膜下滴灌对不同土壤水分棉花花铃期光合生产、分配及籽棉产量的调节

 【目的】研究膜下滴灌条件下土壤水分对棉花光合物质生产、分配的调节效应,揭示不同土壤水分对棉花对产量形成的影响机制,为干旱区发展节水高产高效农业提供依据。【方法】在新疆气候生态条件下,选用对水分反应敏感性不同的新陆早10号和新陆早13号为试验材料。控制0～60 cm土壤相对含水量滴水下限分别为田间持水量55%、70%和85%,滴水上限均为田间持水量,采用气体交换和同位素示踪技术,研究花铃期不同土壤水分对叶片光合速率、14C光合产物运转和分配及产量的影响。【结果】滴水下限为55%处理土壤轻度水分亏缺,叶片光合速率低,地上部光合物质累积量少,14C光合产物输出较快、向蕾铃分配比例增加;滴水下限为70%和85%处理叶片光合速率高,地上部光合物质累积量大,但85%处理14C光合产物向营养器官分配的比例过大,最终籽棉产量以70%处理最高,85%处理次之,55%处理最低。籽棉产量水分利用效率为55%＞70%＞85%;不同品种对土壤水分的响应不同,新陆早10号在55%和70%条件下籽棉产量和水分利用效率显著低于新陆早13号,85%条件下显著高于新陆早13号。【结论】土壤水分对棉花光合物质生产、分配具有明显的调节效应,花铃期滴水下限在70%～85%有利于实现棉花高产,在55%～70%范围内,棉株能通过适应性调节,有利于提高水分利用效率。依据不同品种对土壤水分响应的差异,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,对实现滴灌棉田节水高产高效具有重要意义。     

冬春灌条件下棉田水盐对产量的影响研究

南疆灌区是以棉花为主栽作物的灌溉农业区,土壤普遍含盐量高,且棉花收获至来年春播棉田休闲期长,蒸发返盐明显,采取冬春灌可压盐提墒促进棉花生长发育。然而大定额的冬春灌又使灌区地下水位普遍抬升,土壤次生盐渍化问题日益凸显。为此,本文开展了冬春灌不同灌水定额下棉田水盐变化及其对棉花产量的影响研究。结果表明：各处理生育期灌溉制度相同时,冬春灌总灌溉定额较高的处理,全生育期土壤含水率相对较高;在冬春灌条件下棉田盐分含量呈现以下变化趋势：苗期到蕾期下降,蕾期到花铃期上升,花铃期到吐絮期下降;冬灌2000m。／hm。与春灌1000m’／hm。的组合灌溉定额下增产效果明显,能够确保棉田实现较高产量。     

水分亏缺下有机无机肥配施比例对棉花水氮利用效率的影响

【目的】探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花水氮利用效率和产量的影响,为河西走廊棉区合理利用有机肥提供理论依据。【方法】于2020—2021年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为充分灌溉（W1）和亏缺灌溉（W2）;副区为不施肥（CK）、单施化肥（CF）、25%有机肥+75%化肥（OF1）、50%有机肥+50%化肥（OF2）和75%有机肥+25%化肥（OF3）,分析不同水分条件下施肥对棉花生育期土壤含水量、阶段耗水量、干物质和氮素积累及转运分配、水氮利用效率、籽棉产量和经济效益的影响。【结果】棉花籽棉产量和水氮利用特征受不同水肥处理及交互作用的显著影响。亏缺灌溉下棉田土壤含水量、总耗水量、植株干物质积累量、氮素积累量和籽棉产量显著下降,而水分利用效率显著提高。适宜的有机无机肥配施处理能够提高0—40 cm土层土壤含水量,降低棉花苗期和蕾期耗水,增加花铃期耗水量,提高棉花干物质和氮素积累量,并促进其向生殖器官中分配。充分灌溉条件下,25%有机肥配施处理（OF1）籽棉产量最高,两年平均较单施化肥（CF）提高10.5%;50%有机肥配施处理（OF2）与单施化肥（CF）无显著差异,但75...     

