新疆棉田地下滴灌土壤水盐运移变化规律的研究

为探讨新疆棉田地下滴灌方式地下滴灌下土壤水盐运移的规律,在棉花不同生育期运用烘干法和电导法,从水平方向和垂直方向测定棉田距离滴灌带不同距离的土壤含水量和土壤盐分,结果表明地下滴灌条件下棉花整个生育期土壤含水量的运移规律为:0~35 cm各土层苗期与蕾期较低,盛花期较高,吐絮期又较低,35~55 cm各土层在苗期与蕾期较低,花铃期至吐絮期均较高;土壤盐分含量的变化与土壤含水量的变化刚好相反。     

不同灌溉方式的棉花根系在土壤中的分布特征

本文用冲根法,研究了常规沟灌、膜下滴灌和膜下渗灌三种灌溉方式棉花根系的干重、数量、在土壤中的空间分布特征和根系构型.结果表明:根系总重量、主根重量、侧根重量均是常规沟灌>膜下滴灌>膜下渗灌;根条数量侧是膜下滴灌>膜下渗灌>常规沟灌;常规灌溉棉花侧根数量在土壤中主要分布在0-40cm土层,占总根数量的73.7%,以10-20cm土层根数量最多.膜下滴灌和膜下渗灌棉花根系主要分布在0-20cm土层,占总根数量的68.3%-76.8%,其中0-10cm土层占侧根总数的42.6%-43.7%;常规沟灌棉花根系在土壤中的平面几何构型呈"垂直断面伞型"或"扇型".膜下滴灌棉花根系朝滴灌带和膜内侧方向的根系多而密集,其它方向的根系相对较少,呈极不对称构型.膜下渗灌棉花根系的二维平面几何图像呈"马尾巴型".     

北疆棉花膜下滴灌耗水规律的研究

在3种灌溉量(2 850、3 900、4 950m3/hm2 )下研究了棉花膜下滴灌各生育期的耗水量与耗水强度.结果表明棉花的耗水量随着灌量的增加而增大,在北疆滴灌棉花适宜的灌溉量为3 900 m3/hm2,棉花最大蒸散量出现在花铃期,其中开花-吐絮期,耗水量240.96 mm,最大耗水时段为现蕾-吐絮,日均耗水量3.29～4.15 mm.棉花根系主要吸水层在0～60 cm土壤深度,高灌溉量棉花的吸水强度在0～40 cm大于低灌溉量,而在40～60 cm恰恰相反 .高灌溉量下棉花蕾期以前的土壤蒸发强度增大,干物质生产能力并没有相应增加,适当调节蕾期以前的灌溉量可以提高水分的利用效率.     

地下滴灌条件下杨树速生丰产林林木根系生长特性

在北京潮白河沙地意大利214杨人工林中,对地下滴灌和常规灌溉下林木根系生长特点进行了研究.结果表明:地下滴灌能使林木10 mm根量（尤其是2 mm细根量）大幅度增加,如地表以下20～50 cm土层地下滴灌区10 mm根量大于常规灌溉的3倍,这是林地生产力提高的重要原因之一. 从垂直分布来看,地下滴灌林木10 mm根集中分布在20～50 cm,常规灌溉林木基本呈均匀分布状态;从水平分布来看,地下滴灌林木10 mm根主要分布在靠近地下滴灌管的地方,行间3 m处10 mm总根量甚至比常规灌溉还减少了50%. 因此建议在树体增大后,在行间、株间中线上布设“井”字形地下滴管,以扩大地下滴灌(SDI)区根系分布和吸收范围,进一步提高林地生产力.      

免冬春灌不同灌水定额条件下棉花膜下滴灌对土壤盐分变化规律的影响

以田间实测数据为基础,研究免冬春灌棉田膜下滴灌土壤盐分变化规律。通过对284 mm、339 mm、369 mm和399 mm4个灌溉定额下棉田土壤盐分变化进行分析得到：免冬春灌使棉田土壤盐分主要积累在0～30cm之间;随着灌溉定额的增加,滴头下土壤盐分淡化区深度逐渐增加,积盐区深度下移;各处理土壤盐分积累深度分别为20cm、30cm、60cm和70 cm,滴头下竖向随灌溉定额的增加淋洗效果越明显;滴头、行间、膜间土壤盐分含量依次增加;在棉花生育期内284 mm灌溉定额土壤处于积盐状态,339 mm、369 mm和399 mm灌溉定额土壤处于脱盐状态;结合洗盐深度和棉花根系主要活动范围,初步确定一年免冬春灌棉花灌溉定额为369 mm以上。该结果可为干旱区棉田少、免冬春灌棉花膜下滴灌水盐调控技术提供参考。     

