水杨酸提高甘草种子萌发和幼苗生长对盐胁迫耐性的效应

本研究通过对甘草种子和幼苗进行水杨酸处理,探讨在盐胁迫下水杨酸对其形态和生理生化指标的影响,及其与耐盐性的关系。结果表明,0.5 mmol L-1水杨酸处理甘草种子,可以明显促进盐胁迫下(200 mmol L-1 NaCl)甘草种子胚根伸长,增加幼苗鲜重,降低胚根中丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,提高过氧化物酶(POD)活性。在盐胁迫(100 mmol L-1和200 mmol L-1 NaCl)条件下,0.5 mmol L-1水杨酸喷施甘草幼苗,可以降低幼苗中丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,不同程度的提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。同时,水杨酸处理甘草种子和幼苗,可以显著增加盐胁迫下根中甘草酸含量。综上所述,外施水杨酸可以缓解盐胁迫对甘草种子萌发的抑制作用,提高抗氧化酶活性和降低膜脂过氧化程度,提高了甘草种子和幼苗对盐胁迫的耐性。

冠菌素对低温胁迫下棉花幼苗AsA-GSH循环的调控效应研究

【目的】研究冠菌素(Coronatine, COR)对低温胁迫下棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响,探索其抗逆机理。【方法】以新陆早57号为材料,设4个处理,幼苗2叶期叶面喷施清水后进行25℃(CK)和4℃(LT)处理,幼苗2叶期叶面喷施冠菌素(0.01μmol·L^-1)后进行25℃(COR)和4℃(LT+COR)处理,1 d后采集各处理根、茎和叶,测定抗氧化物质含量和酶活性。【结果】与CK相比,LT处理引起棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽和谷胱甘肽含量下降,谷胱甘肽过氧化物酶活性、还原型抗坏血酸和抗坏血酸含量升高,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性无差异,叶中氧化型谷胱甘肽含量减少。与LT相比,(LT+COR)处理使棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性升高,还原型抗坏血酸、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷胱甘肽含量增加,氧化型谷胱甘肽含量、还原型抗坏血酸与氧化型抗血酸的含量比、还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽含量比在叶中变化明显。【结论】COR可以调控棉花幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统,缓解低温对棉花幼苗造成的损伤,对叶片缓解作用最强。

新疆棉区植保无人机喷施棉花脱叶催熟剂效果研究

【目的】明确植保无人机喷施棉花脱叶催熟剂田间作业现状、作业效果,为构建新疆生产建设兵团棉花脱叶催熟剂喷施作业技术体系以及无人机在棉花脱叶催熟作业中的推广应用提供依据。【方法】以市场主流无人机对比喷杆喷雾机进行田间试验,评价和分析不同作业区棉花脱叶和吐絮效果。【结果】药后22 d,无人机两次施药的棉花脱叶率在82.2%~92.1%,吐絮率在85.8%~100%,脱叶效果显著好于地面喷杆喷雾机一次顶喷施药,催熟效果差异不大;不同无人机以及同一无人机不同作业区,对棉花的脱叶催熟效果不同,无人机喷雾施药的8个作业区中,仅有1个能同时满足兵团棉花机械采收对脱叶率和吐絮率的要求。无人机部分施药作业中存在作业参数选择不当、作业不规范以及因无人机自身设备性能未达最优而导致的药液喷施不均匀、漏喷等现象。【结论】采用无人机喷施棉花脱叶催熟剂施药技术有待进一步优化完善。

增效缩节安化学封顶对棉花主茎生长的影响及其相关机制

缩节安(1,1-dimethyl piperidinium chloride, DPC)是棉花生产中广泛应用的植物生长延缓剂。增效DPC (DPC+,25%水剂)助剂中的成分能对植物幼嫩组织表面形成轻微伤害,实践证明其可实现棉花化学封顶、起到替代人工打顶的作用。为探究DPC+作用机制,本试验于2015年在田间条件下研究了棉花盛花期后(7月24日)应用DPC+(1125 mL hm–2)对棉花主茎生长和顶芽解剖结构、氧化还原状态及相关基因表达的影响。结果表明,与对照(同期喷施清水)相比, DPC+处理后棉花株高降低,白花以上节位(nodes above the last white flower, NAWF)更早降到5;处理后3 d即可观察到主茎生长点较对照扁平,生长点的纵横比显著低于对照;处理后6 h棉花顶芽的O2-、H2O2和MDA含量高于对照,而开花相关基因GhSPL3和GhV1及顶端分生组织相关基因GhREV3的表达量则低于对照。化学封顶剂DPC+可引起棉株顶芽的短期氧化应激反应,降低与主茎生长点发育和花芽分化相关基因的表达水平,从而延缓棉株生长和花芽的产生,实现化学封顶。

