高品质棉纤维品质形成特点及关键栽培技术调优研究

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中文摘要：本文在分析棉纤维品质的现状及主要存在问题、纤维品质的可调性、产量与纤维品质、关键栽培技术与纤维品质、区域温光因子和纤维品质、棉纤维品质形成、内源激素诱导及源库关系和纤维品质的基础上，通过2003-2004年试验，观察了高品质棉陆地棉渝棉1号和科棉1号的纤维发育及品质形成特点，研究了关键栽培技术如密度、氮磷钾配比和缩节安化控等对高品质棉科棉1号纤维品质的调节效应，分析了氮磷钾配比对伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维品质形成的影响，探讨了氮磷钾配比影响纤维品质形成的生理机制，比较了江苏不同生态区温、光因子对纤维品质的影响效应，提出了高品质棉纤维品质调优的关键栽培技术。 1.以一般品质棉花品种苏棉16为对照，研究了高品质棉渝棉1号、高品质Bt棉科棉1号的纤维品质形成特点及内源激素的诱导。结果表明，与苏棉16相比，科棉1号和渝棉1号纤维快速伸长期略长，快速伸长期内的日增长速率较高；比强度快速增长期较短，但在快速增长期内的日增长速率较高；科棉1号较早进入单位长度纤维重量快速增重期，在快速增重前期的增重速率较高，在快速增重后期的增重速率较低，渝棉1号在整个快速增重期内的增重速率较高；纤维素含量随着花后天数呈增加趋势，17d内的日增加速度较低，17d后速率明显加快，至花后24d呈直线上升趋势，到花后45d时纤维素含量基本稳定。与苏棉16相比，渝棉1号和科棉1号花后IAA含量较高；花后17dABA含量较高，花后24d的ABA/IAA较高，说明不同基因型纤维发育和品质形成过程的差异与其纤维细胞内的激素变化有关。 2.关键栽培措施对科棉1号皮棉产量和纤维品质影响的研究结果表明，种植密度、氮肥、氮磷钾配比和缩节安化控等关键栽培措施对皮棉产量和纤维长度、断裂比强度、麦克隆值等关键品质指标都有显著的影响。即使在较低密度条件下(22500和37500株.hm-2)，不同密度的纤维品质也存在较大的差异。纤维长度、比强度和麦克隆值有随密度的增加而下降的趋势，22500和37500株.hm-2两个密度差异显著，37500、52500和67500株.hm-2三个密度间的差异较小。随着氮肥施用量从225kg.hm-2增加到375kg.hm-2，皮棉产量、纤维长度、比强度和麦克隆值有增加的趋势。与不施磷钾肥(1∶0∶0)相比，氮磷钾配比1∶0.4∶0.8和1∶0.6∶1.2处理的皮棉产量、纤维长度和比强度明显增加，但氮磷钾配比进一步提高1∶0.8∶1.6时，纤维长度和比强度增加不明显甚至出现下降趋势。麦克隆值年度间变化较大，在2004年正常年份条件下，随着氮磷钾配比从1∶0∶0增加到1∶0.6∶1.2，麦克隆值呈逐渐增加趋势，但当氮磷钾配比继续增加到1∶0.8∶1.6时，纤维麦克隆值呈下降趋势。在化控2-3次条件下，能够获得质量较高的纤维。在正常年份条件下，种植密度37500株.hm-2，施氮量375kg.hm-2，氮磷钾配比1∶0.4∶0.8-1∶0.6∶1.2、化控2-3次有利于获得较高的皮棉产量和整体较好的品质，伏桃和早秋桃纤维长度和比强度均能达到高品质棉标准，但麦克隆值较高。下一步研究的重点应当围绕如何优化麦克隆值进行。 3.分析了不同氮磷钾配比对科棉1号伏前桃、伏桃、早秋桃和晚秋桃纤维品质形成过程的影响。结果表明，在纤维伸长前期(伏前桃3-17d、伏桃3-10d、早秋桃3-17d和晚秋桃3-10d)和后期(伏桃24-38d、早秋桃24-38d和晚秋桃17-38d)以氮磷钾1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8处理的纤维伸长速率较高，1∶0.8∶1.6和1∶0∶0处理的纤维伸长速率较低。而伏前桃17-31d、伏桃10-24d、早秋桃17-24d和晚秋桃10-17d纤维长度增长速率变化比较复杂，在1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8配比条件下，纤维伸长速率并不高。氮磷钾配比1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8条件下的成熟纤维的长度明显高于1∶0.8∶1.6和1∶0∶0。