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为解决土壤有效磷缺乏限制棉花生产问题，研究人员对比水培和田间法筛选耐低磷棉花品种，确定了相关品种及指标，意义重大。
### 棉花耐低磷品种筛选研究：为棉花生产困境寻突破
在全球棉花产业的大棋盘上，中国作为主要的棉花生产国，其棉花产业的兴衰不仅关乎着无数棉农的生计，还与庞大的纺织工业链条紧密相连。棉花生长过程中，充足的磷（P）营养是保证高产量和优品质的关键要素，就如同汽车需要优质燃油才能高效行驶一样。然而，现实却给棉花生产带来了诸多挑战。中国棉花主产区集中在新疆等地，那里多是盐碱地、沙滩和沙质旱地，土壤大多为石灰性土壤，这种土壤就像一个 “磷的陷阱”，对磷有着极强的固定能力，使得土壤中有效磷（AP）含量严重不足。与此同时，全球磷肥消耗逐年递增，磷矿资源日益稀缺，减少化肥使用、提高磷利用效率迫在眉睫。在此背景下，筛选耐低磷的棉花品种成为了推动棉花产业可持续发展的关键钥匙，这也正是中国农业科学院棉花研究所研究人员开展此项研究的初衷。该研究成果发表在《Journal of Cotton Research》上。
为了攻克这一难题，研究人员开展了一系列严谨且全面的研究。研究主要采用了水培和田间试验两种关键技术方法。在水培实验中，挑选 25 个棉花品种，设置 0.01 和 0.5 mmol?L-1 KH2PO4两个磷水平，在可控的植物生长柜环境里培育棉花幼苗。田间试验则在河南安阳进行，同样选用这 25 个品种，设置 0 和 90 kg?hm-2 P2O5两种施磷量，模拟实际生产场景。试验结束后，测定棉花的干重、磷效率指标、形态特征、光合速率、产量及纤维品质等多项指标，并运用 Excel、SPSS、Origin 等软件进行统计分析。
水培试验：探寻幼苗耐低磷奥秘
研究人员首先对水培试验中的棉花幼苗进行深入分析。方差分析显示，磷处理、品种以及两者的交互作用对棉花多个性状影响显著。低磷条件下，棉花的根干重、地上部干重、磷积累量等指标下降，而根冠比、磷利用效率却有所上升。通过主成分分析发现，地上部干重（SDW）和地上部磷利用效率（PUES）对棉花磷营养遗传变异的解释度超 45%。基于这两个指标进行聚类分析，25 个棉花品种被分为耐、中耐、中敏和敏感四类。在低磷环境中，耐低磷品种的地上部干重下降幅度明显小于敏感品种，而磷利用效率的提升幅度则更大。
田间试验：聚焦产量与品质的变化
在田间试验里，研究人员着重关注棉花产量和纤维品质。方差分析表明，磷处理和品种对棉铃重、单株铃数、籽棉产量、皮棉产量等产量性状影响显著，对纤维长度、强度等纤维品质性状也有显著作用。依据产量相关指标聚类分析，品种被分成四类，耐低磷品种的籽棉产量和皮棉产量在低磷条件下下降幅度较小。同样，基于纤维品质参数聚类分析，也得到类似结果，耐低磷品种的纤维长度和强度在低磷时下降幅度更小。
综合评估：确定耐低磷与敏感品种
综合水培和田间试验的聚类结果，研究人员筛选出了耐低磷和敏感的棉花品种。ZM-9131、CCRI-79、JM-958 和 J-228 被确定为耐低磷品种，在低磷条件下，它们的地上部干重、籽棉产量、皮棉产量、纤维长度和强度等指标下降幅度较小。而 JM-169、XM-33B、SCRC-28 和 LNM-18 则是低磷敏感品种，这些品种在低磷环境下各项指标下降明显。此外，研究还发现，部分在水培试验中表现为中敏的品种，在田间试验中的产量和纤维品质表现却有所不同，这表明不同生长环境对品种耐低磷表现有影响。
研究结论与意义：为棉花产业点亮新希望
综合来看，该研究表明水培筛选耐低磷棉花品种对实际种植有重要指导意义。水培试验中的地上部干重和地上部磷利用效率可作为筛选耐低磷棉花品种的有效指标，这意味着在今后的育种工作中，可以利用这两个指标快速筛选出具有潜力的品种。研究确定的耐低磷棉花品种，为培育耐低磷新品种提供了宝贵的种质资源，棉农可以根据这些研究结果选择合适的品种种植，减少对磷肥的依赖，降低生产成本的同时，减轻对环境的压力。
这项研究成果为解决棉花生产中磷缺乏的问题提供了切实可行的方案，为棉花产业的可持续发展注入了新的活力，在棉花育种和栽培领域具有重要的应用价值，有望推动整个棉花产业朝着更加绿色、高效的方向发展。
