棉田膜下滴灌揭膜与生育期产量的关系

棉田膜下滴灌是一项高效节水技术,是滴灌技术与覆膜植棉技术的优势叠加.可保证棉花生长始终处于良好的水肥环境,具有较大的增产潜力.目前采用滴灌高密度、超宽膜植棉技术,在滴灌结束后地膜本身老化,揭膜难度较大,造成揭膜质量较差,使大量废膜残留在土壤中,加重土地污染.为解决地膜对土壤污染,又不影响棉花的产量品质,我们进行了滴灌棉田揭膜试验.     

棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响

[目的]研究棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响.[方法]采用水培养法收集棉花根系分泌物,在棉田土壤中添加棉花根系分泌物,培养15 d后测定土壤中微生物的数量.[结果]中、高浓度的棉花根系分泌物能显著增加土壤中细菌的数量,表现出中高浓度促进的效应（P＜0.01）;而不同浓度处理的土壤放线菌的数量均无显著变化（P＞0.05）.[结论]该研究探讨了棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响,为棉花的进一步开发利用提供了依据.     

膜下滴灌模式下棉花不同生育阶段土壤水分的空间变异性研究

[目的]以膜下滴灌棉田为材料,研究棉花不同生育期土壤水分的空间变异规律.[方法]采用均匀网格法布点方式,测定了滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的各个采样点0～20、20～40和40～60 cm三个不同深度的土壤含水率.[结果]膜下滴灌模式下的棉田土壤水分的空间变异性,相对于整个生育期,各层土壤水分的空间变异性随着棉花的生长而增大.相对于整个生育期的不同垂直深度,各层土壤水分的空间变异性是随着采样土层深度的加深而减小.[结论]由于表层土壤水分受人为等因素影响,0～20 cm层土壤水分的空间变异性比较复杂.     

膜下滴灌棉田杂草群落组成及特点的初步研究——以阿瓦提县为例

[目的]摸清滴灌模式下棉田杂草群落种类、数量,为南疆早中熟塔哈次棉花亚区滴灌棉田杂草的科学防治提供理论依据.[方法]以阿瓦提县具有多年膜下滴灌种植条件的乡(场)为重点,调查研究杂草群落种类及数量,并与该县不同植棉模式下棉田杂草群落进行比较.[结果]不同植棉模式下杂草种类均较多,滴灌棉田杂草主要有9科15种,以禾本科、菊科、藜科对棉花生长影响较大.[结论]通过与露地直播、常规灌棉田杂草比较,膜下滴灌棉田杂草根的干重明显较低,一年生浅根杂草及阔叶杂草呈增多趋势.杂草在棉花生育期有两个危害高峰,且危害高峰提前并持续时间较长.     

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.     

棉花高产水氮耦合效应研究

[目的]研究水肥耦合效应对棉花生长的影响,探讨棉花最佳水氮配比.[方法]通过田间试验,设置9个水氮处理组合,研究灌水量、施肥量与棉花产量的回归方程.[结果]膜下滴灌水氮效应与产量的方程为Y=-10 558.6+2.933 N+7.16 W-0.000 202 W×N-0.004 01 N2-0.000 775 W2,水氮耦合效应与棉花经济效益的方程为Y=-50 682+10.167 N+34.21 W-0.009 696 W×N-0.019 24 N2-0.003 72 W2;通过方程计算得到棉花的理论最高产量为6 279 kg/hm2,施氮量和灌水量分别为246 kg/hm2和4 588.5 m3/hm2;棉花的理论最高经济效益为28 402.5元/hm2,施氮量和灌水量分别为149.25 kg/hm2和4 578.8 m3/hm2;在新疆膜下滴灌栽培条件下,棉花生产最低需水量为1 842 m3/hm2.[结论]棉花滴灌条件下,合理的灌水和施肥组合可以获得高产,提高经济效益.     

膜下滴灌条件下水氮供应对棉花根系及叶片衰老特性的调节

【目的】探讨膜下滴灌条件下,水氮运筹对棉花产量形成期根系及叶片衰老特性、产量和水分利用效率的调节效应,为调控滴灌棉花早衰和提高棉花产量提供依据。【方法】在土柱栽培条件下,采用膜下滴灌技术控制水氮的供应量及分配比例,共设置4个水分、2个氮肥运筹共8个处理,研究水氮供应方式对膜下滴灌棉花根系生长、根系活力、根系及叶片保护性酶活性、产量和水分利用效率的影响。【结果】与其它水氮供应方式相比,播前灌条件下盛花期前限量滴灌后恢复充分滴灌配合重施花铃肥的水氮供应方式显著促进了棉花深层根系生长、增强了根系活力,根系及叶片SOD活性较高、MDA含量较低,延缓了植株衰老进程,提高光合产物向生殖器官分配的比例、增加铃重,从而获得了较高的产量和水分利用效率。【结论】播前灌溉条件下,适当减少盛花前水氮供应、增加生育中后期水氮的分配比例是提高膜下滴灌棉花产量和水分利用效率的有效水氮运筹方式。     