应用缩节安(DPC)调控棉花株型的定位定量效应研究

缩节安(1,1-dimeyl piperidinium cloride, DPC)是棉花生产中广泛应用的植物生长延缓剂,其调控棉花茎枝生长的定位定量效应尚缺乏系统的量化研究。本研究 2013-2014 年在田间条件下分别于棉花现蕾期、盛蕾期后、盛花期前、盛花期后和打顶后单次应用不同剂量的 DPC,测量了 DPC 作用有效期内的棉花株高和主茎生长速率,探究了所有主茎节间及所有果节对 DPC 的响应。结果表明, DPC 处理对棉花主茎节间的影响范围为 N 节(应用 DPC 时的主茎节)以下 1~4 个和 N 节以上 0~6 个(打顶条件下),对果枝的影响范围为 N 节以下 1~11 个和 N 节以上 0~5 个,其中 N 节以下果枝受影响的果节多于 N 节以上果枝。将盛蕾期后和盛花期前 2 次应用 DPC 的效应叠加,其影响范围几乎可以覆盖全部主茎节间(果枝始节以上)和全部果节。DPC 应用剂量与其作用强度并不总存在较好的线性关系。DPC 的定位定量效应除了与应用时间和剂量有关,还受到温度、降水等环境条件和棉株生物量、源库关系的影响。

增施乙烯利对长江流域麦/油后直播棉脱叶催熟效果及产量的影响

为优化长江流域棉区麦/油后直播棉的化学脱叶催熟技术、促进该棉区棉花生产方式的转变,试验于2020年在江苏大丰、江西九江和安徽安庆开展,设1500、3000 mL/hm^(2)50%噻苯·乙烯利单用及分别与1500、3000 mL/hm^(2)40%乙烯利混用共6个处理,同时以清水处理作为对照,探讨50%噻苯·乙烯利与乙烯利配合使用对麦/油后直播棉脱叶率、吐絮率及产量和纤维品质的影响。结果表明,3个试验地点的棉田熟相分别为贪青晚熟、正常熟相和早衰,不同熟相类型棉田对化学脱叶催熟的响应存在较大差异。化学脱叶催熟处理提高了大丰试验点贪青晚熟棉田的脱叶率(药后14、28 d)和吐絮率(药后28 d),高剂量(3000 mL/hm^(2))50%噻苯·乙烯利混用高剂量(3000 mL/hm^(2))40%乙烯利的催熟效果和脱叶效果明显,但药后28 d的脱叶率和吐絮率均低于90%,不能满足机械采收的要求。药后14 d,仅高剂量50%噻苯·乙烯利混用高剂量40%乙烯利可使九江试验点正常熟相棉田的脱叶率和吐絮率显著提高到90%以上;药后28 d,单独使用低剂量(1500 mL/hm^(2))50%噻苯·乙烯利的脱叶率和吐絮率也分别达到96.1%和97.9%。安庆试验点的早衰棉田自然脱叶和吐絮进程较快,所有处理均未表现出脱叶催熟作用。脱叶催熟处理降低了棉花铃质量,但铃数有增加趋势,因此,各类熟相棉田的籽棉产量和皮棉产量不受影响,除马克隆值降低外,脱叶催熟不影响棉纤维品质。综上所述,长江流域麦/油后直播棉种植模式下,考虑到脱叶催熟效果的稳定性及对产量和品质的影响,推荐使用50%噻苯·乙烯利1500 mL/hm^(2)进行脱叶催熟;如棉田出现贪青晚熟状况,用3000 mL/hm^(2)乙烯利配施3000 mL/hm^(2)噻苯·乙烯利可明显提高脱叶催熟效果。

