新疆绿洲连作棉田土壤活性有机氮组分的变化

为了研究棉花长期连作及秸秆还田处理下土壤活性有机氮组分的变化,探讨棉田土壤活性氮库对长期连作和秸秆还田的响应机制,本研究以连作棉田土壤为研究对象,对比研究秸秆还田下连作8、13、18、23、28年和秸秆不还田下连作8、18年共计7个处理土壤中的全氮及土壤活性有机氮组分的变化。结果表明:在秸秆还田处理下,土壤中全氮、POM-N(颗粒有机氮)、SMBN(微生物量氮)、DON(可溶性有机氮)的含量随着连作年限的增加而增加,而LFOM-N(轻组有机氮)的含量随着连作年限的增加先下降后上升。在无秸秆还田的处理中,连作8~18年,土壤中全氮和活性有机氮组分含量均呈下降趋势。与无秸秆还田连作8年和18年相比,在0~20 cm土层,秸秆还田下连作8年和18年的全氮、POM-N、DON、SMBN、LFOM-N含量分别增加了55.75%、84.53%,24.31%、124.40%,16.27%、131.67%,34.72%、93.39%和48.36%、104.09%。活性有机氮各组分在连作28年时含量达到最高,其含量随土层深度增加而降低。在耕层中活性有机氮组分的分布趋势为LFOM-N>POM-N>SMBN>DON。连作棉田土壤中活性有机氮各组分含量受到秸秆还田的影响,长期的秸秆还田可以增加连作棉田土壤中活性有机氮各组分和全氮的含量,增强了土壤的供氮能力。

新疆超高产杂交棉的光合生产特征研究

【目的】研究超高产条件下棉花的光合生产特征,总结超高产形成规律,提出超高产的产量结构和光合生理指标,对挖掘品种产量潜力,构建超高产栽培技术体系具有重要意义。【方法】以杂交棉标杂A1为研究对象,采取定向培育超高产试验示范田,以一般产量水平条件下常规棉品种(系)为对照,研究超高产条件下标杂A1产量形成过程中叶面积指数、叶绿素相对含量(SPAD值)、光合速率和光合物质积累与分配等变化。【结果】与常规高产棉田相比,标杂A1皮棉单产达到3500kg·hm-2时,叶面积指数高且持续期长,叶绿素SPAD值、单叶光合速率在盛铃期至初絮期显著高于对照;群体光合速率峰值高且持续时间长,群体呼吸速率占群体总光合的比例在生育中后期保持在较低水平,初絮期显著低于常规高产棉田;营养器官光合物质积累直线增长期起始时间早、积累持续时间长、物质积累量大,群体总光合物质和生殖器官光合物质积累直线增长期及积累速率峰值出现较晚,积累活跃期较长,物质积累强度大。【结论】杂交棉标杂A1皮棉单产达到3500kg·hm-2的产量结构和生育期主要光合生理指标:总铃数每公顷应大于150万个,单铃重大于5.5g,衣分不低于44%;叶面积指数在盛铃前期应达4.9～5.2,初絮期应维持在3.3以上;叶绿素SPAD值在盛铃期达到65.4～66.5,初絮期仍在64.8以上;单叶光合速率在盛蕾期至盛铃期保持在32.2～36.5μmol·m-2·s-1,初絮期应高于22.2μmol·m-2·s-1;群体光合速率盛铃前期达43.4μmol·m-2·s-1,初絮期在16.3μmol·m-2·s-1以上;总光合物质积累量达26345.4kg·hm-2,经济系数不低于31%。

