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花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对土壤细菌群落结构的影响

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中国农业科学 2020年第5期53卷 942-954页

作者：赵卫松郭庆港李社增王培培鹿秀云苏振贺张晓云马平河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室

【目的】研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础。【方法】通过田间小区试验,以感病品种(鄂荆1号,EJ)和抗病品种(冀863... 详细信息

【目的】研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础。【方法】通过田间小区试验,以感病品种(鄂荆1号,EJ)和抗病品种(冀863,J863)为试验材料,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定花铃期不同阶段(盛花期、开花后期和结铃期)土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)数量和土壤细菌群落结构,结合冗余分析(RDA)明确细菌群落结构与土壤理化性质的相关性。【结果】棉花黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在不同程度的相关性,其中感病品种EJ的发病率和病情指数与土壤中病原菌数量呈正相关,而抗病品种J863的发病率和病情指数与病原菌数量相关性不大。除盛花期外,棉花开花后期和结铃期抗病品种J863土壤中的病原菌数量低于感病品种EJ。高通量测序分析表明,除开花后期,抗病品种J863在盛花期和结铃期的细菌丰富度Chao1和ACE指数均高于感病品种EJ。主成分分析表明,抗/感品种之间及其在花铃期不同阶段的土壤细菌群落结构存在差异。群落组成方面,在门水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,如放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、Patescibacteria和装甲菌门(Armatimonadetes),降低幅度分别为16.38%、4.05%、2.25%、6.58%、7.10%、20.60%和35.78%;在属水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,包括鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、 Bryobacter、 Iamia、 Pseudarthrobacter、芽球菌属(Blastococcus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)、Pontibacter、链霉菌属(Streptomyces)、Gemmatirosa、微单孢菌属(Micromonospora)和Solirubrobacter,下降幅度分别为5.09%、19.41%、13.79%、2.36%、10.78%、34.47%、46.76%、61.84%、52.75%、48.61%、74.79%、9.13%和26.42%。冗余分析(RDA)表明,土壤细菌群落结构受硝态氮(NO~--N)、速效磷(AP)、铵态氮(NH~+-N)、无机磷(IP)、pH和有机质(OM)指标影响。【结论】土壤中大丽轮枝菌的数量与棉花抗/感品种黄萎病发生的相关性存在差异,感病品种黄萎病的发生程度与土壤中病原菌数量呈正相关。抗病品种在盛花期、开花后期和结铃期土壤的细菌群落结构优于感病品种,并且不同生育时期的优势菌群存在一定程度的差异。土壤中细菌多样性、相对丰度和组成受有机质、pH、氮素类型、速效磷等指标影响。同时,棉花不同生育时期对土壤中细菌群落结构有明显影响。

关键词：棉花黄萎病大丽轮枝菌抗病性花铃期细菌群落结构高通量测序土壤理化性质

外源茉莉酸甲酯对花铃期棉花耐高温能力的影响

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棉花学报 2023年第5期35卷 365-377页

作者：谢贤运冯常辉王孝刚夏松波张教海张友昌王琼珊秦鸿德别墅湖北省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室武汉430064

【目的】探讨外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)对花铃期棉花耐高温能力的影响。【方法】以自育品系ZS08为试验材料,在人工高温胁迫(昼温38.0℃/夜温30.0℃,持续3 d)和自然高温胁迫(昼平均气温35.2~37.5℃,夜平均气温26.4~27.2℃,... 详细信息

【目的】探讨外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)对花铃期棉花耐高温能力的影响。【方法】以自育品系ZS08为试验材料,在人工高温胁迫(昼温38.0℃/夜温30.0℃,持续3 d)和自然高温胁迫(昼平均气温35.2~37.5℃,夜平均气温26.4~27.2℃,持续10 d)下,比较200μmol·L^(-1)、400μmol·L^(-1)和600μmol·L^(-1)MeJA和清水(对照)喷施处理后的花铃期棉花的花粉活力、光合效率相关指标、抗氧化酶活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、产量和纤维品质。【结果】在人工高温胁迫下棉株花粉活力降低。与对照相比,3种浓度的MeJA处理的花粉活力受高温胁迫影响的程度均减弱;高温胁迫2~3 d,400μmol·L^(-1)、600μmol·L^(-1)MeJA处理的主茎倒四叶的净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)和气孔导度(stomatal conductivity,Gs)较对照均有不同程度提高,增幅分别为1.6%~3.7%、7.2%~15.7%和44.4%~53.4%。高温胁迫下2~3 d,400μmol·L^(-1)、600μmol·L^(-1)MeJA处理的主茎倒二叶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性比对照分别提高3.1%~7.2%和5.7%~20.0%,同时MDA含量较对照降低10.9%~17.9%。在自然高温胁迫下,不同浓度的MeJA处理下棉花成铃率、铃重较对照有不同程度的提高,皮棉产量较对照显著提高9.0%~18.3%。【结论】在花铃期遭遇高温胁迫,施用MeJA可以增加高温胁迫下叶片的Pn、SOD活性和POD活性,降低叶片受伤害程度,提高花粉活力,从而增强棉花的耐高温性能,减轻高温胁迫对成铃率和铃重造成的影响,减少产量损失。