不同灌水技术对土壤水分及棉花叶面积指数的影响分析

为了探讨不同灌水方式对土壤水分变化及棉花叶面积指数变化的影响。通过测坑试验,设定3种灌溉方式(膜下滴灌、地下滴灌、痕量灌),利用PR2测定土壤水分,LAI-2200测定棉花叶面积指数。结果表明:每日连续灌水处理能保证土壤含水率波动较小,其中痕量灌处理能保证0～30cm和0～60cm土层含水率较均匀;地下滴灌处理后期棉花叶片生长旺盛,痕量灌处理下棉花叶片生长趋于缓慢,二者后期叶片衰老脱落的速率均比膜下滴灌处理快。     

膜下滴灌棉花根系分布特性试验研究

以膜下滴灌条件下棉花根系为对象,通过根钻取样的方法,探索棉花根系的分布规律,研究了膜下滴灌条件下棉花根系的分布特性。结果表明:棉花根系主要分布在0~40 cm的土层中;随着深度及水平距离的增加,在棉花的各生育期其根重密度及所占总根量的百分数逐渐减少,并在棉花的各生育期,其根量所占总根量的百分数与水平距离及垂直距离呈负指数关系,根重密度在垂直方向上与深度也呈负指数关系。     

播期温度对新疆膜下滴灌棉花出苗率及苗期生长的影响

【目的】新疆膜下滴灌棉田普遍采用干土播种、滴水出苗技术,将棉花传统漫灌栽培条件下需要兼顾土壤墒情和气温状况转变为仅关注播期温度条件。论文根据棉花播种出苗对气温的要求,选择不同时期不同温度条件下播种,观测膜下滴灌棉花播种出苗及幼苗生长状况,分析播期温度变化对出苗率、苗期生长发育的影响及收获期产量的变化,为膜下滴灌棉花确定播种条件、实现一播全苗和培育壮苗提供理论依据。【方法】通过记载播种前气温及土壤温度的变化,以棉花种子发芽、出苗的生物学下限温度为最早播期,设置3—4个播期,调查不同播期下棉花出苗率,测定苗期株高、子叶节高度等形态指标和植株干物质累积量等,明确不同温度条件下播种对膜下滴灌棉花出苗和壮苗指标的影响。【结果】播前3 d膜下5 cm土壤温度18.7℃条件下棉花出苗速度快且出苗率最高;与温度较低条件下的早播相比,膜下5 cm土壤温度达24.7℃的晚播棉花出苗期至3叶期植株株高提高3.52%—8.64%、子叶节高度提高8.82%—20.59%、总根长增长1.79%—6.59%、比根长提高14.84%—25.93%;播前3 d膜下5 cm土壤温度9.5℃早播条件下,根干物质累积量较高、根冠比较大。【结论】棉花播前3 d平均气温稳定通过13.8℃—15.7℃,播后1周气温在16℃—18℃,出苗率可达90%以上;但平均气温在6.7℃—14.1℃、膜下5 cm平均地温9.5℃—17.6℃条件下播种,出苗至3叶期平均气温在18.5℃—19.5℃、有效积温在110℃—120℃,棉花幼苗单位株高干物质累积量较高,根系生长量大,幼苗健壮,单株结铃多,铃重较高。因此,适温早播为棉花产量形成奠定良好基础。     

水质与灌溉频率对棉花苗期根系分布的影响

本文试验研究了高含盐土壤滴灌条件下,水质与灌溉频率对棉花苗期根系分布的影响。试验土壤为砂质壤土(砂粒68%、粉粒24%、粘粒8%),土壤初始含盐量为0.8%。灌溉水质有3个水平,分别为CK(自来水)、S10(SAR=10/EC=3)与S5(SAR=5/EC=3);灌溉频率有3个水平,分别为每4天、每8天、每16天灌溉一次。试验结果表明:棉花苗期,80%以上的根系总干重分布于距地表0-20cm的根层内;与优质水比较,采用微咸水滴灌有助于提高棉花苗期的根系总干物质量。低频灌溉有助于促进棉花苗期根系的发育;灌溉频率降低时,各层根系增大的百分比随着深度增加而增大;根系总干重的增大主要是靠10cm以下各层根重密度的增大来实现的;棉花苗期,低频灌溉有利于深层根系干物质的积累。     

