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  • 专题与述评
    丁凯泽, 么铮铮, 吐尔洪·努尔, 吐尔逊江·艾依旦
    棉花学报. 2024, 36(3): 237-254. https://doi.org/10.11963/cs20240010
    摘要 (280) PDF全文 (63) HTML (232)   可视化   收藏

    棉花秸秆(棉秆)是棉花生产的副产物,是1种重要的可再生性生物质资源,其综合利用研究对于优化能源结构和实现“双碳”战略目标具有重要意义。由于结构上的差异,玉米、小麦、水稻等秸秆的成功利用方式难以在棉秆上直接重现,而传统的棉秆处理和应用方式会造成资源浪费和环境污染,因此加强棉秆的综合利用研究在提升农业废弃物利用率、改善能源结构、降低环境污染等方面具有重要作用。从提高棉秆综合利用效率的角度出发,介绍了棉秆在还田、饲料化、能源化、基料化、原料化等方面的利用模式,并对未来的发展方向进行了展望,为棉秆的多元化利用提供方法参考和研究思路。

  • 研究与进展
    张超, 张鹏, 杨喆, 孙红春, 祝令晓, 张科, 张永江, 白志英, 刘连涛, 李存东
    棉花学报. 2024, 36(3): 181-193. https://doi.org/10.11963/cs20240015
    摘要 (178) PDF全文 (47) HTML (137)   可视化   收藏

    【目的】研究推迟播期对棉花根系生长发育特征和产量的影响,为黄河流域棉区棉花适期播种提供依据。【方法】2022-2023年在河北农业大学威县试验站开展田间试验,设置常规播期(4月15日)和推迟播期(5月1日)2个处理,分析推迟播期对棉花品种冀农大23号的根系分布、根系生长速率、根冠比、干物质积累量和产量等的影响。【结果】与常规播期相比,推迟播期条件下,棉花根系长度和生物量的最大增长速率分别增加2.92~5.35 cm·d-1和0.40~0.76 mg·d-1;深层土壤中棉花根系占比提高,其中30~60 cm土层根系长度占比和根系生物量占比分别增加2.99~3.55百分点和3.94~4.42百分点;生育后期棉株地上部干物质积累量和根冠比无明显差异;根系载荷能力显著降低6.43%~17.69%;2022年籽棉产量无显著差异,2023年单位面积铃数和籽棉产量分别显著增加9.72%和7.66%。相关分析表明,0~60 cm土层根长密度、0~60 cm土层根系生物量密度、根系生物量最大增长速率和30~60 cm土层根系长度占比均与籽棉产量极显著正相关。【结论】黄河流域棉区推迟播期(5月1日)可通过提高棉花根系生长速率、深层土壤中根系长度和根系生物量的占比,增强根系吸收功能以保障地上部干物质的积累,促进棉花高产。

  • 研究与进展
    黄俊森, 王星星, 杨力, 裴小雨, 贺昆仑, 刘艳改, 张飞, 张先亮, 王军, 马雄风, 杨代刚, 高俊山
    棉花学报. 2024, 36(3): 211-224. https://doi.org/10.11963/cs20240027
    摘要 (148) PDF全文 (37) HTML (115)   可视化   收藏

    【目的】克隆Gh_D11G050000基因,解析其在棉花黄萎病抗性反应中的功能和作用机制,为开展棉花抗病分子育种提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法分析Gh_D11G050000基因的序列特征和系统进化关系。通过实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析该基因的表达模式以及大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染后的表达量变化。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术初步验证该基因的功能。通过转录组测序分析和相关基因的表达量测定初步解析其抗病机制。【结果】Gh_D11G050000与Gh_A11G049600和Gr_11G034620蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR分析发现,Gh_D11G050000在棉花根部的表达量最高;该基因的表达量在大丽轮枝菌侵染后显著增加。Gh_D11G050000沉默植株对大丽轮枝菌的抗性减弱,具体表现为茎秆维管束褐变加重,有病菌繁殖的茎段数量明显增加,病株率和病情指数显著升高。转录组及qRT-PCR分析表明,Gh_D11G050000沉默棉株中茉莉酸、乙烯信号通路和木质素合成途径中相关基因的转录水平降低。【结论】Gh_D11G050000通过影响木质素合成基因、茉莉酸和乙烯信号通路相关基因的表达正调控棉花对黄萎病的抗性。

