恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花中的定殖及诱导抗性研究

植物内生菌是防治植物病害的重要生防资源。恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HB3S-20是本实验室从棉花内生细菌中所筛选到的一株对棉花黄萎病具有显著防效的潜在生防菌株。本研究采用利福平抗性标记技术和绿色荧光蛋白(GFP)标记技术检测了菌株HB3S-20在棉花组织中的定殖动态和定殖位点,并检测了菌株HB3S-20接种棉花植株后植物防御相关酶SOD、POD和CAT酶活性的变化。利福平标记试验结果表明,菌株HB3S-20主要定殖于根部,棉株接种菌株HB3S-20后第3~30 d检测到棉花根部内的菌量范围为2.2×10^(4)~6.7×10^(4)cfu/g,检测到棉花茎部内的菌量为0.04×104~2.7×10^(4)cfu/g,棉花茎部内的菌量低于根部,但在叶片中未被分离到。GFP标记试验结果表明,菌株HB3S-20不仅能附着在棉花根系表面,还能定殖在根部维管组织中。此外,菌株HB3S-20能够提高棉花中植物防御相关酶SOD和POD的活性,说明菌株HB3S-20能够诱导棉花植株的系统抗性,增强棉花抗病性。本研究初步揭示了恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花组织内的定殖规律及其对棉株产生的诱导抗性,为菌株HB3S-20的防病机制研究提供了理论依据。

加快建设农业强国/棉花强国的思考——走适度规模、质量兴棉和绿色兴棉的高质量可持续发展之路

比较我国和全球其他棉花大国、强国的皮棉单产、原棉品质、生产成本、人均棉花占有量和相关重要技术等,为加快建设棉花强国提供参考。采集我国和全球其他棉花生产大国、强国的皮棉单产、原棉品质、生产成本等系统性数据,用对比分析方法进行研究。结果发现,总体来说我国和巴西是全球棉花生产大国中单产较高的国家,2020/2021年度以来巴西棉花单产有超越我国的趋势。我国原棉品质位于全球中等偏上水平,明显差于美国和澳大利亚等原棉品质强国,国产高品质原棉短缺率高达58.5%。2000―2019年我国棉花年人均表观占有量平均为4.51 kg,仅为同期美国的37.6%。我国是全球棉花生产成本最高的国家之一。对标棉花强国提出以国产棉花年人均表观占有量不低于4.2 kg,底线面积333.3万hm^(2)和底线产量600万t作为建设棉花强国的基础指标。建设棉花强国要走适度规模、质量兴棉和绿色兴棉的高质量可持续发展之路。应进一步优化全国棉区布局,坚持走资源节约和高效利用之路,实现我国高品质棉花的自立自强。

氮肥和缩节胺对棉花纤维产量及品质时间分布的影响

棉花伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃(“四桃”)的时空分布不同,但目前“四桃”的纤维产量和品质差异及其对氮(N)肥与缩节胺(DPC)配施的响应鲜见报道。2015—2017年,在郑州市黄河滩区采用双因素裂区设计,以3个N肥用量为主区,即不施N肥(N0)、常量施N(N1)和过量施N(N2),用量分别为0、225和450 kg hm-2;以3个DPC用量为副区,即不喷施DPC(D0)、常量DPC(D1)和过量DPC(D2),用量分别为0、75和150 g hm-2。研究了N肥与DPC配施对棉花纤维产量及品质时间分布的影响。结果表明,(1)N1处理的“四桃”纤维产量比N0和N2处理分别增加36.79%和3.27%, N2处理减产不显著;D1处理比D0和D2处理分别增产17.53%和8.50%, D2处理减产达到显著水平;N1D1组合产量最高,其余组合减产1.15%~51.53%。N1D1组合的伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃产量分别占8.89%、45.35%、33.41%和12.36%,伏桃和早秋桃是产量主体,但早秋桃的成产强度大。随着施N量增加,早秋桃和晚秋桃的纤维产量占比增加,而随着DPC用量增加则表现相反。(2) N肥用量和DPC用量均对纤维长度、整齐度、比强度和马克隆值有显著影响,但对纤维伸长率影响达不到显著水平。N1处理和D1处理的纤维品质综合表现最优,但D0处理马克隆值最佳。N肥与DPC用量互作对“四桃”的纤维比强度和马克隆值有显著影响,其中, N1D1处理“四桃”的比强度和马克隆值均表现最优,而N2D2处理“四桃”的比强度和马克隆值表现最差。此外,过量施N和过量喷施DPC均会升高马克隆值。(3)“四桃”的纤维品质存在差异。伏前桃的纤维品质除马克隆值最优外,其纤维长度、整齐度和比强度最差;伏桃和早秋桃的纤维长度、整齐度和比强度最优,但马克隆值表现最差,伸长率居中;晚秋桃的伸长率最优,其余品质指标均居中。研究结果丰富了“四桃”产量和品质差异的相关理论,并为棉花合理施N和喷施DPC以及“四桃”纤维的合理利用提供了科学依据。

