棉花
通过筛选鉴定早熟机采棉新的品系、品种，以确保机采棉花品质、产量稳定提高。2019、2020年在新疆生产建设兵团第七师农科所设定试验区，选择12个机采棉品种进行农艺性状对比试验。结果表明，‘石大棉268’、‘H1537’、‘金垦1861’和‘新石K33’生育期最短<120 d；第一果铃高度≥18.0 cm的有10个品种，吐絮期整齐度在2、3级。机采性状综合排名‘石大棉268’第一，子棉单产、皮棉单产、霜前皮棉单产均优于其他品种，与对照品种相比分别增加了7.2%、19.2%、25.1%，霜前花率达到99.2%；其次是‘新农早129’，子棉单产、皮棉单产、霜前皮棉分别比对照品种增产6.0%、14.7%、16.3%。‘石大棉268’、‘新农早129’两个品种的机采性状及棉花品质表现最佳，符合本研究区的机采要求。
研究旨在明确减施氮肥与有机肥替代部分化肥对连作棉田土壤氮素分布、氮肥利用效率与棉花产量的影响，结合农田现状为优化施肥方案提供理论依据。本试验于2021年在石河子大学二连农试场多年连作棉田上进行，设置常规施氮量(CF，360 kg/hm2)、减少常规施氮量8%、16%、24% (CF-8%、CF-16%、CF-24%)、施用有机肥等量替代常规施氮量8%、16%、24% (8%OF、16%OF、24%OF)与不施肥(CK) 8个处理。结果表明：氮肥贡献率、氮肥农学利用率、干物质积累量、产量构成及产量随化肥的减施与有机肥替代比例的增大先增加后下降，CF-16%氮肥农学利用率、氮肥偏生产力较CF显著提高，增产率达6.22%；除单株结铃数外有机肥替代处理各项指标均显著高于CF，16%OF增产率最高，为17.96%。CF-16%与CF-24%残留在0~60 cm土层中的铵态氮与硝态氮含量较CF显著减少，20~60 cm土层中硝态氮含量随着有机肥替代比例的增大显著降低，其中16%OF 0~20 cm硝态氮含量与24%OF 0~20 cm铵态氮含量较CF显著增加。综上，优化施氮量CF-16%表现最优；从减少深层土壤氮素累积与提高棉株氮肥利用来看，16%OF为最佳有机肥替代比例。
引发技术是促进棉花种子萌发、幼苗生长与抗逆性的重要手段。总结了近年来，种子引发在提高棉花耐旱性、耐寒性、耐盐性与抗病性等抗逆性以及促进棉花产量方面的应用效果，并从形态、生理以及分子角度分析归纳了不同引发技术对棉种的作用机制，最后对棉种引发的发展进行了讨论与展望。
分析了目前国际国内形势复杂变化的情况下，发展长江流域机采棉产业的现状和必要性，明确了长江流域发展机采棉的优势，分析了机采棉推广面临的问题与挑战，探讨了长江流域机采棉发展的战略。对以下几个方面提出合理化建议：长江流域机采棉发展区域化优化布局；充分利用本区域冬闲田发展小麦、油菜作物；在长江流域两湖（洞庭湖、鄱阳湖）两江（长江、汉江）近700000 hm2滩涂旱地宜棉区扩大种植棉油（麦）双直播双机采；形成以棉增油、棉油双稳的格局。
为探究气候变化对且末县棉花发育期和产量的影响，利用新疆且末县国家基准气候站1961—2021年气温、降水量以及日照时数等资料，结合棉花发育期和产量资料，采用线性倾向法、气候趋势率等方法，对且末县气候变化特征及其对棉花发育期和产量影响进行分析。结果表明：1961—2021年，且末县棉花生长季平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm平均地温呈线性上升趋势；降水量以及≥10℃积温和日数呈微弱增加趋势，日照时数呈现减少趋势；7—8月最高温度及高温持续日数呈显著升高趋势。且末县初霜日出推后，终霜日提前，无霜期日数显著增多。棉花出苗期至开花期与生育期内的气温和地面温度呈负相关关系，吐絮期至收获期与气温和地面温度呈正相关关系。且末县棉花伏桃数与平均最低气温和≥10℃积温为呈正相关，棉花产量与气温、日照时数和5 cm地面温度呈正相关关系。气候变化背景下且末县棉花播种至开花期提前，吐絮期和收获期推迟，全生育期延长。且末县棉花生长季热量资源的增加总体有利于棉花产量及品质的提高，但应注意夏季气温过高对棉铃发育的不利影响。
