【目的】系统研究棉秆的化学成分，为其深入开发利用奠定基础。【方法】采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱（ultra-high-performance liquid chromatography-quadrupole-electrostatic field orbitrap high resolution mass spectrometry, UHPLC-Q-Exactive orbitrap MS），色谱柱为Thermo Scientific Hypersil GOLD^TM aQ（100 mm×2.1 mm, 1.9 μm），流动相为0.1%甲酸水溶液（A）-乙腈（B），流速为0.3 mL·min^-1，柱温为40 ℃，进样量为2 μL；质谱采用电喷雾离子源，在正、负离子模式下采用一级母离子全扫描和数据依赖性前三强二级子离子扫描并结合平行反应监测（parallel reaction monitoring, PRM）模式采集数据。【结果】在棉秆中共鉴定了102种化合物，包括有机酸类化合物48种、黄酮及其苷类化合物13种、萜类化合物10种、核苷酸类化合物8种、氨基酸类化合物8种、香豆素类化合物3种、生物碱类化合物2种、其他化合物10种。其中，92种为首次在棉秆中发现。【结论】建立的 UHPLC-Q-Exactive orbitrap MS结合PRM方法操作简便，灵敏度高，分析速度快，鉴定了棉秆中102种化合物，首次鉴定了92种，为棉秆的深入开发利用奠定基础。

【目的】探究棉花心皮发育特征，不同心皮数量的差异表达基因与植物激素含量，以及心皮数量与棉铃发育的关系。【方法】以3心皮（C3）、4心皮（C4）、5心皮（C5）棉花材料为研究对象，观察棉花心皮发育过程，统计不同杂交组配后代的心皮数量。花芽发育5 d、10 d和开花当天分别进行转录组测序及激素含量测定，并在不同发育时期测定棉铃的表型。【结果】花蕾长度为2~3 mm时，心皮原基发育起始；花蕾长度为4~5 mm时，心皮融合形成合生心皮。心皮原基的发育早于雌蕊器官。C3、C4、C5两两杂交F₁的平均心皮数量介于双亲之间。C3、C4和C5中差异表达基因主要富集于生物学过程。花芽发育5 d、10 d和开花当天，富集通路中心皮发育相关基因AP1、AGL6、WUS、MYB21和ARF6在C5中的表达量高于C4，且显著高于C3。花芽发育5 d、10 d，C5的茉莉酸含量显著高于C3、C4，吲哚乙酸含量显著低于C3、C4；C4的脱落酸含量显著低于C3、C5。开花后20 d、35 d和60 d，C5的棉铃直径、棉铃鲜物质质量、棉瓣厚度以及纤维和胚珠鲜物质质量显著高于C3、C4。【结论】3、4、5心皮棉花亲本的杂交组配后代中，心皮数量介于双亲之间。多个心皮发育相关基因在C5中的表达量更高。开花前，C5中茉莉酸含量最高，吲哚乙酸含量最低。心皮数量增多利于增加棉铃直径、鲜物质质量，同时增加纤维和胚珠鲜物质质量。