新疆棉花和纺织服装产业集群高质量发展战略选择

新发展格局下,为了更好推动新疆棉花和纺织服装产业集群化发展,提升其在全球产业分工中的地位以及核心竞争力,基于SWOT分析的视角,分析了新疆棉花和纺织服装产业集群在优势、劣势、机会、挑战4个方面的发展态势,针对集群的劣势和集群面临的挑战,以“抓两端、促中间、搭平台、创生态”为主线,从6个方面提出加快构建新疆棉花和纺织服装产业集群高质量发展的对策建议。

2016―2022年新疆绿洲高品质棉花生产现状及加快建设高品质棉花种植带对策研究(Ⅰ)

采用统计分类方法,对新疆绿洲2016―2022年累计3595.8万t(15915.4万包)的公证检验(公检)原棉进行了逐包品质分析。结果如下:一是厘清了新疆绿洲棉花主要纤维指标的现状。7年平均,新疆原棉主要纤维品质指标结果为纤维上半部平均长度(长度)29.14 mm、断裂比强度(比强度)28.49 cN·tex^(-1)、马克隆值4.60;不同生态亚区存在明显差异。7年平均,南疆亚区原棉主要纤维品质指标为长度29.10 mm、比强度28.12 cN·tex^(-1)、马克隆值4.65;北疆亚区原棉主要纤维品质指标为长度29.20 mm、比强度28.93 cN·tex^(-1)、马克隆值4.54;东疆亚区原棉主要纤维品质指标为长度28.98 mm、比强度28.37 cN·tex^(-1)、马克隆值4.59。与南疆亚区的原棉主要纤维品质指标相比,北疆亚区的纤维长度长0.10 mm,比强度高0.81 cN·tex^(-1),马克隆值低0.11;东疆亚区的纤维长度短0.12 mm,比强度高0.25 cN·tex^(-1)。二是明确了新疆绿洲高品质棉花状况。7年间,新疆高品质原棉公检总量占比的加权平均值为24.5%,变幅为8.0%~33.3%;新疆机采高品质原棉占机采原棉总公检量比例的加权平均值为32.5%,变幅为8.7%~48.0%。各亚区高品质原棉加权占比,北疆为36.7%,南疆为13.6%,东疆为23.6%,由此可见新疆以南疆亚区高品质原棉的占比为最低,东疆次之,北疆最高。结果表明,新疆绿洲高品质原棉占比偏低,且变幅大,表明不同生态区之间的高品质原棉占比差异大,稳定性差,但提升潜力大。进一步分析,新冠肺炎疫情加快了机械化采收进程,但也对高品质原棉的生产有负面影响,2021年和2022年总体上品质呈现恢复态势,一些年份新疆生产建设兵团高品质原棉占比接近新冠肺炎疫情前水平和农业农村部《“十四五”全国种植业发展规划》提出的45%左右的目标。三是明确了高品质棉花主要影响因素。这些研究结果对发展棉花科技、提升高品质棉花生产供给能力和建设棉花强国有重要意义和参考价值。