关键词：棉花高温胁迫茉莉酸甲酯花铃期产量纤维品质

花铃期干旱胁迫对南疆4个主推棉花品种产量及品质的影响

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中国棉花 2023年第7期50卷 29-32页

作者：徐安阳李琴李代阔刘慧平张朝晖曹娟李天义田西京余智斌蔡军韦继超周相石元强新疆塔里木河种业股份有限公司新疆阿拉尔843300

选取塔河2号、新陆中82号、新陆中70号和新陆中62号共4个新疆南疆主推棉花品种,于2021年在阿拉尔市大田条件下开展花铃期干旱胁迫(不灌溉且无降雨)试验,分析干旱胁迫对棉花农艺性状、产量及纤维品质的影响,为筛选抗旱种质资源与挖掘现... 详细信息

选取塔河2号、新陆中82号、新陆中70号和新陆中62号共4个新疆南疆主推棉花品种,于2021年在阿拉尔市大田条件下开展花铃期干旱胁迫(不灌溉且无降雨)试验,分析干旱胁迫对棉花农艺性状、产量及纤维品质的影响,为筛选抗旱种质资源与挖掘现有主栽品种的抗旱潜力提供参考。结果显示:花铃期干旱胁迫造成南疆4个主推棉花品种生育期缩短、株高显著降低、第1果枝节位高度升高、第1果枝节位降低、单株果枝数减少、单株结铃数显著减少;籽棉单产均显著降低,但籽棉单产均超过6000 kg·hm^(-2),皮棉单产下降,铃重显著增加,衣分无显著变化;纤维上半部平均长度、长度整齐度指数和断裂比强度均降低,马克隆值升高,其中新陆中82号、新陆中62号的纤维上半部平均长度和新陆中82号的长度整齐度指数受到显著影响,但塔河2号和新陆中82号的纤维上半部平均长度和断裂比强度数值均不低于“29”。研究表明4个主推品种均具有一定的抗旱潜力,其中塔河2号和新陆中82号在花铃期干旱胁迫下的产量和纤维品质综合表现较好。

关键词：花铃期干旱胁迫棉花品种南疆主推品种农艺性状产量品质

花铃期减量滴灌对北疆棉花光合特性及产量的影响

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干旱地区农业研究 2021年第3期39卷 51-58页

作者：窦巧巧张巨松何庆雨代健敏谢玲张玮涛陈秀玲新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心新疆乌鲁木齐830052

针对近年来新疆北部(北疆)棉花花铃期降雨量增加的现象,为明确花铃期减量滴灌是否可行及其对棉花产量形成过程的影响,以新陆早50号和新陆早73号为材料,设2个花铃期减量滴灌处理(W1:2050 m^(3)·hm^(-2),W2:1650 m^(3)·hm^(-2)),同时以... 详细信息

针对近年来新疆北部(北疆)棉花花铃期降雨量增加的现象,为明确花铃期减量滴灌是否可行及其对棉花产量形成过程的影响,以新陆早50号和新陆早73号为材料,设2个花铃期减量滴灌处理(W1:2050 m^(3)·hm^(-2),W2:1650 m^(3)·hm^(-2)),同时以最适滴灌量作为对照(CK:2450 m^(3)·hm^(-2)),系统分析了棉田0~60 cm不同土层土壤含水率动态变化、冠层叶片光合荧光特性和产量构成。结果表明:随滴灌量减少,各土层土壤含水率降幅增加。在处理33~45 d,两个品种减量滴灌处理气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和净光合速率(Pn)分别下降5.40%~35.48%、1.24%~9.47%和9.22%~26.78%,品种间比较新陆早50号降幅较大。两个品种相对可变荧光曲线(ΔVt)在K点(300μs)出现较大波动,且W2处理高于W1处理。W2处理下新陆早50号和新陆早73号ΔK值分别为0.025和0.0239,Wk值较对照分别增加54.55%和35.14%。两个品种棉花叶片Mo、VI和VJ均表现为W2>W1>CK,ψo、φPo、φEo和PIABS,total均随滴灌量减少而降低,其中,新陆早50号降幅较大。W1和W2处理下两个品种单株铃数分别减少1.67%~3.17%和14.29%~15.00%,分别减产6.27%~7.77%和19.28%~21.75%,新陆早50号减产较多。减量滴灌处理使棉花叶片Pn下降的主要原因是气孔限制因素,但未造成北疆棉田花铃期严重水分亏缺。W1处理下两个品种棉花叶片光合机构的PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC)未受到明显伤害,减产较少,可作为北疆棉田花铃期供水不足时的参考滴灌量。品种间比较,新陆早73号更适宜北疆棉田供水不足时种植。

