科研产出
多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态
《棉花学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。
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出苗期遇雨对不同播种方式棉花出苗及产量的影响
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】黄河流域棉花一般采用播后覆盖地膜、齐苗后人工放苗的传统播种方式,但人工放苗费工费时;膜上播种可以减免放苗环节,在少雨的西北内陆棉区已经广泛应用,但能否应用于黄河流域棉区取决于出苗时遇雨是否会影响棉花出苗。研究明确降雨对不同播种方式棉花出苗及产量的影响,为黄河流域棉区选择简便适用的播种方式,促进棉花轻简化生产提供参考。【方法】2014—2015年以陆地棉(Gossypium hirsutium L.)品种K836为试验材料,采用裂区设计,以人工模拟降雨(0和10 mm)为主区,以露地直播(SWM)、播后覆膜(SBM)、膜上播种(SAM)和双膜覆盖(SDM)4种播种方式为裂区,在山东省临清市研究了降雨和播种方式对棉花出苗率、产量及产量构成的影响。【结果】降雨和播种方式对棉花出苗、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量均有显著的互作效应。未遭雨时,膜上播种和双膜覆盖的出苗率、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量与传统播后覆膜相当,露地直播则分别降低了13.6%、19.0%、13.3%、24.7%和27.7%;遭遇降雨时,膜上播种的出苗率、群体干物质、叶面积指数、单位面积铃数和产量分别降低了32.2%、43.1%、26.3%、25.8%和29.2%,露地直播分别降低了42.8%、55.8%、47.2%、35.0%和40.1%,而双膜覆盖的相关指标与传统播后覆膜相当或略好。【结论】出苗期遭遇降雨显著影响膜上播种棉花的出苗和生长,导致减产;双膜覆盖无论是否遭遇降雨都能达到播后覆膜的效果。根据当地生态条件,特别是播种期降雨概率选择适宜的播种方式是保证一播全苗、夺取高产的重要措施。
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基于集中收获的新型棉花群体结构
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：构建合理群体结构是实现棉花高产优质高效的重要栽培学基础。我国传统棉花群体结构主要有"高密小株类型"、"中密中株类型"和"稀植大株类型"3种,分别在西北内陆棉区、黄河流域棉区和长江流域棉区广泛应用,为实现棉花高产稳产发挥了重要作用。但进入新时期,传统群体结构不利于集中收获和提质增效的弊端凸显,探索新型棉花群体结构成为新时期棉花栽培学的重要研究内容。本文简要评述了传统棉花群体结构的主要特征和弊端;基于新时期轻简节本、提质增效的需要,提出了建立"降密健株型"、"增密壮株型"和"直密矮株型"3种适于集中收获的新型棉花群体结构替代传统群体结构的观点。在此基础上,重点论述了3种新型群体结构的主要指标和调控技术,对新型棉花群体结构的研究与发展趋势进行了展望。
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棉花Bax inhibitor-1影响内质网胁迫介导的细胞死亡的研究
《山东农业科学 》 2018