棉花新品种冈棉15号

冈棉15号是黄冈市农业科学院与武汉佳禾生物科技有限责任公司合作以冈0736为母本、冈0857为父本进行杂交,经多年系谱选择选育出的转基因抗虫品系,在湖北省植棉区麦后直播生育期100.4d,株高105.1cm,植株塔型,茎秆有茸毛,叶片中等偏小,叶绿色,铃卵圆形且较小,铃尖突起较弱,苞叶中等大小。冈棉15号于2023年8月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号:鄂审棉20230003。介绍了冈棉15号的特征特性、产量表现及栽培技术要点,为该品种的推广应用提供参考。

噻苯隆复配植物生长延缓剂对棉花生长发育和产量的影响

为探究叶面喷施噻苯隆复配不同植物生长延缓剂对棉花生长发育和产量的调控效应,于2022年7—10月在新疆沙雅县海楼镇团结村进行大田试验,新陆中84号为供试棉花品种,以0.1%噻苯隆为主,分别复配缩节胺(W1)、调环酸钙(W2)、烯效唑(W3)、氟节胺(W4),以清水为CK,采用随机区组试验设计,在棉花化学打顶前后各喷施一次,分析其对棉花农艺性状、干物质积累与分配、叶面积指数、SPAD值和产量的影响。结果表明,各处理中W3处理各项调查指标总体最优。具体表现如下:吐絮期,W3处理棉花株高、株宽、第3果枝长、第7果枝长、叶枝长较CK分别降低1.23%、3.14%、10.96%、11.72%、18.92%;施药后30 d,SPAD值和蕾铃的干物质积累量较CK分别增加2.05%和9.98%,生殖器官干物质占比较CK提升7.61%,叶面积指数较CK提高10.85%;单株铃数较CK增加11.28%,籽棉产量较CK增加11.23%。综上,在化学打顶前后各喷施一次0.1%噻苯隆450 mL/hm^(2)+5%烯效唑75 g/hm^(2)能够抑制棉花无限生长,提高棉花叶面积指数和叶片SPAD值,促进棉株生殖生长,提高单株铃数,从而显著提高棉花产量。

基于遗传算法优化下棉花的产量预测模型研究

棉花是我国重要的经济作物与棉纺织业发展的主要原材料之一,是我国经济发展的支柱产业。在棉花种植过程中,农田措施、气象环境等都会对棉花生产产生影响。对棉花生长因子进行分析,建立棉花预测模型,预测我国棉花产量,对于指导棉花生产和促进我国经济发展具有重要意义。为此,针对传统BP神经网络在预测中存在测试精度低、鲁棒性差等问题,利用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)对BP神经网络模型进行优化,构建GA-BP神经网络模型;同时,基于湖北省2011-2021年棉花播种面积、气象因子、自然灾害和棉花产量,构建BP神经网络、GA-BP神经网络模型,对湖北地区棉花产量进行预测。研究结果表明:GA-BP神经网络模型精度明显高于BP神经网络模型,R2达到0.991。因此,通过GA-BP预测能够更加科学、合理地进行棉花产量预测,对棉花生产及管理措施的调整具有重要的指导意义。

植保无人机喷施棉花脱叶剂与配套助剂使用配比研究

为了进一步研究植保无人机喷施棉花脱叶剂关键技术,本文采用极飞P30四旋翼电动植保无人机(UAV)(以下简称极飞P30)喷施棉花脱叶剂“瑞脱龙”,研究了瑞脱龙与配套专用助剂4种配比处理对棉花的脱叶率、吐絮率以及产量和品质的影响。结果表明:无人机喷施瑞脱龙与专用助剂配比为1∶1时,20 d后棉花的脱叶效果和吐絮效果较其他处理最好。且与对照相比对棉花铃重、衣分及纤维品质等主要指标无不利影响。

基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统研究

设计了基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统,为实现精准作业,合理高效使用棉花化学打顶药剂,以减少因化学打顶剂的过度使用造成的环境污染。该系统主要由棉花顶芽识别系统、控制系统和喷施系统组成。采用YOLO v5s算法构建棉花顶芽识别模型。控制系统采用STM32F407单片机,负责接收识别系统的信号,并对各个棉花打顶剂管道进行控制。同时,显示界面能够实时显示机具行驶速度、药液流量、打顶剂液位等参数。试验结果表明,在田间全天光照试验中,上午和下午时间段识别效果最优;在速度0.4 m/s下,平均识别率约为94%;信号发送区间为100 mm时,成功向下位机发送信号的成功率达到92%;田间对靶喷施试验表明,有效喷施率为94%,满足作业要求。