覆膜对滴灌棉田土壤水分时空运移的影响

【目的】对比分析覆膜与无膜滴灌棉田土壤水分在时间维度上以及空间维度上的运移规律,为棉花精准灌溉、无膜棉栽培技术提供理论依据与技术支撑。【方法】以膜下滴灌和无膜滴灌作为试验处理,采用5TE土壤水分温度传感器实时采集棉花全生育期土壤水分数据,采用Voxler和Surfer等软件对土壤水分网格数据进行时空插值、3D可视化以及切片。【结果】膜下滴灌土壤水分含量整体高于无膜滴灌处理;垂直方向上,膜下滴灌各不同深度土层间的运移加快,土壤水分含量随着深度增加而增加,在底层土壤(80~100 cm)水分含量最多,而无膜滴灌各土层间的土壤水分交流不活跃,水分主要集中表层土壤(0~20 cm);水平方向上,2种处理的近根系和远根系土层的土壤水分含量无显著差异;时间维度上,随着棉花生育进程的推进,膜下滴灌处理的土壤水分含量总体呈现上升的趋势,土壤水分消退速率在滴灌前(6月20日)为3×10^-4 m³/(m³·d),6月20日至8月11日(滴灌后)维持在30×10^-4 m³/(m³·d),8月11日至8月26日增至30×10^-4 m³/(m³·d),8月26日(最后1次滴灌)后降低至30×10^-4 m³/(m³·d),而无膜滴灌处理的土壤水分变化较为平稳,滴灌前水分消退速率在0.7×10^-4 m³/(m³·d),滴灌后为10×10^-4 m³/(m³·d)。【结论】覆膜处理能使土壤水分从表层向下运移,底层(80~100 cm)水分最多;而水平方向上,2种处理的近根系和远根系土壤水分无明显差异;时间维度上,覆膜处理提高了滴灌棉田的土壤水分的变化波动,使其水分消退速率增加,无膜处理的水分消退速率却保持稳定。     

新疆棉田膜下滴灌方式下土壤水分运移变化规律研究

为探讨新疆棉田膜下滴灌方式下土壤水分运移的规律,在棉花不同生育期,采用烘干法,从水平方向和垂直方向上测定棉田土壤水分含量.结果表明,棉花不同生育期垂直方向上土壤含水量的变化随着土层深度的增加均呈增大的趋势;水平方向上土壤含水量的变化,除在0～35 cm各土层之间变化外,35～95 cm各土层之间基本上无明显波动变化;不同土层土壤含水量的变化随棉花生育进程,呈由苗期增长至盛花期后、下降至盛铃期又上升至吐絮期的规律,不同土层土壤含水量基本上呈直线增长的变化趋势.     

南疆棉区地面灌溉棉田高效节水灌溉方式研究

研究了南疆地面灌溉条件下棉花生育期不同灌溉定额的土壤水分动态、棉株叶片水势动态、棉花耗水规律以及对棉花生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明，棉花全生育期灌溉定额345mm，每次灌水量60～75mm，土壤供水明显不足，叶片水势下降较快，棉株生育受到抑制，减产严重；灌溉定额480mlTl，每次灌水量90～105mm，在15d左右的灌水周期内，土壤供水适宜，棉株生长稳健，产量与充分灌溉相当，水分生产效率显著高于低量灌溉和充分灌溉；灌溉定额615mm，每次灌水量105～135mm，土壤水分偏多，棉株生长过旺，与适量灌溉相比并没有增产效果，且耗水量加大、水分生产效率下降。在试验结果的基础上提出了南疆棉区合理的灌溉制度。     

覆膜栽培条件下土壤水分动态及运行机制分析

本文以玉米为试材。在半干旱地区设置地膜覆盖栽培试验。结果表明，采用覆膜栽培，在作物生长前期具有显著的保水效果。0～10cm、10～20cm和20～30cm土层的土壤含水量分别比裸地增加13．77％、6．67％和8％；在玉米拔节以后，覆膜土壤表现为深层含水量低于裸地，lm土层覆膜土壤储水量平均比裸地减少36．5mm，减少了水分“库存”。分析认为，覆膜栽培条件下的耕层土壤水分主要补充源是自然降水、上升毛管水和汽态水，而在地下水位较深的旱地上汽态水似更为重要，地膜的保水作用，主要在于汽态水在土壤表层凝结、集聚，而使表层含水量增加。     