关键词：棉花花铃期减量滴灌光合特性叶绿素荧光产量

花铃期干旱和渍水对棉铃碳水化合物含量的影响及其与棉铃生物量累积的关系

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应用生态学报 2014年第8期25卷 2251-2258页

作者：杨长琴刘敬然张国伟刘瑞显周治国南京农业大学农学院农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095 江苏省农业科学院经济作物研究所南京210014

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明:干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部... 详细信息

在池栽条件下,以美棉33B为材料,研究花铃期干旱、渍水7 d和渍水14 d处理对棉铃碳水化合物含量的影响及其与生物量累积的关系.结果表明:干旱处理对下部果枝棉铃铃壳碳水化合物含量的影响较小,降低了中部铃壳碳水化合物含量;干旱处理上部铃壳和渍水处理铃壳可溶性糖、淀粉含量增加,蔗糖含量先降后增,且随渍水持续期延长变幅增大,蔗糖外运受阻加重.与铃壳相比,花铃期干旱和渍水处理对棉籽碳水化合物含量的影响较小.干旱和渍水7 d处理中部果枝棉铃生物量快速增长起始期提前但历时短,下部和上部棉铃生物量累积最大增长速率降低;渍水14 d处理不同果枝部位棉铃生物量累积最大增长速率均降低.相关分析表明,棉铃生物量及其最大增长速率与铃壳可溶性糖和蔗糖含量关系密切.因此,花铃期干旱和渍水影响棉铃蔗糖外运,改变棉铃生物量累积特性,是棉铃生物量降低的原因.

关键词：棉花花铃期干旱和渍水棉铃碳水化合物生物量累积

花铃期减量滴灌对棉花棉铃发育及其叶片光合特性的影响

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花铃期减量滴灌对棉花棉铃发育及其叶片光合特性的影响

作者：窦巧巧新疆农业大学

学位级别：硕士

随着北疆近年来气候暖湿化转变,新疆北部棉区短时强降水频次增加,且在棉花花铃期达到高峰。棉花各个生育时期需水量普遍下降,其中花铃期下降最为明显,所以干旱对北疆棉田的制约因素有所弱化。但棉花高效节水技术尚未完善,水资源短缺问... 详细信息