次生盐渍化对膜下滴灌棉花生长发育的影响及其预警研究

以7块次生盐渍化程度不同的膜下滴灌棉田为研究对象,探明次生盐渍化对新疆棉花生长发育的影响,并以此为基础探讨其状态预警问题.研究结果表明:在各生育期,土壤盐度和棉花株高、干物质重、叶面积指数均呈极显著的负相关关系.生育期不同,影响棉花生长的关键盐度也有所差别.各棉田的警度随着生育期的进行有逐渐减轻的趋势.0.6 dS/m以下的土壤盐度在各生育期都不会对棉花生长造成较大危害,2.8 dS/m以上的土壤盐度在前期更易对棉花生长造成严重影响,到吐絮期2.8 dS/m左右的盐度已不能对棉田造成较大危害.     

基于彭曼公式的膜下滴灌棉田灌水量研究

[目的]探讨基于彭曼公式,膜下滴灌棉田不同灌溉量对棉花生长的影响.[方法]基于彭曼公式,设计一定梯度的灌溉处理,结合气象数据和土壤墒情,进行小区试验,分析干物质积累、水分消耗的变化规律,研究干物质积累、产量与耗水量的关系.[结果]棉花各生育时期干物质积累趋势符合“S”型变化规律;基于彭曼公式推荐灌溉量下的土壤储水量基本上处于棉花各个生育期需水的适宜状态,在未对棉花生长造成胁迫的前提下,对土壤水分利用充分,起到了节水的作用;棉田日蒸散量在整个生育时期呈现“低-高-低”的趋势;从干物质日积累和日耗水量拟合结果来看,其2=0.857 8,说明两者之间具有显著的相关性;建立了籽棉产量与灌溉置的回归模型:Y=-0.010 8 x2+ 7.9069 X-1 029.9 R2=0.926 2).[结论]以彭曼公式为理论指导膜下滴灌棉花的灌溉量,基本符合棉花各个生育时期的需水规律.     

北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移研究

[目的]研究冬季温度和雪融水对土壤盐分运移的影响.[方法]通过设置覆膜和不覆膜测坑处理,对测坑土壤温度和盐分在整个冬季进行监测,测定不同处理下土壤温度和盐分的变化规律.[结果]气温变化对土壤温度有一定的影响,随着土壤深度的增加气温对土壤的影响逐渐减小.覆膜对土壤有一定的保温作用,各土层开春积雪融化时土壤会被雪水洗淋,表层盐分会有所减少,但是积雪融化结束后开始强烈蒸发,盐分将在表层重新积累.覆膜后测坑土壤不会受到外界积雪影响,但发现不同深度土壤盐分还是有增大的趋势.[结论]北疆滴灌棉田冬季土壤盐分运移受外界气温的影响较大.     

揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累及产量的影响

【目的】 研究揭膜种植方式下不同灌水量对棉花干物质积累、转运及产量的影响,为新疆滴灌棉花生育期揭膜后的水分管理提供理论依据。【方法】 选择新陆早45号(水分胁迫迟钝型)和新陆早42号(水分胁迫敏感性)为供试材料,在出苗后40 d揭膜并设置3个水分处理,即4 425 m³/hm²(W₁)、5 310 m³/hm²(W₂)、6 637.5 m³/hm²(W₃),分析揭膜后不同灌水量对棉花各器官干物质积累、干物质积累特征值及产量的影响。【结果】 2棉花品种在揭膜种植方式下的不同灌水处理间表现为“慢—快—慢”的变化趋势,且增加灌水量对提高产量和灌溉水利用无益,棉花揭膜种植最适宜的灌水量为4 425 m³/hm²。 【结论】 在相同灌水量下,揭膜种植方式的棉花干物质积累量高于全生育期覆膜处理,并且提高了干物质向生殖器官的转运比例,延长了干物质快速积累期维持的时间。     

降解地膜降解后对土壤增温保墒及棉花生长的影响

【目的】 研究氧化-生物双降解地膜的降解效果及对土壤增温保墒性能、棉花产量的影响,为棉花生产筛选出合适的氧化-生物双降解地膜。【方法】 田间对比试验,设4个处理,TZ1、TZ2、TZ3 处理为降解地膜处理,CK为普通地膜处理。【结果】 在棉花整个生育期CK处理未发生降解。而各3种氧化-生物双降解地膜的降解速度和降解程度均不同。在铺设33 d时几乎没有发生降解,在铺膜后约105 d TZ1处理地膜已完全降解成碎末;收获时TZ2降解率为56.7%~66.2%,而TZ3降解率不足5%;3种氧化-生物双降解地膜中,当TZ1完全降解时所需时间为100 d。使用氧化-生物双降解地膜的棉花产量与常规膜无显著差异;在棉花不同生育期,各处理茎粗无显著差异,但6月TZ1、TZ2处理棉花株高显著低于TZ3处理;膜下0~10 cm处,土壤增温保墒能力顺序为:CK＞TZ3＞TZ2＞TZ1。【结论】 氧化-生物双降解地膜过早降解显著降低土壤温度、土壤水分,但对棉花产量无显著影响。降解地膜降解的彻底性和降解时间的可控性仍有较大提升空间。     