膜下滴灌棉田土壤水分动态化研究

通过系统观察不同土壤类型棉田水分动态变化规律,研究了膜下滴灌棉花苗期、蕾期、花铃期、吐絮期土壤含水量以及不同土层深度土壤水分的变化。结果表明,沙土和粘土从苗期到吐絮期含水量变化趋势相似,并呈现规律性的变化:土壤含水量的变化趋势近似于抛物线,苗期土壤含水量最低,随棉花的生长发育,土壤含水量逐渐增加,至花铃期达最大,到吐絮期,土壤含水量又下降,与蕾期相当。不同土壤质地0～100cm土层各层次的土壤水分含量存在差异,随着土层深度的增加,土壤含水量呈下降趋势。在不同生育期,沙土的含水量明显低于粘土。这种变化与土壤的物理化学性质、生物学特性以及棉花根系的生长发育有关。     

揭膜时期对土壤水、盐运移及棉花产量的影响

为探明揭膜时期对棉田土壤水、盐运移及棉花产量的影响,设置6个处理,分别在不同时期揭膜[T1(6月10日);T2(6月25日);T3(7月13日);T4(7月25日);T5(8月10日);T6(不揭膜)],研究揭膜时期对土壤水分利用、盐分的运移及棉花产量的影响。结果表明:与覆膜相比,选择在棉花花期前揭膜可导致土壤含水量以及棉花产量显著降低;而在棉花花期后揭膜对土壤含水量无显著影响,并且在铃期揭膜(T5)棉花产量略有升高。不同揭膜处理的土壤盐分质量分数(0~60cm土层)分布均呈现膜面膜间棉花株间的趋势,而揭膜可降低膜面和膜间0~40cm土层盐分质量分数。综上所述,不同时期揭膜均可降低膜面、膜间0~40cm土层的土壤盐分质量分数,但棉花花期前揭膜导致棉花减产,花期后揭膜对土壤含水量及产量均没有显著影响,以T5时期揭膜最佳。     

Effects of Soil Water Content on Cotton Root Growth and Distribution Under Mulched Drip Irrigation

The relation between soil water content and the growth of cotton root was studied for the scheme of field water and cotton yield under mulched drip irrigation. Based on the field experiments, three treatments of soil water content were conducted with 90%, 75%θf, and 60%θf （θfis field water capacity）. Cotton roots and root-shoot ratio were studied with digging method, and the soil moisture was observed with TDR （time domain reflector）, and cotton yield was measured. The results indicated that the growth of cotton root accorded with Logistic growth curve in the three treatments, the cotton root grew quickly and its weight was very high under 75%θf because of the suitable soil water condition, while grew slowly and its weight was lower under 90%θf due to water moisture beyond the suitable condition, and the root weight was in between under 60%θf For the three water treatments, the cotton root weight decreased with soil depth, and decreased more significantly in deeper soil layer with the soil moisture increasing. And the ratio of cotton root weight in 0-30 cm soil layer to the total root weight was the highest under 75%θf. The cotton root system was distributed mainly in the soil of narrow row and wide row mulched with plastic film, and little in the soil outside plastic film. The weight of cotton root was the highest in the soil of narrow row or wide row mulched with plastic film under 75%θf. Root-shoot ratio decreased with the soil moisture increasing. The soil water content affected cotton yields, and cotton yield was the highest under 75%θf. The higher soil moisture level is unfavorable to the growth of cotton root system and yield of cotton under mulched drip irrigation.     

棉花各生育期精细水肥调控对滴灌棉田土壤盐分变化的影响

[目的]滴灌棉田土壤次生盐渍化逐渐成为生产中关注的一个问题.探讨棉花生育期水肥调控对滴灌棉田土壤盐分变化的影响.[方法]在新疆库尔勒市进行大田试验,在总施肥量相同情况下棉花各生育阶段施肥比例不同时,测定分析各生育期剖面土壤电导率、水分含量、棉田光照强度.[结果]棉花生长期进行适宜的水肥耦合管理有可能在生长期结束时降低或调控表层土壤含盐量.在各生育阶段施肥量一定、需要多次追肥情况下,蕾期采取"前重后轻"、花铃期前期采取"多次等比例"、盛铃期采取"前轻后重"施肥策略,能有效降低0～60 cm根层土壤盐分含量.[结论]调控棉花生长增大田间郁闭程度有利于提高土壤水分含量、降低土壤含盐量.