膜下滴灌高产棉花根、冠生物量累积特性研究

在新疆膜下滴灌大田条件下,选用新陆早43号和新陆早45号2个棉花品种,测定不同产量水平棉田棉株根系生物量及其空间分布、地上部生物量、根冠比等,分析滴灌棉花产量形成过程中根、冠生物量的累积特征。结果表明:与一般产量棉田及中低产棉田相比,高产棉田在整个生育期根系生物量较高、中下层根系分布比例较大,棉株总生物量、地上部生物量、棉铃生物量均较高,根冠比较低;产量构成因子表现为总铃数较多、铃重较高。高产棉花由于其生物量快速累积起始时间较早、累积速率快,进而棉株根系生物量、总生物量累积多。因此,根据参试棉花品种的生育特点,在适期早播促生育进程提前、前期营养器官稳健生长的前提下,采取水肥后移或适当推迟停水时间,可适度增加棉花中下层根系分布,降低根冠比,提高光合产物向棉铃的分配比例,增加铃重,进一步提高棉花产量。     

应用根系生态位指数研究不同灌溉量棉花根系分布特征

 利用根系生态位指数（root ecological niche index , RENI）研究膜下滴灌不同灌溉量下棉花根系分布特征,并将RENI与根系各参数（根干重、根长、根体积、根表面积）相比较,为描述根系分布提供更准确的参数。试验结果表明：（1）RENI与根系各参数有良好的相关性（r²>95%）,可以反映棉花根系的分布。灌溉量较少情况下,根体积对RENI的贡献率最大,根干重贡献率最小;充分灌溉条件下,根体积对RENI的贡献率最小,根干重最大。（2）RENI在土壤中呈偏正态分布,0～40 cm土层的RENI占总RENI的86.8%。（3）膜间裸地的根系分布主要受棉花生物学因素的影响,距离棉株越近,根系分布越多。     

新疆南疆棉花“干播湿出”种植技术应用现状、面临的问题及解决策略

棉花是新疆最重要的经济作物,而南疆又是新疆棉花的主产区,产量占全疆的80%。长期以来,南疆棉区普遍采用“湿播干出”的种植模式,即除了在棉花生育期进行常规灌溉外,还需要进行冬灌和春灌,起到压盐、提高播种期土壤墒情和改善土壤水分的作用。随着耕地面积的不断扩大和水资源的日益短缺,南疆棉区开始尝试采用北疆“干播湿出”的栽培方式种植棉花,但整体效果不甚理想。通过文献综述,探讨造成南疆推行“干播湿出”栽培方式不力的原因,在此基础上提出可能的解决策略。     

南疆滴灌带不同布管位置对棉花出苗的影响

为探究南疆地区不同滴灌带配置方式对棉花出苗率的影响,以新陆中37号为研究对象,在冬春不灌地分别采用3种不同滴灌带配置方式和3种土壤类型间的2种不同滴灌带配置方式试验,对照为常规冬春灌地灌水量250 m~3/667 m~2,进行不同灌溉方式的比较试验。研究表明,滴管带不同配置棉花出苗率1膜3管的好于1膜2管,齐苗时间短;不同土壤类型间1膜3管滴灌带窄行中间放置,用水量仅为常规冬春灌用水量的1.39%,除粘土地外,其他2种土壤类型棉花的出苗、齐苗均较常规冬春灌早,1膜3管滴灌带配置较常规出苗早1 d,齐苗早3 d。     