农业高效节水服务是推动农业节水工程可持续利用的重要手段。基于新疆南疆、北疆和东疆地区的2028户棉农的实地调查数据，利用二元Logistic回归模型，从地域差异视角和棉农特征视角分析了棉农对农业高效节水服务的行为选择与路径。研究结果表明，政府推广服务影响棉农选择农业高效节水服务的行为在南疆、北疆和东疆地区的显著性依次减弱；户主年龄、受教育程度和家庭劳动力比重对棉农选择农业高效节水服务行为的影响不显著；户主节水技术经验、耕地细碎化程度、灌溉用水保障率和节水灌溉服务组织数对棉农选择农业高效节水服务行为具有显著性影响，且影响程度较大。最后提出提升水资源保障率、加强小农户土地规模化经营、增加农业高效节水服务组织供给3个方面的路径。
通过探究棉秆及其生物炭还田对棉田土壤理化性质、硝态氮淋洗及水氮利用率的影响，为干旱区农业资源的合理利用及土壤地力提升提供理论依据。本研究在前期已连续开展了2年（2019—2020年）棉秆及其生物炭还田的基础上进行，试验设置4个处理：不施氮(N0)、施氮(N360)、施氮+秸秆(N360ST)和施氮+生物炭(N360BC)；其中氮肥用量为360 kg/hm2，棉花秸秆用量为6 t/hm2，生物炭用量为3.7 t/hm2（与棉花秸秆等炭量）。结果表明：与N0处理相比，N360、N360ST和N360BC处理显著增加土壤孔隙度、全氮、硝态氮淋洗量、棉花株高、总生物量、氮素吸收、籽棉产量和灌溉水利用率；显著降低土壤pH和水分淋洗量。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理显著增加土壤总碳、速效钾、速效磷和碳氮比的含量，N360ST处理土壤水分淋洗量和硝态氮淋洗量分别较N360处理增加33.00%和40.16%，而N360BC的硝态氮淋洗量较N360处理降低40.06%。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理显著增加棉花总生物量、氮素吸收和籽棉产量；N360ST和N360BC处理灌溉水利用率和氮肥利用率分别较N360处理增加4.24%、11.53%和15.70%、44.58%。棉秆和生物炭还田改变了土壤结构，显著提高土壤养分，降低硝态氮淋洗量的同时，提高氮素吸收量，从而增加籽棉产量和提高水氮利用率。
为明确膜下滴灌模式下棉花光合特征参数对干旱的响应程度及其关键阈值，针对花铃期棉花开展4种不同水分梯度的持续干旱胁迫模拟试验，分析棉田干旱发生发展过程中，棉花叶片光合特征参数的响应变化规律及其影响阈值。结果表明：干旱胁迫10 d后，不同水分梯度处理棉田进入了不同程度的干旱发展过程。干旱胁迫初期，棉花叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)呈现大幅度下降趋势；随干旱胁迫时间延长，各参数数值差异趋于稳定，说明棉花在面对持续干旱时通过调整光合速率来提高抗旱适应性。棉花光合特征参数因干旱影响而显著降低时的临界土壤相对湿度为46%~52%、相应的叶片含水率为70.8%~71.3%。随着干旱发生发展，叶片光合作用由气孔限制转向非气孔限制时的土壤湿度为41%±1%，相应的叶片含水率为66.1%±0.3%。研究结果可为滴灌模式下绿洲棉田干旱发生程度判识以及选择不同时间节点采取不同程度复水措施提供参考依据。