土壤水分调控对棉花生长和土壤水盐分布的影响

【目的】针对北疆地区水资源短缺及棉田土壤盐渍化等问题，研究不同生育期土壤基质势调控对棉花生长、产量、土壤水分及脱盐效果的影响，为北疆棉田节水控盐高效灌溉制度制定提供理论依据。【方法】于2020年4月至2020年9月，在新疆石河子市146团进行大田试验，以棉花“新陆早42号”为材料，在棉花的苗期（A）、苗期＋蕾期（B）、苗期＋蕾期＋花铃期（C）分别设置W₁（－10 kPa）、W₂（－20 kPa）和W₃（－30 kPa）3个土壤基质势调控灌溉水平，以整个生育期土壤基质势下限－40 kPa为对照（CK），共10个处理，对不同土壤基质势调控处理棉花生长、产量及土壤水盐等指标进行测定，最后采用TOPSIS法对不同处理效果进行综合评价。【结果】1）同一基质势灌溉水平下，不同生育期调控灌溉对棉花的株高、茎粗、叶面积指数、地上干物质量和籽棉产量有明显影响，表现为C＞B＞A＞CK；同一生育期调控灌溉下，随着土壤基质势水平的提高，棉花株高、茎粗、叶面积指数、干物质量均明显增加，其中W₁和W₂处理明显高于W₃和CK。从籽棉产量来看，W₁C、W₂C、W₃C、W₁B处理显著高于其他处理，其中W₁C处理最高。2）在同一基质势调控水平下，0~40 cm土层的土壤含水率基本表现为C＞B＞A>CK；随着土壤基质势水平的提高，0~40 cm土层的土壤含水率明显增大，其中W₁C和W₂C处理土壤含水率明显高于其他处理。3）同一基质势灌溉水平下，不同生育期调控灌溉收获期0~100 cm土层相对脱盐率的平均值基本呈现C>B>A；相同生育期调控下土壤基质势水平越高，土壤脱盐效果越好，相对脱盐率均值越大(A除外)，且膜内脱盐效果优于膜外。其中W₁C和W₁B处理脱盐效果优于其他处理，其相对脱盐率平均值分别为175.16％和152.44％。TOPSIS综合评析结果表明，W₂C处理更有利于棉花的生长发育、产量形成和较高的水分利用效率及较好的脱盐效果。【结论】在保证北疆棉田节水控盐高效生产的情况下，在苗期、蕾期和花铃期实施－20 kPa土壤基质势调控灌溉为最佳的灌溉模式。     

微咸水膜下滴灌对绿洲棉田土壤水盐特征的影响

为指导新疆绿洲微咸水膜下滴灌棉田管理,2010年在新疆农一师灌溉试验站进行微咸水膜滴灌方式下土壤水盐状况的研究。结果表明,随灌溉水盐度的增加,带入作物根区的盐分明显增加,当根区土壤盐分积累到一定程度,影响作物根系对水分的吸收和作物的正常生长,造成作物蒸腾减少,相对提高了土壤水分含量。轻度盐分胁迫处理可保护表土,使土壤保持疏松状态,提高土壤的肥效,有利于作物的生长。重度盐分与水分胁迫对土壤体积质量影响较弱,但对根系的生长发育影响较重。     

盐分条件下棉花相关生理特性的变化及水分胁迫指数模型的构建

【目的】构建盐土棉田棉花水分胁迫指数模型,以确定适宜的棉花水分运筹方式,为提高盐碱地棉花产量和品质提供理论依据。【方法】试验于2008—2009年在江苏南京（118°50′ E,32°02′ N）南京农业大学牌楼试验站进行,以耐盐品种中棉所44和盐敏感性品种苏棉12号为材料,将碳酸钠、重碳酸钠、氯化钠、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、硫酸钠7种盐类等摩尔混合,按盐土比掺入基础土壤中,形成5种不同含盐水平的土壤（0：1.25 dS•m-1;0.35%：5.80 dS•m-1;0.60%：9.61 dS•m-1;0.85%：13.23 dS•m-1;1.00%：14.65 dS•m-1）,研究土壤盐分对棉花功能叶含水量和温度的影响,明确棉花叶气温差与空气饱和气压差的定量关系。【结果】随土壤盐分水平的升高,棉花功能叶的蒸腾速率、含水量和净光合速率均下降,叶片温度升高。以1.25 dS•m-1盐分处理作为充分灌水（即无水分胁迫）建立了棉花水分胁迫指数模型下基线方程,以此构建了不同土壤盐分下棉花水分胁迫指数模型。【结论】综合分析不同土壤盐分水平下棉花水分胁迫指数与叶片含水量和净光合速率的关系,认为棉花水分胁迫指数模型可以很好地反映盐分条件下棉花的受胁迫程度。用棉花CWSI实时监测盐分条件下棉花的水分胁迫状况,可为盐碱地确定适宜的棉花水分运筹提供理论依据。     

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.     