【目的】探究不同覆盖方式和灌水定额对棉花生产的影响。【方法】于2017―2019年在新疆阿拉尔市开展大田试验，其中，2017―2018年膜下滴灌试验以新陆中46号为供试材料，设置24 mm（M1）、30 mm（M2）和36 mm（M3）3个灌水定额；2018―2019年无膜滴灌试验以中棉619为供试材料，设置36 mm（W1）、45 mm（W2）和54 mm（W3）3个灌水定额；分析不同处理对10 cm、20 cm、40 cm土层土壤温度和土壤含水量、籽棉产量以及灌溉水利用效率的影响。【结果】2种模式下棉田10 cm、20 cm和40 cm土层土壤含水量和籽棉产量均随灌水定额的增大呈增加趋势。M2、M3处理的籽棉产量分别较M1处理显著增加8.82%~11.47% 和14.24%~18.96%；W2、W3处理的籽棉产量分别较W1处理显著增加15.18%~22.61%和32.53%~46.29%。土壤温度和灌溉水利用效率均随灌水定额的增大呈降低趋势。M2、M3处理的灌溉水利用效率分别较M1处理显著降低10.82%~12.94%和20.70%~23.84%；W2、W3处理的灌溉水利用效率分别较W1处理降低1.91%~7.85%和2.47%~11.65%。2018年灌水定额相同时，M3处理的土壤含水量、0~40 cm土层土壤温度、籽棉产量和灌溉水利用效率均高于W1处理。基于逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS）的综合评价表明，膜下滴灌处理配套30 mm灌水定额，无膜滴灌处理配套54 mm灌水定额可取得较好的效果。【结论】提高灌水定额可以在一定程度上弥补无膜种植模式引起的籽棉产量降低，但会降低灌溉水利用效率。研究结果可为无膜滴灌植棉技术在当地的推广提供参考。

【目的】低温灾害是新疆阿克苏地区棉花苗期的主要农业气象灾害之一，严重限制棉花生产的稳定性和安全性。明确阿克苏地区棉花苗期低温灾害的风险区域，可以有效提升该地区应对低温灾害的防御能力。【方法】基于阿克苏地区1961―2020年的气象资料，利用气候倾向率分析了阿克苏地区棉花苗期日最高气温、日最低气温、日平均气温和2种低温灾害（寒潮、晚霜冻）发生频次的变化趋势，并分析了4-5月寒潮和晚霜冻发生的时间分布特征。通过分析低温致灾因子的危险性指数，结合承灾体暴露度指数和防灾减灾能力，构建低温灾害的综合风险评估模型，并进行棉花苗期低温灾害的风险区划。【结果】1961―2020年阿克苏地区棉花苗期日最低气温、日最高气温和日平均气温均呈显著升高趋势，寒潮和晚霜冻发生频次呈减少趋势，寒潮在4月10日之后和晚霜冻在4月12日之后的发生率均低于20%。阿克苏地区春季低温致灾因子的危险性等级呈现出“北高南低、西高东低”的空间分布特征。综合风险区划结果表明，阿克苏地区中部和中东部的阿拉尔市、阿克苏市中部、阿瓦提县东北部、柯坪县东部边缘、新和县东部、库车市西南部与中部、沙雅县北部和温宿县东南部是低温灾害的高等级、较高等级风险区。【结论】尽管阿克苏地区春季气温升高，寒潮和晚霜冻的发生频次减少，但阿克苏地区的中部和中东部植棉区仍面临较高的低温灾害风险，需采取针对性措施以减轻低温灾害对棉花生产的影响。

【目的】分析中国棉花产业链韧性水平及影响因素，为棉花产业发展提供参考。【方法】基于韧性理论，从抵御能力、更新能力、恢复能力和政府力量4个维度构建棉花产业链韧性评价指标体系，采用基于熵权法-虚拟最优解逼近理想解排序法和灰色关联度的动态评价模型测度2007―2022年中国棉花产业链韧性水平。采用地理信息系统空间分析技术探讨中国棉花产业链韧性水平的空间演变特征。采用Tobit回归模型探究棉花产业链韧性的影响因素。【结果】2007―2022年中国棉花产业链韧性水平整体呈先升高后降低趋势；2007―2016年为平稳增长期；2017―2021年为加速提升期；2022年韧性水平有所降低，为挑战恢复期。2007―2022年，棉花产业链韧性高值区和较高值区增多，较低值区减少；新疆、甘肃、山东、湖北的棉花产业链韧性水平呈上升态势。对外开放水平和政府财政支持水平对棉花产业链韧性水平有显著正向影响；科技创新水平和交通基础设施水平对棉花产业链韧性有正向影响；棉花价格对棉花产业链韧性具有负向影响。【结论】中国棉花产业链韧性水平总体呈波动上升态势且空间格局变化较大。要继续实施棉花目标价格政策，加大科技创新力度，促进基础设施建设，以不断提升中国棉花产业链韧性。