  • 研究与进展
    宋延鸿, 阿依古再丽·玉苏普, 王雪姣, 赵鸣泽, 布阿依姆·阿布都热依木, 张立祯, 李杰, 巴特尔·巴克, 孙帅, 火勋国
    棉花学报. 2024, 36(3): 194-210. https://doi.org/10.11963/cs20230046
    摘要 (136) PDF全文 (32) HTML (103)   可视化   收藏

    【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别为11株·m-2(D1)、22株·m-2(D2)和28株·m-2(D3)。比较不同处理对棉花主茎与果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径、节间长和节间直径以及产量性状的影响。【结果】2022年和2023年V1分别在D1和D2处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长以及节间长最小。2022年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径及节间长均最小;2023年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶柄长及节间直径最小。2022年在同一密度下,主茎和果枝的叶长及节间长均表现为V1≥V2;2023年在同一密度下,V1和V2的主茎和果枝的叶长、节间长和节间直径均无显著差异。2022年和2023年在同一密度下,V2的衣分均显著高于V1。2022年2个品种以及2023年V2的籽棉产量和皮棉产量均随种植密度的增大而增加。V1D3处理的籽棉产量在2022年最高,在2023年也较高;V2D3处理的皮棉产量在2年试验中均最高。【结论】本试验条件下较优的种植密度为28株·m-2,欣试518的皮棉产量更高。本研究结果可为完善CottonXL棉花功能结构模型提供数据支撑,为北疆机采棉适宜品种、密度的选择提供参考。

  • 研究与进展
    杜霄, 龙遗磊, 谭彦平, 李丽丽, 王胤, 金珅, 杨伊楠, 艾先涛
    棉花学报. 2024, 36(6): 455-473. https://doi.org/10.11963/cs20240018
    摘要 (133) PDF全文 (38) HTML (124)   可视化   收藏

    【目的】对棉花衣分和铃重进行全基因组关联分析,挖掘相关的候选基因,为通过分子标记辅助选择和分子设计育种提高棉花产量提供遗传基础。【方法】利用300份陆地棉种质资源重测序(10×)数据和3 055 642个高质量单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)对2年5个环境及最佳线性无偏预测值(best linear unbiased predictive value, BLUP)的衣分和铃重进行了全基因组关联分析,检测相关的显著关联位点和候选基因。【结果】衣分和铃重在不同环境下存在较广泛的变异,衣分平均变异系数为9.40%,遗传力为92.81%;铃重平均变异系数为11.96%,遗传力为86.67%。不同环境间,群体的铃重呈极显著正相关关系,衣分也呈极显著正相关关系。群体结构分析、主成分分析和系统发育分析将300份陆地棉分为6个亚群,全基因组关联分析共检测到223个数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)与衣分相关,89个QTL与铃重相关。对衣分中筛选到的3个稳定的QTL qLP_Gh5.18qLP_Gh12.43qLP_Gh17.2进一步分析,发现17个相关候选基因;对铃重中筛选到的2个稳定的QTL qBW_Gh7.5qBW_Gh19.5进一步分析,发现8个相关候选基因。【结论】在300份陆地棉群体中鉴定到5个稳定的QTL与棉花衣分和铃重关联,挖掘到25个与衣分和铃重相关的候选基因。

  • 研究与进展
    买买提·沙吾提, 李武耀, 崔锦涛, 郑植
    棉花学报. 2024, 36(4): 296-305. https://doi.org/10.11963/cs20230020
    摘要 (124) PDF全文 (26) HTML (98)   可视化   收藏

