蕾铃脱落对棉花果枝叶光合产物积累及“源”潜力的影响

【目的】棉花蕾铃脱落率常超过60%,蕾铃脱落后的果枝叶常作为“辅助源”对其邻位铃的发育起重要作用。探明棉花果枝叶在其对位蕾铃脱落后作为“辅助源”的潜力及其变化趋势,丰富棉花产量形成的“源-库”调控理论,为棉花补偿性生长的栽培管理提供理论依据。【方法】以中棉425为材料于2021年分2个播期(5月10日、6月1日)在江苏南京(118°50′E,32°02′N)南京农业大学牌楼试验站开展田间试验,研究果枝韧皮部阻断条件下,去库(化学法阻断第四、五、六果枝第一果节“蕾-对位叶”系统与主茎连接的韧皮部,同时去除该系统蕾/花,模拟蕾铃脱落条件)后棉花果枝叶形态特征、气体交换参数、碳氮物质及内源激素含量等叶片源能力相关指标的变化。【结果】(1)去库处理显著增加了果枝叶中果糖、蔗糖、淀粉、纤维素含量,却显著降低了其葡萄糖含量。随着时间的推延,去库后1 d,淀粉的增幅最大,纤维素增幅则主要在去库后3 d明显变大;去库后5 d,蔗糖、纤维素、淀粉的增幅较大。(2)去库后,糖分更多地以非还原性糖形式积累;光合产物更多地向淀粉形式分配;多聚糖/低聚糖呈先降低后升高的趋势,而果枝叶C/N则呈现先升高后下降的趋势。(3)去库处理显著降低了果枝叶净光合速率和叶绿素含量。(4)果枝叶局部呈现紫红色且花青素含量较对照升高了约2倍。(5)去库后,果枝叶中ABA含量呈上升趋势且显著高于对照,IAA含量呈先上升后下降的趋势;GA3含量在去库处理后显著低于对照,而JA与SA含量则显著高于对照。(6)果枝叶内源激素动态平衡在去库后改变,ABA/IAA、JA/IAA呈现先减小后增大的趋势,而ABA/GA3、JA/GA3则不断增大。【结论】蕾铃脱落后,果枝叶中糖分积累和分配形式及内源激素信号发生显著改变,并对其叶源能力产生显著影响。短期内(1—3 d),果枝叶中糖类物质整体含量增加,尤其是非还原性糖累积幅度较大,源能力快速增强;但随着时间推移,源能力增强幅度下降,同时叶片有早衰趋势,叶绿素降解加速。即蕾铃脱落后,脱落蕾铃的果枝叶对其邻位铃的“辅助源”功能短期内(3 d左右)快速上升,之后快速下降,后期其对邻位铃发育的贡献很小。

棉花单铃干物质积累分配的分期动态模拟及检验

【目的】通过分期模拟不同开花期棉铃干物质在铃壳、籽棉、纤维、种子上的积累和分配,建立比棉铃干物质积累与分配的单一综合模型更实用、预测效果更好的分期模拟模型。【方法】在系统分析不同基因型、不同施肥量、不同开花期棉铃干物质积累与分配动态规律的基础上,以每日生理热效应为驱动变量,在综合考虑了氮素营养、水分胁迫、同化物供需比等对棉铃的生长发育主要影响因子的前提下,建立基于每日生理热效应的棉花单铃干物质积累与分配的分期动态模型。【结果】模拟检验结果显示,棉花四桃(伏前桃、伏桃、早秋桃、晚秋桃)单铃、籽棉、纤维干物质积累的模拟值与观察值之间的均方差根(RMSE)分别为0.1767～0.5659、0.0725～0.5279、0.0613～0.2634g,而单一综合模拟模型的RMSE值超过或接近分期模拟模型相对应的RMSE值的上限。【结论】分期模拟棉铃干物质的积累与分配比单一综合模拟模型预测效果要准确、可靠。

