论1993年河北省棉花黄萎病暴发特点及防治对策

１９９３年河北省棉区黄萎病暴发的主要原因有：气候条件，缺乏抗病品种，土壤含菌量大，棉株营养不足，病菌生理型变化等。近期防治对策为加强田间管理，长期对策为培育抗病品种。

2013年河北省棉花蕾期管理技术指导意见

河北省棉花专家顾问组近日对邯郸、邢台、衡水、沧州等地棉花生长情况进行了田间考察，今年棉花生长发育主要特点是：一是播期适宜。

密度和日照对冀中地区棉花产量和纤维品质的影响

以常规棉‘国欣棉3号’和杂交棉‘国欣棉8号’为材料,于2010-2011年在冀中棉区河间市进行了为期2年的田间试验,研究种植密度和气候条件对棉花产量及纤维品质的影响。结果表明:‘国欣棉8号’在30 000～45 000株/hm2的密度范围内产量无明显变化;在光照条件较好的2011年,‘国欣棉3号’60 000株/hm2较45 000株/hm2的下部果枝(第1～5果枝)健铃数增多,籽棉产量提高15%左右。2011年8月上中旬和9月上中旬的日照时数多于2010年同期94.9h,2品种各密度的衣分、纤维长度和整齐度较2010年有所提高,中上部果枝的铃重高于2010年,健铃产量(不包括僵烂铃)显著增加。在本试验所设密度范围内,2个棉花品种的纤维品质均无明显变化。

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置。该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成。采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提供理论依据;利用角度传感器获取棉株偏行量,建立检测杆转动角度与步进电机步进量和转动方向之间的对应关系,通过控制步进电机的步进量和转动方向实现对偏行棉株的精确打顶;通过人机交互界面对控制系统进行实时监测,以提高驾驶直线度。为避免侧枝干扰,对两侧低侧枝情况控制系统采用位置信息对比方法获取主茎秆位置;对单侧低侧枝情况按原程序执行,田间实测表明该误差可忽略。田间试验表明,与人工对行相比,自动对行平均偏行量减小了8.08 cm,同比降低56.62%,无偏行率同比提高275%。

黄河流域棉区棉花脱叶催熟剂的筛选研究

棉花机械采收前需要应用化学脱叶催熟剂促进脱叶和吐絮。试验于2014年在河北省河间市和北京中国农业大学上庄实验站进行,研究了多种脱叶催熟剂对棉花脱叶率、吐絮率、产量、纤维品质和种子质量的影响。结果表明,在2014年偏旱年份,脱叶催熟剂的催熟效果不明显,但脱叶效果显著;河间试验点应用脱叶催熟剂后天气条件有利,脱叶效果好于天气条件不利的上庄试验点;复配剂50%噻苯·乙烯利SC的脱叶效果较好,受不利天气条件的影响也比较小。参试的各脱叶催熟剂对棉花产量、纤维品质和种子质量均无显著影响。

棉花早熟高产优质抗逆适于机械化新品种创新应用

针对棉花生产管理机械化、轻简化的迫切需求和品种株型、早熟性、产量、纤维品质、抗病性协同改良提升的育种难题,开展了早熟、高产、优质、适于机械化新品种培育和配套技术研究。创新地提出“两改两增四选择”早熟、耐密植、抗倒伏、适于机械化的育种技术,创制了10份优异育种亲本材料;发掘出开花期,黄萎病抗性,棉铃重、衣分等产量,纤维长度、强度等品质共14个性状SNP位点633个;开发出可用于纤维品质、黄萎病抗性育种选择的低成本、高通量KASP标记26个;发现调控早熟性、品质、抗逆性、发芽出苗快慢的关键基因12个,并揭示其在不同品种中的表达规律;利用创新的亲本材料、育种技术和开发的分子标记,育成了冀农大23号、冀农大棉24号、冀农大棉25号、冀农大36号具不同特点适于机械化的早熟、高产、优质棉花新品种,在株型紧凑、早熟、吐絮集中等机采特性改良及其与高产、优质、抗病协同提升方面取得新突破;研究创建了新品种机采模式种植下“一穴一粒机播、扩群体增铃数、全化控免整枝、棉田集中采收”轻简省工高效配套技术,科企用相结合,建立了代表性强、覆盖面广、带动力大的示范基地,引领新品种大面积生产应用,每公顷增收2700~3000元、省工60~75个,节本增效显著。