摘要：Bax inhibitor-1(BI-1)是调控内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress,ER stress)介导的细胞死亡的关键因子,在植物耐逆中具有重要作用。目前,棉花BI-1(GhBI-1)的耐逆功能及其调控细胞死亡的相关报道较少。在本研究中,采用ER stress专一性诱导毒素——衣霉素(tunicamycin,TM)对棉花幼苗进行胁迫处理,实时定量PCR结果表明,GhBI-1的TM诱导表达具有组织特异性,根GhBI-1对TM的响应更加强烈。通过TM抗性试验及细胞死亡的分析发现,GhBI-1的表达提高了拟南芥的TM抗性,减缓了ER stress介导的细胞死亡。此外,未折叠蛋白反应信号通路中的bZip60转录因子基因的表达受GhBI-1的调控。
关键词： Bax inhibitor-1 内质网胁迫 细胞死亡 棉花 拟南芥 衣霉素
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外源茉莉酸甲酯诱导的棉花防御对棉蚜及斜纹夜蛾发育的影响
《应用昆虫学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确外源茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Me JA)诱导的棉花防御对棉蚜Aphis gossypii及斜纹夜蛾Spodoptera litura发育的影响。【方法】采用4种浓度(0.5、1.0、2.0、4.0 mmol·L~(-1))的Me JA处理4片真叶期的棉苗,在处理后的1、3、5、7、15 d测定棉叶中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)的活性及总酚含量;选择2种浓度(1.0 mmol·L~(-1)、2.0 mmol·L~(-1))的Me JA处理棉苗,在处理后的棉苗叶片上接入棉蚜或斜纹夜蛾幼虫,记录并统计棉蚜若蚜的发育历期及单雌产蚜量、斜纹夜蛾幼虫的发育历期及幼虫重量的变化。【结果】不同浓度的Me JA处理后,棉苗POD、PPO活性及总酚含量均显著提高。0.5、1.0、2.0 mmol·L~(-1) Me JA处理棉苗5 d后,棉苗POD活性达到最高水平,分别为对照的4.11倍、5.71倍、4.74倍。4种不同浓度Me JA处理棉苗15 d后,棉苗POD活性均显著高于对照(P<0.05);4种不同浓度Me JA处理棉苗3 d后,棉苗PPO活性达到最高水平,分别为对照的1.7倍、2.1倍、2.16倍、2.71倍。2.0、4.0 mmol·L~(-1) Me JA处理棉苗15 d后,棉苗PPO活性均显著高于对照(P<0.05);0.5、1.0 mmol·L~(-1) Me JA处理棉花15 d后,棉苗总酚含量达到最高水平,分别为对照的1.73倍、1.58倍。2.0、4.0 mmol·L~(-1) Me JA处理棉苗7 d后,棉苗总酚含量达到最高水平,分别为对照的1.6倍、1.7倍;1.0、2.0 mmol·L~(-1) Me JA处理棉苗后,棉蚜若蚜的发育历期均为对照的1.07倍;棉蚜单雌产蚜量比对照减少20%、39.4%。斜纹夜蛾幼虫的重量比对照减少12.7%、34.2%;幼虫的发育历期为对照的1.22倍、1.25倍。【结论】4种浓度的外源Me JA处理均可显著提高棉花主要防御酶的活性及总酚含量,外源Me JA诱导的棉花防御对棉蚜、斜纹夜蛾的发育具有显著的抑制作用。
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棉花轻简化栽培关键技术及其生理生态学机制
《作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：棉花轻简化栽培是指采用现代农业装备代替人工作业、减轻劳动强度,简化种植管理、减少田间作业次数,农机农艺融合,实现棉花生产轻便简捷、节本增效的耕作栽培方式和方法。本文对轻简化栽培内涵、关键技术内容和相关生理生态学机制进行了总结性评述。实现棉花生产的轻便简捷、节本增效,依赖于轻简化栽培的关键技术,包括精准播种或轻简育苗技术,经济施肥技术、节水灌溉技术、集中成铃技术等。