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。     

不同灌溉处理对棉花生长发育及产量的影响

通过对棉花的各生育阶段设置不同的灌溉处理,分析了不同灌溉条件对棉花生长发育及产量的影响,结果表明：（1）棉花产量和耗水水分生产率均与棉花耗水量呈二次抛物线关系;（2）灌三水时产量最高,灌二水时耗水水分生产率最高,在可利用水资源量一定的情况下,要获得最好的社会经济效益,必须兼顾产量与水分生产率两者;（3）就棉花水分利用效率而言,苗期、蕾期、花铃期、吐絮期对应的1m土体适宜土壤水分下限分别为1m土体田间持水量的74%、68%、65%、67%。     

密度和灌溉定额互作对76 cm等行距机采棉田水分分布及利用的影响

【目的】研究一种利于化学脱叶催熟、提高采摘效率和品质的新型机采棉种植模式,分析该种植模式的耗水规律与产量效益,优化和完善配套的高产技术措施,为完善现行76 cm等行距机采棉配套技术提供理论依据。【方法】 采用大田试验,设置3个种植密度(低密度M₁,13.5×10⁴株/hm²;中密度M₂,18×10⁴株/hm²;高密度M₃,22.5×10⁴株/hm²)和灌溉定额[重度亏缺W₁(50% ET_C),3 150 m³/hm²;轻度亏缺W₂(75% ET_C),4 050 m³/hm²;充分灌溉W₃(100% ET_C),4 980 m³/hm²],研究其对76 cm等行距机采棉土壤水分分布、耗水特征、产量及水分利用效率的影响。【结果】不同种植密度与灌溉定额均对土壤水分分布有显著影响。水分在土壤剖面中分布整体呈现,随土层加深土壤含水率越高;在相同灌溉定额下,密度增加显著增加了上层土壤含水率,致使水分整体分布均匀性升高。在相同种植密度下,相较于重度亏缺灌溉,充分灌溉显著增加了棉田耗水量,并在土壤整体含水率上升的基础上,显著增加了下层土壤含水率,水分整体分布均匀性呈先升高后降低趋势。不同密度和灌溉定额处理下产量和水分利用效率具有显著差异,以高密与重度亏缺灌溉组合水分利用率最高,达到14.08 kg/(hm²·mm),并且超过模拟值10.18%;以低密与充分灌溉组合棉田产量最高,但是与高密和重度亏缺灌溉组合之间差异不显著。【结论】密度22.5×10⁴株/hm²和灌溉定额3 150 m³/hm²组合是最适合76 cm等行距机采棉的种植模式,有利于棉田产量和水分利用率的提高。     

灌溉水温与施氮量对滴灌棉田土壤水热及棉花生长和产量的影响

【目的】探究膜下滴灌棉田土壤水热环境和棉花生长对灌溉水温与施氮量的响应机理,旨在确定北疆滴灌棉花合理的灌溉水温和施氮量。【方法】以新陆早42号棉花为试验材料,设置4个灌溉水温：15℃(T0)、20℃(T1)、25℃(T2)和30℃(T3);3个施氮水平：250 kg·hm^-2(F1)、300 kg·hm^-2(F2)和350 kg·hm^-2(F3),采用双因素完全随机试验设计。分析不同灌溉水温条件下施氮量对棉田土壤水热环境、棉花生长、产量和水氮利用效率的影响。【结果】常规灌溉水温与低氮处理降低土壤温度,抑制棉花生长,单株铃数降低并导致籽棉产量下降。适宜的灌溉水温和施氮量可以改善土壤水热环境,促进棉花生长发育,提高籽棉产量和水氮利用效率。与15℃常规灌溉水温相比,增温灌溉显著提高了土壤温度0.58—3.30℃,土壤储水量降低1.2%—7.2%,土壤呼吸速率显著提高5.7%—28.0%;随灌溉水温升高,棉花株高、叶面积指数及地上部干物质积累量先增高后降低,在灌溉水温为25℃时达最大。随施氮量增加,土壤储水量降低3.3%—6.7...     