靶向敲除棉花GhAGL16高效sgRNA的筛选

【目的】AGL16是棉花MADS-box基因家族中一个重要的转录负调控因子,在抵御干旱和盐胁迫过程中发挥着重要作用。利用病毒介导的基因编辑技术(virus-induced gene editing,VIGE)筛选靶向敲除棉花GhAGL16的sgRNAs,并验证这些sgRNAs的特异性,为定向创制棉花agl16突变体奠定重要基础。【方法】根据在棉花YZ-1中A亚组和D亚组上实际克隆GhAGL16的基因组序列,预测了3个能靶向敲除GhAGL16的sgRNAs;基于棉花叶皱缩病毒(cotton leaf crumple virus,CLCrV)介导的VIGE系统,构建3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体;利用qPCR检测Cas9超表达(Cas9 over-expression,Cas9-OE)植株中Cas9的表达量,确定Cas9是否稳定遗传表达;将3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体分别转化Cas9-OE棉花子叶,并通过PCR/RE方法检测3个靶点的突变情况;利用生物信息学方法分析3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构;对突变植株进行Hi-TOM高通量测序,明确基因编辑效率。同时,对转化GhAGL16-sgRNA2的突变植株进行脱靶率鉴定,检测基因编辑的特异性。【结果】成功构建了3个能同时靶向敲除GhAGL16-A亚组和GhAGL16-D亚组序列的sgRNAs。对不同Cas9-OE植株中Cas9表达量检测结果表明,Cas9在不同Cas9-OE棉株中稳定表达。用3个CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNAs表达载体转化Cas9-OE棉花子叶,PCR/RE突变检测结果表明,GhAGL16-sgRNA2可有效用于GhAGL16的靶向敲除,在棉花A亚组和D亚组靶位点上出现了不同碱基缺失的突变类型,而GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3是2个无效sgRNA。3个GhAGL16-sgRNAs的二级结构分析结果表明,GhAGL16-sgRNA1和GhAGL16-sgRNA3可能存在引导序列容易与其他序列发生配对并且不易解链的现象,干扰了引导序列对目标位点的识别,导致sgRNA无效。进一步量化GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率,对每一株转化CLCrV-AtU6-26::GhAGL16-sgRNA2的Cas9-OE植株突变检测结果表明,在转化的9株Cas9-OE植株中有6株发生了突变,突变效率为66.67%。此外,Hi-TOM高通量测序结果表明,GhAGL16-sgRNA2对GhAGL16的编辑效率为13.69%—54.42%。脱靶率鉴定结果表明,预测的4个潜在脱靶位点都没有发现脱靶现象,说明GhAGL16-sgRNA2不仅具有高效的基因编辑效率,而且具有专一的基因编辑特异性。【结论】利用CLCrV介导的VIGE系统转化Cas9-OE棉花筛选获得1个能高效敲除GhAGL16的sgRNA,为定向创制棉花agl16突变体提供了理想的sgRNA。

内地棉区优势棉花资源评价及其在新疆棉花育种中的应用

为了综合利用内地棉区棉花资源,破解新疆棉花遗传基础狭窄、同质化严重等育种瓶颈难题,更好地培育适合新疆全程机械化的高产稳产棉花新品种,以160份内地棉区棉花资源为材料,在新疆库尔勒进行生物学性状鉴定,采用相关分析、聚类分析等指导新疆棉花育种亲本选配、系统选育,并应用GGE双标图对后代品系的丰产性、稳产性进行综合评价。结果表明,内地棉区棉花资源在新疆种植表现有地域性差异,来源地与新疆试点维度相近的生态区棉花资源有较好的适应性,其灰色聚类评估分也相应偏高。其中,78份优势棉花资源遗传变异丰富,在欧氏距离11.486处可划分为四大类群,以黄河流域棉区资源为主的第Ⅲ类群整体表现最好,可以作为新疆利用内地棉花资源的特征类群。主成分分析表明,第1主成分的特征值和方差贡献率最大,是与丰产性相关的综合因子,是综合衡量棉花资源优劣的依据。依据GGE双标图对以内地优势棉花资源为亲本的16个后代品系的丰产性、稳产性进行评价,优选出既高产又稳产的目标棉花品系M5。

