摘要：提高磷肥利用率是当今农田磷养分资源管理面临的重要难题,作物品种改良是提高磷利用率的有效途径之一。为明确新疆不同年代棉花品种(系)磷效率的差异,采用单因素随机区组设计,通过大田试验,以新疆1950s—2013年不同年代的22个棉花品种(系)为材料,研究了不同年代培育的棉花品种(系)在苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的磷吸收、利用效率特征,并采用模糊数学隶属函数和聚类分析方法,对不同棉花品种(系)磷效率的高低进行了综合评价。结果表明:不同棉花品种(系)磷吸收效率、利用效率、磷由茎叶向籽粒的转移效率(再转移效率)存在差异。吐絮期磷吸收效率为164.26~395.75 mg·株^-1,变异系数为3.3%;磷利用效率为0.25~0.40 g·mg^-1,变异系数为67.7%;磷再转移效率为16.0%~58.1%,变异系数为11.1%。以每20年为一个时期,划分了3个品种更替阶段,棉花磷利用效率在3个阶段没有发生明显改变,始终维持在0.30~0.32 g·mg^-1;磷吸收效率由225.5 mg·株^-1增加到286.3 mg·株^-1,提高了27.0%;磷由根系向地上部的转移效率(转移效率)没有发生明显改变,始终维持在93.9%~94.9%;磷再转移效率由26.8%增加到38.3%;磷经济利用效率由20.6 mg·mg^-1增加到30.4 mg·mg^-1。相关性分析表明:不同棉花品种(系)生物量与磷吸收效率呈显著正相关,而与磷利用效率无显著的相关性;皮棉产量与磷吸收效率、转移效率、再转移效率、经济利用效率呈极显著正相关,而与磷利用效率相关性不明显。对22个棉花品种(系)吐絮期生物量、皮棉产量、磷吸收利用效率及转移效率和经济利用效率等性状指标的综合评价和聚类分析,将22个品种(系)分为磷高效型、中效型、低效型和极低效型4组,‘新陆早50号’‘新陆早57号’‘军棉1号’为磷高效型品种。与磷低效组相比,磷高效组的品种具有较高的生物量和产量。以上结果表明,新疆棉花高产育种过程提高了磷素吸收、再转移和经济利用效率。

摘要：棉花品种培育过程与土壤培肥、栽培技术、气候变化等因素密切相关,品种产量性状的选育也与养分吸收利用性状存在协同选择性。为了理解品种选育过程对棉花养分效率的影响,采用单因素随机区组设计,比较了新疆1950s—2013年不同年代培育的22个棉花品种(系)的产量性状和氮素利用效率的特征,分析了各棉花品种不同生育期生物量积累规律、产量性状和氮素利用效率的差异。结果表明:不同品种生物量、产量、氮素利用效率和氮素偏生产力差异较大,生物量苗期、蕾期、花铃期和吐絮期分别为2.87~11.67g·株.1、20.8~38.6g·株.1、42.3~88.3g·株.1和58.2~120.4g·株.1,变异系数分别为30.2%、8.2%、5.6%和5.6%。产量构成因素中单株铃数变异系数最大(29.0%),衣分最小(1.0%)。氮素利用效率和氮素偏生产力分别为1.12~4.47kg·kg^-1和2.87~11.67kg·kg^-1,变异系数分别为35.3%和27.6%。氮素偏生产力与生物量、皮棉产量呈极显著正相关。新疆过去60年棉花品种更替过程中,经济系数没有发生明显改变,始终维持在0.20~0.24g·g^-1;棉花皮棉产量性状逐渐提升,由1950s的853.6kg·hm^-2增加到2013年的1569.8kg·hm^-2;氮素偏生产力和氮素利用效率变化较大,分别由4.12kg·kg^-1增加到7.58kg·kg^-1、由2.32kg·kg^-1增加到3.07kg·kg^-1。基于生物量、产量构成因素、氮肥利用效率和氮素偏生产力等性状指标的综合评价和聚类分析,将22个品种分为氮高效型、氮中效型和氮低效型3组,‘新陆早50号’‘新陆早57号’为氮高效型品种。与氮低效型组相比,氮高效型组的品种具有较高的皮棉产量和生物量。通过上述结果可以认为,棉花高产育种过程提高了氮素利用效率和偏生产力。