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《南京农业大学》 2004年
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棉铃发育及纤维品质形成的生态效应与模拟研究

马富裕  
【摘要】:深刻理解生态因子对棉铃干物质积累与分配及纤维品质形成的影响,定量研究棉铃发育及纤维品质形成是棉花生长模拟研究的重要内容,对指导棉花高产优质栽培和品质生态区划具有重要的理论价值和实践意义。本研究以系列生理生态试验为依托,综合运用生长分析、生理生化测试以及数理统计分析等手段,明确了不同品种棉铃增重及品质形成与气温、光照、氮素营养、土壤水分的关系,构建了基于生理发育时间的棉铃干物质积累与分配、纤维品质形成和铃重及纤维品质空间分布的模拟模型。研究结果为发展和完善棉花生长和产量形成的模拟模型及实现精确发育调控和品质管理提供了理论基础与关键技术。 在我国当前三大棉区4个典型生态点进行了联合试验,采用“异地分期种植比较法”研究了光温生态因子对棉花铃重及纤维品质的影响。结果表明,随纬度升高,由中熟棉区向北疆早熟棉区推移过程中,铃重提高,纤维加长、比强度下降、麦克隆值降低、可溶性糖含量增加。影响棉花铃重的关键气象因子贡献率由大到小依次为日照时数、≥15℃有效积温、日温差;适宜于棉铃发育的最适日均温为24.7℃,最适日温差13.7℃。随纬度增加由长江流域中熟棉区到北疆早熟棉区的推移过程中,≥15℃有效积温及日均温由对铃重增加的限制作用逐渐变为促进作用,日温差由对铃重的促进作用变为抑制作用,日照时数由显著的促进作用变为作用不显著。根据棉花纤维品质与气温的关系,若以获得优质纤维为先决条件时,则分别以铃期日均温21.3~29.7℃,最低气温10.7~21.3℃,最大日温差不超过15.2℃为宜,日均温25.4℃时纤维最长;若以获得纺织业所能接受最低标准的棉纤维品质为先决条件时,则分别为铃期日均温不低于15.5℃,最低气温不低于10.7℃,最大日温差不超过17.9℃。 通过遮光模拟试验确立了棉铃发育及纤维品质形成与光照强度间的关系。结果表明,随光照强度下降,棉花单株结铃数降低,棉铃最终生长量、相对增长速率、最大干物质积累速率都随之下降,棉铃干物质积累期延长,单铃棉子数减少,铃壳重、子粒重和纤维重降低。光照强度下降对棉铃各组分干物质积累影响最大的是纤维重,其次是粒重,对铃壳重影响最小。 通过定量分析不同试验点不同播期和不同品种棉花生育阶段与环境因子之间的动态关系,建立了基于生理发育时间(PDT)的棉花生育阶段、果枝出现时间及蕾铃 博士学位论文棉铃发育及纤维品质形成的生态效应与模拟研究 发育进程的模拟模型.在模型的热效应计算中考虑了不同生态区昼夜温较差对棉花发 育速率的影响以及薄膜覆盖的增温效应,在模型中引入了果枝始节系数(F IND、日照 时数因子(S HF)和果枝节位光照系数(F BRI)因子.利用不同年份、生态区、基因型的 棉花生育进程试验资料对模型进行了参数估计和测试检验,结果表明,不同生育时期 的模拟值与观测值的根均方差(RMsE)从播种到出苗、现蕾到开花、开花到吐絮及播 种到吐絮分别为 0.9、2.2、2.3和l.7d,平均2.ld;棉株各果节点从现蕾到开花的RMSE 为1.8一3.7d,从开花到吐絮的RMSE值为4.6一5.8d。 以影响棉铃发育的生理生态过程为基础,采用棉铃生理发育时间作为定量其发育 进程的尺度,构建了预测棉铃干物质积累与分配的动态模拟模型。利用不同生态区、 年份下不同日照时数、日差温条件及不同水分、氮素及光照强度处理的试验资料对模 型进行了检验,结果表明,不同日照时数及日温差互作下棉铃干物质积累模拟值与观 测值的RMsE为0.3。~0.40和gboll-,,不同水分、氮素和光照强度处理的铃重、铃 壳重、种子重及纤维重的RMsE分另!J为0.35、0.32、0.30和0.259·boll.’. 在系统分析棉纤维品质形成与生态因子关系的基础上建立了基于开花后天数的 纤维伸长及基于棉铃生理发育时间的纤维比强度增加和纤维素积累的模拟模型。对纤 维伸长、比强度增加和纤维素积累的动态模拟模型预测精度的检验结果显示,模拟值 与观测值的RMSE分别为1 .15mm、1.03cN.tex一,和4.37%,表明模型具有较好的预测 性. 以棉株不同节位棉铃发育的差异性为依据,综合考虑水分、氮素、温度及光照因 素对棉花铃重及纤维品质的影响,建立了棉花铃重及纤维品质的空间分布模拟模型. 利用独立田间试验资料对模型进行了检验,结果表明,全铃重、子粒数、粒重及纤维 长度、比强度、麦克隆值和可溶性糖含量的RMsE分别为0.799七oll‘’、1 .13粒.boll一’、 1 .63mg·gain一l、1 .50mm、l.29eN·tex一l、0.60、0.220,0。 总之,本研究以棉铃增重和纤维品质形成与生态因子间的定量关系为基础,综合 构建了棉花铃重及纤维品质形成的动态模型,为棉花生态效应分析及优质高产管理提 供了定量化依据.同时,首次构建了棉铃干物质积累与分配、纤维品质形成、铃重与 纤维品质空间分布的模拟模型。但由于可供借鉴和利用的资料有限,模型的预测性和 普适性有待于作进一步检验和完善。 关键词:棉铃;纤维品质;生态因子;棉铃生理发育时间;棉铃干物质积累;棉铃 干物质分配;空间分布;模拟模型