    【目的】 叶绿素含量可以用来评价棉花的长势情况,快速、准确和大面积监测棉花叶绿素含量,有助于实现精准农业。【方法】 分别用0~2阶(步长为0.2)的分数阶微分处理和1~10尺度下的小波变换对田间测定的陆地棉和海岛棉等2种棉花的高光谱反射率进行处理,提高棉花叶绿素含量反演精度。通过分析不同处理方式的光谱与叶绿素含量之间的相关性,筛选得出敏感波段;并运用支持向量机回归和随机森林回归模型分别构建棉花叶绿素含量高光谱估算模型。【结果】 (1)在全波段范围内,2种棉花325~1 075 nm光谱反射率曲线整体变化趋势基本相同,其反射率均随着叶绿素含量的增加而增大。(2)经连续小波变换和分数阶微分变换后,2种棉花高光谱数据和叶绿素含量的相关性有所增强。使用随机森林回归和小波能量系数7对陆地棉叶绿素含量的反演效果最好,建模集决定系数(coefficient of determination, R2)为0.931,均方根误差(root mean square error, RMSE)为0.782,剩余预测偏差(residual prediction deviation, RPD)为2.162;使用随机森林回归和小波能量系数6对海岛棉叶绿素含量的反演效果最佳,建模集R2为0.932,RMSE为1.198,RPD为2.687。【结论】 本研究可为棉花叶绿素含量遥感估算提供技术参考。

  • 研究简报
    程晓娇, 王虎山, 张智勇, 贺韵竹, 朱家强, 阎平, 濮晓珍
    棉花学报. 2024, 36(5): 431-446. https://doi.org/10.11963/cs20240009
    摘要 (123) PDF全文 (26) HTML (87)   可视化   收藏

    【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。

  • 研究与进展
    李昊旻, 尹红, 薛龙朔, 张劭文, 石钇琦, 马心雨, 赵天伦, 陈进红, 祝水金
    棉花学报. 2024, 36(4): 306-319. https://doi.org/10.11963/cs20240024
    摘要 (111) PDF全文 (31) HTML (97)   可视化   收藏

    【目的】 探究陆地棉对人工海水和NaCl单盐胁迫的响应,评估人工海水模拟盐胁迫鉴定棉花耐盐性的可行性。【方法】 以135份不同类型的陆地棉种质系为材料,比较人工海水和NaCl单盐胁迫对棉花种子萌发和幼苗生长的影响,结合主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对棉花材料的耐盐性进行综合评价,并通过田间试验对2种鉴定方法进行验证。【结果】 2种盐胁迫下的鉴定结果仅有52.38%的一致性,鉴定结果存在较大差异。人工海水胁迫下的鉴定结果与田间试验鉴定结果呈极显著正相关关系,相关系数为0.720,NaCl胁迫下的鉴定结果与大田鉴定结果无显著相关关系。人工海水和NaCl胁迫处理下,105份低酚棉种质资源中表现为抗盐或耐盐的材料数量占比分别为21.90%和33.33%,其中鲁17和邯低酚29在2种胁迫下均表现出较强的耐盐性。【结论】 使用与海涂地成分相似的人工海水模拟盐胁迫可以更加精确地鉴定棉花材料的耐盐性。低酚棉整体耐盐性较差,但不乏有耐盐性强的种质系,可用于培育耐盐的低酚棉新品种。

  • 研究与进展
    钟镇涛, 赵天伦, 陈进红, 祝水金
    棉花学报. 2024, 36(3): 225-236. https://doi.org/10.11963/cs20210028
    摘要 (110) PDF全文 (27) HTML (75)   可视化   收藏

    【目的】棉花是1种较耐重金属镉的作物,培育与种植耐镉胁迫棉花品种对于镉污染土壤的修复具有重要意义。本文旨在研究陆地棉耐镉性的遗传并对相关数量性状位点 (quantitative trait locus, QTL)进行定位分析。【方法】以陆地棉种质HS46和MARCABUCAG8US-1-88为亲本构建的188个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)为材料,调查RIL群体在镉胁迫条件下的发芽率、发芽势,以及苗期叶片的叶绿素含量、株高和干/鲜物质质量等表型数据,并计算各家系的镉胁迫系数;采用完备区间作图法对RIL群体的各性状的镉胁迫系数及镉胁迫综合系数进行QTL定位和遗传分析。【结果】MARCABUCAG8US-1-88为耐镉材料,HS46则为镉敏感材料,188个RIL家系的耐镉性相关性状基本服从正态分布,包含强耐镉型材料23份、耐镉型材料49份、中等耐镉型材料67份、镉敏感型材料49份。连锁分析共鉴定到28个与镉胁迫系数相关的QTL,分布于14条染色体上,单个位点解释1.58%~8.41%的表型变异,其中根鲜物质质量镉胁迫系数位点qRFW-13-1在2个环境下均被检测到,分别解释7.66%和7.71%的表型变异。【结论】棉花耐镉性为多基因控制的数量遗传,受环境影响较大,定位到的耐镉QTL qRFW-13-1为稳定QTL,该结果对于棉花耐镉分子育种具有一定的应用价值。

