（一）棉花的重要性 棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。棉花是涉及农业和纺织工业两大产业的商品，是全国1亿多棉农收入的主要来源，是纺织工业的主要原料，也是广大人民的生活必需品，棉纱及棉布还是出口创汇的重要商品。棉 花还可以用来制造轮胎等的帘线、火药以及医药用棉等。因此，棉花的生产、流通、加工和消费,与人民群众的生活和广大棉农的利益息息相关，对国民经济的发展也有着重要影响。UcZ （二）棉花产区分布及区划UcZ 1、我国棉花产区分布。我国适宜种值棉花的区域广泛，棉区范围大致在北纬18－46度，东经76－124度之间，即南起海南岛，北抵新疆的玛纳斯垦区，东起台湾省、长江三角洲沿海地带和辽河流域，西至新疆塔里木盆地西缘，全国除西藏、青海、内蒙古、黑龙江、吉林等少数省（自治区）外，都能种植棉花（见图一）。2001年棉花产量在20万吨以上的省有：新疆（145.8万吨）、河南（82.8万吨）、山东（78.1万吨）、江苏（46.1万吨）、河北40.9万吨）、湖北（37.4万吨）和安徽（35.7万吨）。UcZ 2、我国棉花区划。我国棉区范围广阔，根据棉花对生态条件的要求，结合棉花生产特点,以及棉区分布状况、社会经济条件和植棉历史，将全国划分为三大棉区：长江中下游棉区、黄河中下游棉区和新疆棉区。UcZ 长江中下游棉区。包括上海、浙江、江苏、湖北、安徽、四川、江西、湖南8省市，近年来种植面积稳中有减（见表五）。UcZ 黄河中下游棉区。包括河南、河北、山东、山西、陕西、辽宁6省区，近年来种植面积稳中有升（见表五）。UcZ 新疆棉区。包括新疆和河西走廊一带，种植而积稳中有升。新疆棉花以纤维长、色泽洁白、拉力强著称，是我国最具有发展潜力的新辟棉区。新疆水土光热资源丰富，气候干旱少雨，种植棉花条件得天独厚,近几年棉花种植面积增加很快（见表五）。从种植区域看，新疆已初步形成了3个产棉区，即南疆棉区、北疆棉区和东疆棉区。南疆棉区是新疆棉花的主产区，其棉花产量约占新疆棉区产量的80%，也是我国最适宜的植棉地区，是长绒棉的生产基地。其次是北疆，再次是东疆。新疆棉花连续8年在总产、单产、人均占有量、外调量等方面居全国首位（见图二）。 除三大主产棉区外，京、津、甘肃、广西、云南等地也有分散种植，但其产量合计占全国棉花总产不到1%。UcZ 表五：我国棉花产区变化统计表UcZ
| 时间 | 1958 | 1968 | 1978 | 1988 | 1998 | | 新疆棉区 | 2% | 4% | 3% | 7% | 31% | | 长江中下游棉区 | 60% | 44% | 47% | 60% | 35% | | 黄河中下游棉区 | 38% | 52% | 50% | 33% | 34% | | 合计 | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% |
说明：本图所用数据来源于《农业统计年鉴》，1995-2002年版，图中各主产省产量占总产量的比例是95年至2001年各省平均产量与全国平均产量的比。UcZ（三）棉花生长阶段及影响因素UcZ 棉花从播种到收获约半年左右时间，一般需经过播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期。UcZ 1、播种期。选择适时的播种期是决定棉花丰产的重要环节。棉种萌发出苗需要一定的外界环境条件，主要是适宜的温度、水分、氧气、土壤等，其中决定因素是温度。棉花是喜温作物，在发芽出苗时，要求较高的温度。UcZ 据研究成果表明，发芽最低临界温度是10.5℃-12℃，最适温度为28℃-30℃，最高温度为40℃-45℃。温度在临界范围内，越高发芽越快。如12℃时需要11天，13℃时需7天，16℃时需2天，35℃-40℃时，只需8小时就可以了。在高温下虽然发芽快，但棉苗不健壮，因此棉苗发芽温度也不能太高。UcZ 在自然地温下，黄河流域棉区播种一般在四月中旬；如果前茬腾地及时，长江流域棉区在四月上旬就可播种；新疆棉区一般在4月15日至4月25日之间播种。