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S562

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 衡水市农业技术推广站 曹雪梅;棉铃病害发生的原因及防治[N];河北科技报;2011年
2 江苏省植保站 杨荣明;雨水多易诱发棉铃病害[N];江苏农业科技报;2011年
3 孝感市农业局高级农艺师 余宏章;不可忽视棉铃大小与肥水的关系[N];孝感日报;2011年
4 辛集市农业技术推广中心 高树凯 乔国梅 郭兰英 何叶;棉花“三分”增效益[N];河北科技报;2009年
5 孙新;棉铃:管理得当防脱落[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2009年
6 枣庄山亭农技站;棉铃催熟五措施[N];农资导报;2007年
7 吴桥县农业局 赵凤娟 高正;棉桃提早开裂咋回事[N];河北农民报;2009年
8 本报通讯员 刘春台;前期棉花受损失 9月管理莫放弃[N];河北农民报;2010年
9 德凯;今冬整好地 来年好种棉[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2008年
10 中国农技协棉委会枣强会员组长 彭书红;“国欣中23” 瘠薄地上获高产[N];河北科技报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马富裕;棉铃发育及纤维品质形成的生态效应与模拟研究[D];南京农业大学;2004年
2 赵新华;播期与氮素对棉(Gossypium hirsutum L.)铃生物量、氮积累分配和棉铃品质的影响[D];南京农业大学;2010年
3 陈红;利用三个重叠重组自交系精细定位棉花染色体24部分区段的纤维品质及产量性状QTL[D];南京农业大学;2009年
4 沈新莲;陆地棉纤维品质QTL的筛选、定位及其应用[D];南京农业大学;2004年
5 张轲;利用三亲本复合杂交群体构建陆地棉遗传连锁图谱与纤维品质QTL定位[D];西南大学;2011年
6 张正圣;陆地棉遗传连锁图谱的构建与纤维相关性状的QTL分析[D];西南农业大学;2005年
7 宋宪亮;异源四倍体棉花栽培种分子遗传图谱的构建及部分性状QTL标记定位[D];山东农业大学;2004年
8 林忠旭;棉花分子标记遗传连锁图构建和产量、纤维品质相关性状定位[D];华中农业大学;2005年
9 杨昶;棉花抗黄萎病基因分子标记定位研究[D];南京农业大学;2007年
10 马溶慧;氮素调控棉花(Gossypium hirsutum L.)纤维比强度形成的生理基础研究[D];南京农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王雪芹;不同开花期棉铃氮素累积与分配特性对棉铃品质形成的影响[D];南京农业大学;2010年
2 王飞飞;基于模型与GIS的棉铃品质地域分异评价系统的设计与实现[D];南京农业大学;2010年
3 张志刚;栽培因子对棉株不同座果点纤维品质影响的研究[D];湖南农业大学;2002年
4 吴永成;天然有色棉棉铃及纤维发育特性研究[D];四川农业大学;2002年
5 巫兰;钾素对棉花生长发育及纤维品质影响的研究[D];新疆农业大学;2010年
6 朱丽丽;种植密度对棉铃(纤维、棉籽)品质形成的影响[D];南京农业大学;2010年
7 程明玲;中棉所63不同果枝纤维品质研究[D];湖南农业大学;2011年
8 杨廷良;苎麻钙素营养特征及其对纤维产量、品质的影响[D];湖南农业大学;2005年
9 王庆材;花铃期遮荫对棉纤维发育及叶片生理特性的影响[D];山东农业大学;2005年
10 薛占奎;棉铃对位叶氮浓度影响纤维比强度形成的生理机制研究[D];南京农业大学;2010年
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