减量灌溉下不同施氮量对南疆机采棉田干物质积累及产量影响

【目的】研究新疆南疆机采棉地区在适宜的水氮供应下,棉花干物质动态积累、产量及水肥利用状况。【方法】在南疆阿克苏地区机采棉田,设置不同灌溉量(2 250 、3 450、4 650 m³/hm²)和施氮量(0、300、600 kg/hm²)2个因子,分析不同处理的棉花生长状况、干物质积累及水肥生产效率。【结果】增加施氮量有利于棉花开花结铃,在干物质积累及花后贡献率上,灌溉量和施氮量二者其中一个因素过高或者过低均会影响棉花干物质快速积累及花后干物质的贡献率,灌溉量3 450 m³/hm²和施氮量为300 kg/hm²时干物质积累速率的加快,花后干物质的贡献率较大,有利于干物质的快速积累;在棉花产量和水肥利用效率上,随着灌溉量增加籽棉产量也随着增加,当灌溉量由3 450增加到4 650 m³/hm²时,籽棉产量的增加幅度减小,在灌溉量3 450 m³/hm²下,随着施氮量的增加棉花产量呈现先升后降的趋势,当施氮量为N2时,棉花产量最大为7 153.08 kg/hm²。【结论】在不同灌溉量下,随着施氮量增加有利于棉花干物质积累、产量及水肥利用效率提高。但随着灌溉量增加施氮量的正效应将会减少。南疆机采棉田在3 450 m³/hm²灌溉量下,施肥量(纯N)为300 kg/hm²时,能够有效的提高棉花产量及水肥利用效率。     

水氮耦合对棉花干物质积累及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对棉花干物质积累及产量影响。【方法】大田试验采用裂区试验设计,设置灌溉量与施肥量2个调控因子,其中灌溉量为主区,施肥量为副区,均设置3个梯度,灌溉量依次为2 250(低灌量)、3 450(中灌量,传统经验灌溉量CK)、4 650 m³/hm²,(高灌溉量)分别以W₁、W₂和W₃表示;施肥量(折合纯氮)依次为0(空白)、300(中等施氮量,传统经验施氮量CK)、600 kg/hm²(高施氮量,200%CK),分别以N₁、N₂和N₃表示。【结果】灌溉量和施肥量对植株生长和产量构成有一定促进作用,提高灌溉量和施肥量均能显著提高株高、叶片数和结铃率。在对干物质积累方面提高灌溉量可显著提高干物质积累总量,而提高施肥量主要促进了干物质更早的向经济器官积累。通过提高灌溉量可增产23.2%~31.4%,通过增施氮肥可显著增产12.5%~17.6%。【结论】水氮耦合对棉花单铃重、籽棉产量和皮棉产量均有显著的调控作用。水氮优化策略能够提高资源利用效率,降低水肥投入,产量稳定。     

RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对棉田氮素迁移特征和氮肥利用效率的影响

[目的]地膜覆盖时间影响着棉田养分的迁移及氮素利用效率,我们尝试利用根区水质模型(root?zone water?quality?model-version?2,?RZWQM2)评估新疆绿洲棉田不同地膜覆盖时间下土壤氮素迁移特征和作物吸收利用率,为优化地膜覆盖方法提供理论依据.[方法]于2017—2018年在新疆进行了...     

降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响

为探讨降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响,选取3种氧化-生物双降解地膜[天壮1号(T-1)、天壮2号(T-2)、天壮3号(T-3)]及一种新型生物降解地膜(HS),以PE普通地膜为对照,通过测定棉田降解地膜的降解情况及土壤水热,计算其棉田耗水及土壤生长度日,筛选适宜南疆棉田生产的降解地膜。结果表明:在棉花进入吐絮期时,T-3和HS的降解率达88.6%和58.7%,而T-1和T-2仅为15.9%和13.4%。不同降解地膜对棉田的水热状况也存在一定影响,对于生育期总耗水量而言,T-3和PE的耗水量较大,为688.6 mm和690.7 mm,但T-3的耗水模数明显高于PE处理。在土壤生长度日上,4种降解地膜在棉花全生育期土壤生长度日均低于PE地膜,其中T-3和HS的土壤生长度日比PE地膜低了294.3℃·d和222.8℃·d。在棉花产量和水分利用效率上,T-1比PE高6.2%和7.2%,HS明显低于PE地膜,但T-3和PE地膜差异不大。综上,T-1和T-2增温保墒效果好,产量较高,但降解效果差。T-3降解速度较好,增温保墒的性能低于PE地膜,但能够满足作物对温度和水分的需求,使棉花产量和水分利用效率接近PE地膜。因此,在南疆棉田降解地膜T-3替代PE地膜应用于棉花生产具有一定的可行性。     