7.2%萎锈灵和40%拌种灵包衣对棉花幼苗冷胁迫生理生化特征的功效比较

【目的】研究比较具有活性结构相似的2种杀菌剂萎锈灵和拌种灵包衣棉种提高棉种适应冷胁迫能力功效,分析2种杀菌剂包衣提高棉花适应冷胁迫的能力差异,及其生理作用机制,为开发提高棉花适应冷胁迫能力的新产品提供理论依据。【方法】以新疆北疆棉区主栽品种新陆早50号为材料,以基础种衣剂包衣棉种为对照,将萎锈灵和拌种灵分别添加到基础种衣剂中分别制成7.2%萎锈灵和40%拌种灵的种衣剂进行包衣,采用人工模拟低温环境(4℃/16℃)进行低温胁迫处理,观测各包衣处理对低温条件下棉花萌发、幼苗生长情况和耐冷性的生理响应。【结果】与对照比较,萎锈灵和拌种灵包衣处理的发芽势分别增加9.67%和5.33%;发芽指数分别增加12.00%和6.00%,活力指数分别增加13.33%和6.67%,电导率REC分别增加-12.5%和-3.75%,可溶性蛋白SP含量分别增加11.00%和6.00%,超氧化物岐化酶SOD活性分别增加10.67%和6.67%,冷胁迫指数CI分别降低-10.67%和-5.33%,且差异均显著;棉苗CI与REC、SP、SOD等指标呈显著相关性;萎锈灵包衣处理提高棉花幼苗生长适应冷胁迫能力优于拌种灵。【结论】在冷胁迫下,萎锈灵和拌种灵包衣处理均对棉花种子萌发和幼苗的生理特征有一定影响,能促进萌发期种子内营养物质的转化与合成,提高种子活性,从而提高种子的发芽率,通过诱导棉花幼苗细胞内部酶的活性增强,清除幼苗体内活性氧自由基,加快丙二醛MDA含量的积累,保护幼苗细胞膜结构稳定性,从而提高棉苗适应冷胁迫的能力。2种药剂中,萎锈灵种衣剂诱导棉苗适应冷胁迫效果优于拌种灵。

不同心皮数量棉花心皮发育特征、基因表达及相关性状比较

【目的】探究棉花心皮发育特征,不同心皮数量的差异表达基因与植物激素含量,以及心皮数量与棉铃发育的关系。【方法】以3心皮(C3)、4心皮(C4)、5心皮(C5)棉花材料为研究对象,观察棉花心皮发育过程,统计不同杂交组配后代的心皮数量。花芽发育5 d、10 d和开花当天分别进行转录组测序及激素含量测定,并在不同发育时期测定棉铃的表型。【结果】花蕾长度为2~3 mm时,心皮原基发育起始;花蕾长度为4~5 mm时,心皮融合形成合生心皮。心皮原基的发育早于雌蕊器官。C3、C4、C5两两杂交F1的平均心皮数量介于双亲之间。C3、C4和C5中差异表达基因主要富集于生物学过程。花芽发育5 d、10 d和开花当天,富集通路中心皮发育相关基因AP1、AGL6、WUS、MYB21和ARF6在C5中的表达量高于C4,且显著高于C3。花芽发育5 d、10 d,C5的茉莉酸含量显著高于C3、C4,吲哚乙酸含量显著低于C3、C4;C4的脱落酸含量显著低于C3、C5。开花后20 d、35 d和60 d,C5的棉铃直径、棉铃鲜物质质量、棉瓣厚度以及纤维和胚珠鲜物质质量显著高于C3、C4。【结论】3、4、5心皮棉花亲本的杂交组配后代中,心皮数量介于双亲之间。多个心皮发育相关基因在C5中的表达量更高。开花前,C5中茉莉酸含量最高,吲哚乙酸含量最低。心皮数量增多利于增加棉铃直径、鲜物质质量,同时增加纤维和胚珠鲜物质质量。