UcZ 棉花播种后，出苗日期主要决定此时土壤的温度和水分，在正常情况下，黄河流域棉区出苗需10-15天，长江流域棉区需7-10天，新疆棉区需15天左右。UcZ 2、苗期。苗期是指棉花从出苗到现蕾。黄河流域棉区一般从4月底、5月初至6月上中旬，长江流域棉区从4月下旬至6月上旬。棉花苗期为营养生长期，影响棉苗的主要环境因素是温度。棉苗弱小，抗逆性差，易发生病害、死苗或晚发“小老苗”出现，大多是低温造成的。不同苗龄忍耐低温的能力不同，下表列出了10天以内的棉苗在不同程度低温下的受害程度。UcZ 表六：不同苗龄耐低温程度表UcZ
| 苗期 | 温度 | 持续时间（小时） | 受害程度 | | 刚出土 | 0 - 1 | 1 | 发生冻害 | | 刚出土 | -2 - -3 | 1 | 幼苗死亡 | | 苗龄4天 | 0 | 1-2 | 轻微冻害 | | 苗龄8天 | 0 | 3 | 轻微冻害 | | 苗龄10天 | 0 | 2-3 | 50%幼苗死亡 |
资料来源：《棉花灾害及防灾减灾技术》，张存信著，中国农业科技出版社出版，2001年11月印刷，第59页。UcZ 除了温度外，如果此期间连续阴雨，水分过多，缺乏光照等，也会造成棉苗争光上窜，形成高脚细弱苗，推迟生育期，甚至会严重影响根系发育，形成烂种、烂芽及苗期病害。UcZ 3、蕾期。棉花蕾期是指从现蕾到开花期间。一般从6月上中旬至7月上旬。棉花蕾期生长水平直接影响到中、后期抗灾能力和最终的经济产量，是营养生长和生殖生长并行及根系发展的重要阶段。UcZ 由于棉花现蕾一般在6月上、中旬，气温较高，此时降雨量的多少是决定现蕾多少的关键因素，北方棉区这时的常年降雨量较小，但气温已升高，土壤水分蒸发量大，常因干旱影响棉花生育。到现蕾盛期雨季开始，土壤水分增多，肥效逐渐发挥，这时棉株容易徒长；南方正值梅雨季节，容易引起旺长，如遇空梅或干梅，高温干旱会严重影响棉花生育。UcZ 4、花铃期。花铃期是指从开花至吐絮这一段时间，一般从7月上旬到8月底、9月初。花铃期处于经济产量形成过程中，占有决定性位置，是决定产量和品质的关键时期。此阶段根据其生育特性又分为初花期和盛花结铃期。花铃期是棉花一生中需水最多的时期，棉株对水反应敏感，如水分失调，代谢过程受阻，大量蕾铃脱落，并引起早衰，严重影响棉花生育进程。UcZ 5、吐絮期。吐絮期是指开始吐絮到枯霜来临、生育结束的一段较长的时间。一般在8月下旬、9月初开始吐絮，持续70-80天，是棉纤维生长发育的主要阶段。此期影响棉花产量和质量的因素主要有：阴雨连绵加重棉花烂铃、冷秋年份使棉花贪青迟熟，纤维发育不良等。UcZ 棉花是陆续开花、结铃，陆续成熟、吐絮。在开始吐絮时，伏桃正在逐渐成熟，秋桃正在形成、长大，棉株的营养生长已衰退，生殖生长逐渐缓慢，根系吸收能力日渐下降，这时需要有充足的日照、较高的温度和较低的湿度，以加速碳水化合物的转化，促进脂肪和纤维素的形成，并加速铃壳干燥，有利于棉铃开裂，吐絮。UcZ 由于我国宜棉地区广阔，各棉区的气象条件差别较大，以下三个表格（表七、表八和表九）列出了各棉区棉花生长月份温度、水分和光照基本情况。UcZ 表七：不同棉区的热量环境（℃）UcZ
| 棉区 | 无霜期（天） | 积温（>/10度） | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | | 长江流域 | 220-302 | 4517-5862 | 15.6 | 20.6 | 24.8 | 28.2 | 27.7 | 23.2 | 17.4 | | 黄河流域 | 190-221 | 4395-4797 | 13.3 | 20.1 | 25.0 | 26.7 | 25.6 | 20.2 | 14.1 | | 北疆 | 156-189 | 3141-3589 | 11.0 | 17.9 | 22.8 | 24.9 | 23.1 | 16.9 | 8.1 | | 东、南疆 | 214-279 | 4193-5455 | 16.1 | 21.9 | 26.2 | 27.9 | 26.4 | 20.7 | 11.8 |