膜下滴灌棉花采用“三水灌溉”法确保高产稳产

根据棉花各生长阶段水分供应充足与否对生长中心影响十分明显的特点,可将"干播湿出"膜下滴灌棉田灌水的主导作用划分为3个功能,即"长根水(苗蕾期)、健根水(始花期)和养根水(产量贡献水,花铃期)"。在苗期与蕾期,棉花的生长中心为根系,此期的水分供应充足与否直接影响到棉花群体的根系质量。因此,该阶段水分作用主要贡献于根系生长,可称之为"长根水";始花前后水分供应的主要作用在于解除由于自出苗以来土壤水分持续下降对棉花生长造成的水分胁迫,促进高产棉田应有的棉花根型结构与质量及地上部分应有营养体的建成,此期的水分供应称之为"健根水";自盛花以后到吐絮期,棉花生长重心为棉铃形成与产量密切相关的群体生殖生长,此期的水分供应目标在于保持根系较好的活力,为地上部分提供足够的水分与养分,故称之为"养根水"。在灌溉量的确定上,"长根水"即播后即灌的出苗水(450~600 m~3/hm~2)和"健根水"即始花前后棉花生长发育期的第1次灌溉(500~700 m~3/hm~2),以不造成深层渗漏为原则使根层(0~100 cm)尽可能多地持有水分。自生长阶段的第2次灌溉起即进入"养根水"管理阶段,应采取"轻勤浅"(灌水量300~400 m~3/hm~2,灌溉周期7~8 d,湿润锋深度60 cm左右)的灌溉方法 ,每次灌溉前的滴灌带下方0~60 cm土壤含水量约75%的田间持水量,使膜下滴灌棉花的产量潜力得到最大可能的挖掘。在棉花3个明显不同的生长发育阶段,水分对棉花生长发育的生理生态意义不相同,在水分管理上应有明显的区别性。     

棉铃虫性诱剂的使用方法

<正>近几年,北疆广大棉区秋翻冬灌的统一性被多种耕作方式所代替,加压滴灌、干播湿出等措施不仅提高了棉花单产,而且节约了生产成本,降低了水耗。然而,在耕作方式改变的同时,棉田的整个生态系统也随之发生了较大的变化,给棉     

棉花根系的生长特性及其与栽培措施和产量关系的研究 Ⅱ栽培措施对棉花根系生长的影响及其与地上部和产量的关系

本文研究了灌溉、施肥量与播种期对露地棉与地膜棉根系的生长特性及其与地上部的相互作用和产量形成的影响。结果表明,生长期灌水处理棉株根系入土浅,总长度减少,未灌水处理根量在深土层明显增加;重肥处理根系入土深,深土层根量增加。灌水及重肥处理根系新根量均增加,根系伤流量增大,生理活力增强。早播棉株主根深度增加,根重增大,尤在生育前期增长明显,同时.根系建成提前,根系分布范围广。灌水、重肥与早播处理棉株根重、地上部重及籽棉产量等均增加。棉株根量与产量间存在显著相关关系,蕾期根量对产量的效应最大。     

膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长及产量的调节

在新疆气候生态条件下,选用对土壤水分敏感性不同的棉花品种为试材,采用土柱栽培法,探讨膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长与活性及产量的调节作用。结果表明:滴水前耕层土壤相对含水量在50%～55%、滴水后可保持在70%～75%的根区水分环境下,棉花根系的生长发育进程受到了一定程度的抑制,根系生物量降低,但提高了40～100cm土层根系分布的比例和根系活力,降低了根冠比,提高了经济系数,最终产量增加。不同品种对滴水量的反应差异较大,新陆早8号在常规滴灌和充分滴灌量下,子棉产量高于新陆早6号;在限量滴灌量下则显著低于新陆早6号。因此,依据不同品种对水分反应的差异,在滴水周期为7～8d、滴水定额为375～450m3.hm-2的条件下,结合滴灌棉田土壤水分可控性强的特点,制定相应的灌溉制度,可实现膜下滴灌棉田节水高产高效。     

一项节水灌溉新技术在一三六团投入安装

2001年9月中旬,一项节水灌溉新技术--膜下软管微灌技术,在兵团一三六团棉田投入安装. 近年来,一三六团大力发展高新科技节水型农业,投资1 800万元,建成了国家级高新科技示范区.一三六团利用膜下滴灌技术种植棉花0.26万 hm2,成为全国最大的滴灌示范区.目前投入安装的膜下软管微灌新技术,是在膜下滴灌技术的基础上开发研制的又一项新技术.这项新技术的工作原 理与膜下滴灌技术所不同的是它可同时利用井水和渠水,通过自然压力把水送入棉田的支管道,再通过连接在支管上的白色细毛管流入棉花行中.通过试验对比,采用膜下软管微灌新技术种植棉花,干播湿出,出苗均匀,一播全苗,管理上省时、省力、投资少、成本低,见效快.比常规灌溉节水4 0%,而且支管便于回收,可重复利用2年. (任新忠泥前进)     