新疆超高产棉花叶、铃空间分布及与群体光合生产的关系

【目的】研究超高产棉花冠层叶面积分布、叶倾角、主茎节间长度等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产的关系,揭示超高产形成的机理。【方法】定向培育棉花超高产田,系统测定高产棉花不同生育时期叶面积指数、叶倾角、主茎节间长度等指标的空间分布,分析冠层结构变化对群体光合速率的影响及与棉铃空间分布的关系。【结果】单产皮棉4 000 kg.hm-2超高产棉花吐絮前株高72.3—87.7 cm,主茎平均节间长度为7.15—7.20 cm,中上部节间较长;盛花期至盛铃后期叶面积指数在冠层上、中、下3层的分布比例为1﹕1﹕1,上部叶片的叶倾角为48.8—53.8、中部41.0—49.3、下部30.1—40.1,叶片群体光合速率上、中、下层的分布比例为1.5﹕1.5﹕1;至吐絮期,冠层上部的叶面积指数维持在0.95—1.76,叶片群体光合速率为8.1—13.2μmol.m-2.s-1,占叶片总群体光合速率的45.9%—59.8%;植株上、中、下部结铃数的比例为1.8﹕1.2﹕1,冠层上层铃数较多,铃库所占比例大。【结论】超高产棉花形成的生理基础在于,盛花期至盛铃后期主茎中上部节间长,叶层间隙及叶倾角大,中下部叶面积指数分布比例高,叶片群体光合速率高且在冠层垂直方向呈均匀分布;吐絮期上层叶面积指数和叶片群体光合速率下降缓慢,棉铃空间分布与叶片群体光合速率的空间分布相吻合,叶铃关系协调。

新疆不同种植密度下春玉米光能利用率变化

【目的】研究新疆春玉米不同种植密度下光截获率的变化,探讨通过改进栽培措施,提高作物光能利用率进而提高产量的技术途径。【方法】选用新疆当地推广玉米品种新玉41号、较耐密性品种中单909为材料,设置3个种植密度处理,分别为4.5×104、7.5×104和10.5×104株/hm2;分别在玉米生长的拔节期、抽雄期、吐丝期、乳熟期、蜡熟期测定不同密度下玉米冠层光截获率、生物量累积等,计算光能利用率。【结果】随种植密度的增加,玉米叶面积指数增大,冠层光截获率增加,玉米光能利用率增加。在适宜种植密度范围内,光能利用率与作物生长率、籽粒产量呈线性关系。【结论】冠层有效光截获量是影响玉米干物质积累的主要因素,玉米叶面积指数对光能利用率和作物群体生长率有一定的影响,通过增加种植密度提高玉米的光能利用率及籽粒产量。

新疆早熟棉品种SSR指纹图谱构建与品种鉴别

以新疆自1978年以来审定命名的42个早熟棉品种为材料,利用SSR分子标记对新疆早熟棉品种进行研究。从2300对SSR引物中筛选出了52对具有稳定多态性的引物,每对引物可检测到3～24个多态性片段,共检测到506个,平均9.7个,片段大小介于100～2000bp之间。对所得到的52个SSR指纹图谱进行组合和综合分析,用其中2对就可将所有供试品种区分开来。同时,分别对42个早熟棉品种进行指纹分析,获得各个品种的特异性指纹,可为今后棉花种子真伪快速鉴别奠定基础。

新疆大麦种质资源农艺性状和醇溶蛋白遗传多样性分析

为给新疆大麦种质资源的开发利用和今后新疆大麦高产优质新品种的选育提供依据，根据大麦的8个农艺性状表现，采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A—PAGE）对国内外50份大麦种质资源的农艺性状和醇溶蛋白的遗传多样性进行了分析评价。结果表明，供试大麦品种农艺性状的变异系数（CV％）取值范围在9．15％～41．68％。平均23．96％。多样性指数（日）介于1．400～2．039，平均1．810。各农艺性状的遗传多样性指数都较大。具有丰富的遗传多样性；对供试材料的农艺性状进行聚类分析，50份大麦材料在遗传距离（GD）3．28时可被聚为5大类。利用A—PAGE对50个供试大麦品种进行检测，共分离出21种相对迁移率不同的醇溶蛋白谱带，即参试品种具有21个醇溶蛋白等位变异位点。平均每个品种分离出0．42条多态性谱带，表明这些品种具有丰富的遗传变异；对供试材料的醇溶蛋白电泳结果进行聚类分析，50份大麦材料在遗传距离（GD）0．44处聚为6个大类。