转GhGST基因的棉花植株的获得

谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)受黄萎病菌诱导表达,对黄萎病具有抗性。为明确该基因在棉花中抗黄萎病功能,本研究在前期工作基础上,以陆地棉Coker312为受体,利用农杆菌介导的茎尖转化法对GhGST基因进行遗传转化,共获得132株卡那霉素抗性植株,利用PCR检测以及胶回收测序进一步确定了11株稳定的转基因阳性棉植株。转基因植株的获得为后续GhGST基因功能研究及棉花新品种培育提供了基础材料。

棉花枯黄萎病的抗性基因效应分析

本试验利用四个陆地棉杂交组合,每组合包含 P_1、P_2、F_1、F_2、BC_1和 BC_2六个世代的材料。运用世代平均数方法对棉花枯、黄萎病抗病性的基因作用效应进行了分析。试验结果表明:棉花枯、黄萎病的抗性基因作用方式比较复杂,除加性和显性基因作用效应外,还有上位效应的作用。所有组合的结果表明,两种病害的抗性遗传方式均以加性效应为主。

不同棉区棉花DPC化学封顶技术研究

【目的】探讨应用98%甲哌鎓(1, 1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)粉剂(以下简称DPC)对棉花进行化学封顶的稳定性和普适性。【方法】于2018年在黄河流域棉区的河北河间、河北邯郸、山东德州、山东无棣,长江流域棉区的江苏大丰和湖北黄冈,北疆棉区的石河子Ⅰ和Ⅱ以及南疆棉区的轮台、沙雅共10个地点开展试验,供试棉花品种(系)为当地主栽品种(系)。采用随机区组设计,重复3~4次。在各地常规DPC系统化控技术的基础上,设早于人工打顶10 d(T1)、与人工打顶同期(T2)2个封顶时期,并设0、90、180、270 g·hm^-2 4个DPC剂量,以人工打顶为第一对照,以不打顶为第二对照。【结果】DPC化学封顶时期显著影响株高(河北邯郸、山东无棣和山东德州除外)和果枝数(江苏大丰和湖北黄冈除外),表现为封顶早、控长作用强(植株较低,果枝数较少),封顶晚、控长作用弱(植株较高,果枝数较多)。河北河间和新疆石河子Ⅰ试验点T1期DPC化学封顶的平均株高不仅低于T2期,且分别较人工打顶低3.3 cm和4.6 cm。多数试验点T1期DPC化学封顶的果枝数较人工打顶每株增加2个左右,T2期增加较多,增加2.3~7.7。DPC封顶剂量越大,对株高的控长作用越强(湖北黄冈除外),中(180 g·hm^-2)、高剂量(270 g·hm^-2)DPC的株高在数个试验点甚至较人工打顶有不同程度的降低。清水对照的果枝数较人工打顶每株增加2.4~8.3,DPC化学封顶的果枝数显著少于清水对照,不同剂量之间的差异相对较小。河北邯郸T2期DPC化学封顶后遇高温干旱,与人工打顶相比铃数减少、产量显著降低;其他试验点DPC化学封顶除个别处理外对产量无显著影响。DPC化学封顶各处理喷施脱叶催熟剂前的吐絮率和一次花率不低于人工打顶,对熟期无不利影响。【结论】初步判断棉花应用DPC进行化学封顶具有较好的稳定性和普适性,生产中建议与人工打顶同期应用中、低剂量(90~180 g·hm^-2)DPC进行化学封顶。

几种植物生长促进剂对棉花生长及脱叶催熟剂应用效果的影响

2018年在河北省河间市开展田间试验,研究了植物生长促进剂DA-6(胺鲜酯)、BR(芸苔素内酯)和6-BA(6-苄基腺嘌呤)对棉花生长及脱叶催熟剂50%噻苯·乙烯利(50%T·E)应用效果的影响。试验采用裂区设计,重复4次。主区为50%T·E处理,包括0(对照)、2250、3750 mL·hm-23个应用剂量;裂区为植物生长促进剂处理,设DA-6低、高剂量(6.74、20.24 g·hm-2)、BR低、高剂量(0.09、0.30 g·hm-2)和6-BA低、高剂量(10.12、30.37 g·hm-2)共6个处理,于初花期、盛花期和打顶后分3次喷施,以同期喷清水为对照(CK)。与CK相比,各植物生长促进剂处理的株高、果枝数及其长度、营养枝数及其长度与CK无显著差异。50%T·E(2250、3750 mL·hm-2)脱叶效果明显,药后21 d的脱叶率超过90%;药后28 d表现出催熟作用,一次花率较对照增加6.4百分点。50%T·E处理的平均铃重比对照降低7.4%,但铃数和籽棉产量较清水对照分别显著增加14.7%和7.6%;处理上部果枝棉铃的马克隆值降低0.1~0.3。几种促进剂不影响吐絮期叶片的叶绿素含量,对50%T·E的脱叶催熟效果及增产效应也无显著影响。