资料来源：同表六，第75页。UcZ 表八：不同棉区的水分环境（降雨毫米）UcZ
| 棉区 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | | 长江流域 | 117.4 | 143.9 | 149.4 | 164.6 | 127.8 | 112.7 | 65.6 | | 黄河流域 | 42.3 | 48.7 | 70.4 | 175.5 | 136.6 | 70.4 | 38.4 | | 北疆 | 13.1 | 14.7 | 15.6 | 16.7 | 21.3 | 11.0 | 7.3 | | 东、南疆 | 3.1 | 6.3 | 6.1 | 7.2 | 5.2 | 2.9 | 0.9 |
资料来源：同表六，第78页。UcZ 表九：不同棉区的日照状况（日照％）UcZ
| 棉区 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | | 长江流域 | 42.9 | 46.3 | 41.7 | 50.7 | 51.7 | 54.1 | 52.6 | | 黄河流域 | 54.1 | 57.9 | 60.6 | 59.2 | 57.6 | 59.4 | 58.6 | | 北疆 | 63.5 | 67 | 69.3 | 67.5 | 72 | 75.0 | 73.8 | | 东、南疆 | 59.6 | 64.2 | 68 | 66.6 | 70.4 | 73.2 | 75.8 |
资料来源：同表六，第81页。UcZ（四）主要灾害对棉花生长的影响UcZ 影响棉花生长和发育的灾害有两种，一是气象灾害，如雨涝，冰雹、干旱等；一是病虫害，如棉花枯黄萎病、棉花铃病、各种虫害等。UcZ 1、雨涝。雨涝灾害是频发性、季节性的严重自然灾害，轻者造成棉花减产，重则绝收。长江流域棉区一般7-8月份发生雨涝，而黄河流域棉区一般在6-8月份。不同程度的雨涝对棉苗的影响不同（见表十）。UcZ 2、冰雹。我国冰雹的危害范围广，主要棉产区历年都遭受不同程度的雹灾。在我国的产棉区中，4月份以前降雹主要集中在秦岭、淮河以南地区；4-5月份雹区由南向北扩展。6月份雹区范围最广，此时正值棉区蕾期或初花期，对棉花生长影响较大。6月份以后，雹区主要集中在华北、西北和东北地区。由于棉花具有无限生长性和较强的再生性，程度较轻的雹灾对棉花影响较小，如果冰雹程度较重，又处于棉花生长的关键时期，也会造成棉花减产甚至绝产（见表十）。UcZ 表十：雨涝和冰雹对我国棉花的影响UcZ
| | 轻度危害 | 中度危害 | 重度危害 | 严重危害 | 特重危害 | | 雨涝 | 程度 | 淹水10-24个小时,及时排水 | 淹水2-3天,未淹没整个棉株 | 淹水2-3天,积水40-50厘米 | 淹水超过4-5天,淹没棉株 | 淹水5天以上 | | 严重萎焉,幼蕾脱落,叶片发黄,基本无死苗 | 蕾花和叶脱落严重,有轻度死苗 | 70%以上的棉株没顶,多数蕾花脱落,死苗率20%左右 | 80%棉株顶心死亡,叶、花、蕾全部脱落,根系发黑,死亡率50% | 棉花基本死亡 | | 对产量的影响 | 基本不减产 | 减产较轻 | 减产30%-40% | 减产幅度较大 | 绝产 | | 冰雹 | 程度 | 茎叶损伤,主茎完好,果枝砸掉不足10%,处于盛花期以前 | 落叶破叶严重,主茎完好,果枝断枝率30%以下,断头率不足50%,处于初花期前后 | 无叶片；主茎基本未破裂，叶节完好，腋芽完整，断枝率60%以上，断头率50-70%UcZ
处于蕾期内 | 无叶片，无果枝，光杆，主茎表皮破裂不足50%，30%以上腋芽完好叶节大部分完好 | 光杆，主茎砸破率大于50%，叶节大部分被砸坏，腋芽不足30% | | 对产量的影响 | 基本不减产 | 减产较轻 | 减产30%-40% | 减产幅度较大 | 绝产 |