纤维比强度，在1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8条件下，伏前桃花后10-17d、伏桃10-17d和24-38d、早秋桃10-17d和31-38d、晚秋桃10-17d和31-38d内的增长速率较高，最终1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8处理的纤维比强度高于1∶0.8∶1.6和1∶0∶0处理。单位长度纤维重量方面，在1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8条件下，伏前桃10-17d和24-38d、伏桃17-31d、早秋桃10-17d、24-31d和38-45d、晚秋桃10-24d和31-38d内的增长速率高于1∶0.8∶1.6和1∶0∶0处理，最终单位长度纤维重量也较高。 4.探讨了科棉1号在不同氮磷钾配比条件下棉铃对位叶生理活性(叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和蔗糖磷酸合成酶等)、铃壳干物重的积累动态变化、纤维生理活性(可溶性糖、可溶性蛋白、蔗糖合成酶、过氧化物酶、IAA氧化酶、IAA和ABA含量等)随花后天数的动态变化，分析了其与纤维伸长、次生壁增厚和纤维品质形成的关系。结果表明，1∶0.6∶1.2和1∶0.4∶0.8处理棉铃对位叶在花后3d、17-31d具有很高的叶绿素含量，花后17d前后保持着较高的可溶性蛋白含量，花后17-24d可溶性糖含量也较高，花后17d和31d蔗糖磷酸合成酶保持较高的活性；铃壳中干物质保持较高的转运率；纤维中较快的可溶性糖转化，较为适宜的过氧化物酶、IAA氧化酶、IAA和ABA变化动态和较高的蔗糖合成酶活性是纤维长度增加、比强度提高和次生壁增厚的生理机制。 5.研究了高品质棉科棉1号在邳州、淮安、扬州和启东等四个不同生态区纤维的品质特点。结果表明，纤维品质总体表现为，从北向南随着纬度的降低，纤维长度、伸长率有降低的趋势，比强度和麦克隆值增加，长度整齐度有提高的趋势，反射率和纺纱均匀度的变化缺乏规律性。品质在年度间的差异明显。对照高品质棉纤维长度30.00mm以上，比强度33.0cN.tex-1以上，麦克隆值3.7-4.5的标准，在正常年份条件下，邳州、淮安和扬州纤维长度达到高品质棉标准，启东接近高品质棉标准；四地伏桃和早秋桃纤维比强度均达到或超过高品质棉标准，但麦克隆值偏高。优化麦克隆值是高品质棉纤维品质进一步改善的重点。通过逐步回归法进一步研究了最高温度、最低温度、日均温、日照时数、15℃以上有效积温以及气温日较差等温、光指标对纤维品质的影响，并建立了相应的回归方程。方程模拟结果显示，四地温光因子存在显著的差异。影响纤维长度的主要是气温日较差，适当较高的气温日较差能够提高伏前桃、伏桃和晚秋桃的纤维长度。伏前桃和早秋桃比强度主要受最高温度的影响；伏桃比强度主要受日照时数和气温日较差的影响，较大的昼夜温差和较长的日照时数均能促进纤维比强度的增加。晚秋桃则主要受最高温度和气温日较差的调控，两者对纤维的作用具有协同效应，最高温度较高、气温日较差较大利于纤维比强度的增加。影响伏前桃麦克隆值的主要是最低温度和日均温，最低温度降低、日均温升高具有降低麦克隆值的作用。对伏桃和早秋桃纤维麦克隆值影响有明显影响的因子是日照时数，较低的日照时数利于麦克隆值的降低。影响晚秋桃麦克隆值的因子主要是气温日较差，较高的气温日较差具有降低麦克隆值的作用。6.提出了高品质棉优质高产的关键控制技术，即根据江苏不同生态区温、光条件优化高品质棉种植布局，根据高品质棉纤维品质形成特点，优化关键栽培技术，实现高品质棉优质高产。高品质棉的种植应适当向苏中北部和苏北地区，特别是苏北地区相对集中，实现高品质棉“南棉北移”；选择适宜密度(37500株.hm-2)，提高产量稳定性；稳定施氮量(375kg.hm-2)、适量增施磷钾(氮磷钾配比1∶0.6∶1.2-1∶0.4∶0.8)；适时适量科学化调(缩节安蕾期、初花各15、30g.hm-2或蕾期、初花、盛花各15、30、45g.hm-2)，实现优质高产。

作者：

周桂生

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关键词：

高品质棉纤维品质形成关键栽培技术生理机制不同生态区

授予学位：

博士

学科专业：

作物栽培学与耕作学

导师：

封超年

学位年度：

2006

学位授予单位：

扬州大学

语种：

中文

中图分类号：