棉花纤维品质指标的时空分布模型研究

建立棉花纤维品质指标的时空分布模型,对预测我国不同生态区棉花纤维品质,指导我国原棉进出口和纺纱企业配棉都具有重要意义。本文在田间试验的基础上,系统分析了棉花花铃期生理生态因子对棉花纤维品质的影响,量化了棉花品种、棉株空间枝节、花铃期日均温、光照长度、土壤含水量、棉株含氮量与棉花纤维品质指标形成的关系,并结合已有的棉花纤维品质指标生态模型,构建了机理性较强的预测纤维长度、比强度、麦克隆值、长度整齐度等单一纤维品质指标的时空分布模型及综合指标模型。利用不同年份、不同品种类型、不同生态区域、不同肥水管理条件下的试验资料对棉花纤维品质指标的时空分布模型进行了检验,显示纤维长度、比强度、麦克隆值、长度整齐度的模拟值与观察值之间的均方差根(RMSE),在时间分布模型中分别为0.15 mm、0.29 cN tex-1、0.18和0.36,在空间分布模型中分别为0.22 mm、0.60 cN tex-1、0.15和0.86,与实际观察值间的误差皆小于5%,说明本模型具有较好的预测性、通用性和准确性。

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。

棉花单一群体创“150”产量构成及其贡献率分析

单位面积铃数、单铃重和衣分是构成棉花产量的三个重要因素。单位面积铃数对创“１５０”（公顷２２５０ｋｇ，后同）产量的贡献率最大，单铃重和衣分次之。偏相关分析表明，单位面积铃数与单铃重和衣分呈极显著的负相关。增加单位面积铃数与提高单铃重和衣分是创“１５０”高产的不同主攻方向。主攻单位面积铃数时，实收密度不得低于４．６５万株·ｈｍ－２。选用高铃重高衣分优良品种，创高产的风险性较小。创高产群体要求生物学产量稳定在１５ｔ·ｈｍ－２以上，子棉经济系数稳定在０．３８３以上。

滨海棉田土壤盐分时空分布特征及对棉花产量品质的影响

选择2个棉花早熟品种中棉所102（CCRI-102,苗期盐敏感）、中棉所103（CCRI-103,苗期较耐盐）和3个滨海盐土自然盐分水平（土壤浸提液电导率为6.29,9.51,12.83dS/m）进行盐土直播棉试验,研究滨海棉田土壤盐分时空分布特征及对棉花产量品质的影响。结果表明：（1）滨海棉田花铃期土壤含盐量随棉花生育进程的推进基本呈下降趋势;随着土层的加深,土壤含盐量逐渐下降并趋于稳定;0—20cm土壤含盐量最高,变幅也最大。（2）水溶性盐离子以Na＋和Cl-为主,分别约占阳离子和阴离子总量的60%-70%和70%-80%,其它阳离子主要为K＋、Ca2＋、Mg2＋,阴离子主要为SO42-。（3）随着土壤盐分的增加,棉株干物质累积、单株铃数、铃重、皮棉产量均呈下降趋势,两品种间趋势一致,且CCRI-102高于CCRI-103。土壤盐分对马克隆值影响最大,对纤维强度和纤维伸长率无明显影响,CCRI-102的主要纤维品质指标如纤维长度、纤维强度和马克隆值皆略高于CCRI-103。（4）CCRI-102花铃期的耐盐性高于CCRI-103。棉花品种苗期的耐盐性是立苗的基础,花铃期的耐盐性则是提高产量品质的关键。

模糊数学在棉花有机肥分期配施评判中的应用

以 1 998 - 1 999年有机肥分期配施创棉花2 2 5 0 kg· hm-2 高产试验为例 ,应用模糊概率法 ,综合评判了铃数、铃重、衣分、子指、衣指及子棉经济系数等 6个产量性状对棉花成铃时空分布的影响 。