UcZ 3、干旱。黄河流域棉区由于常年冬春干旱，因此在播种出苗期对棉花影响较大；长江流域棉区，对棉花影响较大的主要是夏季干旱和秋季干旱；新疆棉区常年降雨量偏小，棉田干旱经常发生，需灌溉植棉才行。UcZ 4、病虫害。在棉花生长过程中，有很多病虫害随时会影响棉花的生长和发育。在棉花生长的不同时期，病虫害的种类也不一样。UcZ 低温阴雨是导致棉花苗期病虫害发作的主要原因。目前国内发现的苗病有20多种，如立枯病、炭疽病等，造成棉田缺苗断垄，严重时会影响棉花的产量。棉花成株后主要受以下病虫害的影响：UcZ - 棉花枯、黄萎病。在棉田温度较低、湿度较大时易发生枯、黄萎病。一般在6月，棉苗4、5个真叶时发病，7、8月份现蕾到花铃期加重，造成病叶大量枯落，并伴有蕾铃脱落。多雨年份，夏季湿度大，气温偏低，枯萎病发病迅速，病株成倍增长，危害严重。
- 棉花红叶茎枯病。主要是由花期和结铃期肥水失调，营养不足，特别是缺钾肥造成的。一般在蕾期初发，花期普发，铃期盛发，吐絮期成片死株。
- 棉花铃病。我国棉花铃病发生普遍，造成烂铃、僵瓣。多雨年份，长江及黄河流域棉区烂铃率可达10-30％，烂铃与健铃相比，籽棉重量减轻40.8％，衣分降低22.8％，皮棉减少53.5%，棉花绒长缩短23.4%，强度下降49.3%，严重影响棉花的产量和质量。
铃期久雨高温是造成棉花铃病的主要原因。一般情况下，连续下雨3-5天或10-20毫米以上降雨3-5天，田间就会出现大量烂铃，8-9月份的雨量和雨日是决定全年铃病的关键。调查表明，烂铃率随这个时期降雨而变化，雨日多，降雨量大，烂铃严重，反之则轻。 黄河流域棉区，7-8月份正值第一批棉铃成铃后40-50天，汛雨集中，温度高，湿度大，烂铃极易发生。长江流域棉区，秋季阴雨多出现在8-9月份，所以烂铃开始及盛期较北方迟，但因湿热环境持续天数较多，烂铃往往比北方严重。新疆棉区此期降雨较少，热量充足，因此正常年景不易发生烂铃灾害。UcZ 除了以上介绍的影响棉花生长发育的主要气象灾害和病虫害外，还有许多因素如大风、沙尘和冻害等也会影响棉花的产量和质量。UcZ （五）我国棉花产量UcZ 建国以来，我国棉花供求矛盾一直比较突出。20世纪80年代以前，由于生产条件落后，棉花单产水平较低，总产量基本在250万吨以下（1973年产量256.2万吨），由于产量较小，国内市场供不应求，年进口棉花量较大，1979年棉花进口量曾达91.89万吨。这一时期总体上处于供不应求状态。UcZ 80年以后，由于实行联产承包责任制，棉花生产的积极性被调动起来，产量迅速提高，到1984年，棉花产量创历史之最，达626万吨，而当时的消费能力只有300万吨左右，市场出现了相对过剩。85年以后，我国棉纺工业发展很快，到1989年，年棉花消费量达到400万吨左右，而同时棉花生产出现滑坡，89年棉花产量只有379万吨，当年棉花进口量达40万吨。UcZ 90年代以来，棉花生产比较稳定，除了特殊年份的1993和1999年，其余年份棉花产量均在450万吨左右，基本能够满足生产经营的需要 (见表十一)。UcZ 表十一：近年来我国棉花生产情况统计表UcZ
| 年份 | 播种面积（万亩） | 单产（公斤/亩） | 总产量（万吨） | | 1990 | 8382.20 | 53.8 | 451 | | 1991 | 9808.00 | 57.9 | 568 | | 1992 | 10253.00 | 44.0 | 451 | | 1993 | 7478.00 | 50.3 | 376 | | 1994 | 8292.00 | 51.3 | 425 | | 1995 | 8132.00 | 58.5 | 476 | | 1996 | 7083.40 | 59.3 | 420.32 | | 1997 | 6736.80 | 68.3 | 460.28 | | 1998 | 6689.10 | 67.3 | 450.10 | | 1999 | 5622.50 | 68.1 | 382.80 | | 2000 | 5400 | 81.8 | 441.70 | | 2001 | 7214.61 | 73.89 | 532.35 | | 2002 | 6720 | 78.47 | 492 |
