优化机采长绒棉株行距配置与灌溉定额,是构建棉花合理个体与群体结构,提高产量和机采脱叶效率,实现农机农艺融合的重要途径.本研究采用裂区试验设计,在相同种植密度条件下,设置了一膜三行等行距(S3)、一膜四行宽窄行(S4)和一膜六行宽窄行(S6)3种种植模式,副区为3150 m3·hm-2(W1,中度亏缺,田间持水量50％)、4050 m3·hm-2(W2,轻度亏缺,田间持水量75％)和4980 m3·hm-2(W3,充分灌溉,田间持水量100％)3个灌溉定额,研究了不同处理对长绒棉各层次冠层结构、光合有效辐射传输规律和产量形成的影响机制.结果表明:扩大行距和轻度亏缺灌溉可以降低生育后期叶面积指数下降速率,增加下部冠层的光合有效辐射透过率(Tr);在S3W2处理下,冠层上、中、下各层Tr分布均匀,接近2∶2∶1的比例;虽然冠层整体光截获率(In)有降低趋势,但下层光截获率增加,显著提高了生殖器官的分配比例和棉铃质量,促进了产量的提高;此外,平均行距的扩大和灌溉定额的增加显著降低了水分利用效率(WUE);最终,一膜三行等行距种植模式(S3)和轻度亏缺(4050 m3·hm-2)处理有利于促进冠层中下部光合有效辐射光能传输,不仅不会显著降低棉花产量还能够获得相对较高的WUE,该结果对促进长绒棉农机农艺融合,实现产量和机采品质协同提升具有重要意义.

非充分或欠灌条件下增加植物密度被认为是一种新的棉花节水生产技术,特别是在干旱且生育期很短的中国新疆棉区.增加种植密度能够增加冠层覆盖度,增加总耗水量,改变根区的盐分分布.本研究开展了种植密度(低密度M1,13.5万株·hm-2;中密度M2,18万株·hm-2;高密度M3,22.5万株·hm-2)和灌溉定额[重度亏缺W1(50％ ETC,作物需水量),3150 m3·hm-2;轻度亏缺W2(75％ ETC),4050 m3·hm-2;充分灌溉W3(100％ETc),4980 m3· hm-2]互作的大田试验,分析了其对0～ 60 cm土壤盐分含量、均匀系数、表聚系数、变化量和脱盐率的影响.结果 表明:随种植密度的增加,土壤盐分的含量和表聚系数均显著降低,而盐分分布均匀性增加;增加灌溉定额能降低不同种植密度的土壤含盐量,但盐分分布由"膜内底聚型"逐渐向"膜内表聚性"转变,且盐分分布均匀性则明显降低;不同处理下盐分变化和脱盐率均具有显著差异,随种植密度的增加,盐分变化和脱盐率逐渐降低;而随灌溉定额的增加,则完全相反;以低密与轻度亏缺灌溉、中密与充分灌溉、高密与充分灌溉组合的盐分变化量和脱盐率最高,分别是0.041 g· kg-1和18.2％、0.041 g· kg-1和25.6％、0.055 g· kg-1和30.50％.在不同种植密度下,土壤盐分的变化对不同灌溉定额的反应敏感程度不一致;在灌溉定额为3150～4050 m3·hm-2(50％ ～ 75％ ETc)时,推荐种植密度为13.5万株·hm-2;灌溉定额为4980 m3· hm-2(100％ETc)时,种植密度为18～22.5万株·hm-2,可在节约用水的同时,有效降低土壤盐渍化水平,且保持较高的产量水平.

棉花株型结构与栽培模式、机采效率和产量紧密相关,而果枝夹角(fruit branch angle,FBA)是决定棉花株型结构的关键因子之一.探明陆地棉果枝夹角的遗传规律,可为棉花株型遗传育种提供重要指导.本研究以418份不同来源的陆地棉种质资源组成的自然群体为研究对象,利用数显量角器测定果枝夹角大小,开展棉株不同部位果枝夹角的变异度、相关性分析,以及自然群体在不同生态环境下果枝夹角的表型描述统计分析.并以筛选出的果枝夹角极端差异亲本构建的四世代联合群体(P1、P2、F1、F2)为研究对象,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法,对4个世代群体的果枝夹角表型性状进行多世代联合遗传分析,并估测主基因遗传效应与遗传率.表型鉴定分析结果表明,陆地棉自然群体果枝夹角变异系数相对较小,4个环境下的平均变异系数为5.63％,中部果枝(基部起第4-6台)夹角最能够代表陆地棉整株的果枝夹角水平.主基因+多基因混合遗传模型分析表明,控制果枝夹角性状的最佳模型为2对等加性主基因模型,主基因的加性效应值为3.65,遗传率为90.22％.这说明陆地棉果枝夹角性状主要受主基因控制,且主基因遗传率较高.上述研究结果有助于阐明陆地棉果枝夹角性状的遗传规律,对于陆地棉果枝夹角的分子遗传解析及株型遗传育种具有重要现实意义.

为确定黄河流域短季棉适宜机采的种植密度和行距配置,于2018-2019年在德州市科技园进行田间试验,采用裂区设计,以种植密度(低密度8.25万株·hm-2和高密度11.25万株·hm-2)为主区,行距配置(76 cm等行距、宽窄行66 cm+10 cm和60 cm等行距)为裂区,探讨了不同密度和行距配置对短季棉生长发育、冠层结构和籽棉产量及纤维品质的影响.结果表明:盛铃期高密度处理的株高和叶面积指数(LAI)显著高于低密度,底层透光率显著低于低密度.76 cm等行距的株高显著高于60 cm等行距,宽窄行(66 cm+10 cm)的株高显著低于60 cm等行距;行距对LAI的影响在不同年份、密度及生育时期间存在差异,总体宽窄行(66 cm+10 cm)的LAI较高,且峰值后曲线下降平缓,在收获期高于两个等行距;底层透光率变化与LAI呈相反的规律.密度和行距配置及两者互作对籽棉产量及产量构成均有显著影响,两年均为宽窄行(66 cm+10 cm)产量最高(2018和2019年为3832和3235 kg·hm-2),且高密度下宽窄行(66 cm+10 cm)产量更稳定.密度和行距配置对棉花纤维品质影响较小.综上,短季棉的最佳密度和行距配置模式为:11.25万株·hm-2,宽窄行(66 cm+10 cm).