高等院校课程群的内涵、特性与构建研究--以作物栽培学课程群建设为例

作物栽培学是高等农业院校农学专业的核心课程,在我国农业生产中有着重要的地位。近年来,随着我国高校教育体制改革的逐渐深入和信息化教育的飞速发展,传统作物栽培学课程间的整体衔接性差、交叉重复性多等教学弊端逐渐暴露出来,影响了教学质量。课程群建设是我国高校课程体系和内容改革发展下的产物,在课程体系的构建、培养模式的制定和教学内容方法选择等方面建立和形成了具有中国特色的社会主义高等教育,对"知识、能力、素质"三位一体的人才培养起着积极的推动作用。本文以课程群建设背景、特性及作物栽培学课程群设置现状为切入点,探讨分析作物栽培学课程群建设,以供参考。

有机无机肥配施与棉花持续高产优质高效

介绍了我国有机肥资源、地位、应用现状及存在问题 ,分析了有机无机肥配施的养分互促、土壤改良、培肥地力及对棉花高产优质高效的效应 ,探讨了加快秸秆还田速度 ,发展多用途经济绿肥 ,搞好城肥下乡 ,加强有机肥商品化等有机肥发展对策 。

“作物栽培学”MOOC课堂的基本教学模式探讨

大型开放式网络课程(MOOC)作为一种新型的在线教育模式,已经成为教育信息化发展的重要趋势,也为高校的教育教学改革带来了巨大的机遇和挑战.作物栽培学作为一门实践性很强的综合应用型核心专业课程,其教学改革将是一项重大的工程.在分析作物栽培学课程内容和特点的基础上,深入探讨了作物栽培学MOOC课堂教学资源、互动学习、翻转课堂、知识拓展、评价考核和学习行为分析等内容和方法的设计.实践表明,将MOOC模式应用于作物栽培学课程可以转换教学理念,激发学生学习的积极性和主动性,提高学生课堂学习效率,使学生能更好地运用作物栽培学理论知识解决农业生产中的实际问题,从而全面培养学生实践应用能力和创新精神.

有机肥分期配施对超高产棉铃经济性状时空分布的影响

在有机肥和无机肥配施条件下 ,以中熟高抗枯萎病苏棉 8号为材料 ,研究了有机肥全部基施、 1/2基施 1/2花施和全部花施对棉花产量和棉铃经济性状时空分布的影响。结果表明 ,有机肥 1/2基施 1/2花施比有机肥全部基施和全部花施总铃数、铃重、皮棉产量分别提高 6 16 %～ 10 15 %、 1 96 %～ 4 93%和 8 2 7%～ 15 32 % ,伏桃、早秋桃、晚秋桃以及中部果枝内外围棉铃经济性状的时空分布明显改善。说明本试验条件下有机肥 1/2基施 1/2花施是创棉花超高产最好的施肥运筹。

连续分期配施有机肥对棉花超高产及土壤肥力的影响

1997～ 1 999年定位施肥试验表明 ,在施N量为 592 5～ 60 0 0kg·hm- 2 (N∶P2 O3∶K2 O =1∶0 5∶0 6) ,有机肥N、P2 O5、K2 O分别占 1 0 0 %～ 1 2 4%、 50 3 %～ 51 0 %和 50 0 %的条件下 ,随着分期配施有机肥年限的增加 ,棉花果节数、结铃数、结铃率和皮棉产量均得到明显的提高 ,铃重和衣分也略有增加 ,土壤肥力也得了改善和提高。创棉花 2 2 50kg·hm- 2 高产 ,要求连续分期配施有机肥 2年以上 ,棉花六成铃区成铃比例皆在 1 0 %以上。

花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花光合作用与叶绿素荧光特性的影响

于2004—2005在江苏南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验,设置干旱与对照2个土壤水分处理,每个处理再设置3个氮素水平,研究了花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花叶片光合作用与叶绿素荧光参数的影响,以期为棉花花铃期干旱时的合理氮肥运筹提供理论依据。结果表明,与对照相比,干旱处理显著降低了棉株凌晨叶水势、土壤相对含水量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与胞间CO2浓度(Ci),但提高了叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、总叶绿素(Chla+b)及类胡萝卜素(Car)的含量。干旱处理下,Pn、Gs、Ci、Chla、Chlb、Chla+b及Car均以240kghm?2氮素水平最高。干旱胁迫下叶绿素初始荧光(Fo)明显升高,且随氮素水平的提高而增大;而最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)量子产量(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)与光化学猝灭系数(qP)均显著降低,干旱胁迫亦增大了非光化学猝灭系数(NPQ)。干旱胁迫下Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR与qP均以240kghm?2氮素水平最高。干旱胁迫显著降低叶片蒸腾速率(Tr),导致叶温升高,增施氮肥进一步增大了叶温。干旱胁迫降低了棉株各器官干物质重,而施氮则增大水分胁迫指数。综合分析认为,过量施氮或施氮不足均不利于提高棉花叶片光合性能。两年试验结果表明,在本试验设置的3个氮素水平中,花铃期干旱胁迫下以240kghm?2纯氮,且基施50%,初花期追施50%较适宜。

