【目的】研究中国国家核证自愿减排量（Chinese Certified Emission Reduction, CCER）机制下棉花碳信用开发，量化评估棉花生产过程中的温室气体减排量能够参与到CCER机制的部分，预测其可以产生的经济价值，并探讨棉花碳信用开发通过额外性论证的思路。【方法】首先通过情景划分构建反事实分析框架，进而基于既有棉花成熟的生命周期评价系统边界，筛选出符合CCER机制要求的部分，对中国三大棉区棉花碳信用的开发潜力及其经济价值和未来趋势进行估算和预测，并在此基础上运用CCER机制要求的一般性论证方法对棉花碳信用的额外性进行论证。【结果】中国三大棉区的棉花碳信用具有显著开发潜力和经济价值。2014―2023年棉花年均碳信用潜力和经济价值在最优情景下分别为793.24万t二氧化碳当量和7.29亿元，并呈上升趋势；在次优情景下分别为241.23万t二氧化碳当量和2.22亿元。西北内陆棉区是棉花碳信用开发的主力地区，占比超90%且将持续增高。推广和采纳低碳农业技术可帮助棉花碳信用通过CCER机制的额外性论证，且次优情景下的技术选择是更为务实的方案。【结论】中国三大棉区尤其是西北内陆棉区棉花碳信用开发极具潜力。在“增产即增收”的现实背景下，应发挥西北内陆棉区规模效益，并探索产业链后端与前端协同合作模式，以促进棉花碳信用的实践开发。
【目的】棉种的精准识别对育种、栽培管理、病虫害防控至关重要。而传统的人工识别方法主观性强且效率低。基于红绿蓝（red, green, and blue, RGB）图像与随机森林（random forest, RF）算法构建了棉花快速分类模型，实现棉种的自动识别。【方法】田间种植草棉、亚洲棉、海岛棉和陆地棉，在蕾期和花铃期采集叶片的RGB图像，并提取颜色和形态特征参数。基于提取的特征数据，分别构建了3种RF模型：基于蕾期叶片特征的模型、基于花铃期叶片特征的模型以及综合蕾期和花铃期叶片特征的模型。随后，对各个模型的分类性能进行评估，并通过特征重要性分析确定影响棉种识别的关键特征。还对比了RF、支持向量机和K最近邻3种算法的分类效果。【结果】结合蕾期和花铃期叶片特征的分类模型准确性最高，总体精度达到了97. 71%，Kappa系数为0. 95，优于基于单一生育期特征的模型。特征重要性分析表明，叶片面积和圆度在棉种识别中具有重要作用。此外，RF的分类性能优于支持向量机和K最近邻法，表现出更高的稳定性和准确性。【结论】本研究提出的基于蕾期和花铃期叶片的RGB图像和RF算法的棉种识别方法，无需复杂的图像预处理，能自动高效识别海岛棉、陆地棉、亚洲棉和草棉，可以为作物精细管理和农业领域的机器学习算法应用提供新思路和技术支持。
【目的】探究干播湿出棉田滴施不同用量的缩节胺对棉花株型特征及产量性状的影响，筛选缩节胺最佳滴施用量，促进化学调控的轻简化。【方法】2023年4月-2024年10月在新疆沙湾市进行田间试验，以喷施315 g·hm-2缩节胺为对照（CK），设置4个缩节胺滴施用量处理，分别为315 g·hm-2（D1）、630 g·hm-2（D2）、1 260 g·hm-2（D3）和1 890 g·hm-2（D4）。研究滴施缩节胺对棉花株高、株宽、茎粗等株型特征及叶面积指数（leaf area index, LAI）和产量性状的影响。【结果】2023年和2024年，随着缩节胺滴施量的增加，棉花的株高、主茎节间长度、子叶节高度、株宽、果枝长度、单株果枝数、第1果枝节位高度和LAI均呈现降低趋势。D2与CK处理的株高、子叶节高度、株宽、营养枝长度、茎粗、单株果枝数、第1果枝节位、第1果枝节位高度、高宽比、节枝比、LAI（2023年盛铃期除外）均无显著差异。不同处理间的收获密度和衣分均无显著差异。与CK处理相比，D1~D4处理的铃重以及D1、D2处理的单株铃数均无显著变化，D3、D4处理的单株铃数显著降低。D2处理的籽棉产量与CK处理无显著差异，高于D1处理，较 D3、D4 处理分别显著提高19.7%~20.0%、27.1%~49.6%。【结论】北疆干播湿出棉田滴施630 g·hm-2缩节胺可以有效调控棉花株型，利于棉花高产。