  • 研究简报
    齐文婷, 薛皓文, 王政钧, 王航, 马晓鹏, 肖娟, 王建东
    棉花学报. 2024, 36(4): 340-352. https://doi.org/10.11963/cs20240017
    摘要 (104) PDF全文 (36) HTML (98)   可视化   收藏

    【目的】 揭示花铃期不同灌水下限对棉花叶片光合特征参数及产量的影响,为新疆北疆植棉区灌溉制度的优化提供参考。【方法】 2023年在新疆昌吉开展大田试验,以中棉所125为供试品种,在花铃期设置3种灌水下限,分别为55%(T1)、60%(T2)和70%(T3)田间持水量,以当地常规的滴灌模式作为对照(CK),分析不同处理对花铃期土壤含水率、棉花叶片光合特性及产量性状的影响,并探究了光合指标与叶面温度和气象因子之间的相关关系和回归关系。【结果】 花铃期T3处理的0~60 cm土层土壤含水率维持在相对较高且稳定的范围(18.5%~21.6%)。花铃前期(7月11日),T3处理的净光合速率日平均值最大,呈升-降-升-降的日变化趋势。相关分析表明,净光合速率、蒸腾速率均与0~60 cm土层土壤含水率、叶面温度、太阳辐射强度和环境温度呈显著正相关关系。T3处理的籽棉产量和灌溉水利用效率最高,分别较CK显著提高26.46%和71.43%。基于秩和比法的多目标综合评价表明,T3处理的综合效果最优。【结论】 在水资源短缺的北疆膜下滴灌棉田,花铃期灌水下限、上限分别设置为70%、90%田间持水量可以实现节水且高产。

  • 研究与进展
    王怡, 于月华, 万会娜, 倪志勇
    棉花学报. 2024, 36(4): 275-284. https://doi.org/10.11963/cs20240038
    摘要 (104) PDF全文 (32) HTML (104)   可视化   收藏

    【目的】 解析GhWRKY44基因在干旱胁迫下的功能,为棉花抗旱育种提供候选基因资源。【方法】 以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)CQJ-5叶片cDNA为模板进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR),获得GhWRKY44基因编码序列,并进行生物信息学分析。利用实时荧光PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)分析GhWRKY44基因在脱落酸(abscisic acid, ABA)和聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)6000处理下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究GhWRKY44基因在干旱胁迫下的功能。【结果】 GhWRKY44编码的蛋白属于Ⅰa类WRKY成员,与GbWRKY44亲缘关系较近。GhWRKY44受PEG 6000和ABA诱导表达。干旱胁迫下,与对照棉株相比,GhWRKY44沉默棉株的叶片萎蔫程度更重,植株存活率和叶片叶绿素含量(soil and plant analyzer development, SPAD值)显著降低。脱水处理6 h和7 h,GhWRKY44基因沉默棉株的叶片失水率显著高于对照。【结论】 沉默GhWRKY44基因降低棉花抗旱性,GhWRKY44是棉花抗旱性的正调控因子。

  • 研究与进展
    程俊凌, 赵亮, 徐剑文, 刘剑光, 徐鹏, 徐珍珍, 郭琪, 王月平, 赵君, 沈新莲, 陈全家, 肖松华
    棉花学报. 2024, 36(4): 285-295. https://doi.org/10.11963/cs20240019
    摘要 (103) PDF全文 (28) HTML (91)   可视化   收藏

