行距配置和种植密度对棉花干物质生产及产量的影响

行距配置和种植密度是影响棉花产量和品质的重要因素。当前新疆棉花种植主要采用宽窄行配置,也有等行距配置方式,但对这两种方式的认识尚存在争议。为此,本研究以中棉所88号为供试材料,采用裂区设计,行距配置(等行距和宽窄行)为主区,种植密度12×104株hm^(–2) (D1)、16×104株hm^(–2) (D2)和18×104株hm^(–2) (D3)为裂区,开展了2年大田试验,比较研究了行距配置和密度对棉花群体生长发育、干物质积累和分配、以及产量和纤维品质的影响。结果表明,中等密度(16×10^(4)株hm^(–2))下等行距和宽窄行处理组合的叶面积指数(LAI)增速、LAI峰值,以及吐絮期生殖器官生物量的分配比例均高于其他处理组合,且二者无显著差异。各处理组合间的棉花群体生长率(CGR)、净同化率(NAR)和棉铃生长率(BGR)均无显著差异。2年平均,中等密度下等行距和宽窄行处理组合的籽棉产量相当,纤维品质指标也无显著差异。表明在中等密度下,无论采用等行距还是宽窄行种植模式,均能达到理想的产量和品质。本研究为新疆棉花行距配置和密度选择提供了科学依据。

中国棉花高产育种研究进展

棉花是中国重要的经济作物,棉花生产稳定发展关乎中国2 000万棉农的利益。产量是棉花种植收益的基础,因此,在其他性状综合发展的前提下,高产是棉花品种培育的最重要目标。20世纪50年代以来,中国棉花单位面积产量增加了9倍之多,其中品种的引进和改良为棉花产量的提高作出了重要贡献。但是近年来,随着棉花种质资源遗传多样性日渐狭窄,中国棉花单位面积产量增加缓慢,严重阻碍了棉花种植产业的健康发展。本文分析了棉花单位面积产量包含的4个主要组成成分单位面积株数、单株铃数、单铃重和衣分在棉花产量形成中起到的作用;单株铃数和衣分的增加在中国棉花高产育种过程中起到了重要作用,但是产量的提高是一个相互协调的过程,在加强重点性状改良的同时,也要注重其他性状及因素的相互配合,才能取得最好的效果。分析在中国高产育种中起重要作用的途径方法及其研究进展:国外引种在建国初期对于中国棉花产量的提高起重要作用,替代了中国原有的产量低、品质差的亚洲棉品种,促进了中国自主育种的发展;通过传统育种先后培育出早熟的中棉所16、丰产的鲁棉1号和抗病丰产的中棉所12等品种,推动了中国棉花生产的发展;通过杂种优势利用,中国培育了一大批起重大推动作用的杂交品种,例如中棉所29曾经占中国长江流域杂交棉种植面积的50%左右;加强雄性不育系的研究对于杂种优势利用的持续发展起到关键作用;分子标记技术的发展为棉花分子育种提供了技术支持,多个稳定产量性状位点的定位为分子标记辅助育种奠定了基础;转基因技术的发展为棉花分子设计育种提供了契机,转基因抗虫棉中棉所41、石远321和鲁棉研28等的育成使中国棉花产量稳中有升,但是目前针对产量性状改良的基因较少,还需加强对于产量相关基因的挖掘,加快发展转基因高产育种。目前中国棉花单位面积产量水平处于国际前列,但中国地少人多,在不与粮争地的前提下,为确保农产品的有效供给,还需继续挖掘棉花产量潜力,提高棉花单位面积产量,保证棉花产业持续健康发展。因此,建议收集种植资源,注重种质资源的创新;加强胞质雄性不育研究,简化制种技术和成本,推动简化制种的优异杂交种的培育;利用高通量测序技术,发掘全基因范围内的高产相关基因,用于分子标记辅助育种和全基因组选择育种;通过聚合育种,培育高产、优质、早熟以及适合机械化种植的棉花新品种。