棉花GbSTK基因调控开花和黄萎病抗性的功能研究

棉花是重要的经济作物,实现既抗病又早熟是棉花重要的育种目标,但棉花抗病与早熟基因之间的关联性研究报道甚少。本课题组前期鉴定到一个响应黄萎病菌诱导的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因GbSTK,可以提高转基因拟南芥的黄萎病抗性。本研究发现多个抗病棉花品种中STK基因的表达量显著高于感病对照品种H208。在抗病品种农大601中沉默STK基因,沉默植株在接菌后20d,其黄萎病抗性显著降低,病情指数由27.5(耐病)升高到63.2(感病),表明该基因正向调控棉花黄萎病抗性。对转GbSTK基因拟南芥表型鉴定发现,其开花时莲座叶片数平均为7.5个,显著低于空载体对照植株(11.9个),转基因植株开花时间较对照平均提早5~7 d。进一步对拟南芥开花途径标志基因FT、SOC1和LFY的转录水平检测发现,转基因不同株系中FT和SOC1的表达水平显著高于对照植株,而LFY基因的表达受影响较小,表明STK基因可以影响开花关键基因FT和SOC1的表达,进而调控植株提早开花。基于酵母双杂交互作蛋白筛选试验,初步获得30个与GbSTK具有互作关系的候选蛋白,为进一步揭示GbSTK的分子调控网络奠定了基础。本研究首次鉴定出可同时提高黄萎病抗性和提早开花的一个功能基因,为棉花抗病早熟遗传改良提供了参考依据。

黄河流域黑龙港植棉区棉花主要产量决策性状分析

【目的】棉花品种选育通常需要对多目标性状综合选择,明确各目标性状对籽棉产量的影响,有助于提高品种选育的效率,降低试验成本。【方法】通过对河北省河间市国欣农村技术服务总会8年607份育种材料(339个常规种、268个杂交种)进行统计分析,综合评价株型性状、产量性状、熟性性状和纤维品质性状对籽棉产量的影响。【结果】相关分析、回归分析和通径分析均表明铃重、衣分、第一果枝节位、霜前花率和生育期对黄河流域黑龙港植棉区籽棉产量的影响显著,其中霜前花率与籽棉产量相关系数最高(r=0.32097),通径分析中铃重的决定系数最大(R2=0.30),二者是影响籽棉产量的主要性状。株高对籽棉产量的直接作用最大,但总作用最小(r2y=-0.04)。回归分析和通径分析均表明,纤维上半部平均长度和马克隆值均未对籽棉产量产生显著影响。【结论】黄河流域黑龙港植棉区棉花新品种选育过程中,铃重和衣分应作为育种家着重改良的农艺性状;缩短生育期、提高霜前花率,可以增加产量;株高与第一果枝节位通过与其他性状产生作用,进而影响籽棉产量的形成;纤维上半部平均长度和马克隆值均未对籽棉产量产生显著影响,育种过程中可以将其与产量同步提高。

棉花苗蕾期喷施生长调节剂促早熟效应研究

【目的】在我国大部分棉区,早发早熟是棉花优质高产的前提。本研究探究了苗期和蕾期应用植物生长调节剂对花芽提早分化并提高后期吐絮率的效果,旨在为促进棉花早熟提供技术支持。【方法】在温室盆栽和田间条件下,于子叶期至蕾期叶面喷施不同浓度的植物生长调节剂,比较第一果枝节位、现蕾数和后期吐絮率的差异。【结果】在温室盆栽条件下,子叶期喷施140μmol·L^-1赤霉素(GA3)或子叶期、2叶期、4叶期连续3次喷施2.23μmol·L^-1复硝酚钠(CSN)均可使果枝始节位降低约0.9。在田间条件下,子叶期喷施288、576μmol·L^-1赤霉素4+7(GA4+7)使第一果枝节位显著降低约0.4;3叶期喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)44.4μmol·L^-1,第一果枝节位显著降低0.2;但第一果枝节位与9月下旬的吐絮率之间无显著相关关系,即第一果枝节位降低并不意味着后期吐絮率提高。蕾期应用0.10μmol·L^-1油菜素内酯(BR)可提高9月下旬的吐絮率,主要与其增加中下部果枝的成铃比例有关。【结论】优化成铃分布较提早花芽分化、降低第一果枝节位对棉花促早熟更重要。