【目的】随着我国棉花种植结构的调整和种植区域的变化，主要病虫害不断发生演变，尤其是在黄河流域棉区棉花种植面积急剧波动的情况下，明确该地区病虫害的演变特征，可为科学防控提供参考依据。【方法】以国家统计局网站和全国农业技术推广服务中心发布的《全国植保专业统计资料》相关数据为依据，分析黄河流域棉区棉花种植面积、病虫害发生防控及产量损失的变化趋势。【结果】1998―2023年，黄河流域棉区植棉面积及其占全国棉花种植面积的比例均呈先升后降趋势。病虫害发生面积、防治面积、挽回损失和实际损失均整体呈降-升-降的变化趋势。黄河流域棉区病虫害总体防治面积大于发生面积。虫害的发生面积、防治面积、挽回损失及实际损失均大于病害。主要病虫害按年均发生面积由大到小依次为棉铃虫、棉蚜、盲蝽、叶螨（红蜘蛛）、苗病、铃病、烟粉虱、枯萎病、蓟马、亚洲玉米螟。整体来看，棉蚜、盲蝽、烟粉虱、蓟马和铃病的发生面积占比呈增加趋势，棉铃虫、苗病和枯萎病的发生面积占比呈下降趋势，红蜘蛛和亚洲玉米螟的发生面积占比无明显变化趋势。棉铃虫、棉蚜和铃病的实际损失占比较大。【结论】明确了黄河流域棉区的主要虫害和病害，为生产中棉花病虫害的预测预报及指导科学防控提供理论支撑。
【目的】探究棉大卷叶螟（Sylepta derogata）成虫的飞行能力。【方法】利用昆虫飞行磨系统，在室内测定棉大卷叶螟1日龄雌雄成虫24 h的飞行能力以及不同性别和日龄的棉大卷叶螟成虫12 h的飞行参数，同时测定棉大卷叶螟成虫在不同交配状态、不同环境温度和不同补充营养条件下的飞行距离、飞行时间和飞行速度。【结果】棉大卷叶螟成虫可划分为短飞型、中间型和长飞型3种类型，短飞型与中间型、中间型与长飞型的24 h累计飞行时间分界点分别为0.90 h、2.02 h。1~2日龄成虫的飞行能力较弱，5日龄成虫的飞行能力最强；同一日龄的雌、雄成虫的飞行参数差异不显著。与未交配的棉大卷叶螟相比， 5日龄已交配雌成虫的飞行距离、飞行时间和飞行速度分别降低49.85%、35.63%和31.97%，雄成虫的飞行距离、飞行时间和飞行速度分别显著降低82.28%、66.58%和53.65%。在22~28 ℃条件下，5日龄棉大卷叶螟雌、雄成虫均能正常飞行，不同温度条件下雌雄成虫的飞行距离、飞行速度均表现为26 ℃>28 ℃>22 ℃，26 ℃条件下的飞行时间最长。此外，5日龄棉大卷叶螟未交配雌雄成虫取食8%蜂蜜水后的飞行能力显著优于取食清水和糖醋液。【结论】棉大卷叶螟成虫具有一定的飞行能力，日龄、交配状态、环境温度和补充营养类型等对成虫的飞行能力有重要影响。
【目的】探究干旱胁迫与下部遮阴及其互作对棉花叶片光能利用能力的影响。【方法】以新陆早80号棉花品种为材料，在人工气候室内测定干旱胁迫和下部叶片遮阴条件下棉花的株高、叶面积、叶片厚度、叶绿素含量以及叶绿素荧光参数等光合生理指标。【结果】在中度和重度干旱胁迫下，与未遮阴处理相比，棉花下部遮阴处理显著增加株高和下部叶面积，显著降低上部叶面积和下部叶片的厚度，同时增加上部、下部叶片的叶绿素含量，利于提高叶片的光能捕获能力。在中度和重度干旱胁迫下，与未遮阴处理相比，遮阴处理的下部叶片的光系统Ⅱ的实际量子效率、电子传递速率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭均降低；其中，遮阴处理的上部叶片的光系统Ⅱ的实际量子效率分别增加19.4%和31.4%，电子传递速率分别增加19.5%和31.4%，光化学猝灭系数分别增加26.2%和34.7%。下部遮阴处理能提高中度和重度干旱胁迫下棉花上部叶片的光化学反应，降低中度干旱胁迫下棉花上部叶片的热耗散,提高重度干旱胁迫下棉花上部叶片的热耗散。【结论】不同干旱胁迫条件下，遮阴处理对上部叶片光合机构的影响不同。中度干旱胁迫下，系统调控有助于提高棉花上部叶片的光能利用能力。
【目的】筛选棉花类黄酮O-甲基转移酶编码基因GhOMT1和腺体形成相关基因GhPGF编辑的单链引导RNA（single guide RNA, sgRNA），为快速检测突变体植株奠定基础。【方法】基于Cas9蛋白超表达棉花材料Jin668，设计能够靶向敲除GhOMT1和GhPGF基因的sgRNA。利用棉花叶皱缩病毒（cotton leaf crumple virus, CLCrV）载体介导的基因编辑、高通量突变追踪（high-throughput tracking of mutations, Hi-TOM）等技术，检测sgRNA的编辑效率和特异性。【结果】GhOMT1-sgRNA2和GhPGF-sgRNA可分别导致GhOMT1和GhPGF基因在靶位点处产生突变。Hi-TOM测序结果表明，转化GhOMT1-sgRNA2的15株棉花中有12株发生了突变，突变效率为80%；转化单株在A、D亚基因组上的编辑效率分别为7.90%~43.72%、9.60%~56.32%。GhPGF-sgRNA的突变效率为80%，基因编辑效率为10.23%~30.27%。GhOMT1-sgRNA2的3个潜在脱靶位点均未发现脱靶现象；GhPGF-sgRNA在基因组编码区无潜在脱靶位点。说明这2个sgRNA不仅可以靶向敲除靶基因，而且具有专一性。【结论】利用CLCrV介导的基因编辑系统筛选出1个能靶向敲除GhOMT1的sgRNA和1个能靶向敲除GhPGF的sgRNA。