黄河流域北部棉区棉花缩节胺化学封顶技术

【目的】探讨黄河流域北部棉区应用缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,DPC)对棉花进行化学封顶的可行性。【方法】于2012—2014年在河北省河间市瀛州镇国欣科技园和北京市中国农业大学上庄实验站进行,共包括6个独立试验。供试棉花品种为国欣棉3号(GX3)、欣抗4号(XK4)、石抗126(S126)和欣试17(XS17)。DPC化学封顶技术分为单独应用常规DPC化控技术(简称DPC)、将常规DPC化控技术与增效型DPC(简称DPC+)相结合(简称DPC+DPC^+)两种方式,以在常规DPC化控基础上进行人工打顶(简称DPC+MT)为对照。【结果】2012和2013年花铃期(7—8月份)多雨,应用DPC化学封顶技术的棉株较高、新生果枝数较多,其中株高较DPC+MT增加10.6—12.3 cm,果枝数增加5.8—7.9台。2014年花铃期干旱少雨,DPC化学封顶的株高与DPC+MT相比无显著差异,新生果枝数不超过3台。DPC化学封顶对棉花产量的影响不显著,但可发现2012年DPC+DPC^+的产量表现出降低趋势,且上部果枝成铃少、新生果枝成铃多,群体熟期有推迟现象。2013和2014年DPC+DPC^+的产量和熟期则与对照相当或略有增减。DPC+的应用时间(7月中旬至7月底)和剂量(750—1 500 m L·hm^(-2))对棉花株型及产量的影响无显著差异,但应避免在结铃盛期(7月底)应用大剂量DPC+(1 500 m L·hm^(-2)),以防延长后期棉铃的成熟。与DPC+DPC^+相比,单独应用常规DPC化控技术进行化学封顶在多雨年份或高密度下对棉株的控长强度较弱,而且存在减产风险。【结论】应用DPC进行化学封顶在黄河流域北部棉区基本可行,实际应用时需要根据气象因子和种植密度决定单独应用常规DPC化控技术还是将常规DPC化控技术与增效型DPC的应用相结合。

灌水量对北疆棉花增效缩节胺化学封顶效应的影响

【目的】在不同灌水量条件下研究增效缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,缓释型水乳剂,简称DPC+)对棉花化学封顶的效应,为完善新疆棉花化学封顶技术提供依据。【方法】以早熟陆地棉品种新陆早53号为材料,设置不同的灌水量(3000,4800,6600 m3·hm^(-2))和DPC+剂量(450,750,1050 m L·hm^(-2)),测定棉花农艺性状、生理特性及产量和品质等指标。【结果】棉花株高和单株果枝数随DPC+剂量的增加而下降,低(450m L·hm^(-2))、中(750 m L·hm^(-2))、高剂量(1050 m L·hm^(-2))DPC+处理的株高和单株果枝分别比人工打顶增加9.4cm和4.8个,6.2 cm和3.9个,2.2 cm和2.6个。中等灌水量(4800 m3·hm^(-2))下棉花产量最高,比低灌水量(3000m3·hm^(-2))处理增产20%左右,比高灌水量(6600 m3·hm^(-2))处理增产5%左右。低、中、高灌水量下,分别以低、中、高剂量DPC+的产量最高,一般较人工打顶提高5%~10%。低灌水量下低剂量DPC+处理主要依靠较大的群体生物量获得相对较高的产量,高灌水量下高剂量DPC+处理主要依靠较高的产量器官干物质分配率获得相对较高的产量,而中等灌水量下中等剂量DPC+处理的产量在所有处理中最高,得益于比较适宜的冠层生产能力和合理的干物质分配能力。【结论】灌水量需要与DPC+剂量互相配合,在增加群体物质生产能力的同时保障营养生长和生殖生长协调,这是提高棉花DPC+化学封顶技术成功率的关键途径之一。

转P_(SAG12)-IPT基因对棉花叶片衰老及产量和纤维品质的影响

探讨P_(SAG12)-IPT基因导入对棉花叶片衰老性状、产量和纤维品质的影响。本研究以9个转化事件的纯合阳性株系为试验材料,于2011—2012年在中国农业大学上庄实验站开展研究。结果表明,转基因株系叶片衰老阶段IPT基因表达量大幅上调,Z+ZR类细胞分裂素含量显著高于野生型冀合321。根据Z+ZR类细胞分裂素含量将9个转P_(SAG12)-IPT基因株系聚类分为抗衰老能力强、弱和中间型3大类,不同类型株系在叶片衰老阶段的叶绿素和可溶性蛋白含量较野生型增加幅度不同。转基因株系单株成铃数(直径≥2 cm)和铃重与野生型相当或高于野生型,但各株系第一次收获时的吐絮率显著低于野生型,且降低幅度与抗衰老能力成正比。这导致抗衰老能力较强和中等的P_(SAG12)-IPT过表达株系(OE-37和OE-38)因有效吐絮铃少而减产,而抗衰老能力弱的株系(OE-30)籽棉产量与野生型相当。P_(SAG12)-IPT基因过表达株系的纤维长度整齐度指数显著高于野生型,马克隆值有增加趋势,其他品质指标与野生型差别不大。

