但生物碳处理氮素吸收量显著高于秸秆处理;在高氮肥水平下(N450),生物碳处理的棉花干物质重、氮素吸收均要显著高于秸秆处理。2)施用秸秆和生物碳均能显著增加棉花产量。在低氮肥水平下(N0),秸秆和生物碳处理的棉花产量差异不显著;而在中氮肥和高氮肥水平下(N300、N450),生物碳处理的棉花产量均显著高于秸秆处理。3)施用秸秆和生物碳处理的氮肥利用率在中氮肥水平下(N300)分别较对照增加12.2%和26.8%;在高氮肥水平下(N450),施用生物碳处理的棉花氮肥利用率较对照增加18.8%,而秸秆处理与对照差异不显著。【结论】生物碳和氮肥合理配施可以促进棉花生长,提高棉花产量,明显增加氮肥利用率。