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。

早熟棉花品种中棉所9B02选育及栽培技术

中棉所9B02于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定,适于长江流域棉区夏播种植。其夏播生育期为103 d,纤维品质达到国家棉花品种审定的Ⅱ型品种标准,耐枯萎病,耐黄萎病,抗棉铃虫。2019―2020年长江流域棉区夏播组早熟常规品种区域试验中,2年平均每666.7 m^(2)籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别比对照中棉所50增产7.8%、10.8%和10.9%。介绍了中棉所9B02的选育过程、特征特性以及栽培管理技术要点等,为其生产应用提供技术支持。

棉花秸秆饲料化前景与技术分析

目前,我国新疆地区棉花收获后棉秆多直接粉碎还田,然而,由于新疆地区土壤干旱,直接还田的棉秆很难降解转化为土壤有机质。同时,因棉秆常携带枯黄萎病病原菌,直接还田易导致次年棉田病害加重。可见,棉花秸秆资源的高效利用已成为新疆棉田急需解决的技术难题。棉花秸秆营养丰富,具备制成反刍动物优质饲料的潜力;但棉秆的木质化程度相对较高,且存在对动物有毒害作用的游离棉酚,因而阻碍了其饲料化发展进程。归纳和分析了国内现有的膨化处理、氨化处理、硫酸亚铁处理和微贮处理等棉秆饲料化处理方法,并提出了组合处理技术思路。

早熟棉花品种湘棉早3号

湘棉早3号于2022年4月通过湖南省农作物品种审定委员会审定,2023年5月获得植物新品种权授权。该品种为非转基因早熟常规棉品种,2020年湖南省早熟棉生产试验中平均每666.7 m^(2)皮棉产量为93.3 kg,比对照省工棉2号增产3.9%。概述了湘棉早3号的选育经过、特征特性、适宜种植区域,并总结了其关键栽培技术。

分子设计育种在棉花中的应用进展与展望

棉花是我国重要的经济作物和纺织原料,在国民经济发展中具有不可替代的地位。新中国成立以来,棉花常规育种取得了一系列重大成就。随着测序技术、多组学研究以及基因编辑技术的发展,精准、高效的分子设计育种已成为棉花育种的发展方向。文章综述了棉花生产的发展现状,回顾了育种发展历程以及棉花分子设计育种在基因组学研究、纤维发育、抗病和重要性状分子模块挖掘方面取得的进展,并展望了未来分子设计育种的发展方向和路径。

新疆阿拉尔地区5个品种棉花纤维品质分析

探讨阿拉尔地区5个品种棉花品质的差异。对阿拉尔棉花试验站5个品种细绒棉的衣分率、长度、断裂比强度、马克隆值、成熟度、细度、颜色级等指标进行综合分析。结果表明:新陆中85号在长度和强度方面表现最好,新陆中38号在颜色方面表现最好,新陆中82号的综合物理性能表现较好,但是其衣分率最低。认为:棉纺企业可以根据不同的纤维品种性能和纺纱工艺需求有针对性地选购原棉。

棉花种子萌发期耐盐机理初探

以5个耐盐性不同的棉花品种(系)为供试材料,研究了萌发期盐胁迫对不同基因型棉花种子萌发相关指标、谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase, GAD)活性、γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)含量和三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)含量等的影响。结果表明,盐胁迫显著抑制了不同棉花材料的相对发芽率、根长、种子活力指数和ATP含量,延长了种子的平均发芽时间,提高了GAD活性和GABA含量。不同基因型比较,萌发期盐胁迫下,新陆中82号和中棉9001的种子保持较高的GAD活性,从而通过GABA途径为种子萌发提供更多的ATP,耐盐性最好;塔河2号和中棉所49的种子耐盐性次之,中J0102的种子耐盐性最差。通径分析表明,种子活力指数和ATP含量均对根长有显著的正效应,其中ATP含量对根长的促进效应更强。盐胁迫下,通过有效调节GABA途径生成ATP可能是种子萌发期提高棉花耐盐性的重要机理之一。

创新南疆地区“两年三熟”种植制度,挖掘棉花冬闲田粮食生产能力

粮食安全是“国之大者”,牢牢把住粮食安全的根本在耕地。南疆地区现有植棉面积约146.67万hm^(2)(约2200万亩),多为棉花单作的“一年一熟”种植制度,将其创新为棉花-小麦-棉花轮作的“两年三熟”种植制度,具有年增种66.67万hm^(2)(1000万亩)冬小麦的潜力,是保障国家粮食安全的重要创新技术。当前“两年三熟”种植制度在南疆地区已具备发展条件,初步形成了“接茬明确、效益显著、适应性强”的配套技术体系。后续将围绕“两年三熟”种植制度发展目标,在种植制度区划、品种筛选与技术研发、节水技术创新集成、全程机械化生产体系创建等方面持续攻关,扩大“两年三熟”种植面积和影响力。总之,“两年三熟”种植制度是优化调整南疆地区种植结构的科学尝试,是落实“藏粮于地、藏粮于技”战略的重要举措。