【目的】测度新疆棉田数字化发展水平，分析障碍因素和数字化转型中存在的主要问题，并提出相应的对策，为推动新疆棉花产业现代化发展提供参考。【方法】从数字化基础、数字化支撑、数字化应用、数字化效率4个维度构建评价指标体系，运用层次分析-熵值组合赋权法、障碍因素分析法等，分析2012―2021年新疆棉田数字化发展水平及主要障碍因素。【结果】新疆棉田数字化发展水平呈逐年上升趋势，综合得分由2012年的1.68分提高到2021年的28.42分。新疆棉田数字化发展的主要障碍因素由2012年的数字化基础、数字化支撑和数字化应用，变化为2021年的数字化应用和数字化效率。新疆棉田在数字化技术应用、资金投入、规模化发展、技术人才等方面存在不足。【结论】新疆棉田数字化发展已取得一定的成效，但仍存在一些问题。通过加大数字化技术研发推广力度，推动棉田规模化和组织化，加大政策支持力度和复合型技术人才培育力度，有望推动新疆棉田数字化转型升级。

【目的】研究有机肥部分替代化肥对新疆不同连作棉田土壤及棉花根系生长的影响，筛选有机肥部分替代化肥的最佳比例，为新疆连作棉田的科学高效施肥提供参考依据。【方法】在新疆常见的棉田灰漠土和风沙土中种植棉花，采用腐熟的农家鸡粪作为有机肥，设置3个有机肥部分替代化肥处理：T1处理：100%化肥；T2：80%化肥+20%有机肥（有机肥2 250 kg·hm^-2）；T3：60%化肥+40%有机肥（有机肥4 500 kg·hm^-2）。采用聚氯乙烯管开展试验，研究有机肥部分替代化肥对蕾期和吐絮期棉田土壤理化性质，棉花根系的形态特征、生理特征，以及棉花生物量和产量等的影响。并利用综合隶属函数法对所有指标进行主成分分析和回归分析，综合评价不同比例的有机肥和化肥组合对土壤-棉花系统的整体影响。【结果】有机肥替代化肥的T2处理和T3处理均显著提高灰漠土和风沙土中土壤全氮和有效磷含量。在灰漠土中与T1相比，T2处理的土壤全磷含量在蕾期和吐絮期分别增加14.7%和30.3%、有效磷含量分别增加138.7%和202.6%；T3处理的土壤全氮含量在蕾期增加39.2%、土壤全磷含量在吐絮期增加46.2%。T2处理和T3处理均使灰漠土中棉花根系的总根长、比根长、比根表面积、根系可溶性糖含量、硝酸还原酶活性显著增加，而根系组织密度、地上部生物量显著下降。在风沙土中棉花蕾期，T2处理和T3处理下比根长分别显著增加11.9%和9.6%。在风沙土中棉花吐絮期，与T1相比，T2处理和T3处理下土壤碱解氮含量分别显著增加51.3%和97.9%、总根长分别显著减少26.9%和21.0%；比根长显著减少33.4%和36.5%。对于风沙土中种植的棉花，T2处理下棉花蕾期和吐絮期比根表面积分别显著减少18.8%和19.3%；T3处理显著增加棉花吐絮期根系平均直径（65.3%）和地上部生物量（27.6%）。【结论】有机肥部分替代化肥可以通过改善灰漠土和风沙土土壤理化特征，提高土壤养分含量，促进棉花根系生理活性和优化根系构型，使根系投入更少的生物量以获得更高的养分吸收效益，优化对生物量的分配，最终缓解连作障碍。在灰漠土中，有机肥替代40%化肥处理效果最佳。在风沙土中，有机肥部分替代化肥的影响因有机肥添加比例和生育时期而不同。