随着北疆近年来气候暖湿化转变,新疆北部棉区短时强降水频次增加,且在棉花花铃期达到高峰。棉花各个生育时期需水量普遍下降,其中花铃期下降最为明显,所以干旱对北疆棉田的制约因素有所弱化。但棉花高效节水技术尚未完善,水资源短缺问题依然存在。因此,本试验在棉花花铃期设置3个滴灌量:2 450m·hm(CK)、2 050m·hm(W)、1 650m·hm(W),其中CK为当地常规滴灌量。选用2个试验品种:新陆早50号(不耐旱)和新陆早73号(耐旱)。研究花铃期不同滴灌量下棉花产量品质、棉铃发育及叶片光合特性的变化,以期为棉花花铃期供水不足时提供可行的滴灌量。主要研究结果如下:1.花铃期减量滴灌对棉田土壤水分及棉花产量品质的影响花铃期减量滴灌影响棉花产量及品质的形成,而适度减少滴灌量(W)棉花产量降幅不大,且能提高水分利用效率。W、W处理下两个品种各土层土壤含水率在盛铃后期降幅较大,但W处理水分利用效率比CK和W处理分别增加3.08%～4.38%和1.88%～3.85%。W处理下新陆早50号20–60 cm土层土壤含水率在盛铃后期降幅较大,使其生殖器官生物量降幅增加。在W和W处理下,两个品种各部位果枝铃数减少,籽棉产量整体下降6.27%～7.77%和19.28%～21.75%,其中上部果枝的铃数和产量降幅最大。此外,两个品种下部和上部果枝的马克隆值分别下降7.66%～15.97%和1.14%～13.45%。在W、W处理下新陆早50号各土层土壤含水率、生殖器官生物量及产量的降幅均大于新陆早73号,表明减量滴灌处理对新陆早50号影响较大。2.花铃期减量滴灌对棉花蕾铃生长发育的影响W和W处理下两个品种的棉纤维和棉籽干重均下降,而蕾铃脱落率增加,其中上部果枝最为明显。两个品种各部位果枝的蕾铃脱落率均表现为W>W>CK,相同滴灌处理下,新陆早50号上部果枝蕾铃脱落率显著高于新陆早73号(P铃数均表现为W>CK>W,上部果枝蕾铃数表现为CK>W>W。棉铃的长度、直径、体积、棉纤维和棉籽干重均表现为CK>W>W,铃壳干重则相反。得出减量滴灌处理对两个品种棉铃长度影响不大,棉铃体积减小主要是棉铃直径下降造成的。与对照相比,减量滴灌处理后棉籽、棉纤维干物质最大理论值和最大积累速率均降低。其中上部果枝棉铃遭受干旱胁迫时间长,铃壳和棉籽蔗糖外运受阻,使得纤维干物质量明显下降。在W、W处理下新陆早50号棉纤维和棉籽干重降幅分别为8.65%、18.11%和4.47%、19.46%,均高于新陆早73号。3.花铃期减量滴灌对棉花叶片光合及快速叶绿素荧光特性的影响花后处理33～45d,W和W处理下两个品种棉花叶片的胞间CO浓度(C)和气孔导度(G)同时下降,说明导致叶片净光合速率(P)降低的主要原因是气孔因素限制,表明减量滴灌处理未造成两个品种棉田土壤严重干旱。在快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)中,两个品种均在J点前表现为W>W>CK,I点后表现为CK>W>W。W处理下两个品种可变荧光曲线(ΔV)在K点(300μs)–I点(30 ms)的波幅、ΔK-ΔJ值的增幅及Wk值均高于W处理。说明W处理下两个品种叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)供体侧放氧复合体(OEC)明显受到伤害,棉花叶片光合机构破坏和电子传递受抑制,且新陆早50号受影响较大。W处理还导致ψo、φPo、φEo、PI、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo降低,TRo/RC和DIo/RC增加。表明PSⅡ反应中心电子传递链性能及光系统间的电子传递活性降低,细胞活性氧(ROS)的产生减少。花铃期减少滴灌量使棉花叶片通过增加热耗散来缓解过剩光能带来的压力,导致光能利用率降低,其中W处理较明显。综上所述,北疆棉田花铃期滴灌量为2 050m·hm(W),总滴灌量为3350m·hm时,水分利用效率较高,PSⅡ反应中心电子传递链性能及光能利用率的降幅较小,有利于中下部果枝棉铃光合产物累积,棉花整体产量下降6.27%～7.77%,因此,可为北疆棉田花铃期水资源紧张时参考。品种间比较,新陆早73号更适宜北疆棉田供水不足时种植。

关键词：棉花花铃期减量滴灌棉铃光合特性

花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重的影响

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作物学报 2014年第5期40卷 908-914页

作者：杨长琴刘瑞显张国伟徐立华周治国南京农业大学农学院/农业部南方作物生理生态重点开放实验室江苏南京210095 江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

试验以美棉33B为材料,于2007年和2009年在江苏南京(32o02′N,118o50′E)江苏省农业科学院防雨棚的水泥池中进行。以正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)为对照,于棉花中部(6～8)果枝开花时进行渍水7 d和14 d(保持地面2～3 cm的水层)处理... 详细信息

试验以美棉33B为材料,于2007年和2009年在江苏南京(32o02′N,118o50′E)江苏省农业科学院防雨棚的水泥池中进行。以正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)为对照,于棉花中部(6～8)果枝开花时进行渍水7 d和14 d(保持地面2～3 cm的水层)处理。研究花铃期渍水对棉铃对位叶蔗糖代谢及铃重形成的影响。结果表明,花铃期渍水条件下棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖、淀粉含量增加,蔗糖/淀粉比值下降,且随渍水持续期的延长变化幅度增大,表明花铃期渍水致使叶片蔗糖外运受阻且随渍水时间的延长外运受阻加重;棉铃对位叶蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶和酸性转化酶活性增强,且随渍水持续期的延长和果枝部位的上升而增大;棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖和淀粉含量与蔗糖磷酸合酶、蔗糖合酶及酸性转化酶活性显著正相关(P铃重随果枝部位上升和渍水持续期的延长下降幅度增大。这是渍水条件下铃重下降的重要原因。