本实验旨在筛选出能有效防治棉花枯萎病的植物生长调节剂与杀菌剂组合，并探究其增效机理，为植物生长调节剂与杀菌剂互作防治棉花枯萎病提供技术指导和理论依据。通过室内毒力测定挑选EC50最小的2种杀菌剂；通过种子活力和分生孢子萌发实验确定植物生长调节剂的最适浓度；两者混用进行室内盆栽试验，测定两者互作的防治效果及增效作用；通过qRT-PCR测定茉莉酸(jasmonic acid，JA)和水杨酸(salicylic acid，SA)途径相关基因在棉花中的表达量。试验结果发现，5种杀菌剂中多菌灵和萎锈灵的EC50最小，对枯萎病菌的毒力最强，EC50分别为13.894 mg/L和29.566 mg/L；综合苄氨基嘌呤和萘乙酸2种植物生长调节剂对种子活力的影响和对枯萎病菌分生孢子萌发的影响，得到其最适防治浓度分别为5 mg/L和50 mg/L。杀菌剂与植物生长调节剂互作防治棉花枯萎病效果最好的为苄氨基嘌呤与多菌灵组合，防效可达80.95%，且具有显著增效作用；qRT-PCR结果显示，JA和SA途径相关基因在药剂处理的棉花中的相对表达显著增加。综上所述，植物生长调节剂与杀菌剂互作中苄氨基嘌呤与多菌灵组合可对棉花枯萎病进行有效防治，其可通过诱导棉花启动自身的JA和SA防御途径增强对棉花枯萎病的防治效果。
棉花是中国主要的经济作物，分布区域广，生产周期长，受生态逆境胁迫影响大。培育和筛选抗逆性强的棉花品种是减少逆境灾害的主要途径，而研究棉花品种的抗逆性鉴定技术和标准是至关重要的基础工作。归纳了近年来国内外作物抗逆性鉴定的基本方法，分析了棉花干旱、渍涝、盐碱、高温热害和低温冻害冷害等5种常发易发非生物逆境（生态逆境）抗逆性鉴定的鉴定时期、鉴定方法、鉴定指标和抗逆性判定级别等，总结了抗逆性鉴定标准制定和标准体系建立的基本原则、框架和内容等。提出了进一步研究的基本思路，主要包括：研究基于光谱/高光谱等新技术的快速便捷无损抗逆性鉴定、复合逆境下抗逆性鉴定、利用分子生物学手段直接找出相关抗逆基因并以此来进行抗逆性鉴定等技术。
为了解玛纳斯县棉花生产技术效率及其影响因素，运用DEA模型对2020年新疆玛纳斯县350户棉农的投入产出数据进行了生产技术效率的测算，并利用Tobit模型实证分析了影响玛纳斯县棉花生产技术效率的因素。结果表明：2020年玛纳斯县棉花平均生产技术效率为82.50%，各乡镇棉花生产技术效率最大值为100%，最小值为35.40%。从实证结果来看棉花生产技术效率受到补贴金额、机械化水平、是否参加技术培训、每公顷棉花收益、是否加入合作社、受教育水平、种植规模和是否外出务工的影响。由此得出结论，要提高玛纳斯县棉花生产技术效率应从以下几个方面入手：（1）转变棉花生产方式，助力棉花产量质量提升；（2）加大棉花目标价格补贴力度，继续深化目标价格补贴政策改革；（3）适度规模经营，实现生产要素最优配置；（4）加大对棉农的技术培训指导力度。
为评价有机无机复混液体肥对棉花产量与品质的影响，研究有机无机复混液体肥与化肥对棉花产量与部分纤维品质的影响。统计试验田（施用有机无机复混液体肥）与对比田（施用化肥）棉花产量，并测定其品质。在产量方面，试验田棉花产量低于对比田，但差异不显著(P>0.05)；在品质方面，试验田棉花纤维长度、衣分均高于对比田，较对比田棉纤维和衣分平均增加5.03%、1.19%，试验田与对比田的棉花马克隆值无统计学差异(P>0.05)。2种肥料在不同示范区对棉花马克隆值和公制支数的差异不同，在新湖县和106团，施用复混肥棉纤维马克隆值低于常规施肥，而在乌苏县高于常规施肥；马克隆值与公制支数呈负相关关系，影响与马克隆值相反。有机无机复混液体肥能满足棉花生产需要，相比常规施肥籽棉产量略低，但可以增加衣分，对皮棉产量的影响小；其次可适当增加棉纤维长度，提高棉纤维品质。