管理措施对绿洲农田土壤总有机碳及易氧化有机碳季节变化的影响

研究了新疆干旱区绿洲棉田不同管理措施对土壤有机碳及易氧化有机碳变化的影响,揭示棉田土壤质量的变化,以期为棉花合理施肥及提高农田土壤肥力,实现资源的可持续利用提供依据。结果表明:土壤总有机碳含量在棉花播种前较低,花铃期有机碳含量有所增加,至收获期达到最大值;土壤易氧化有机碳含量在棉花播种前较低,在花铃期达到最大值,而在收获期明显降低。不同农业管理措施下,不同土层土壤总有机碳含量和易氧化有机碳含量均表现出土壤上层最高、随土层深度增加呈降低的趋势。不同灌溉方式下,滴灌棉田土壤易氧化有机碳的含量提高,土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例增加,而漫灌棉田增加了土壤有机碳的稳定性,有利于土壤有机碳的积累。

多菌灵对新疆灰漠土壤中六种酶活性的影响

采用室内模拟的方法研究5种浓度多菌灵(0、2.5、5.0、10.0和20.0mg·kg^(-1)干土)对土壤中纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性的影响。结果表明:土壤纤维素酶活性随多菌灵浓度的增加(2.5～20.0 mg·kg^(-1))而升高;多菌灵对脲酶也有显著的激活作用,其中10mg·kg^(-1)多菌灵处理对脲酶的激活率最高。多菌灵对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性的影响随多菌灵处理浓度和时间变化而变化。多菌灵处理5d内,土壤蔗糖酶活性显著降低,且抑制率与多菌灵浓度呈正相关,土壤过氧化氢酶活性受多菌灵抑制作用显著,尤其是在多菌灵处理26d以后,土壤过氧化氢酶活性随多菌灵浓度的增加显著降低。因此,可以用蔗糖酶活性来评价多菌灵施用后1～5d在土壤中的残留情况,以过氧化氢酶活性来评价多菌灵施用后26～47d在土壤中的残留情况。

新疆早熟棉品种SSR分子标记体系的建立

为探索适宜新疆早熟棉的SSR-PCR反应体系,采用L9(34)正交实验设计,研究了SSR-PCR反应体系的主要成分对扩增结果的影响。结果表明,棉花SSR-PCR最适反应体系为:在10μL的反应体系中,Taq DNA聚合酶用量为0.1 U、dNTP浓度0.2 mmol/L、引物浓度0.4μmol/L、Mg2+浓度2.5 mmol/L和模板DNA 20 ng;在此基础上,从2300对SSR引物中筛选出多态性高的引物52条,分别构建了新疆已经审定的42个早熟棉品种的DNA指纹图谱。该研究为早熟棉品种鉴定、遗传多样性分析,分子标记辅助育种和种子质量综合评价等奠定了基础。

新疆北疆种植密度对杂交棉标杂A_1光合速率、光截获及其产量的影响

在新疆北疆生态条件下研究了种植密度对杂交棉标杂A1叶片叶绿素含量和光合速率的影响,分析了不同群体冠层光截获及产量的变化。结果表明,标杂A1在收获株数13万~16万株·hm-2条件下,叶片叶绿素含量和光合速率在生育前期保持较高值,且生育后期衰退缓慢,单株生长势强,产量水平较高;收获株数21万~23万株·hm-2条件下,棉株个体生长受到限制,单株铃数和铃重较低,但群体优势明显,单位面积总铃数较高,最终产量水平也较高。

“一元多生态位”原理及其在棉花高产栽培中的应用

“一元多生态位”群体是指由同一个物种 (品种 )构成 ,生态元具有不同时间生态位、空间生态位、营养生态位、温度生态位或者水分生态位等 .其特征为 ,群体培育具有目标性 ,种群组成具有一元性 ,冠层结构具有多层性 ,群体形成过程具有人工调控性 ,群体建立过程具有简单性 ,所形成的群体各生态元具有特定的生态位宽度、生态位重叠与生态位分离 .从产量构成来看 ,作物“一元多生态位”群体具有群体生产能力的高效性和单株生产能力的差异性特征 .