关键词：棉花(Gossypium hirsutum L.) 花铃期渍水叶片蔗糖代谢铃重

花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃发育及产量的影响

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新疆农业科学 2021年第7期58卷 1177-1186页

作者：窦巧巧张玮涛陈秀玲何庆雨代健敏段松江张巨松新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心乌鲁木齐830052

【目的】研究花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃大小(直径、长度、体积)、各组分干重(铃壳、纤维、棉籽)和产量的变化,以及水分亏缺处理与棉铃指标的关系,为机采棉花铃期供水不足时提供参考滴灌量。【方法】以新陆早50号和新陆早73号为... 详细信息

【目的】研究花铃期水分亏缺对不同部位果枝棉铃大小(直径、长度、体积)、各组分干重(铃壳、纤维、棉籽)和产量的变化,以及水分亏缺处理与棉铃指标的关系,为机采棉花铃期供水不足时提供参考滴灌量。【方法】以新陆早50号和新陆早73号为材料,花铃期设3个滴灌量:2450 m^(3)/hm^(2)(CK)、2050 m^(3)/hm^(2)(D1)、1650 m^(3)/hm^(2)(D2),于花后17 d开始,每隔7 d分别取第2、第5和第7果枝的棉铃,共取5次,测定棉铃大小及各组分干重。【结果】2个品种不同部位果枝棉铃长度、直径和体积均在花后24 d达到最大值。在花后45 d,D1和D2处理中上部果枝棉铃直径与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉铃直径分别降低2.92%~4%和2.21%~5.35%;新陆早73号分别降低2.66%~6.38%和2.77%~8.69%。2个品种棉铃各组分干重棉籽>纤维>铃壳,铃壳、棉纤维及棉籽重分别在花后24、38和38 d达到最大值。在花后45 d,2个品种D1和D2处理中上部果枝棉籽重与对照差异明显,新陆早50号中部和上部果枝棉籽重分别下降8.9%~20.71%和11.53%~20.73%;新陆早73号分别下降8.96%~16.24%和10.21%~17.06%。单株籽棉产量与棉籽重呈极显著的正相关。2个品种D2处理各部位果枝减产明显,新陆早50号下部、中部和上部果枝籽棉产量分别下降12.5%、13.48%和15.67%;新陆早73号分别下降12.69%、11.9%和18.21%。【结论】中上部果枝棉铃直径是影响棉铃干重的重要因素。水分亏缺不利于棉纤维和棉籽发育,中上部果枝棉籽受影响较大。D1处理与对照各部位果枝成铃数和籽棉产量差异不显著,2050 m^(3)/hm^(2)(D1)为应对花铃期供水不足时滴灌量。

关键词：棉花花铃期水分亏缺果枝部位棉铃发育产量

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花铃期减量施肥对棉田径流养分流失的影响

灌溉排水学报 2017年第10期36卷 51-55页

作者：张露萍朱建强吴启侠晏军长江大学农学院湖北荆州434025

为更好制定雨季棉田养分管理措施,以当地常规施肥量为对照(CK),设置80%常规施肥量(T1)和60%常规施肥量(T2)2个处理,探讨减量施肥对棉田地表径流养分流失的影响。结果表明,与CK相比,T1和T2处理下随强降雨产生的棉田地表径流中,TN、NH4+-N... 详细信息

为更好制定雨季棉田养分管理措施,以当地常规施肥量为对照(CK),设置80%常规施肥量(T1)和60%常规施肥量(T2)2个处理,探讨减量施肥对棉田地表径流养分流失的影响。结果表明,与CK相比,T1和T2处理下随强降雨产生的棉田地表径流中,TN、NH4+-N、NO3--N、TP、DP、DRP平均质量浓度均显著降低,其中T1处理的TN、TP平均质量浓度减少了2.50 mg/L和0.183 mg/L,T2处理分别减少了3.41 mg/L和0.234 mg/L。CK、T1和T2处理的棉花产量分别为3 500、3 364、3 242 kg/hm^2,其中T1处理的棉花产量与CK无显著性差异,而T2处理的棉花产量与CK相比显著降低。故建议棉花花铃期施肥量应为常规追肥量的80%,即505 kg/hm^2,以减轻由养分流失所造成的农业面源污染。

关键词：减量施肥棉田花铃期地表径流养分流失