    【目的】 利用农杆菌介导法获得了转GbTMEM214基因陆地棉品系,旨在明确转基因棉花株系中T-DNA插入位点的序列特征及检测方法,为其生物安全评价提供依据。【方法】 基于基因组重测序技术,利用BLASTn将测序数据与陆地棉TM-1基因组序列进行比对分析,设计特异性引物通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)验证插入位点。【结果】 携带目标基因GbTMEM214的T-DNA整合在陆地棉基因组D13号染色体57 019 068~57 019 106 bp,T-DNA插入导致受体基因组37 bp的片段缺失;通过PCR扩增获得携带GbTMEM214基因的T-DNA插入位点的侧翼序列,由此建立了转GbTMEM214基因棉花的特异性检测方法。【结论】 基于基因组重测序技术获得了转GbTMEM214基因棉花的T-DNA插入位点及侧翼序列信息,可为转基因棉花的生物安全评价提供技术参考。

  • 研究与进展
    张娇, 苏洋, 刘维忠, 阿依娜西·加吾达提, 徐丽娜, 秦思雪
    棉花学报. 2024, 36(5): 408-419. https://doi.org/10.11963/cs20240031
    摘要 (103) PDF全文 (28) HTML (81)   可视化   收藏

    【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。

  • 研究与进展
    宋晨, 刘莎莎, 王简, 马鑫颖, 刘连涛, 张科, 张永江, 孙红春, 白志英, 李存东
    棉花学报. 2024, 36(6): 486-498. https://doi.org/10.11963/cs20240053
    摘要 (101) PDF全文 (20) HTML (83)   可视化   收藏

    【目的】探究外源褪黑素(melatonin, MT)对盐胁迫下棉花生长发育的调控效应。【方法】以国欣棉9号为材料,采用室内盆栽方法,土壤含盐量为0.3%(质量分数),筛选出适宜的MT浓度后,设置4个处理:浇灌清水+喷施清水(CK)、浇灌盐水+喷施清水(S)、浇灌清水+喷施MT(MT)和浇灌盐水+喷施MT(MS),研究了不同处理下棉花的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量(用soil and plant analyzer development,SPAD值代表)、单株生物量、根冠比、抗氧化酶活性、活性氧含量以及渗透调节物质含量的变化,并对上述指标进行了相关分析。【结果】与CK处理相比,S处理显著降低棉花的株高、茎粗、叶面积、SPAD值、单株地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量、地上部干物质质量、地下部干物质质量,显著提高根冠比;在盐胁迫处理后期,S处理显著降低叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性,显著提高过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛的含量,显著降低可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量。与S处理相比,盐胁迫下叶片喷施200 μmol·L-1 MT(MS处理)可显著提高棉花的株高、茎粗、叶面积、SPAD值、单株地上部与地下部的鲜物质质量及地上部干物质质量,显著降低根冠比,显著提高SOD、POD和CAT活性,显著降低过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛的含量,显著提高可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量。棉株地上部干物质质量与株高、茎粗、叶面积、SPAD值、地上部鲜物质质量、地下部鲜/干物质质量、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量均呈显著正相关关系,而与超氧阴离子含量、丙二醛含量显著负相关。【结论】叶面喷施200 μmol·L-1 MT能够有效缓解高盐环境(土壤含盐量为0.3%)对棉花产生的氧化胁迫与渗透胁迫,促进棉花生长,提高耐盐能力。

  • 研究与进展
    丁科东, 李锐, 吕晴晴, 张艳军, 李振怀, 徐士振, 张冬梅, 代建龙, 李存东, 董合忠
    棉花学报. 2024, 36(6): 474-485. https://doi.org/10.11963/cs20240055
    摘要 (97) PDF全文 (28) HTML (85)   可视化   收藏