盐碱地花生棉花等幅间作对花生光合特性及产量效益的影响

为充分利用盐碱地土地及温光热资源,明确盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式下,不同垄行位置对花生光合产物积累和光合特性的影响,提高盐碱地农业生产综合效益,在田间条件下,采用花生/棉花6∶4等幅间作周年轮作高效种植模式,研究花生带不同垄行位置对其光合产物积累、光照强度、叶绿素荧光特性等的影响及产量和效益的变化。结果表明:(1)盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式较花生单作可显著增加花生主茎高、侧枝长、功能叶片非光化学荧光淬灭系数(NPQ),显著降低生物量、相对叶绿素含量(SPAD)、叶面积系数(LAI)、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r)),产量明显降低;间作棉花果枝数、单株铃数、铃重和产量均明显提高,间作系统综合经济效益显著提高。(2)间作系统中花生带两边垄行(IP1、IP3)、单作花生和单作棉花的冠层光照强度峰值均出现在12:00,但中间垄行(IP2)花生冠层辐射强度峰值滞后到14:00,且间作花生带两边垄行冠层光照度显著低于花生单作处理。(3)间作系统中,花生花针期后垄行位置对光合效率的影响显著,中间垄行SPAD、LAI和NPQ值均显著高于两边垄行,而两边垄行间无明显差异;但P_(n)、气孔导度(G_(s))和T_(r)受试点和垄行位置影响显著,其中东营市试点花生各生育期的各垄行位置间均无显著差异,而高唐县试点间作花生功能叶P_(n)、G_(s)和T_(r)均显著低于单作处理,且间作处理的IP2垄行显著高于IP1、IP3两边垄行。(4)两试点间作棉花和花生产量低于其单作处理,但综合效益较传统植棉收益分别提高11.94%(东营)和27.08%(高唐),间作系统土地当量比大于1.02。

外源添加L-脯氨酸对棉花黄萎病发生及其根际土壤微生物群落的影响

【目的】根系分泌物是植物与土壤微生物进行互作的信号媒介,对于植物病害发生和植株生长均具有重要调控功能。论文旨在明确棉花根系分泌物L-脯氨酸抵御棉花黄萎病发生的微生态机制,揭示L-脯氨酸介导的根际微生物与棉花黄萎病发生的互作关系,为构建生物防治土传病害的有益菌群提供新视角。【方法】通过温室盆栽试验,以外源添加不同浓度的L-脯氨酸(0、50、100、200和400 mmol·L^(-1))为试验处理,采用实时荧光定量PCR(real-time qPCR)和宏基因组测序技术分别测定不同处理的土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)DNA拷贝数量和土壤微生物群落结构及功能,采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物群落结构,利用冗余分析研究土壤养分因子与微生物群落结构的相关性,利用斯皮尔曼相关分析研究微生物群落结构功能代谢途径的相关性。【结果】与空白对照相比,低浓度(50 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理不能够减轻棉花黄萎病的发生,高浓度(100、200和400 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理的病情指数分别下降22.51%、60.23%和64.23%。qPCR结果表明,L-脯氨酸处理不能够显著降低土壤中大丽轮枝菌拷贝数量。宏基因组测序分析表明,L-脯氨酸处理后细菌多样性Shannon指数显著增加,真菌多样性Shannon指数呈下降趋势。在属水平上,L-脯氨酸处理后类诺卡氏菌属(Nocardioides)、溶杆菌属(Lysobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、Phycicoccus、假单胞菌属(Pseudomonas)和毛霉菌属(Mucor)的相对丰度呈上升趋势。线性判别分析表明,除浓度为100 mmol·L^(-1)的L-脯氨酸外,外源添加L-脯氨酸处理后根际土壤微生物KEGG通路的富集情况发生改变。冗余分析表明,细菌群落组成受pH、电导率、硝态氮、铵态氮和有机质显著影响,而真菌群落组成与铵态氮存在显著相关性。Spearman相关分析表明,细菌的KEGG代谢通路与pH、有机质、铵态氮含量呈负相关关系,而与电导率和硝态氮呈正相关关系;真菌的大部分KEGG代谢通路与土壤养分的相关性较差。【结论】外源添加适量L-脯氨酸通过改变土壤细菌群落结构和功能,增加有益微生物的相对丰度,从而影响棉花黄萎病的发生,但其不能够改变病原菌数量。同时,根际细菌群落组成和功能均与土壤养分存在相关性。