基于F2和RIL群体鉴定棉花抗黄萎病主效QTL

【目的】通过对棉花抗黄萎病性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,鉴定可以应用于育种实践的能稳定检测到的主效QTL,为棉花抗黄萎病遗传改良奠定分子基础。【方法】以抗黄萎病品种中植棉2号和感黄萎病品种冀棉11号为亲本杂交的F2群体和重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体作为作图群体,在对2个群体进行多环境黄萎病抗性鉴定和简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记检测的基础上进行遗传连锁图谱构建,利用完备区间作图法进行QTL定位,并对获得的主效QTL置信区间进行候选基因挖掘。【结果】在F2:3家系和RIL群体中共检测到7个抗黄萎病QTL,能够在多个环境条件下重复检测到的QTL有4个,包括q VW-D05-1、qVW-D05-2、q VW-D05-4和qVW-D05-5。共线性分析表明上述4个QTL集中分布于D05染色体上2293776~3205058 bp和62407897~62582344 bp 2个区域。4个抗性QTL的聚合可以显著降低棉花黄萎病病情指数。qVW-D05-1在多个环境中的表型变异解释率均在10%以上,为抗黄萎病主效QTL。对qVW-D05-1置信区间内的基因进行了功能注释、黄萎病菌诱导后的表达模式分析和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)变异分析,初步推测Ghir_D05G038990、Ghir_D05G039060、Ghir_D05G039100、Ghir_D05G039110和Ghir_D05G039130为可能控制棉花黄萎病抗性的候选基因。【结论】在不同环境中共检测到7个抗黄萎病QTL,其中4个QTL被重复检测到,在主效QTL q VW-D05-1区间内筛选获得5个棉花抗黄萎病候选基因。这些稳定的抗黄萎病相关的QTL及其候选基因可应用于棉花抗黄萎病性状的分子标记辅助选择育种。

棉秆无土栽培基质化利用前景与技术分析

在介绍国内棉花秸秆基质化利用的研究现状,包括其用途、混配方法以及发酵条件等的基础上,分析了棉秆基质化利用中的问题并给出了相应的技术对策,以期为新疆棉秆无土栽培基质的应用提供参考。

棉花β-tubulin基因家族的鉴定及其在纤维发育中的表达

【目的】β-微管蛋白是棉纤维细胞形态建成的基本结构单位,在纤维发育过程中具有重要作用。通过鉴定棉花β-tubulin基因家族成员,并进行生物信息学和表达模式分析,为深入探究β-tubulin基因在棉花纤维发育中的作用提供理论依据。【方法】利用BLAST方法,在4个棉种基因组中鉴定β-tubulin基因家族成员,并结合ProtParam tool分析理化性质、MEGA7.0构建系统进化树、Mapchart2.2绘制染色体定位图、MEME分析保守基序、PlantCARE分析启动子顺式作用元件;根据39个材料发育纤维转录组数据分析陆地棉β-tubulin基因家族的表达水平,并利用Spearman相关性分析鉴定影响纤维品质性状形成的β-tubulin基因。【结果】在陆地棉(Gossypiumhirsutum,AD1)、海岛棉(Gossypiumbarbadense,AD2)、亚洲棉(Gossypiumarboretum,A2)和雷蒙德氏棉(Gossypiumraimondii,D5)基因组中分别鉴定到36、37、19和18个β-tubulin基因,且在四倍体棉种中的数目约是二倍体棉种数目的二倍,系统进化将其分为ClusterⅠ—ClusterⅤ共5个亚组。系统进化与共线性分析发现,与陆地棉β-tubulin基因家族相比,海岛棉与二倍体亚洲棉和雷蒙德氏棉亲缘关系更近。保守结构域均具有典型的Tubulin和Tubulin-C。理化性质分析表明,该家族基因编码的氨基酸数目为421—508,等电点为4.68—5.09。启动子顺式作用元件分析获得生长发育响应相关元件、激素响应相关元件和胁迫响应相关元件等,表明β-tubulin基因参与细胞的生长调节。利用TM-1转录组数据对36个陆地棉β-tubulin基因表达模式进行聚类分析,发现有42%基因在纤维中优势表达;此外,利用海陆群体动态纤维转录组数据筛选到1、6和11个β-tubulin基因分别与纤维马克隆值、比强度和纤维长度显著相关,其中4个基因同时影响纤维长度和比强度性状。【结论】4个棉种中共鉴定出110个β-tubulin基因家族成员,氨基酸理化性质和序列高度保守而启动子序列调控元件多样;筛选出陆地棉纤维优势表达的β-tubulin基因家族成员,并发掘潜在调控纤维发育的候选基因。

