为明确密度氮素对夏播棉氮素吸收利用的影响,2019—2020年于扬州大学遗传生理重点实验室以特早熟品种中棉所425为材料,2019年采用裂区设计,以密度为主处理,设60,000株hm^(–2)、90,000株hm^(–2)、120,000株hm^(–2)3个水平,以施氮量为副区,设施纯氮0 kg hm^(–2)、90 kg hm^(–2)、150 kg hm^(–2)、210 kg hm^(–2)4个水平;2020年采用单因素随机区组设计,设置生产对照CK(90,000株hm^(–2);180 kg hm^(–2)氮素),在120,000株hm^(–2)密度下,设施纯氮0 kg hm^(–2)、90 kg hm^(–2)、150 kg hm^(–2)、210 kg hm^(–2)4个水平,研究密度与氮素处理对此种植方式下产量及其构成以及氮素吸收利用的影响。结果表明,在120,000株hm^(–2)密度下配合施氮150 kg hm^(–2)夏播棉籽棉产量显著提高,达4147.8~5119.2 kg hm^(–2);生殖器官干物重达2605.6~2863.6 kg hm^(–2)且占比达50%以上;生殖器官氮素积累量显著增加,达45.97~60.70 kg hm^(–2);氮素利用率显著提高,氮肥回收利用率达42.58%~44.17%,氮肥农学利用率达7.16~21.34 kg(kg N)–1,氮素生理利用率达19.16~24.03 kg(kg N)–1,氮肥偏生产力达21.12~34.13 kg(kg N)–1,回归分析进一步表明氮肥回收利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率与产量呈显著以上水平线性正相关;喷施脱叶催熟剂前吐絮率达43.59%~60.76%,喷施脱叶催熟剂后可达到正常吐絮的要求。因此,高密中氮配合有利于夏播棉氮素的吸收利用,可为棉花高产高效和减氮提供技术支撑。
为探讨土壤增氮对Bt棉棉铃对位叶杀虫蛋白表达量影响程度及相关的氮代谢生理机制,提高Bt棉花铃期抗虫性的农学调节提供理论和技术支撑。采用裂区设计,以Bt棉常规品种泗抗1号(SK-1)、杂交品种泗抗3号(SK-3)为材料,在常规施氮量300kghm^(-2)基础上,设计施氮量分别增加25%、50%、75%、100%的处理,研究土壤增氮对Bt棉棉铃对位叶杀虫蛋白表达量影响。结果表明,2个类型品种棉铃对位叶中Bt杀虫蛋白含量均随增施氮量提高呈一直增加的特征,与对照相比,施氮量增加25%~100%,棉铃对位叶Bt杀虫蛋白增加6.1%~96.9%。氮代谢生理机制进一步表明,棉铃对位叶中可溶性蛋白含量、游离氨基酸含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶活性和谷氨酰胺合成酶活性的变化趋势与Bt蛋白含量表现一致,而蛋白质分解关键酶(蛋白酶、肽酶)活性则随施氮量的增加呈下降趋势。叶面积指数(LAI)随增施氮量的提高而增大,而产量则随土壤氮量的增加呈先升高后降低特征,最适LAI和产量最大值均出现在常规施氮的1.25倍(375 kg hm^(-2))。综上,在常规施氮基础上适量增施氮肥有利于棉铃对位叶中Bt蛋白的合成、最适LAI的形成和产量的提高,有利于实现Bt棉丰产性和抗虫性协同表达。
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