    【目的】研究适当推迟大豆播种时间对棉花-大豆间作系统生产力的影响。【方法】于2022年和2023年在山东省临清市开展大田试验,设置棉花单作(CM)、早播大豆单作(ESM)、晚播大豆单作(LSM)、棉花与早播大豆间作(C||ES)和棉花与晚播大豆间作(C||LS)共5个处理,比较研究了不同处理的植株农艺性状、叶面积指数、群体光合速率、作物产量、收获指数和土地当量比(land equivalent ratio, LER)等指标。【结果】间作利于减少吐絮期棉花单株烂铃数。与CM和C||ES处理相比,盛铃期和吐絮期C||LS处理的棉花叶面积指数显著提高,盛蕾期、盛花期和盛铃期C||LS处理的平均群体光合速率显著增大。C||LS处理的籽棉产量比CM处理显著提高11.8%~13.5%,其中边行籽棉产量显著提高21.4%~23.5%;比C||ES处理显著提高6.4%~9.4%,其中边行的籽棉产量显著提高12.9%~14.8%。C||LS处理的棉花生物产量比CM和C||ES处理分别提高14.6%~18.1%和8.1%~8.6%,其中边行棉花生物产量分别提高22.9%~31.3%和11.9%~21.2%。不同处理间棉花的收获指数无显著差异。不同处理的大豆产量表现为C||ES>C||LS>ESM>LSM。早播大豆的生物产量高于晚播大豆。C||LS处理的大豆收获指数最大。C||LS处理的LER比C||ES处理显著提高4.8%。【结论】适当推迟大豆播种期能够缓解棉花-大豆间作系统中大豆对棉花的竞争,进而提高棉花-大豆间作系统的生产力。

  • 研究与进展
    李港强, 吕廷波, 王久龙, 付鑫法, 刘一凡, 边梦寒
    棉花学报. 2024, 36(6): 513-524. https://doi.org/10.11963/cs20230058
    摘要 (89) PDF全文 (30) HTML (83)   可视化   收藏

    【目的】探究种植模式与灌溉定额对新疆南疆棉花生长、产量和纤维品质的影响。【方法】以新陆中67号为试验材料,2023年在新疆图木舒克市开展大田试验,设置2种种植模式:(66 cm+10 cm)宽窄行配置(M1)、76 cm等行距配置(M2);3个灌溉定额:3 600 m3·hm-2(W1)、4 500 m3·hm-2(W2)和5 400 m3·hm-2(W3)。比较不同处理下土壤含水率以及棉花株高、茎粗、叶面积指数、光合性能、产量、灌溉水利用效率和纤维品质的差异;并结合熵权逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)进行综合评价,筛选出最优处理。【结果】各处理在花铃期灌溉后0~30 cm土层土壤平均含水率增幅最大(12.18~15.13百分点),30~60 cm土层次之。相同灌溉定额下,灌溉后M2处理的0~30 cm土层土壤平均含水率高于M1处理。相同灌溉定额下,M2处理的株高、茎粗、叶面积指数均大于M1处理;相同种植模式下,棉花的株高、茎粗、叶面积指数均随灌溉定额增加呈增大趋势。花铃期M2W2处理的叶片净光合速率和叶片水分利用效率显著高于其他处理。M2W2处理的籽棉产量最高,较其他处理显著增加3.26%~17.70%,其灌溉水利用效率显著大于M1W2、M1W3和M2W3处理,M2W1处理的灌溉水利用效率最高。M2W2处理的纤维长度整齐度指数最大,上半部平均长度和断裂伸长率也较高。熵权TOPSIS法评价结果表明,M2W2处理的综合表现最优。【结论】在南疆地区采用灌溉定额为4 500 m3·hm-2的76 cm等行距种植模式能够较好地促进棉花生长发育,提升籽棉产量和纤维品质。

  • 研究简报
    李鹏飞, 刘富强, 冯宏祖, 郑艺翔, 武刚, 王兰
    棉花学报. 2024, 36(3): 255-266. https://doi.org/10.11963/cs20240022
    摘要 (89) PDF全文 (16) HTML (52)   可视化   收藏