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。     

黄土旱塬几种农田水分管理模式下春玉米氮素吸收及分配的差异

【目的】以高原沟壑区典型代表性土壤黑垆土为供试土壤,以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,根据目标产量,在高密栽培及优化施氮量和施氮时期基础上,研究4种农田水分管理模式下春玉米氮素吸收、分配及转移规律,以期为黄土高原南部半干旱区春玉米高产高效栽培提供依据。【方法】田间试验以补充灌溉、雨养、地膜覆盖和秸秆覆盖等为农田水分管理模式,通过在玉米苗期、大喇叭口期、抽雄吐丝期、灌浆期、蜡熟期和生理成熟期等关键生育时期采集地上部植株样品,研究春玉米各生育时期不同器官氮素累积、分配和转移规律与产量及水分养分效率的关系。【结果】随生育阶段推进,春玉米生长速度加快,氮素吸收累积逐渐增加,进入生殖阶段后,各器官氮素分配随生长中心转移而发生变化。不同农田水分管理模式明显影响春玉米氮素累积、分配及转移,在各个测定时期,补充灌溉处理氮素累积量均高于其它3个处理,地膜覆盖处理在玉米成熟期氮素累积量仅次于补充灌溉处理,成熟期雨养和覆秸秆处理氮素累积量相对较低。在补充灌溉条件下,各器官氮素向籽粒转移量最多,完熟期籽粒氮素累积量最大,为235.5kg·hm-2,其次是覆膜处理为225.3kg·hm-2,二者差异不显著;秸秆覆盖处理籽粒氮素累积量与雨养处理差异也不显著,但补充灌溉处理和地膜覆盖处理显著高于雨养和秸秆覆盖处理,与产量及氮素利用效率高低具有一致性。【结论】有利于提高产量及水分利用效率的农田水分管理模式可提高氮素吸收及籽粒氮素累积。从玉米氮素累积、分配及与产量和水分养分效率关系看,补充灌溉和地膜覆盖为本试验条件下的较优农田水分管理模式,从节约水资源及充分利用天然降雨角度考虑,应首选地膜覆盖管理模式。     

氮肥施用策略对棉花干物质积累及产量构成的影响

[目的]明确膜下滴灌棉花不同氮肥施用策略对棉花生长的影响.[方法]在新疆库尔勒市包头湖农场进行大田试验,对不同生育期棉株干物质积累进行测定.[结果]各处理棉株干物质积累动态都呈"S"型曲线,用Logistic生长函数进行拟合,模型拟合较好;棉花干物质积累速率最快时间在初花期至盛铃期,棉株干物质积累总量与皮棉产量之间存在很好的一致性,各处理间单株铃数、籽棉产量、皮棉产量存在显著差异,而各个处理间单铃重和衣分差异不显著.[结论]在蕾期、花铃期前轻后重,盛铃期前重后轻的施肥策略能够获得较高的干物质积累量,其产量也最大.     

覆膜滴灌条件下土地开垦年限对土壤盐分、养分和硝态氮分布特征的影响

【目的】研究覆膜滴灌条件下盐渍土植棉的可持续性。【方法】以时空转换的方法,选择不同开垦年限地块:0(盐碱荒地)、2、4、5、6和15年,分析土壤剖面盐分、pH和硝态氮、铵态氮含量以及耕层土壤养分的变化。【结果】土壤盐分随开垦年限的增加总体上呈下降趋势,土地开垦利用前4年为土壤盐分快速下降阶段,1 m剖面土壤盐分含量平均下降幅度达75.8%,5~15年为土壤盐分的稳定阶段,0~40 cm土壤平均盐分含量为0.72 ms/cm,而土壤pH较高,维持在9.0左右;土地开垦有利于提升土壤肥力,土地开垦6年后,有机质、无机氮和速效磷含量大幅增加;膜下滴灌下土地开垦后1 m剖面硝态氮含量大幅上升,开垦4年后硝态氮已迁移到80~100 cm。【结论】覆膜滴灌下开垦盐碱荒地可有效降低土壤盐分,提高土壤肥力。土地开垦4年后,土壤盐分已不是棉花生长的限制因素,而可能是土壤较高的pH,且硝态氮有向1 m以下土层淋洗的风险。     