棉花主茎叶SPAD值与氮素营养诊断研究

选用美棉33B和泗棉3号两个叶色深浅差异明显的品种,设置氮素水平(0、120、240、360和480 kg hm-2纯氮)试验,研究棉花主茎叶SPAD值的叶位分布,对棉花进行氮素营养诊断。结果表明,棉花主茎顶部4张定型叶片的SPAD值对施氮水平反应的敏感程度存在显著差异,随施氮量增加,棉花主茎顶1、2、3、4定型叶SPAD值的大小位次发生明显变化,其中以顶1定型叶对施氮量增加的响应最为敏感,顶4定型叶最为迟钝。利用顶1定型叶与顶4定型叶SPAD值的相对差值,可较精确地诊断棉花的氮素营养水平,并能克服品种和生育时期不同的影响,是一种具有普适性的棉花氮素营养诊断指标。

氮素水平对初花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响

在大田栽培条件下,分别在长江流域下游棉区(江苏南京)和黄河流域黄淮棉区(河南安阳)设置棉花氮素水平试验,定量研究氮素水平对花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素累积利用率动态变化的影响,结果表明:棉株总生物量和氮素累积量随花后棉株生育进程的动态变化符合S型曲线,安阳、南京试点分别以360kg.hm-2、240kg.hm-2氮素水平的总生物量、氮素累积最多,其动态累积模型的特征参数值最为协调,皮棉产量最高。因此,可以通过改变施肥量来调节初花后棉株生长特征值,从而获得高产。棉株氮素累积利用率随初花后棉花生育进程的推进,呈现为不规则的S型曲线变化趋势,计算两试点的氮素累积利用率、瞬时利用率,安阳试点以360 kg.hm-2的施氮水平为最优,南京以240 kg.hm-2最高;施肥过多不仅利用率低,而且易造成营养器官比例加大,棉株虽可获得较大的干物质和氮素累积,但不能适时向生殖器官转移,皮棉产量降低。

低温对棉纤维比强度形成的生理机制影响

通过设置播期试验使棉纤维加厚发育过程（铃龄25，50d）处于不同的温度条件下，研究低温对棉花纤维比强度形成的内在生理机制影响，为采取调控措施解决目前棉花（Gossypium）生产中存在的晚熟劣质问题提供理论依据。两年试验结果表明：棉纤维加厚发育期24．0℃左右的日均温是高强纤维形成的最佳温度，其内在生理机制表现为棉纤维蔗糖合成酶活性最高，β-1，3-葡聚糖酶活性最低，纤维素的累积量和累积速率均明显高于其它低温条件，纤维超分子结构取向参数角较小，处于优化状态，最终表现为纤维比强度亦最大；低于21．0℃时即对棉纤维加厚发育相关酶活性产生明显影响，纤维比强度降低。当温度降到15．0℃左右时，棉纤维蔗糖合成酶活性显著降低，而β-1，3-葡聚糖酶活性显著升高，同时纤维素累积量和累积速率均显著降低，纤维超分子结构取向参数角明显宽化，棉纤维不能正常发育，不利于高强纤维的形成（铃重仅为3．22g，纤维比强度仅为15．73cN·tex^-1）。

