亏缺灌溉对南疆棉花生长和水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、作物水分利用效率低等问题,以棉花为试验材料进行田间小区试验,在棉花现蕾期、开花期以及结铃期分别设置3个亏缺灌溉水平(W₁:50%ET_c,W₂:65%ET_c,W₃:80%ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量),以全生育期100%ET_c灌溉处理为对照(CK),研究膜下滴灌条件下,不同生育期亏缺灌溉对棉花生长、产量、氮素吸收和水分利用效率的影响.结果表明:现蕾期亏水对棉花株高、叶面积指数、地上干物质生长、氮素吸收和产量有不同程度的抑制效应,但复水后补偿效应显著,其中轻度亏水(W₃)在籽棉产量减少3.48%的条件下,WUE高达1.57 kg/m³,显著高于CK的1.48 kg/m³;开花期亏水,棉花的各项生长指标均有显著降低,复水后补偿效应不显著,不利于棉花生长发育;结铃期亏水对棉花地上干物质累积、氮素吸收和产量均有显著的抑制效应,但在W₂和W₃水平下,WUE均达1.51 kg/m³.综合考虑在保证棉花产量的同时达到节水增产的目的,可在棉花蕾期进行80%ET_c灌水,其他生育阶段实施充分灌溉,来控制营养生长,促进生殖生长,获得更高的水分利用效率.     

播期和水氮互作对滴灌施肥春玉米生长和水氮利用的影响

  【目的】  河西地区石羊河流域的农业生产中水资源短缺，光热资源利用率和水肥利用效率低。通过调整播期协调光热资源与水肥供应，研究提高春玉米生长及水肥利用效率的可能性。  【方法】  大田滴灌试验于2018年在甘肃省中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行。设置3个播种日期，即4月10日 (S₁)、4月20日 (S₂)、4月30日 (S₃)；2个灌水量水平，即80% ET_c (I₈₀)、100% ET_c (I₁₀₀) (ET_c为作物蒸发蒸腾量)；4个施氮量水平，即N 0、120、180、240 kg/hm2，分别表示为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀。在玉米生长关键期，测定植株生长状况和水分利用指标，收获期测产。  【结果】  播期对春玉米各生育阶段的持续时间影响显著，生育期天数随着播期的推迟呈缩减趋势，合理播期应避免灌浆期的高温辐射和降雨量过多。除耗水量外，施氮量对其它各指标影响显著。叶面积指数、干物质积累量和产量均随灌水量增加而增加，随施氮量增加而上升，产量随播期的推迟而减少。S₁I₁₀₀N₁₈₀处理产量最大，为16830 kg/hm2，比S₂I₁₀₀N₂₄₀处理增产7.35%、节肥14.29%，比S₃I₁₀₀N₁₈₀处理增产12.55%。水分利用效率随施氮量增大而增加，随灌水量增大而升高。S₁I₁₀₀N₁₈₀处理水分利用效率为3.1 kg/m3，比S₁I₈₀N₂₄₀处理高12.32%。氮肥偏生产力随施氮量增大而减小，S₁I₁₀₀N₁₈₀处理氮肥偏生产力为93.5 kg/kg，比S₁I₁₀₀N₁₂₀处理降低4.9%，但增产42.65%。  【结论】  综合产量和节水节肥因素，在本试验条件下适时早播 (4月10日) 有助于充分发挥水肥资源的潜力。在早播和充分灌水条件下，施用较低的氮肥量 (N 180 kg/hm2) 即可获得最高的产量。     