南疆膜下滴灌棉花不同种植模式生育期非饱和带水盐时空分布规律研究

通过对南疆"一膜两带六行"和"一膜三带六行"两种种植模式现行灌溉制度下棉花生育期非饱和带土壤水分、土壤盐分、根系和地上生物量的测定,分析不同种植模式下非饱和带水盐时空分布规律、根重密度分布及根冠比特征。结果表明:非饱和带浅层0～50 cm土壤含水率和土壤含盐量"一膜两带六行"大于"一膜三带六行";膜下滴灌棉花根系主要分布在0～30 cm范围,分别占97.39%和98.42%,0～50 cm范围内,棉花根重密度"一膜三带六行"大于"一膜两带六行";"一膜三带六行"根系分布范围浅,根冠比小,有利于盐分淋洗和棉花地上部分生物量的形成。     

从地下的角度分析膜下滴灌棉花发生早衰的可能机制

在膜下滴灌条件下,棉花早衰问题严重。在对国内外关于棉花早衰研究成果及膜下滴灌条件特殊根区微环境深入分析的基础上,提出了膜下滴灌棉花早衰原因的合理假设,认为不合理的根系构型及其高蕾铃负荷是造成膜下滴灌棉花早衰的根本原因：膜下滴灌条件下棉花根系生长和构型分布发生的明显变化不利于棉花根系吸收土壤深层的水分和养分,抗逆性减弱,对环境的改变无法做出及时的反应,加之覆膜增温及优越的水肥供应,棉花地上部生长良好,蕾铃负担增加,一旦遇到逆境条件,在高蕾铃负荷前提下,即使对根系养分吸收功能最轻微的损害或者暂时的养分供应短缺均有可能造成对地上部养分供应的不足并发生早衰。因此,如何通过调控构建与地上部生长更为匹配的、构型分布更加合理的、抗逆性更强的棉花根系就成为解决膜下滴灌棉花早衰问题的关键。     

北疆植棉区滴灌量对化学打顶棉花植株农艺性状及产量的影响

【目的】探索滴灌量变化对化学打顶棉花农艺性状及产量的影响,为棉花化学打顶技术的应用提供依据。【方法】2016年,田间自然条件下,以人工打顶作为对照,选用氟节胺复配型和缩节胺复配型两种打顶剂,分别设3种不同滴灌量,通过测定不同处理棉花农艺性状、机采前脱叶效果及产量变化,分析不同滴灌量条件下棉花化学打顶株型变化及产量效应。【结果】打顶处理与滴灌量处理对棉花株高及果枝长有显著的互作效应,其中化学打顶×中滴灌量组合较化学打顶×高滴灌量组合株高平均降低6%,果枝长平均变短12%,产量差异不大;而较化学打顶×低滴灌量组合株高增加13%,果枝长平均增加14%,籽棉产量却增加7%。化学打顶与人工打顶之间脱叶率及杂叶率无显著差异,而较低的滴灌量可以加快化学打顶棉花的脱叶进程。与人工打顶相比,化学打顶虽显著降低了上部果枝铃重,但对衣分及产量无显著影响。【结论】喷施打顶剂后的2次灌水控制在中滴灌量(32 m3·667 m~(-2)),不仅可以调节化学打顶棉花的株型和脱叶进程,还可以在不降低籽棉产量的同时减少滴灌量,生产上具有一定的应用价值。     

氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用

研究氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用及其机制, 以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。以“新陆中54号”为试材, 采用裂区试验设计, 主区为总灌溉量2800 m ³ hm ^-2(非充分灌溉)和3800 m ³ hm ^-2(常规灌溉), 副区为4个施氮(纯N)水平(0、150、300和450 kg hm ^-2)。同一氮肥处理下, 非充分灌溉处理棉花花铃期叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单株光合产物积累与分配、单株结铃数、单铃重及籽棉产量均低于常规灌溉处理, 但籽棉增产率和灌溉水生产力高于常规灌溉处理; 同一灌溉量下, 随着氮肥施用量的增加, 棉花花铃期LAI和单株光合产物积累量先增后降, 且表现为N450>N300>N150>N0, T_r、P_n、单株光合产物向生殖器官分配比例、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、籽棉增产率及灌溉水生产力均表现为N300>N450>N150>N0; 非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势, N300处理补偿效果最显著, 与常规灌溉处理相比, 补偿效应主要表现在棉花花铃期P_n平均提高10.9%, 单株光合产物积累向生殖积累器官分配比例提高10.7%, 单株结铃数、单铃重、籽棉增产率及灌溉水生产力分别提高5.0%、8.0%、7.1%和7.5%; 氮肥对棉花花铃期光合特性及产量构成因素的影响大于水分。非充分灌溉下氮肥施用量为300 kg hm ^-2时补偿效应最大, 虽然在产量上有所下降, 但从干旱地区农业缺水的现实考虑, 可准确灌溉施肥, 且籽棉产量较常规灌溉处理仅下降1.3%。因此, 在南疆自然生态条件下, 非充分灌溉下施氮300 kg hm ^-2时棉花花铃期LAI、T_r、P_n及单株光合产物积累量适宜, 向生殖器官转运补偿效果显著, 具有最大的产量补偿作用, 且节水26.3%。     