为明确干物质积累、转运与产量性状对密度与行距差异的响应机制，促进棉花品种推广与种植技术革新。以‘中棉所641’为试验材料，采用76 cm等行(SP)与(66 cm+10 cm)宽窄行(DP)种植模式，设3个种植密度，分别为Ⅰ：低密度12万株/hm2；Ⅱ：中密度18万株/hm2；Ⅲ：高密度24万株/hm2。应用Logisitic曲线方程，进行数据分析。SPⅡ处理棉花∆T（生物量快速积累持续期）在2020、2021年分别为54.7 d和55.6 d。其2020、2021年营养器官干物质快速积累持续时间分别为33.3天和38天，最大积累速率均为1.13 g/（株·d），高于其他处理。2020、2021年生殖器官干物质快速积累持续时间分别为35.26 d、25.79 d，最大积累速率均为1.05 g/（株·d）。2 a试验数据均显示，SPⅡ处理棉花花前、花后单株干物质转化量最高。2020、2021年SPⅡ处理籽棉产量分别为5359.48、5151.00 kg/hm2，单株成铃数均为6.12个。产量对行距差异的响应程度强于密度差异。18万株/hm2等行距种植模式有利于棉花充分利用光热资源，促进干物质积累与转运，提高籽棉产量。
为了解‘冈0996’产量潜力，确定产量与其构成因素关系，确定影响高产栽培的主要因素。以2016、2017年长江流域中熟组棉花区试和2018年长江流域中熟组生产试验中数据为基础，利用变异系数法、高稳系数法、相关性分析及通径分析等对‘冈0996’稳产性、丰产性、产量及其构成因素进行分析。结果表明，‘冈0996’产量综合表现好，稳产性、丰产性好，具有高产的潜力。‘冈0996’增产点率高达91.50%，表现出较好的环境适应性。相关性分析和通径分析结果表明铃数较其他产量构成因素对皮棉产量产生直接效应最大，且通过其他产量构成因素对皮棉产量产生间接效应值最大。‘冈0996’具有强的稳产性，丰产性好、适应性强特点，在生产中要统筹好铃数与密度之间的矛盾，合理的种植密度，力争保证单株铃数，稳定单铃质量，确保衣分是实现高产的主攻途径。
为解决新疆棉花生长前期易受低温冷害气候影响造成的种植密度偏低、产量下降。试验以‘农大棉4号’为材料，采用裂区试验设计，主区种植密度设2个处理：19.2万株/hm2(M1)和14.4万株/hm2(M2)，副区缩节胺喷施时间设延迟4个处理：0天(D0)、3天(D3)、6天(D6)、9天(D9)，研究不同低密度条件下，缩节胺喷施时间对棉花光合特性及产量的影响。结果表明：延迟缩节胺喷施时间减弱了其对棉花生长的抑制作用，可更好发挥棉花单株优势，塑造不同株型，使叶面积指数增加9.19%~45.34%，SPAD值减少1.28%~5.03%，净光合速率减少5.18%~15.75%，伏桃增加4.66%~18.53%；而种植密度的减小使叶面积指数减小24.42%，SPAD值增加2.66%，净光合速率增加5.57%，药后20天吐絮率增加8.59%，单株结铃数增加22.98%，籽棉产量由大到小依次为：D3>D6>D0>D9。因此，在低密度19.2万株/hm2和14.4万株/hm2下，建议缩节胺喷施时间应分别推迟3天和6天，可更好发挥棉花单株优势，避免产量下降，实现稳产。
为了研究脱叶催熟剂欣噻利对棉花产量影响及其应用效果，本试验设计了2个播种密度、2个施用量，对棉花产量、脱叶率、开絮率、纤维品质进行比较分析。结果表明：密度为112500株/hm2、用量2700 mL/hm2处理霜前皮棉、籽棉总产最高；密度为82500株/hm2、用量1800 mL/hm2处理衣分最高；欣噻利对各处理的子指、株高、第一果枝高度、果枝数无明显影响。脱叶方面，密度为82500株/hm2时，各处理脱叶效果较好，上部、中部叶片脱叶率达到100%；112500株/hm2各处理脱叶率92%以上。催熟方面，密度为82500株/hm2时，各处理的开絮率整体高于112500株/hm2。欣噻利对棉花纤维品质有一定影响，主要表现为上半部平均长度、断裂比强度略有下降。综合来看，棉花脱叶催熟剂欣噻利的应用效果较好，在机械化采收前或秋季棉花旺长不能正常成熟时，可以及时适量使用。