中国棉花主栽品种DNA指纹数据库初步构建研究

基于多重PCR(Polymerase chain reaction)与毛细管五色荧光检测系统,利用36对核心引物构建了138份棉花主栽品种DNA指纹数据库,采用棉花DNA指纹数据库软件管理系统进行数据统计与分析。36对引物在138份材料中共扩增出143个多态性等位位点,每对引物的等位位点数为2～8个,平均每对引物扩增出3.97个多态性等位位点。抽查的101个主栽品种仅45.6%的位点完全纯合,中棉所系列品种61.6%的位点完全纯合。存在5种非纯合位点表现形式,以2种基因型混杂所占比例最大,其中以5∶1的混杂类型最多。4种类型的同名品种指纹比对分析表明,品种内的遗传变异度均在0～2个差异位点。初步建立了高通量的棉花DNA指纹检测与数据分析平台,提出了不同品种间的差异判别标准。

农业高质量发展背景下中国棉花产业的转型升级

2017年,中国棉花生产、消费、进口、出口均呈现止跌回稳的积极态势;棉花产业转型升级提质增效的开局良好,新疆供给侧结构性改革稳步推进,在国家棉花产业联盟的推动下棉花品质得到提升,"良好棉花"助推国内棉花产业转型升级;并且质量意识不断深入人心,棉花产业供给侧结构性改革取得阶段性成效。棉花品质由中低端向中高端发展是由中国国情、农情、棉情和纺织业行情决定的,是中国棉花生产"走稳走准""以质保量、保规模"的有效路径,是中国由产棉大国转向产棉强国的发展之需,是"质量兴农""绿色兴农"和"品牌强农"在棉花产业的具体行动。最后,对推进中高端品质原棉生产引领棉花产业发展提出了相关对策。

伴随中国市场份额减少亚洲其他国家和地区棉花进口和消费增加

为了鼓励国产棉花的消费,中国政府于2015年10月宣布2016年棉花进口配额将和2015年同样保持在89.4万t。2015/2016年度中国棉花总产量预计为540万t,中国政府还持有约1100万t的国储棉。2015/2016年度中国棉花供应总量预计在1800万t（不包括进口）,将超过其年度消费量（预计770万t）的2倍。然而,中国对优质棉花的需求将部分依靠进口,也特别关注本年度国产棉的质量问题。

尿素配施生物刺激素在棉花苗期叶面应用效果研究

为探索尿素配施不同生物刺激素对棉花苗期生长的影响,选择氨基酸、海藻酸、γ-聚谷氨酸和糖蜜发酵液4种常见的生物刺激素,在棉花苗期进行叶面喷施,分析各处理对棉花苗期不同器官干物质积累、茎粗、株高、叶面积、SPAD值的影响。结果表明,与清水对照相比,应用叶面肥的处理棉苗总干物质量、茎粗、SPAD值和叶面积均有所提高;且配施生物刺激素处理较单施尿素对棉花苗期总干物质积累、茎围和叶片扩展的促进作用更明显,增加比例分别在19.94%~43.56%、1.43%~18.05%、13.34%~50.67%之间。不同生物刺激素促进棉苗各器官发育的能力存在差异,其中尿素配施γ-聚谷氨酸处理单株叶面积和干物质量最高,分别为149.36 cm^(2)/株、4.68 g/株;尿素配施糖蜜发酵液处理棉苗茎粗、株高最高,分别为4.12 mm、15.75 cm。综上,尿素配施γ-聚谷氨酸或糖蜜发酵液在棉花苗期叶面应用效果显著。

近十年我国棉花虫害研究进展

近10年我国棉花生态区域发生了变化。本文总结了当前我国棉田主要虫害发生特点、抗性发展趋势、绿色农药应用及生物生态调控技术、害虫防治调控机制的研究进展等,指出了目前我国棉田主要害虫防治方面的薄弱环节,并展望未来我国棉花害虫研究的方向,为我国棉花害虫的进一步研究和治理提供理论指导。