播期对新疆加工番茄干物质积累和产量的影响

为了探讨播期及秸秆覆盖保护对加工番茄干物质积累和产量形成的影响。于2009-2010年以里格尔87-5为材料进行了播期(4月10日、4月25日、5月10日和5月20日)的试验。结果表明:在北疆气候条件下播期对加工番茄的干物质积累和产量都有显著的影响。随着播期的推迟植株总干物质积累量呈显著下降趋势,其原因是播期导致干物质积累速率降低和持续时间缩短。移栽和直播产量均以4月25日最高,分别为227.7和184.2t/hm2,显著高于其他播期。在产量构成因子方面,播期推迟使得单株有效结果数显著降低,对平均单果重影响不大。

基于无人机热红外遥感图像提取滴灌棉花冠层温度及精度评价

【目的】提高基于热红外遥感图像滴灌棉花冠层温度提取精度,为棉花水分状况精准监测提供技术支撑。【方法】以不同水分处理的苗期、蕾期棉花为研究对象,利用无人机获取试验小区热红外遥感图像,使用便携式手持测温仪测量田间辐射校正板及水桶中的水温,对热红外影像进行温度校正。采用Otsu算法、Canny边缘检测算法对热红外遥感图像进行掩膜处理剔除土壤背景,通过波段运算提取棉花冠层温度,绘制棉花冠层温度频率直方图并对其进行优化。利用便携式手持测温仪同步测量棉花冠层温度,与提取的冠层温度进行一致性分析,验证热红外遥感图像提取棉花冠层温度的精度。【结果】Canny边缘检测算法剔除土壤背景提取冠层图像准确率大于Otsu算法(91.90%>82.52%、92.76%>80.60%),剔除土壤背景效果最优。Otsu算法和Canny边缘检测算法剔除土壤背景后构建的冠层温度直方图均呈偏态分布,但Canny边缘检测算法剔除土壤背景后构建的冠层温度直方图形状比Otsu算法光滑,噪声少,并且Canny边缘检测算法2年冠层平均温度最低(29.95、30.54℃),与实测温度差值最小(2.78、3.43℃)。去除Canny边缘检测算法的温度直方图两端1%温度信息后,提取的冠层温度与实测温度相关性最高(2年试验r由0.88、0.93提高到了0.94、0.95),RMSE最低(2年RMSE由2.78、2.87℃下降到1.59、1.43℃)。【结论】Canny边缘检测算法提高了无人机热红外遥感图像棉花冠层温度提取精度,且温度直方图两端1%温度优化后有助于提高棉花冠层温度提取精度。

菌核病接种方法及新疆核盘菌致病力差异的初步研究

以采自新疆6种不同作物上的核盘菌作为供试菌株,对植株苗期抗病性鉴定方法进行筛选,同时测定了不同寄主来源的菌株间在生物学特性、草酸的产生能力及致病力上的差异。结果显示:菌丝块贴接法和草酸浇灌法都能用于抗性植株的筛选,且草酸浇灌法可作为苗期鉴定抗病性的一种快速简便的方法。不同寄主来源的菌株的致病力、生物学特性及草酸的产生能力都存在明显的差异,来自马铃薯的菌株致病力最弱,但所有菌株对供试的各向日葵品种致病力均较强。

不同麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生态生理效应研究

为探求适合滴灌小麦麦茬移栽种植加工番茄的可行方式,提高复种指数,采用小区试验,探讨了茬高0 cm(平茬)、10 cm(低茬)、20 cm(高茬)3种麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生理生态效应。结果表明:在气温为23℃以下时,平茬处理平均土壤温度高于低茬和高茬处理;气温升高至23℃后,低茬和高茬在0 cm和5 cm土层的地温大于平茬处理;在10 cm和20 cm土层,平茬处理温度高于低茬和高茬处理。加工番茄移栽成活率依次为高茬>低茬>平茬,30 d苗龄>45 d苗龄>60 d苗龄。产量方面,平茬>低茬>高茬,30 d苗龄>45 d苗龄>60 d苗龄。30 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高3.4%和10.3%;45 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高4.6%和7.1%;60 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高7.3%和15.5%。