灌溉水盐度对玉米出苗、产量、品质及土壤盐分动态的影响

为探究适宜于我国北方干旱半干旱农业区玉米正常出苗、籽粒高产优质、土壤积盐有限的灌溉水盐分浓度,在内蒙古河套灌区开展了为期2年的膜下滴灌玉米大田试验。设置5个灌溉水盐度水平(1、2、3、4、5 g/L),在土壤基质势下限-20 kPa和灌水定额22.5 mm/次条件下,玉米耗水量、植株干物质量和籽粒产量均与灌溉水盐度呈显著二次函数关系(R²>0.84),当灌溉水盐度为2 g/L时植株干物质量和籽粒产量达到极大值,当灌溉水盐度超过3 g/L时,含盐水灌溉对玉米出苗、植株干物质积累和籽粒产量均产生不利影响。灌溉水盐度在1～5 g/L范围内每增加1 g/L,膜下滴灌玉米对应水分利用效率下降0.29 kg/m³;籽粒蛋白质含量随灌溉水盐度增加而增加,籽粒淀粉含量随灌溉水盐度增加而降低。此外,当灌溉水盐度高于3 g/L时,膜下滴灌对应土壤盐分等值线垂直半径和水平半径均随灌溉水盐度的增加而减小。基于玉米生育期内籽粒高产优质、减少土壤积盐的目标,在试验设计条件下,推荐河套灌区膜下滴灌玉米的灌溉水盐度上限为3 g/L。     

土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题，研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料，以田间持水量(FC)为土壤水分上限，棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明：土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用, 土壤水分下限从 45%FC增至85%FC，棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%；随着土壤水分下限的降低，灌溉定额减少，T1处理灌溉定额最大（378 mm），T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%；随着土壤水分下限的提升，棉花产量逐渐增大，但土壤水分下限过高，棉花单株有效铃数降低，产量增加不再明显，水分利用效率较低；土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加，产量和水分利用效率分别达到7 146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3；土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响，土壤水分下限越低，马克隆值越大，成熟度指数越高，断裂比强度和断裂伸长率减少，采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此，建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜，非生育期进行冬灌淋盐，冬灌定额为300 mm，生育期灌溉定额为334 mm，整个生育期灌水12次，灌水周期为8 d。     

滴灌技术参数对南疆棉花生长和土壤水盐的影响

为确定最适宜南疆棉花生长的滴灌技术参数，2018和2019年的4-10月在新疆库尔勒31团（86°56′58″E，40°53′03″N）进行2年大田试验，试验设置3个灌水量（W1：60%ETc，W2：80%ETc，W3：100%ETc，ETc为作物蒸腾蒸发量）和2个滴头流量（D1.8：1.8L/h，D2.4：2.4L/h），通过测定棉花生长、产量及其构成要素和土壤水盐分布的相关指标，研究不同灌溉定额和滴头流量对南疆棉花生长、干物质积累、产量和土壤水盐分布的影响，为棉田节水控盐高效生产提供理论依据。结果表明：1）同一滴头流量条件下，W3处理的株高、茎粗、叶面积指数、干物质累积量、产量、有效铃数和百铃质量显著高于W1和W2处理。2018和2019年吐絮期，滴头流量为D1.8时，W1处理的株高较W3分别下降了11.38%和11.22%；W1处理的叶面积指数较W3分别降低22.52%和44.16%，滴头流量为D2.4时，W1处理的株高较W3分别下降了12.84%和4.64%；W1处理的叶面积指数较W3分别低24.55%和53.83%。同一灌溉定额下，D2.4的株高、茎粗、LAI、干物质累积量、产量、有效铃数和百铃质量显著高于D1.8处理。2018和2019年，滴头流量为D2.4处理的产量比D1.8分别增加4.81%、8.39%、4.69%和4.98%、7.23%、11.06%。2）水分利用效率和灌溉水分利用效率随灌溉定额的增加而降低，同一滴头流量条件下，W1处理的灌溉水分利用效率和水分利用效率显著高于其他灌水处理；同一灌水处理下，D2.4处理的水分利用效率和灌溉水分利用效率显著高于D1.8处理。2018和2019年，D2.4处理的水分利用效率分别比D1.8高出13.48%、5.44%、8.99%和5.61%、5.36%、0.84%。3）同一滴头流量条件下，W3处理土壤含水率更高，同一灌溉定额下，D2.4处理的土壤含水率均匀性更好；0～40 cm土壤含盐量随整个生育期推进呈上升趋势，土壤含盐量随灌溉定额和滴头流量的增加而降低。综合分析，灌溉定额为W3（100%ETc）、滴头流量为2.4 L/h处理棉花生长最好，产量最高，2018和2019年最高产量分别为7 361.44 kg·hm-2和7 837.91 kg·hm-2，是南疆棉田适宜的灌水技术组合，可为指导该地区棉花节水控盐高效生产提供理论依据。