亏缺灌溉对机采棉水分利用及产量形成的影响

【目的】 研究膜下滴灌条件下,亏缺灌溉对新疆机采棉产量及水分利用效率的影响。【方法】 在新疆典型机采棉地区,设置5个灌溉量分别为225 mm(Ir₁)、285 mm(Ir₂)、345 mm(Ir₃)、405 mm(Ir₄)和465 mm(Ir₅)。分析亏缺灌溉对棉田耗水特性、干物质积累与分配及棉花产量的影响。【结果】 随着灌溉定额的增加,棉田耗水量呈现递增趋势,提高了棉花生育后期的耗水模系数,使得干物质积累速度较快,快速积累期较长。随着灌溉定额增加,棉铃干物质分配量呈先增加后降低的趋势,Ir₃分配量最大为64.7～82.2 g/株,茎叶占比随着灌溉定额的增加而显著增加,而棉铃占比则显著降低;在棉花产量及水分利用效率方面,单株结铃数、单铃重,随着灌溉定额的增加而显著增加,籽棉产量提高,其中Ir₅处理的皮棉产量比Ir₄仅高了3.80%;随灌溉定额的增加水分利用效率显著降低,其中Ir₁较Ir₂～Ir₅分别高20.59%、34.59%、48.68%和57.93%。【结论】 适当的进行亏缺灌溉,有利于干物质积累量向生殖器官的转移,单株结铃数和单铃重显著提高。在棉花生育期实际的耗水量的基础上,降低12%的灌溉定额,不会显著降低棉花产量,能够获得较高的水分利用效率。     

减量灌溉对转ScALDH21基因棉花农艺性状、产量和品质的影响

为研究不同时期减量灌溉对转抗旱基因棉花生长发育的影响，以稳定遗传的转ScALDH21棉花株系T14-96为材料，受体新农棉1号为阴性对照，探究转基因材料与受体棉花在全生育期正常灌溉（CK）、苗蕾期减量灌溉30%（M3）、花铃期减量灌溉30%（H3）以及苗蕾期和花铃期连续减量灌溉30%（W3）下农艺、产量和纤维品质性状的差异。结果表明，与对照正常灌溉相比，转ScALDH21棉花和受体在减量灌溉后株高、第一果枝高度、果枝数和单株结铃数均下降；M3和H3处理下，新农棉1号和T14-96的子棉产量分别提高了1.6%、1.4%和5.1%、4.1%；而W3处理下，除衣分和皮棉产量外，其余指标均下降。株高、第一果枝高度、果枝数、单铃重、子指、子棉产量和皮棉产量是区分转基因与受体植株农艺和产量性状差异的主要指标。转ScALDH21基因棉花在不同生育期灌溉量减少30%，其耐旱能力、生长优势及产量的显著高于受体，但对纤维品质无显著影响，且苗蕾期适当水分胁迫，可达到较好的节水增产效果，为选育棉花抗旱新品种和优化灌溉方式提供了理论参考。     

覆膜棉花调亏灌溉效应研究

通过系统的田间试验 ,确定膜上灌条件下棉花调亏灌溉施加水分胁迫的适宜时期和土壤水分亏缺限值。各处理棉花的耗水量及产量实测结果表明 ,蕾期适度的水分亏缺处理较对照丰水处理全生育期节水11.83% ,皮棉产量和水分利用效率分别提高 2 2 .83%和 39.2 6 % ,调亏灌溉对棉花具有显著的节水增产和提高水分利用效率的效应。     

不同土壤湿度对膜下滴灌棉花根系生长和分布的影响

 【目的】精量制定膜下滴灌棉花的田间水分管理制度和揭示滴灌棉花的增产机理。【方法】以田间试验为基础,设置90%θf、75%θf和60%θf（θf田间持水量）3个土壤湿度处理,在棉花不同生育阶段采用双向切片法测定棉花根系和根冠比;用时域反射仪测定土壤水分;最终测棉花产量。【结果】3个土壤湿度所对应的棉花根系生长过程呈“S”形变化,但是,由于75%θf处理的棉田土壤含水量始终处于适宜范围内,全生育期棉花根系生长速度快及最终根重大;90%θf处理的土壤水分太充足,根系生长速度缓慢,其根区土壤中根重最小;60%θf处理的根重介于其它2处理的根重之间。3个处理的棉花根重垂直分布呈锥形负指数递减模式,且随土壤湿度提高,深层根重减小幅度大,根系变浅。0～30 cm土层中,75%θf处理的棉花根系所占总根重比例最高。水平方向上棉花根系主要分布在膜下窄行和宽行土壤中,膜外裸地中根重很小;各土壤湿度处理中,75%θf处理下膜下窄行或宽行的根重都比90%θf和60%θf处理的根重大。棉花根冠比随着土壤湿度的增加有减少的趋势。不同土壤湿度处理对棉花产量有不同的影响,75%θf处理下的产量最高。【结论】膜下滴灌条件下土壤水分持续维持较高水平,对棉花根系生长及产量有不利的影响。     