新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7^(OE)基因的分子检测

【目的】为新疆春小麦面筋品质改良提供有用材料和标记辅助选择的方法。【方法】选用4个STS标记对162份新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7亚基超量表达基因Bx7OE的分布进行检测,同时验证这4个标记的有效性。【结果】新疆春小麦品种资源中,1BL/1RS易位品种有24份,占14.8%,含有Bx7OE基因的品种有3份,占1.9%。在新疆春小麦地方品种、引进品种和自育成品种中,1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布频率也存在明显差异,其依次为7.5%、0%,24.4%、6.7%,14.1%和0%。【结论】新疆春小麦品种中1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布比例很低,这主要与新疆小麦育种中长期以来使用的亲本材料有直接关系。这四个特异性标记检测结果可靠稳定,可用于小麦品质育种中亲本评价和杂交后代优质基因聚合,可作为面筋强度辅助选择的有效工具。

北疆棉纤维品质气候生态位适宜度研究

以北疆高产棉花纤维品质形成为研究对象,引入生态位适宜度理论对与棉纤维品质形成发育相关的7个生态因子进行生态位适宜度测算,对比实际收获棉纤维品质的灰色关联度分析,结果表明,北疆高产田棉纤维生态位适宜度值第3~6果枝较高,第1~2、第7~8、第9~10果枝相继下降。影响棉纤维发育的生态因子的生态位适宜度值(Fi)与棉花纤维品质之间存在极显著的线性相关关系,不同果枝节位棉纤维品质的生态位适宜度值对棉花纤维品质具有较好的预测性,生态位适宜度分析法可以作为指导棉花生长调控、建立高产高效棉花群体的重要依据。

北疆棉区打顶调控棉纤维生态位适宜度的研究

以北疆高产棉田棉纤维作为研究对象,引入生态位适宜度理论,对三个打顶次数不同的处理的棉花群体棉纤维生态位适宜度进行分析研究,结果表明:用生态位适宜度来评价棉纤维品质是切实可行的,三个打顶处理中7月10日和7月25日打顶棉株棉纤维生态位适宜度均为中部最高,并且随着棉花群体打顶次数的增加,其下部棉纤维生态位适宜度较上部有逐渐增高的趋势,与一次打顶相比较,其二、三次打顶棉株上、下部棉纤维生态位适宜度均升高。二、三次打顶处理中的6月25日打顶棉株棉纤维生态位适宜度最大值所在部位上移至棉株上部。

新疆育成春小麦品种和推广品种对赤霉素反应的研究

用不同浓度的赤霉素溶液对新疆育成的春小麦系列和目前大面积推广品种进行处理,研究其对赤霉素反应的敏感性。结果表明,新春4号、新春22号、宁春16号、E28号、04单040、4单08对赤霉素反应均不敏感,含有对外源赤霉素不敏感的矮秆基因;其中新春4号、新春22号、宁春16号、E28号含有对外源赤霉素不敏感的隐性矮秆基因。可作为发展新疆范围内育种新矮源的参考依据。

基于数学模型对新疆冬小麦磷高效品种的筛选

为筛选磷高效的小麦品种,采用双向平均作图法和GGE双标图法对21份供试小麦品种的株高、穗长和穗粒数等农艺性状以及产量指标进行综合评价。结果表明,新冬52号和石冬03112小麦为磷高效型品种,新冬49号为磷低效型品种。新冬20号、新冬48号和新冬26号3个小麦品种在不同的磷处理下对磷元素的吸收和利用能力存在差异。该试验结果可为快速规模化筛选磷高效小麦品种提供借鉴,并可为进一步研究磷高效小麦品种的基因调控机制提供材料。