棉花杂种优势利用研究十年成就和未来发展

棉花杂种优势利用研究始于20世纪20年代,应用于20世纪70年代,我国大规模应用始于20世纪90年代。21世纪初,转基因抗虫杂交棉的问世和兴起,加速了棉花杂种优势大面积推广利用,使其在长江流域迅速普及,黄河流域和新疆棉区也占据一席之地。近年来,由于劳动力成本不断提高,简化、高效、低成本棉花生产已成为必然趋势,给棉花杂种优势利用研究提出新的挑战。本文从棉花杂种优势应用研究、基础研究和制种方法 3个方面综述了近十年我国棉花杂种优势利用研究主要成就以及未来发展方向。

棉花幼苗对低温胁迫的响应及抗冷机制初步研究

【目的】探讨棉花不同组织对低温胁迫的响应,初步探讨研究抗冷的生理生化和分子机制。【方法】测定了4个抗冷性差异显著的材料在低温处理后的生物量、抗氧化酶活力和可溶性蛋白含量,同时分析了抗冷相关基因在豫2067根、茎、叶的表达情况。【结果】4℃低温处理24 h对冷敏感材料生长抑制最大,对根系生长的抑制大于地上部分;细胞膜透性测定结果表明,受低温胁迫后4个材料根系细胞膜能保持相对稳定的结构,而叶片细胞膜对低温胁迫敏感,抗冷材料叶片细胞膜稳定性大于冷敏感材料,低温胁迫后叶片细胞膜透性与棉花的抗冷性呈负相关,可以作为棉花抗冷性的鉴定指标;棉花在受到低温胁迫24 h后,抗冷材料根中SOD的活力基本不变,冷敏感材料根中SOD的活力却极显著下降,2个材料的根系中POD、CAT的活力均下降,但抗冷材料豫2067下降的幅度小于冷敏感材料,可溶性蛋白含量在抗冷材料叶茎中基本不变,在冷敏材料的叶片和茎中均下降。低温胁迫后5个与抗冷相关的基因在豫2067叶片中上调表达的多于下调表达的,上调表达的基因分别是脂肪酸脱氢酶基因、胁迫诱导蛋白基因、假定R2R3-MYB转录因子基因、b HLH1转录因子基因;在根中下调表达的多于上调表达的,下调的基因分别为b HLH1转录因子基因、胁迫诱导蛋白基因、伸展蛋白基因2,这与根系的生长受抑制的结果是一致的。【结论】推测这些抗冷相关基因在叶片中的上调表达与叶片生长受低温抑制程度低有一定的关系。

棉花早熟性研究进展及其应用

早熟棉适于麦(油)后直播,实现粮棉一年两熟,对棉花产业稳定发展具有重要意义。本文对早熟性的遗传特性、早熟相关QTL定位、早熟相关基因挖掘的进展进行了阐述;总结了早熟棉的发展与育种现状以及早熟棉种质资源的创新利用;介绍了早熟棉在我国黄河流域、长江流域、西北内陆棉区的生产示范应用情况;提出了我国早熟棉育种的研究展望,为我国早熟棉育种提供参考。

快乐植棉——中国棉花生产的发展方向

棉花是我国最重要的经济作物,而棉花生产技术与装备的进步对棉花生产起到重大作用。本文系统论述了我国棉花生产的发展现状及实现快乐植棉的必备条件和制约因素,从政策资金支持、法律法规环境及公共服务体系方面分析了实现快乐植棉所面临的有利条件,有针对性地提出了实现快乐植棉的措施建议,为我国棉花产业的健康持续发展提供了方向。