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。     

水分胁迫对间作棉田土壤物理性质及水分利用效率的影响

[目的]明确水分胁迫对枣园间作条件下棉田土壤物理性质及水分利用效率的影响.[方法]研究阿拉尔垦区幼龄枣园不同间作模式土壤水分动态变化规律及棉花生产力动态.[结果](1)轻度水分胁迫、适宜水分处理下土壤含水量较高,紧实度适中,具有较强的保墒蓄水能力.(2)同一水分处理下,产量表现为M3＞M2＞M1.同一种植模式下,产量表现为W2＞ W3＞ W4＞ W1.(3)W1水分处理和M3模式作物的水分利用效率较高.(4)适宜间作枣园的灌水量为300 m3/667m2.[结论]阿拉尔垦区1～2龄枣园中,红枣与棉花间距保持0.5m距离,对提高棉花产量较为有益,且对枣树影响较小;第3年,红枣与棉花间距应调整为1.0m,可以最大限度发挥枣棉间作复合系统的生产潜力.     

大田滴灌条件下葡萄生育期土壤水盐的平均分布特征

【目的】研究滴灌条件下土壤水盐的分布特征,为土壤水盐的调控提供参考。【方法】以新疆干旱区葡萄为例,对葡萄生育期土壤水盐含量进行测定,分析其生育期土壤水盐分布特性。【结果】葡萄生育期内,在垂直方向上覆膜处理土壤含水量的最大值出现在距滴头30 cm处,土壤含水量从30 cm处向两边递减;在水平方向距滴头30~60 cm处土壤含盐量最大,土壤盐分质量浓度与土壤含盐量具有相似的变化规律。灌水周期为7.5 d时,红提葡萄生育期内各处土壤均处于干旱状态。【结论】在综合调控土壤水盐分布特征时,必须考虑滴灌技术参数对土壤水盐分布的影响。     

残膜和灌溉水平对绿洲棉田水分时空分布的影响

[目的]探讨不同残膜和灌溉水平下土壤水分的时空分布,揭示残膜量对棉田土壤中水分分布影响,调控灌水.[方法]在连续15 a覆膜种植棉花的棉田设置0、225、450 kg/hm2三个残膜梯度,全生育期设置3 450、4 650、5 850 m3/hm2三个灌溉水平.分别在蕾期、花铃期、盛铃期灌水后第1、3、5d取土测定其土壤含水率,分析不同处理对土壤水分变化趋势、横向、纵向的影响.[结果]土壤水分分布明显受到残膜含量与灌溉量的影响,灌溉量较小时,450 kg/hm2的残膜处理土壤含水率最低且灌水后第1d到第5d土壤含水率下降最多,随着灌溉量增加残膜处理土壤含水率相比对照也有所增加,当灌溉量达到5 850 m3/hm2时,无残膜处理土壤含水率最低.垂直方向上在3 450 m3/hm2灌溉量下,450 kg/hm2残膜处理在各土层土壤含水率均最少,当灌溉量为5 850 m3/hm2时225、450 kg/hm2残膜处理的各土层土壤含水率均大于0 kg/hm2残膜处理,各处理土壤含水率随着土层加深而增加.[结论]不同灌溉水平下不同残膜处理土壤含水率不同,含残膜棉田相比无残膜棉田土壤含水率会随着灌溉量的增加增大,5 850 m3/hm2灌量促进高残膜量棉田水分的均匀分布.     

典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响

【目的】研究典型荒漠农田防护林对棉田土壤水盐动态的影响。【方法】以新疆石河子150团棉田-防护林体系为研究对象,测定0.1H、0.25H、0.5H、1H、2H、3H地段与林地的水盐含量及蒸发量,分析防护林对周围棉田土壤的水盐变化特征。【结果】(1)防护林的浅根系在其0.25H范围内同棉株争夺水分。(2)棉田防护林下的土壤盐分含量明显低于无防护林棉田,0~20 cm的浅层土壤含盐量普遍较低,距离防护林0.5H范围的棉田没有盐渍化现象,该团场棉田地基本维持在无盐渍化或轻度盐渍化的范围;(3)农田防护林的脱盐效果明显,尤其在0.1H处平均脱盐率达到14.38%以上,即距离农田防护林越近,脱盐效果越明显。【结论】林带边缘防护林争水严重,可增加林带的灌溉频率;防护林对林带边缘土壤有着明显的脱盐降盐效果,可防止土壤此生盐渍化的发生。