灌溉方式和施氮量对棉花生长及氮素利用效率的影响

 设置2年田间小区试验,探讨了不同灌溉方式及施氮量对棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量及氮素效率的影响。结果表明,与漫灌相比滴灌显著增加了棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量以及氮肥利用率;滴灌棉花地上部各器官干物质积累量和氮素吸收量显著大于漫灌,而地下部干物质积累量和氮素吸收量显著低于漫灌,滴灌条件下较好的水分条件抑制了棉花根系生长而促进地上部生长。施用氮肥显著提高了棉花生物量、氮素吸收量。皮棉产量在施氮量为360 kg·hm^-2时最大,过高氮肥投入无助于棉花产量提高。随着施氮量的增加,氮肥利用率、农学利用率、偏生产力均显著降低。灌溉方式与施氮量互作效应对棉花单株铃数及皮棉产量产生显著影响。     

不同灌水处理对机采棉干物质和氮素运移及产量的影响

在北疆自然条件下,研究不同灌水处理对机采棉干物质、氮素运移及产量的影响,以期为机采棉水氮高效利用和高产栽培提供理论基础。以机采棉品种新陆早57号为供试材料,滴灌定额为4500 m~3·hm~(-2),设置3个不同的灌水次数分别为10次(D10)、8次(D8)、6次(D6)。结果表明:在滴灌定额为4500 m~3·hm~(-2)的条件下,D8处理的株型结构更为合理,干物质及氮素积累量适宜,各器官干物质及氮素分配比例较为合理,可提高机采棉的铃重及单株铃数,充分发挥其个体优势,皮棉产量较高。因此,在D8处理的灌水分配方式下,结合相应的灌水制度,有利于实现棉花高产。     

微咸水对滴灌棉花冠层光合特征及产量品质的影响

为探讨微咸水对新疆膜下滴灌棉花影响效果,利用排碱渠微咸水与河水混合方式,以河水为对照(CK),设置3 g/L和5 g/L两个微咸水矿化度,研究微咸水对滴灌棉花冠层光合特征及产量品质的影响。结果表明:灌溉初期微咸水对棉花影响不明显,至盛花期影响逐渐增强,与对照相比,微咸水滴灌使棉花LAI、MTA、Pn均降低,且5 g/L降幅大于3 g/L,而3 g/L蒸腾速率和气孔导度高于CK和5 g/L。微咸水滴灌使棉花产量降低,3 g/L下降不明显,5 g/L则显著下降,主要原因是单株铃数显著下降,而单铃重呈增加趋势,衣分无明显变化。微咸水对纤维长度和比强度无显著影响,但马克隆值显著增大。因此,低矿化度的微咸水在新疆棉花生产中可适当使用,是缓解棉花旱情实现稳产高产的重要途径。     

水肥调控策略对膜下滴灌棉花冠层结构和产量的影响

 测定了膜下滴灌棉花常规灌溉施肥、优化灌溉、优化施肥等不同水肥调控处理下棉花生育期叶面积指数等冠层特征,分析了棉花冠层结构的动态变化及其与产量的关系。结果表明：常规灌溉下氮磷配合的常规施肥可显著增加棉花叶面积指数、平均叶倾角,极显著降低散射和直射辐射透过系数,极显著提高单位面积结铃数和铃重,从而极显著提高子棉产量;只使用氮磷肥、不使用钾肥改为氮磷钾肥平衡施用,棉花叶面积指数和平均叶倾角略减,散射和直射辐射透过系数降低,单株结铃数增加,从而进一步提高子棉产量。在常规施肥下减少灌溉量、优化生育期灌水次数和灌水量,可增大棉花叶面积指数和平均叶倾角、降低散射和直射辐射透过系数,提高铃重,从而显著提高子棉产量。     