不同棉花群体冠层数字图像颜色变化特征研究

为了探索利用数字图像监测棉花长势的方法,研究了不同群体的冠层数字图像颜色变化特征。结果表明,RGB模型中,R分量在全生育期呈现开口向上的二次曲线变化趋势;G分量变化为开口向下的二次曲线;不同密度B分量差异较大,变化曲线形状介于R和G之间。RGB组合性状中,R/(G+B)、R/G、R、R/B类似,B、B/(G+R)、B/G类似,G、G/(R+B)类似,其中R/G、G/(R+B)、R/(G+B)的二次曲线特征更明显。HIS模型中,H分量变化趋势为开口向上的二次曲线;I分量变化基本符合二次曲线;S分量变化无二次曲线特征。R,G,R/G、G/(R+B)、R/(G+B)以及H分量在整个生育期变化具有一定的规律可循,可能是反映作物长势的潜在指标,这将对数字图像监测作物长势具有重要意义。

我国棉花轻简化栽培关键技术研究进展

棉花轻简化栽培是适应中国国情、提高棉花竞争力水平和棉花持续生产的重要技术途径。本文分析了当前我国棉花生产面临的主要问题,回顾了我国棉花轻简化栽培技术的形成和发展,总结了从播种(育苗移栽),到简化整枝、合理密植、简化施肥、植保、灌溉、到采收诸环节轻简化的关键技术;并对轻简化栽培的熟性和株型调控理论等进行了评述,提出了进一步完善和发展轻简化植棉技术,促进棉花持续生产的技术与理论研究设想。

棉花上部叶片叶绿素SPAD值动态变化研究

为了探索利用叶绿素SPAD值在不同生育阶段进行棉花营养诊断的方法,以2个早熟品种(‘中棉所36’、‘中棉所50’)和2个中熟品种(‘中棉所41’、‘鲁棉28’)为对象,研究了棉花主茎倒一至倒四叶在全生育期的叶绿素SPAD值动态变化,并研究了氮、磷施用量对‘鲁棉28’蕾期、花期和吐絮期主茎功能叶的SPAD值影响。结果表明:2个早熟品种的棉花主茎叶全生育期SPAD值呈现倒一叶<倒二叶<倒三叶<倒四叶的规律,2个中熟品种在盛铃期以前主茎4片叶SPAD值也呈现和早熟品种一样的规律,但盛铃期以后SPAD值叶序变化不规则。在吐絮前,棉花主茎倒四叶SPAD值可以作为棉株营养诊断的参考,早熟品种棉花主茎倒一叶或倒二叶吐絮前10天和吐絮后10天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值,中熟品种棉花主茎倒三叶吐絮前15天和吐絮后15天左右的SPAD差值大小可以作为棉株衰老程度的参考值。本试验条件下,纯氮用量高于270kg/hm2,吐絮期主茎功能叶SPAD值与不施氮处理差异极显著,高氮处理利于主茎功能叶在吐絮期维持较高的SPAD值;纯P2O5用量在120kg/hm2即能使吐絮期主茎功能叶维持较高的SPAD值,增加磷肥用量SPAD值反而下降。