行距对机采棉干物质积累及氮磷利用效率的影响

【目的】新疆棉花生产的主要环节均已实现机械化,但采摘环节仍大量使用人工,农机农艺不协调是导致机收比例低的主要原因。优化机采棉行距配置是实现农机农艺融合的有效途径,因此本研究通过设置不同的机采棉行距,探究其对棉花产量形成及养分利用的影响,为机采棉行距配置的优化提供理论依据。【方法】采用随机区组设计,选择生产中最佳密度,在密度一致基础上,设置"一膜三行"(S1,平均行距76 cm)、"一膜四行"(S2,平均行距57 cm)、"一膜六行"(S3,平均行距38 cm)3种行距,其中S3处理为常规机采行距(CK),研究行距对棉花干物质积累、分配以及对产量形成及氮、磷养分吸收利用的影响。【结果】不同行距下棉花干物质的积累符合Logistic生长函数模型。2年均值表明随着平均行距的降低,单株干物质积累总量降低43.3%,干物质最大积累速率降低(1.4 g·株-1·d-1),快速积累期起始时间从出苗后51.4 d逐渐推迟至62.5 d,但快速积累持续时长从19.7 d增加至35.1 d。增加行距显著提高单株成铃(0.9个),对铃重及衣分无显著影响,籽棉及皮棉产量显著增加16.7%和17.4%。行距对植株养分积累与分配有显著的影响,S1处理氮积累总量(907.0 kg·hm-2)、磷积累总量(58.3 kg·hm-2)、吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 55.7%和P2O569.1%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(32.1 kg)均最高;而S3处理氮积累总量(664.5 kg·hm-2)、磷积累总量(38.9 kg·hm-2)最低,S2处理吐絮期经济器官氮分配率和磷分配率(N 48.5%和P2O560.3%)、每100 kg皮棉氮素吸收量(28.6 kg)最低。【结论】综合来看,一膜三行下植株养分指标及产量均优于其他行距,更适宜作为高效机采的行距。     

不同残膜量对棉田土壤水盐运移的影响

【目的】为探讨滴灌条件下地膜残留量对棉田土壤水盐时空分布的影响。【方法】本试验在绿洲棉田设0 kg·hm~(-2)、225 kg·hm~(-2)、450 kg·hm~(-2)三种残膜量处理,于棉花播种前、收获后及盛铃期灌水后第1天、第3天、第5天,采用土钻法分层取0～40 cm的土壤,进行土壤盐分测定并比较分析不同处理间差异。【结果】结果表明,残膜降低了膜下滴灌棉田土壤水分的均匀性,同时也导致棉田土壤盐分灌水后在各土层分布不均,灌水后第1天、第3天、第5天, 0 kg·hm~(-2)残膜量处理随着时间推移土壤盐分在各个土层减少,而225 kg·hm~(-2)、450 kg·hm~(-2)处理随着时间的变化各土层在灌水后第1天到灌水后第3天土壤盐分减少,但第5天的土壤盐分大于第3天,两个处理之间无显著差异。从灌水后第1天、第3天、第5天土壤盐分分布可看出,0 kg·hm~(-2)残膜量处理均匀性最好,其次是450 kg·hm~(-2)处理,最后为225 kg·hm~(-2)处理。在棉花种植播种前、收获后,不同残膜量对土壤盐分平衡的影响为:250 kg·hm~(-2)450 kg·hm~(-2)0 kg·hm~(-2);在运移速度上,随着深度和残膜量的增加,耕作层的土壤更容易出现土壤盐分的富集现象。【结论】由此可以说明,残膜的存在会阻碍土壤盐分的向下运移,同时随着残膜量的增加,阻碍土壤盐分的运移程度不同,导致土壤盐分在地表富集。     

RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对南疆棉田水分利用效率及产量的影响

为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55～105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02～0.04cm3/cm3、5.90%～28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70～0.93和0.80～0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91～93 d和97～99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91～99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。     

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。     

灌溉定额和施氮量对机采棉田水分运移及硝态氮残留的影响

水资源短缺和土壤环境污染严重是制约农业可持续健康发展的瓶颈,迫使农民开发和采用可持续的农业生产技术。水分运动机理和氮肥残留行为是评价干旱地区农业水肥管理水平的依据,提高水氮利用效率是降低环境污染这一重要科学问题的重要途径。本研究采用裂区试验设计,以灌溉量为主区,设2250(低灌溉量,W1)、3450(传统灌溉量,W2)和4650 m~3 hm–2 (高灌溉量, W3) 3个灌溉量;设0 (空白, N1)、300 (传统施肥量, N2)和600 kg hm–2 (高施氮量, N3) 3个纯氮投入量,在干旱的中国西北内陆棉区开展2年的田间试验,评估灌溉和施氮策略对水氮运移、籽棉产量、水氮生产效率的影响。结果表明,灌溉量及水氮耦合效应是影响籽棉产量及灌溉水生产力的影响因素,其中灌溉量是主效应。2年均值表明,灌溉量为W1时,施肥量由N1增加至N3,生育期0～80 cm平均土壤含水量呈先显著上升后显著下降的趋势, N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高13.8%和7.6%,水分利用效率分别提高13.6%和6.8%;灌溉量为W2和W3时,施肥量由N1增加至N3,生育期0～80 cm土层平均含水量...