深松对覆膜滴灌棉田根腐病害发生及根区环境的影响

【目的】 研究深松结合覆膜滴灌对绿洲棉田根区土环境与根腐病发生的影响。【方法】 在新疆阿克苏地区阿瓦提县设置深松30、40和50 cm(S₃₀、S₄₀和S₅₀)3种深松模式,以传统翻耕为对照(CK),研究深松对根腐病发病指数、土壤含水率、根系形态、根系活力及产量构成等影响。【结果】 与传统耕作相比,深松可有效降低耕层土壤容重,增加土壤储水能力,增加土壤扩库增容效果,病情指数的降低与土壤容重下降、土壤含水率的增加和根系活力增加具有显著的相关性。其中深松降低生育期根腐病发病指数7.0%～26.0%,以S₄₀处理效果最佳,发病指数较传统耕作相比降低26.0%。随着深松深度的增加土壤容重依次下降,与对照相比降低2.4%～10%。深松深度与根系主要形态指标与活力具有线性相关性,与传统耕作相比根系长度增加4%～34.6%,根系表面积增加13.1%～44.8%,根系体积增加9.2%～40.6%,根系活力增加7%～42.9%。根区环境的改善促进产量增加,S₄₀处理皮棉产量分别较CK、S₃₀、S₅₀增加了22.2%、15.7%和2.5%。【结论】 在新疆南疆棉区采用深松结合覆膜滴灌措施具有良好的蓄水保墒和防病增产效果,对棉花生长有利,深松40 cm处理可作为较为理想的根腐病农艺防治措施在生产中推广应用。     

不同地膜覆盖对土壤温度、水分及甘蔗生长和产量的影响

【目的】探讨不同地膜覆盖对土壤温度、水分及甘蔗生长和产量的影响,为不同地膜在甘蔗生产中的应用提供参考。【方法】以露地栽培为对照,采用普通无色透明地膜、乳白色光降解除草地膜、黑色及灰黑双色4种不同地膜进行甘蔗覆盖栽培,盖膜期测定土壤温度和含水量,生长期调查甘蔗出苗率、分蘖率,测量甘蔗株高、茎径和有效茎数等农艺性状,收获期计算蔗茎产量和效益。【结果】覆盖地膜可明显提高土壤温度和土壤含水量,除灰黑双色地膜外,其他覆膜处理可提高土壤温度0.3-0.8℃;各覆膜处理较对照可有效提高土壤含水量10.1%-17.4%。覆盖地膜同时可提高甘蔗出苗率、分蘖率、有效茎数和蔗茎产量,分别比对照增加0.8%-9.9%、20.6%-34.9%、5190-10980条/ha和6.4%-14.9%,但对甘蔗株高和茎径影响不明显。经济效益分析结果表明,乳白色光降解除草地膜处理的经济效益最好,比对照增效5987.2元/ha;其次为普通无色透明地膜和黑色地膜,分别增效1876.5和1813.5元/ha;灰黑双色地膜效益较差。【结论】乳白色光降解除草地膜可在甘蔗生产中大力推广应用,黑色地膜与普通无色透明地膜可作为新型地膜逐步推广,灰黑双色地膜较厚不宜推广使用。     

南疆无膜滴灌棉田灌溉模式及耗水规律研究

基于长远的土壤环境问题考虑,棉花无膜滴灌栽培模式将成为解决南疆棉田地膜残留污染的有效途径。为了探讨南疆地区棉花无膜滴灌栽培模式的可行性,设置27（I1）、36（I2）、45（I3）、54（I4）和63 mm（I5） 5个无膜滴灌灌水定额处理,并以膜下滴灌灌水定额36 mm（I6）作为对照处理,研究土壤水分分布、棉花耗水及产量等对不同灌水处理的响应。结果表明,相同灌水定额时,无膜滴灌棉田的土壤含水率低于膜下滴灌;无膜滴灌条件下,随着灌水定额的增加土壤含水率呈增加的趋势;其中I5处理的土壤含水率随土壤深度的增加而上升,而I1、I2、I3及I4处理的土壤含水率在60 cm深处达到峰值,之后随深度增加土壤含水量逐渐减少。相同灌水定额时,无膜滴灌I2处理的籽棉产量显著低于膜下滴灌I6处理,减产14.25%。无膜滴灌条件下,籽棉产量随灌水定额的增加呈先增加后减小的趋势,水分利用效率则随着灌水定额的增加逐渐降低。其中,I4处理的籽棉产量最高,与膜下滴灌I6处理间无显著差异。因此,结合产量水平,棉花无膜滴灌的适宜灌水定额为54 mm,灌水次数以10次为宜,为棉花无膜滴灌制定科学的灌溉制度提供了理论依据。