Spatial distribution of soil water,soil temperature,and plant roots in a drip-irrigated intercropping field with plastic mulch

Intercropping and drip irrigation with plastic mulch are two agricultural practices used worldwide. Coupling of these two practices may further increase crop yields and land and water use efficiencies when an optimal spatial distribution of soil water contents (SWC), soil temperatures, and plant roots is achieved. However, this coupling causes the distribution of SWCs, soil temperatures, and plant roots to be more complex than when only one of these agricultural practices are used. The objective of this study thus was to investigate the effects of different irrigation treatments on spatial distributions of SWCs, soil temperatures, and root growth in a drip-irrigated intercropping field with plastic mulch. Three field experiments with different irrigation treatments (high T1, moderate T2, and low T3) were conducted to evaluate the spatial distribution of SWCs, soil temperatures, and plant roots with respect to dripper lines and plant locations. There were significant differences (p < 0.05) in SWCs in the 0–40 cm soil layer for different irrigation treatments and between different locations. The maximum SWC was measured under the plant/mulch for the T1 treatment, while the minimum SWC was measured under the bare soil surface for the T3 treatment. This was mainly due to the location of drippers and mulch. However, no differences in SWCs were measured in the 60 100 cm soil layer. Significant differences in soil temperatures were measured in the 0 5 cm soil layer between different irrigation treatments and different locations. The soil temperature in the subsoil (15 25 cm) under mulch was higher than under the bare surface. The overlaps of two plant root systems in an intercropping field gradually increased and then decreased during the growing season. The roots in the 0 30 cm soil layer accounted for about 60% 70% of all roots. Higher irrigation rates produced higher root length and weight densities in the 0 30 cm soil layer and lower densities in the 30 100 cm soil layers. Spatial distributions of SWCs, soil temperatures, and plant roots in the intercropping field under drip irrigation were significantly influenced by irrigation treatments and plastic mulch. Collected experimental data may contribute to designing an optimal irrigation program for a drip-irrigated intercropping field with plastic mulch.     

滴灌年限对棉田苗期水盐分布及棉花生长的影响

为探究滴灌年限对膜下滴灌棉田苗期水盐分布及棉花生长的影响,选取新疆生产建设兵团农八师121团连续应用膜下滴灌0~16年棉田——8个相近地块,对各地块在苗期的水盐运动规律进行试验分析。结果表明：滴灌应用7年以上地块,垂直方向上,苗期含盐量由表层至深层呈上升趋势。滴灌应用7年以内及荒地,含盐量由表层至深层逐渐下降;第一次灌水后土壤中水盐水平方向向远离滴灌带方向运移,在蒸发作用下,盐分逐渐在膜间裸地0~10 cm聚集。垂直方向,盐分随水向下运移至90 cm以下,0~20 cm土层深度储盐量变化率为负值;滴灌7年内棉花出苗率和株高随滴灌应用年限的增加而增加,滴灌7年以上棉花出苗率基本稳定在83%以上,滴灌7年以上棉田苗期株高基本稳定。     

滴灌带布置模式对冬小麦干物质积累、分配和运转的影响

为了研究滴灌带布置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累、分配和运转的影响,以‘青麦7号’为材料,采用4种滴管带布置模式（T3：一管三行、T4：一管四行、T5：一管五行、T6：一管六行,对照CK为无灌水处理）分别对冬小麦进行大田栽培处理,对冬小麦籽粒灌浆、干物质积累和运转等指标的测定和分析。结果表明,与CK相比,滴灌冬小麦收获期籽粒干重以及灌浆后期灌浆速率显著提高;成熟期干物质在籽粒中的分配率显著提高;花后干物质对籽粒的贡献率显著提高。不同滴灌带配置模式对冬小麦籽粒灌浆,干物质积累及运转的影响不同。T5处理在灌浆末期保持较高的灌浆速率和籽粒干重。地上部总干物重呈现近似“S”型生长曲线,成熟期干物质在籽粒的分配率表现为T4>T5>T6>T3>CK,且差异显著。花后转移干物质对籽粒的贡献率表现为T5>T4>T6>T3>CK,其中T5处理为58.86%,显著高于其他处理。说明T5处理最利于冬小麦籽粒灌浆,显著提高花后光合器官同化物的积累,获得较高的籽粒产量。