资料来源：1990-2000年数据来源于《中国农业年鉴》，1991-200 2年版；UcZ
2002年数据来源于2003年国家统计局统计公报。UcZ（六）转基因棉花介绍UcZ 自90年代以来，由于棉铃虫在我国大部分棉区持续性大发生或暴发，给棉花生产带来了巨大的威胁，棉农谈“虫”色变，仅1992年一年即造成直接经济损失60多亿元，间接损失超过100亿元，对整个国民经济发展造成了很大影响。同时由于棉铃虫的大暴发，防虫治虫使棉花的生产成本增加，植棉的比较效益降低。UcZ 国内外多年研究与实践表明，棉铃虫食性杂、危害广(包括棉花、玉米、花生、豆类、瓜菜等)，并具有很强的生殖潜能，长期大量使用化学农药，可导致抗药性增强，大量杀伤天敌，生态失衡，步入恶性循环。泰国和越南是历史上的植棉国家，由于多年化学农药的过量使用，难以控制，近些年已基本取消植棉计划，且没有明显的恢复迹象。前苏联在六、七十年代，每年用化学农药防治棉铃虫的次数在15次左右，在主要植棉地区造成了严重的环境污染。UcZ 在病虫害严重影响棉花生产及生态环境的情况下，各国政府都试图寻找防治棉铃虫及其它病虫害的有效办法。1990年，美国利用生物技术，合成B. t杀虫基因，导入棉花获得抗虫转基因棉花，成为世界上第一个拥有转基因抗虫棉的国家。我国“抗虫棉”研究在“七五”期间开始进行，“八五”期间，在“863”计划资助下，也人工合成了CryIA(b)和CryIA(c)杀虫基因导入我国棉花主栽品种获得成功，成为继美国之后，第二个拥有自主研制抗虫棉的国家。“九五”开始，“抗虫棉”的研究又被国家“863”计划立为重大项目，进一步开展单价基因、双价基因及多价基因抗虫棉的研究，同时还将根据目前单价抗虫棉可能存在的棉铃虫产生抗性的问题，在生产中使用的持久性问题，环境释放的安全性问题，遗传分离与稳定性问题等作深入的研究。总之，培育持久性双价抗虫棉或既抗鳞翅目又抗同翅目害虫的多价抗虫棉，使之产业化，应用于棉花生产，以解决棉花害虫给棉花生产带来的巨大损失，减少化学农药的使用量，保护环境和生态平衡。UcZ 目前，国产转基因抗虫棉已有多个品种通过审定。1998年5月和7月， GK95-1和GK-1分别通过品种审定，被定名为“晋棉26号”和“国抗1号”。1999年1月，GK-12也在山东省通过品种审定，被定名为“国抗12号”。2000年11月，GK22通过江苏省农作物品种审定委员会审定，定名为“国抗22号”。2001年初，GK19通过新疆自治区品种审定委员会审定。2001年3月，SGK321通过河北省品种审定委员会审定，并于2002年1月27日通过了国家抗虫棉品种审定，成为目前国内唯一通过品种审定的双价抗虫棉品种，也是世界上第一个通过品种审定的双价转基因抗虫棉新品种。在此之前，SGK321已经通过了农业转基因生物安全性评价，并获准在晋、冀、鲁、豫、皖进行了商品化生产。UcZ 综合2000-2001年两年国家组织的生产试验结果：SGK321早熟性明显优于其它品种，生育期仅128天，植株较高，株型紧凑，透光性好，抗虫性突出。叶片大小适中，叶色较深，茎杆坚韧，前中期长势强，后期长势一般，整齐性好，开花结铃集中，吐絮畅，衣分高，丰产性好。果枝始节位6.8，霜前花率90.8%，株高91.0厘米，铃重5.17克，衣分39.8%。霜前皮棉亩产75.4公斤，相当于对照抗虫杂交种（第一年为中棉所29，第二年为中棉所38）的93.4%。纤维品质：颜色洁白，平均长度为29.2毫米，比强度29.4厘牛/特克斯，马克隆值4.8。UcZ 除了转基因抗病、抗虫棉的研究外，目前我国还进行其它方面的转基因研究，如最近报道的由中国科学家陈晓亚教授为首发明的动物角蛋白转基因棉花，即将兔、羊毛的角蛋白转入棉花纤维中，目前已获国家专利。将动物角蛋白基因导入棉纤维中，使之特异表达，从而使棉纤维得以改良，具有光泽好，手感柔软，弹性好，保暖性强等特性，既保留了传统棉花的天然本质，又具有了兔、羊毛的品质。UcZ
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