灌水施氮和缩节胺用量对南疆棉花产量品质和水肥利用效率的影响

为研究灌水量、施氮量和缩节胺用量对棉花籽棉产量、纤维品质和水肥利用效率的交互影响,于2020年和2021年在南疆库尔勒地区开展大田试验,设置3个灌水量(W1:60%ETc,W2:80%ETc,W_(3):100%ETc,ETc为作物蒸发蒸腾量),4个施氮量(N0:0,N200:200 kg/hm^(2),N_(300):300 kg/hm^(2),N_(400):400 kg/hm^(2))和2个缩节胺用量(D_(1):120 g/hm^(2),D_(2):240 g/hm^(2))。结果表明:灌水量、施氮量和缩节胺用量对籽棉产量、水分利用效率、肥料偏生产力和部分纤维品质指标影响显著(P<0.05)。灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用对肥料偏生产力和纤维品质影响显著(P<0.05)。株高、叶面积指数和干物质量也受灌水量、施氮量和缩节胺用量三者交互作用影响。W_(3)N_(300)D_(2)处理籽棉产量最高(2020年为7578 kg/hm^(2),2021年为7173 kg/hm^(2)),W1N_(400)D_(1)处理水分利用效率和W_(3)N0D_(2)处理肥料偏生产力最高,W_(3)N_(400)D_(2)处理的纤维长度、纤维强度和马克隆值均获得较大值,纤维品质最佳。基于TOPSIS综合评价方法对棉花产量品质和水肥利用效率进行综合评价,100%ETc灌水量、300 kg/hm^(2)施氮量和240 g/hm^(2)缩节胺用量组合最优,可作为南疆棉花适宜的水氮和化控管理模式。研究结果可为南疆棉花水肥高效利用提供理论依据和科学指导。

落叶型棉花黄萎病的生物学特征及药剂防治分析

【目的】比较研究新疆昌吉市和沙湾市落叶型棉花黄萎病病原菌的生物学特性,分析的多菌灵、乙蒜素、唑酮乙蒜素、枯草芽孢杆菌和哈茨木霉菌5种农药对棉花黄萎病的防治效果,筛选出高效的药剂用于指导棉花病害防治。【方法】采用菌丝生长速率法,通过不同离子、pH值、碳源及温度生长的适应,分析各病原菌的主要生物学特性,并对5种农药进行室内毒力测定。【结果】昌吉市和沙湾市各病原菌生长最适温度为20~25℃,最适离子培养基为Ca^(2+),最适pH值5~7,最适碳源是蔗糖。5种供试药剂均对各病原菌具有明显的抑制效果。多菌灵、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌对病原菌的抑制作用极强,昌吉市多菌灵、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌其抑制中浓度EC_(50)值仅分别为0.2923~0.8193μg/mL、0.01661~0.02695μg/mL和0.1015~0.8846μg/mL,沙湾市EC_(50)值分别为0.3588~5.694μg/mL、1.813×10^(-2)~2.727×10^(-2)μg/mL和0.1810~0.6088μg/mL;而乙蒜素、唑酮乙蒜素对病原菌的防效最差,其EC_(50)在昌吉市分别高达71.04、111.6μg/mL,沙湾市分别为79.22、171.7μg/mL。【结论】昌吉市、沙湾市的各病原菌最适生长的温度为25℃,含Ca^(2+)培养基为最适离子培养基。各病原菌在pH值5~7时生长速率最快,最适生长环境为酸性环境,对偏碱性环境也有较好的耐受性。微菌核在偏碱性的环境下更易形成,在以蔗糖为碳源的培养基上的生长速率最快。多菌灵、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌对棉花黄萎病菌有强抑菌作用,可在昌吉市和沙湾市用于防治棉花黄萎病。