冠菌素对玉米抗倒伏能力及产量的影响

在田间条件下,以玉米品种先玉335和郑单958为材料,在八展叶时于叶面喷施不同浓度(0、0.01、0.1、1和10μmol/L)冠菌素(COR),研究了COR对玉米抗倒伏能力及产量的影响。结果表明:经10μmol/L COR处理后,先玉335的株高和穗位高分别比对照降低了7.0%和19.9%,郑单958分别降低了20.8%和18.2%,单株叶面积、节间抗折断力、穗下第8～14节间长度和节间最大直径与对照间亦差异显著。且随着COR浓度的增加,先玉335和郑单958的株高、穗位高、单株叶面积和穗下第8～14节间长度均逐渐降低;第8～14节间最大直径和节间抗折断力逐渐增大。经1μmol/L COR处理后,2个供试玉米品种的产量、穗数、穗粒数和千粒重较对照均有所增加,其中先玉335的产量较对照增加了9.9%,郑单958增加了4.3%。综上所述,COR可以提高玉米的抗倒伏能力,不同品种玉米对COR的敏感性不同,其中先玉335抗倒伏的最适COR浓度为10μmol/L,郑单958抗倒伏的最适COR浓度为1μmol/L。

滴施缩节胺对棉花生长发育及产量的影响

为明确北疆棉区滴施缩节胺(DPC)的可行性,连续2年设置4个滴施DPC水平(D1:262.5g/hm^(2)、D2:525.0g/hm^(2)、D3:1050.0g/hm^(2)和D4:2100.0g/hm^(2)),以喷施525.0g/hm^(2) DPC为对照(CK),分析滴施不同剂量DPC对棉花农艺性状、干物质积累量及分配、产量及纤维品质的影响。结果表明,棉花的株高随滴施DPC剂量的增加略呈降低趋势,D4处理的株高分别较D1、D2和D3处理降低了13.31%、12.71%和5.44%(2019年)。D2处理的棉花株高与主茎节间长均与CK处理无显著差异,但显著缩短了部分果枝的第2果节长度。滴施处理下,初花期生殖器官干物质占比随着DPC用量增加而增加,D4处理较D1处理增加了5.67%。与CK处理相比,盛铃期D2与D4处理的干物质积累量略有减少。2019年各处理间的产量构成因素及皮棉产量无显著差异;2020年D3处理籽棉产量相比其他滴施DPC处理平均增加了4.90%,CK处理单株结铃数与籽棉产量比滴施处理分别平均增加了0.37与484.94kg/hm^(2)。各处理对棉花的纤维品质影响无显著差异。因此,北疆棉区滴施DPC可有效控制棉花生长,滴施剂量1050.0g/hm^(2)时效果较好。

冠菌素对玉米基部节间和根部特性的调控研究

为研究冠菌素(COR)调控玉米节间伸长生长增产的相关机理,在大田条件下,以‘先玉335’和‘郑单958’玉米品种为材料,拔节期叶面喷施不同浓度(0、0.01、0.10、1.00和10.00μmol/L)冠菌素(COR),系统分析对玉米基部节间形态性状、结构物质、抗折断力和根部的性状的影响。结果表明,COR显著提高玉米基部节间的直径、单位节间长度干重、抗折断力、半纤维素含量、纤维素含量和木质素含量,显著降低基部节间长度和节间干重,且随着COR浓度的增加,效应越明显。此外,COR还可促进玉米根系生长,随着COR浓度的增加,玉米植株气生根层数、入土气生根条数、气生根直径、气生根角度、根体积和根干重显著增加。综上所述,‘先玉335’和‘郑单958’对COR的敏感性不同,‘先玉335’抗倒伏的最适浓度为10.00μmol/L,郑单958抗倒伏的最适浓度为1.00μmol/L。