利用^(15)N示踪研究不同肥力土壤棉花氮肥减施的产量与环境效应

【目的】华北平原棉区中等肥力棉田经济最佳施氮量为300 kg/hm2左右,这一结果仅从产量效应得出,未充分考虑棉花对氮肥的回收利用和土壤中氮肥的残留。探讨低肥力土壤施氮量及施氮比例对棉花产量及氮肥利用率的影响,以及低、中、高肥力土壤条件下等量施氮效应,旨在为棉花减氮增效提供理论依据。【方法】田间试验选择了高(S1)、中(S2)、低(S3)三个肥力水平的地块,其全氮含量分别为0.83、0.74、0.60 g/kg。低肥力地块设置低氮(N1 113 kg/hm^2)、中氮(N2 225 kg/hm^2)、高氮(N3 338 kg/hm^2)3个氮肥用量;中肥力和高肥力地块设低氮量处理,氮肥两次追施在苗期与初花期进行,氮肥比例为1∶2;此外,设置低肥力土壤低氮量,氮肥追施在苗期与初花期进行,氮肥分配比例为1∶1。在吐絮70%时采集棉株和土壤样品,用^(15)N技术分析了棉株氮素吸收来源、籽棉产量、棉株氮肥回收率和土壤氮肥残留率。【结果】低氮处理,土壤肥力对棉花籽棉产量无显著影响,随土壤肥力提升,棉株吸收氮素来源于肥料的比例下降,相对增加了对土壤氮素的吸收。棉花植株^(15)N回收率随施氮量增加显著下降,随土壤肥力提高呈下降趋势,低肥力土壤与中肥力土壤间棉花植株^(15)N回收率差异不显著,但显著高于高肥力土壤。高肥力土壤^(15)N残留率高于低肥力土壤和中肥力土壤。^(15)N损失率随施氮量和土壤肥力提高显著增加。低土壤肥力低氮量条件下氮肥分配比例1∶2处理籽棉产量高于1∶1处理。低肥力土壤条件下,中氮处理籽棉51N积累量相对高于高氮和低氮处理,籽棉产量较优。【结论】在较低土壤肥力条件下,施氮225 kg/hm2籽棉产量和氮回收率均优于施氮338 kg/hm^2,氮肥损失率较低,减氮增效是可行的。高肥力土壤条件下减少氮肥投入可减少肥料的浪费。

7个棉花品种SSR位点纯合度研究与分析

采用52对核心引物对7个棉花常规种进行了SSR分析。结果显示:每个品种的24个受检单粒棉种中,杂粒数最多为9个,最少1个,平均为3.9个;DNA位点纯合率最高为100%,最低92.3%,平均为97.0%。研究表明,品种纯度与DNA位点纯合率呈高度正相关。采用SSR标记进行分子检测,能准确区分因遗传因素与生产加工对品种纯度造成的影响。

棉花施肥技术与营养机理研究进展

综述了近10年来不同棉区、不同基因型品种、不同种植模式、不同产量水平棉花的养分需求规律,对不同棉区棉花氮磷钾施肥阈值及运筹技术进行了总结;并概述了棉花氮磷钾养分高效利用的机理研究进展,提出了未来棉花施肥技术与营养机理的研究方向。

棉花生产规模化、机械化、信息化、智能化和社会服务化发展战略研究

棉花生产规模化、机械化、信息化、智能化和社会服务化发展是解决棉花生产过程中劳动力短缺、降低棉花生产成本、实现棉花产业现代化、巩固棉花产业优势地位的必然选择。为此,本文介绍了我国植棉的基本情况、棉花生产规模化、机械化、信息化、智能化和社会服务化的发展现状及制约因素,最后为加快实现快乐植棉提出了对策建议。

棉花叶面施肥研究进展

作物叶面施肥具有许多土壤施肥无法比拟的效果,是补充营养元素和改善品质的一种重要手段。棉花叶面施肥不仅可以解决苗期低温,后期根系活力下降所造成的根系养分吸收不能满足需求的问题,而且可以提高产量改善棉花品质。本研究分析了叶面施肥所能解决的棉花生产中的问题。在前人研究的基础上并结合中国叶面肥的发展趋势,对棉花叶面肥的种类、叶面施肥技术进行了系统的归纳和总结,并对今后棉花叶面专用肥的研究方向进行了展望。

中国棉花栽培的科技进步

介绍了中国植棉新技术,包括棉花优良品种和种子、轻简育苗移栽、机械化采收技术,棉田节水灌溉、盐碱地植棉、简化施肥和病虫害综合防治,以及棉花长势监测预警技术研究和服务取得的效果。此外,就品种种植和化学调控两方面进行了国内外比较研究,并对简化栽培需求技术进行了分析和展望。