棉花花后临界氮浓度稀释模型的建立及在施氮量调控中的应用

在大田栽培条件下,于江苏南京(长江中下游棉区)和河南安阳(黄淮棉区)设置了棉花氮素水平试验,依据Justes的临界氮浓度稀释曲线确定方法,建立了棉花花后临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,2试点的临界氮浓度与地上最大生物量间均符合幂指数关系,尽管不同气候区域间的模型存在一定差异,但临界氮稀释曲线斜率相同。棉花最高(Nmax)、最低(Nmin)氮浓度稀释模型也符合幂指数关系,且2试点最高、最低氮稀释曲线斜率亦分别相同。2试点氮稀释模型参数值的差异表明,对于相同的地上部生物量,安阳试点棉株的氮累积能力高于南京。基于临界氮浓度稀释模型,建立了棉株地上部氮素与干物质累积量之间的异速生长模型和氮营养指数模型(NNI),前者可作为施氮量调控的判别指标,后者作为实际与临界氮浓度的比值,能客观、定量地诊断棉株的氮素营养状况。基于临界氮浓度稀释条件下的异速生长参数、氮营养指数及动态临界氮累积量等指标得到施氮量调控的结果一致:(1)尽管安阳、南京2试点的地上生物量、产量差异较大,但临界氮稀释曲线条件下不同气候区域棉花达到最高产量的瞬时氮吸收速率的变化趋势、氮素快速累积期、最大氮吸收速率出现日等基本一致;(2)安阳、南京2试点的适宜施氮量应控制在360 kg.hm-2和240kg.hm-2水平上。由于临界氮浓度具有合理的生物学意义,因而所建模型有精确、简单和生物学意义明确等特点,可以直接用于评估作物的需氮量,亦可用于作物氮动态模拟的复杂模型中,为适时精确施肥提供了新的思路。

棉花临界需氮量动态定量模型

在大田栽培条件下，于江苏南京和河南安阳两个生态区设置棉花氮素水平试验，基于作物临界氮浓度稀释模型和干物质动态累积模型，建立了棉花花后动态临界氮吸收速率、临界氮需求量的定量化模型．结果表明，两生态区的临界最大氮吸收速率均出现在花后42d，分别为5．3和4．4kg·hm^-2·d^-1，临界快速氮累积期分别在花后的23—59d和23～61d，安阳的最大临界日需氮量明显大于南京．根据模型得到：安阳生态区适宜施氮量在240～360kg·hm^-2之间，且360kg·hm^-2。条件下其氮累积接近临界需求，南京生态区240kg·hm^-2。施氮量的氮累积与临界值相近．两区域基肥施用量分别占总施肥量的26％和27％，且适宜的追肥时间应在花后22d左右．由于模型的建立是基于不同氮处理试验，有合理可靠的生理依据，为定量确定不同气候区域的动态施肥量提供了理论依据．

麦棉两熟复合根系群体对棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分的影响

在麦棉两熟双高产条件下,设置麦棉自然根系(根系和肥水均可相互通过)、麦棉纱网隔根(肥水可相互通过,根系不能相互通过)和麦棉塑膜隔根(根系和肥水均不能相互通过)3种套种复合根系群体,研究麦棉两熟复合根系对棉花根际和非根际土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明,在麦棉共生期,与麦棉塑膜隔根相比,麦棉自然根系和纱网隔根复合群体中棉花根际非根际土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶的活性均有所提高,其中以麦棉纱网隔根处理的土壤酶活性最高。同时,麦棉自然根系复合群体中棉花根际非根际土壤的养分含量降低,纱网隔根处理减缓了小麦根系对棉花根系营养的竞争,同时又可能是小麦根系分泌物的作用使其养分含量最高。到棉花盛蕾期,小麦已收获,麦棉复合群体根际和非根际土壤酶活性和土壤养分状况均得到不同程度改善,其中以麦棉自然根系复合群体的改善程度最大,其土壤脲酶和蔗糖酶的活性达到最高,土壤有机质和全氮含量超过塑膜隔根,但仍低于纱网隔根。麦棉套作地下部不仅存在小麦对棉花营养竞争的不利一面,同时还存在小麦根系促进棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分含量提高的有利一面,且此效应将持续影响套作棉花一生。