为评价沙雅县棉田土壤质量状况，并探讨棉田土壤盐渍化与其土壤质量的相互关系，促进棉田可持续生产。以沙雅县4乡镇主要植棉区为研究对象，测定其土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷、盐分总量和容重等6项理化指标，计算土壤综合肥力指数（IFI），再基于M-SQR确定棉田土壤质量分级。结果表明：沙雅棉田养分指标含量适中，土壤容重偏大；有30%的样地呈不同程度土壤盐渍化，土壤盐分与土壤多数养分指标呈负相关；根据评分结果，棉田综合肥力指数可划分出5级水平；相比IFI评级，SQR中Ⅲ级以上的样点量减少了31.37%，而低级土壤质量样点增加了16个；盐碱斑地块、沙斑地块和芦苇斑地块的土壤质量均为Ⅴ级；中部棉区相比南部和北部棉区的土壤质量状况较好。评价结果表明M-SQR评价模式具有一定的可靠性。土壤盐渍化抑制土壤养分的积累，是影响土壤质量的限制因素。各样点评价结果在空间分布上存在区域性差异。本研究可为区域内棉田土壤盐渍化的改良工作提供良好的治理思路，并且能够服务于棉田土壤质量的管理。
为明确脱叶剂喷施时间、频次对不同海岛棉品系脱叶、吐絮、产量性状及纤维品质的影响，以品系ZX102和ZX113为试验材料，采用三因素完全随机试验，设置3个喷施时间，2种喷施频次，分析不同海岛棉品系对不同处理的响应。结果表明：使用脱叶剂能明显提高脱叶率，吐絮率为40%和50%下两品系药后15 d左右时脱叶率已达90%且显著高于清水对照(P<0.05)；吐絮率40%和50%下使用脱叶剂使两品系马克隆值、上半部平均长度、比强度有所降低，表现为：CK>T2>T1，其中40%时T1处理的马克隆值显著低于CK(P<0.05)，不同处理下两品系铃重和籽指表现为：CK>T2>T1，其中40%时T1处理的铃重显著低于CK(P<0.05)。在海岛棉机械采收实践中，为保证产量和纤维品质，当田间吐絮率50%时可采用T2喷施方式来实现。
为了提高棉花种质资源的利用效率、增加骨干亲本的遗传多样性，对114份资源材料进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。衣分、单铃重和马克隆值的变异系数较大，整齐度的变异系数最小；子指的遗传多样性指数最大，伸长率的遗传多样性指数最小；主成分分析的前3个因子累计贡献率达到83.91%；单铃重与衣分和子指均为极显著正相关，衣分与子指为极显著负相关，纤维品质性状之间均为正相关关系，子指与纤维品质主要表现为负相关，单铃重和衣分与纤维品质表现为显著的正相关；聚类分析将供试材料分为3个大群，第I大群主要为彩色棉品种；第II大群为纤维品质优异、产量性状一般的材料；第III大群的产量和纤维品质综合表现较好。本研究明确了各类材料的典型特征，为材料的高效利用和亲本选择提供一定参考。
为明确追施不同氮肥量对陆地棉SPAD值及干物质积累与分配的影响，在南疆巴州地区以当地主栽品种‘巴43541’为材料，设置4个追施氮肥水平，分别为不追施氮(N0)、减施50%常规追施氮肥(N1)、常规追施氮肥(N2)、增施50%常规追施氮肥(N3)，分析不同追施氮肥量对叶片SPAD值、干物质积累与分配、产量以及氮肥利用的影响。结果表明，减施50%追施氮肥量能增加陆地棉各生育期的SPAD值和SPAD积累值，且生殖器官干物质转化比例最高为60.53%，产量为6581.32 kg/hm2，相比于其他处理增产1.4%~16.5%，氮肥偏生产力和氮肥农学利用率均显著高于其他处理。减施50%常规追施氮肥处理较其他处理增产虽然不显著，但是能够显著增高氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率，可考虑在生产实践中应用。
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