干旱地区砂质土壤棉花苗床土层构建装置的研制

针对新疆南部砂质土壤“干播湿出”棉花种植模式下,春季耕整地连续作业存在作业阻力大、苗床整不平、压不实,严重影响棉花出苗率的问题,该研究设计了一种适合砂质土壤的苗床整备装置,可一次完成碎土、平土、灭茬、镇压、耱地等作业。采用分段平土装置代替耙组进行联合整备作业,分段平土装置为两段式,首段刮土板呈“W”型对称分布,通过刮土板角度对土壤流动性、平整度和作业阻力的运动分析,确定当刮土板倾斜角为45°时碎土和平土效果最好;台架试验结果表明,镇压辊直径400 mm、碎土辊直径400 mm时综合评分最高。样机性能对比试验结果表明:较耙片式联合整地机综合工作阻力降低8.67%,作业效率提升6.6%;地表平整度标准差为11 mm;耕深稳定性变异系数为9.2%,碎土率为92.3%,表面未见秸秆残膜,分段平土装置能有效碎土、平土、灭茬;二次整备后浮动式土层构建装置能有效压实土壤构建出“上虚下实”土层结构,0~5cm播种土层平均土壤紧实度为169 kPa,适合砂质土壤精量铺膜播种作业和棉花生长,较对比机型种膜错位率下降62.5%,出苗率高于对比机型4.8%。研究结果可为砂质土壤苗床整地机研发与改进提供参考。

适宜氮肥和缩节胺配合施用显著提高棉花“四桃”种子的播种和营养品质

【目的】研究棉花“四桃”种子品质及其对氮肥和缩节胺(DPC)配合施用的响应,为高质量棉花种子高效生产提供科学依据。【方法】2015—2017年,在郑州市黄河滩区进行双因素裂区设计田间试验。主区为3个氮肥用量,即:不施氮肥(N0)、施用常量氮肥(N1,225 kg/hm^(2))和过量氮肥(N2,450 kg/hm^(2));副区为3个DPC用量,即:不喷施DPC(D0)、喷施常量DPC(D1,75 g/hm^(2))和过量DPC(D2,150 g/hm^(2))。测定了棉花“四桃”种子的播种品质(籽指、发芽势和发芽率)和营养品质(总蛋白、粗脂肪、总淀粉、可溶性蛋白和可溶性糖含量)。【结果】“四桃”种子的播种品质和营养品质差异显著,伏桃和早秋桃的籽指以及发芽势和发芽率没有显著差异,二者均显著高于伏前桃和晚秋桃。伏桃和早秋桃的总蛋白和可溶性蛋白含量显著高于伏前桃和晚秋桃,但总淀粉和可溶性糖含量显著低于伏前桃和晚秋桃,“四桃”的粗脂肪含量差异不显著。施用氮肥与DPC均可显著提升“四桃”种子的发芽品质和营养品质。N1处理“四桃”种子的平均籽指与N2没有显著差异,发芽势和发芽率显著高于N2处理;N1处理的种子总蛋白、可溶性蛋白和粗脂肪平均含量显著高于N2处理,但总淀粉、可溶性糖显著低于N2处理。D1处理的种子平均籽指低于D2处理,平均发芽势和发芽率高于D2;D1处理的种子总蛋白、可溶性蛋白、粗脂肪平均含量高于D2,总淀粉、可溶性糖平均含量低于D2。在氮肥与DPC的9个用量组合中,N1D1组合的发芽势、总蛋白、可溶性蛋白和粗脂肪含量均最高,较其他8个处理组合分别增加了3.35%~40.86%、3.80%~43.01%、13.75%~54.86%和1.11%~13.48%。种子的发芽势和发芽率与总蛋白、粗脂肪和可溶性蛋白含量呈极显著正相关,与总淀粉和可溶性糖含量呈极显著负相关。【结论】在黄河流域棉区,棉花伏桃和早秋桃的种子质量明显优于伏前桃和晚秋桃。适宜氮肥与DPC用量组合可显著提高种子总蛋白、粗脂肪和可溶性蛋白含量,降低总淀粉和可溶性糖含量,进而提升发芽势和发芽率。施用常量氮肥(225 kg/hm^(2))配合常量DPC(75 g/hm^(2)),并采收早秋桃和伏桃有利于提升棉花种子质量。