新疆棉田微塑料污染现状、影响及治理技术

20世纪80年代,新疆引入棉田地膜覆盖技术,随着农膜逐步推广,残膜污染问题逐渐凸显。残膜经物理、化学和生物作用进一步破碎成为微塑料后,对棉田环境的危害加剧。分析了目前新疆棉田的农膜源微塑料污染现状,总结了农膜源微塑料对于棉田环境的危害,包括对棉田土壤和棉花生长的影响,归纳了土壤微塑料的分离、检测、鉴定分析和治理技术,以期为解决新疆棉田乃至全国农田的微塑料污染问题提供有效参考。

农作物秸秆热解制油技术现状及影响因素分析

新疆是我国棉花种植面积最大的地区,随之产生的秸秆废弃物处置问题,成为新疆棉花生产面临的巨大经济问题。生物质的热解是生物质开发利用最有前景的产业,其产物生物油具有易储存、污染小且易运输等优点。因此,将棉秆作为生物质热解的原材料,可为棉秆处置问题提供新思路。对目前农作物秸秆热解的方法进行综述;针对热解过程中的影响因素及其对生物油生产的影响机理进行归纳分析,并对秸秆热解的主要研究方向进行总结和展望,以期为新疆棉秆及其他秸秆废弃物的相关研究提供参考。

助剂对植保无人机喷施纳米农药理化性质和防治棉田蚜虫效果的影响

【目的】用植保无人机在棉田喷施纳米农药防治棉花蚜虫,探讨助剂对药液理化性质、抗蒸发性能、雾滴沉积分布及对纳米农药防治效果(防效)的影响。【方法】于室内利用动态光散射仪、自动界面张力仪、BP100张力计、接触角仪、超景深拍照系统等测定了添加3种助剂(优若派、杰效丰、Aero-mate 320)后8%(质量分数,下同)烯啶虫胺·呋虫胺纳米农药推荐使用剂量(1200 g·hm-2)减量20%的溶液的理化性质及抗蒸发性能,并结合植保无人机田间喷雾试验研究了助剂对雾滴在棉花冠层的沉积分布及农药对棉蚜防效的影响。【结果】在减少20%用量的纳米农药药液中添加体积分数为0.1%的优若派、0.1%的杰效丰和0.6%的Aero-mate 320助剂可以改善药液理化性质。其中:溶液的静态表面张力由36.43 mN·m^(-1)下降至31.82~34.99 mN·m^(-1);340 s后接触角减小到12.25°~14.85°,降低了22.97%~36.46%;润湿面积增加18.34%~33.57%;药液的蒸发抑制率达27.72%~73.40%;田间喷雾试验结果显示,棉花上部和下部冠层的雾滴直径中值由122.4μm和106.7μm分别增大至154.3μm和148.5μm;施药后7 d,纳米农药减量20%处理的防效为47.6%,而添加3种助剂的处理对蚜虫的防效分别提高至63.2%、65.0%和73.3%,与植保无人机喷施纳米农药常规用量防效(71.8%)和人工背负式喷雾器喷施相同成分常规农药的防效(74.9%)相当。【结论】在纳米农药减量20%用量的情况下,添加3种助剂有助于改善药液理化性质,增加润湿面积,减少雾滴蒸发和飘移,提高药剂对棉蚜的防效。

棉田废弃聚乙烯农膜回收再利用发展现状

使用地膜可以起到保温保湿的作用,有利于农作物特别是棉花等经济作物的生长。目前用于农用地膜生产的材料大部分是聚乙烯。聚乙烯本身是一种无毒无嗅的化学物质,但残存在土壤中时间过久会形成微塑料,不仅影响棉花的产量,而且在累年耕种或者畜禽养殖过程中很有可能进入人体造成很严重的健康威胁。因此,对棉田废弃的聚乙烯地膜回收再利用有着良好的环保效益和经济效益。对棉花种植过程中废弃的聚乙烯地膜的回收经济性进行了总结,并根据废弃聚乙烯农膜处理后得到不同的产物进行了分类讨论,从实际应用出发表明废弃聚乙烯农膜回收利用的必要性和经济性。

浅谈磷酸脲在西北盐碱土壤上的应用

土壤盐渍化是许多干旱与半干旱地区引起作物产量下降的主要原因,是影响生态环境和农业生产的全球化问题。介绍了盐碱土形成的原因与危害,从控制土壤微区pH、减少土壤中氨的挥发、提高中微量元素吸收率等方面,阐述了磷酸脲改良盐碱土的原理。盆栽试验结果表明,施用磷酸脲处理的棉花出苗率优于对照处理的,且可以减轻低温环境对棉花出苗率的影响。水分运移测定结果表明,磷酸脲在盐碱土上具有较强的纵向运移、抗固定、磷养分活性高的特点。田间试验结果表明:施用磷酸脲处理的棉花,苗期生长指标优于对照处理的;花蕾期的株高高于对照处理的,现蕾数有增加的趋势;收获期籽棉产量比对照处理的提高4.15%。在我国西北干旱地区推广使用磷酸脲,不仅可以改良盐碱土,而且有助于促进水肥一体化施肥技术的不断发展。