单粒精播的壮苗机制在于棉花种子萌发出苗时,其弯钩形成关键基因HLS1与COP1和下胚轴伸长关键基因HY5与ARF2的差异表达;密植减免整枝机制在于密植引起棉株激素合成代谢相关基因差异表达,抑制了叶枝的生长;轻简栽培棉花的丰产稳产机制在于棉花产量构成、生物量和经济系数的适应性协同;依据适宜叶面积指数及其动态,适宜株高、节枝比和棉柴比等量化指标,可以有效塑造高光效群体,实现优化成铃和集中成铃与采收;轻简施肥的依据在于棉花对肥料N的吸收集中在开花后20 d以内,初花肥利用效率最高且主要分配到生殖器官;分区灌溉节水机制在于部分根区灌溉诱导地上部合成茉莉酸,茉莉酸又经韧皮部运至灌水侧根系,增强了该侧根系的吸水能力,提高了水分利用率。展望未来,应在深入研究轻简化植棉生理生态学规律的基础上,进一步改革和优化种植制度,创新关键栽培技术,研制新的物质装备,促进农艺技术和物质装备高度融合,为轻简化植棉提供更加有力的理论和技术支撑,推动棉花生产的可持续发展。
新疆棉花高产简化栽培技术评述与展望
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：近20年来,新疆产棉区采取"促早栽培,向‘温’要棉;密植矮化,向‘光’要棉;水肥一体化,向‘水肥’要棉;农机农艺融合,向‘轻简化’要效益"的技术途径,通过机械代替人工大幅度减少人工投入,膜上精量播种免除放苗、定苗,合理密植配合化学调控实现简化整枝与集中收花,节水灌溉与水肥一体化实现节本增产增效,关键农艺技术与物质装备有机结合和综合运用,既保证了高产甚至超高产,又实现了轻简化,较好地解决了高产与简化的矛盾,使得以新疆为主的西北内陆棉区成为全国平均单产最高的优势棉花产区。展望未来,为保障棉花持续高产高效,今后新疆棉花栽培的技术途径须与时俱进,一方面由"向温、向水要产量、要效益",转变为"向光、向水肥一体化、向农艺技术与物质装备高度融合要产量、要品质、要效益";另一方面棉花栽培管理要改过去"三分种、七分管"为"七分种、三分管"。要通过棉田综合调控建立棉花高光效群体,提高群体光能利用率,协同提高棉花产量和品质;重视种子品质、提高播种质量,在"种"的环节多下功夫,减少管理环节,进一步节本增效;加强新疆棉花高效轻简化栽培的基础理论创新,为新疆棉花可持续发展提供理论支撑。
黄河流域棉花轻简化栽培技术评述
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：黄河流域棉区是中国三大主要产棉区之一,改进栽培技术,对促进该区棉花生产可持续发展具有重大的战略意义。首先,文中分析了当前黄河流域棉区棉花栽培管理技术存在的主要问题,包括棉田种植制度和种植模式多样化对棉花轻简化和机械化生产的阻碍;棉花生产规模小,组织化程度低,难以获得规模效益;棉花管理复杂繁琐,机械化程度低、用工多,但随着城市化进程加快,农村劳动力数量减少、质量降低,难以支撑劳动密集型的传统精耕细作栽培,棉花生产投入大、效益低的问题成为黄河流域棉花生产可持续发展的主要障碍。作者认为实行轻简化栽培是提高黄河流域棉花竞争力水平、促进棉花生产可持续发展的重要途径。其次,回顾了棉花轻简化栽培技术形成和发展历程,对现行的棉花轻简化栽培的关键技术进行了总结性评述,重点论述了实现棉花生产轻便简捷、节本增效的主要技术措施,包括精准播种、轻简育苗、简化整枝、集中成铃、轻简施肥和节水灌溉等。最后,提出了进一步完善和发展轻简化植棉技术,促进棉花轻简节本、提质增效的设想。为实现更高层次的轻简化栽培,应进一步突出播种和采收2个环节,减少并进一步简化管理环节;要优化种植制度和种植模式,为推行机械化生产创造条件;要提升精准播种技术水平,确保一播全苗;继续研制新型肥料及其施用技术,进一步简化施肥和提高肥料利用率;加快选育适宜轻简化栽培、机械化收获的棉花品种,因地制宜地发展棉花采收机械化。在继续创新轻简化栽培关键技术的同时,还要加强良种良法配套、农机农艺融合。可以预见,在不远的将来,黄河流域棉花轻简化丰产栽培技术体系将得到进一步提升和完善,为棉花生产振兴和可持续发展发挥重要作用。
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