氮、钾肥运筹对棉花熟性、产量和肥料利用率的影响

为明确黄淮流域棉区高密种植下适宜的氮、钾肥运筹策略,试验于2017年在北京上庄与河北河间开展,采用裂区设计,主区包括‘鲁棉研28’和‘欣抗4’2个品种;裂区为肥料运筹,设基肥与蕾肥、初花肥、盛花肥配合(上庄点基追比为4∶6、河间点为6∶4)和蕾期、初花期、盛花期一次性追肥共6个处理,N和K2O总用量均为150 kg/hm^2,以不施肥为对照(CK),种植密度为9.0万株/hm^2。结果表明:基施氮肥(60~90 kg N/hm^2)和钾肥(60~90 kg K2O/hm^2)可促进棉花花芽分化、使果枝始节下降0.3个节位。施用氮肥降低了棉花后期吐絮率、延迟了成熟,可能主要与中、下部果枝的外围铃(第3果节及以外)比例较高有关;施用钾肥对吐絮率无显著影响。无论氮肥还是钾肥,盛花期一次追肥的产量最高,分别较CK增产15.8%和17.0%,其农学利用率和偏生产力也最高。黄河流域高密度种植条件下,当N和K2O的施用量为150 kg/hm^2时,以盛花期一次性追施的效果最好;成铃分布较果枝始节对棉花熟期的影响更大。需采取有效措施优化成铃结构,避免因施肥(尤其是氮肥)导致晚熟。为建立机采棉丰产优质早熟栽培措施提供依据。

冀中地区高密种植条件下棉花药前群体大小和成熟度与化学脱叶催熟效果的关系

化学脱叶催熟是棉花机械采收的前提,棉田药前群体大小和成熟度等显著影响脱叶催熟效果。本文于2016—2017年在河北省河间市开展研究,采用不同品种(中棉所60、欣抗4号)、种植密度(90,000、120,000株hm^(-2))和播期(4月20日、5月10日)塑造不同的群体,在此基础上应用50%噻苯·乙烯利悬浮剂(T·E)进行化学脱叶催熟,考察各因素对化学脱叶催熟效果的影响,并应用Spearman偏相关分析药前叶片数、吐絮率和叶铃比与药后脱叶率、残留叶片数及药后吐絮率的关系。结果表明,品种间的药前叶片数、吐絮率和叶铃比无显著差异;与90,000株hm^(-2)相比,120,000株hm^(-2)的药前叶片数多、吐絮率低;晚播棉的药前叶片数和叶铃比高于早播棉、吐絮率则低于早播棉。T·E的脱叶效果较好,2年药后21 d的脱叶率均高于90%、脱叶率药效接近或超过90%,残留叶片数为8.1~23.3片m^(-2);不同品种、密度和播期的脱叶率相当,但2017年120,000株hm^(-2)和晚播的残留叶片数分别多于90,000株hm^(-2)和早播。T·E的催熟效果欠佳,2年药后21 d的吐絮率低于70%、吐絮率药效不足25%;不同品种和密度的吐絮率相当,但晚播棉的吐絮率低于早播棉。相关分析结果表明,药后7、14、21 d的脱叶率和药效及残留叶片数与药前叶片数、吐絮率和叶铃比无关,但药后7、14、21 d的吐絮率与药前叶片数呈显著负相关(r=-0.393~–0.432)、与药前吐絮率呈显著正相关(r=0.558~0.862),吐絮率药效也与药前吐絮率呈显著正相关。综上,黄河流域棉区高密群体(90,000~120,000株hm^(-2))的化学脱叶效果较好,且与药前群体大小和成熟度等的关系较小;而化学催熟不充分,药后21 d的吐絮率达不到机采要求的95%,且对药前群体大小和成熟度的依赖性较强。通过合理密植和适期播种控制群体、促进早熟是改善棉花化学催熟效果的关键。

提高棉花杂交制种效率的方法

提高棉花杂交制种效率,一直是育种家和生产者面临的难题。河北省一些地方的棉农采用徒手杂交制种,已将棉花杂种优势应用于生产,并取得了明显的经济效益。

棉花种质资源的创新研究

本文介绍用中棉和陆地棉、陆地棉和野生棉杂交后选择出的一批高产、长绒。