    【目的】探明植保无人机喷施农药时添加助剂对雾滴沉积特性和棉蚜防治效果(防效)的影响。【方法】选用大疆T30植保无人机在棉花蕾期进行田间喷雾试验,比较添加6种助剂(牙克透、倍达通、植物三餐、农健飞、奇功和倍倍加)对39%螺虫·噻嗪酮悬浮剂的雾滴粒径、密度、覆盖率和沉积量及棉蚜防效的影响。【结果】与不添加助剂的对照相比,添加6种助剂均能提高棉花上部、中部和下部叶片上的雾滴密度、覆盖率和沉积量。添加倍倍加、倍达通处理的雾滴粒径、密度、覆盖率和沉积量均较大,棉株上部、中部和下部叶片上的雾滴密度、覆盖率和沉积量均显著高于对照处理。添加6种助剂的各处理在药后1 d、3 d、7 d和14 d对棉株上部、中部和下部棉蚜的防效均高于对照处理,其中,添加倍倍加处理的防效最好,倍达通处理次之。【结论】添加助剂倍倍加和倍达通可改善雾滴沉积特性,对棉蚜具有较好的防效,对39%螺虫·噻嗪酮悬浮剂防治棉蚜具有很好的增效作用。

  • 研究简报
    谢嘉, 陈学飞, 李永国, 金昌兵, 梁锦涛, 孙帅浩
    棉花学报. 2024, 36(4): 328-339. https://doi.org/10.11963/cs20240016
    摘要 (84) PDF全文 (30) HTML (57)   可视化   收藏

    【目的】 旨在解决高质量采棉要求下,采棉机对不同姿态和品级的棉花进行精确识别与定位的问题,提出了1种基于改进YOLOX的棉花检测方法YOLOX-Cotton。【方法】 YOLOX-Cotton使用YOLOX模型作为主体框架,包含识别模块和定位模块,并引入了CA(coordinate attention)模块和SIoU损失函数,以多种姿态、品级的棉花图片作为数据集,对其进行训练并测试。【结果】 YOLOX-Cotton模型的识别模块能够识别不同姿态和品级的棉花,且模型精确率、召回率和平均精度均值达到92.9%、86.8%和92.4%,与原YOLOX模型相比分别提升了5.2、5.5和6.1百分点。该模型的定位模块能够准确获得棉花的位置,测量结果均在田间试验验证结果的阈值范围内,所有样本的标准偏差均小于0.01。【结论】 YOLOX-Cotton能够有效解决采棉机在高质量采棉要求下对棉花的识别与定位问题,将为实现高质量采棉提供了有力的技术支撑。

  • 研究与进展
    吴奇峰, 忠智博
    棉花学报. 2024, 36(5): 385-395. https://doi.org/10.11963/cs20240008
    摘要 (84) PDF全文 (34) HTML (57)   可视化   收藏

    【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。

  • 研究简报
    范振岐
    棉花学报. 2024, 36(4): 320-327. https://doi.org/10.11963/cs20240012
    摘要 (80) PDF全文 (34) HTML (65)   可视化   收藏

    【目的】 探讨新疆阿拉尔垦区密植条件下不同模型对棉花株高的预测效果。【方法】 以株型差异较大的新陆中81号和塔河2号为试验材料,在阿拉尔垦区16 000株·hm-2密植条件下开展大田试验,用Python语言建立株高生长的逻辑斯谛(logistic)、冈珀茨(Gompertz)、理查德(Richards)方程和决策树机器学习预测模型,并对模型的预测精度进行分析。【结果】 Logistic、Gompertz和Richards模型中,新陆中81号株高的均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为8.38%、7.49%和7.52%,平均绝对误差(mean absolute error, MAE)分别为6.80%、5.79%和5.82%;塔河2号株高的RMSE分别为6.09%、4.77%和4.85%,MAE分别为4.52%、3.34%和3.36%。决策树机器学习方法中,新陆中81号与塔河2号株高的RMSE分别为6.91%和3.27%,MAE分别为5.04%和2.16%。Logistic、Gompertz和Richards生长方程以及决策树机器学习方法均能较好地预测密植条件下棉花株高的生长,但在预测精度上决策树机器学习方法总体上优于生长方程。【结论】 基于决策树的机器学习方法不需要用数理统计知识解释模型,训练模型需要的数据量也较少,模拟精度更高,在模拟棉花株高方面有一定优势,是对传统生长方程的有益补充。