Effects of Soil Water Content on Cotton Root Growth and Distribution Under Mulched Drip Irrigation

The relation between soil water content and the growth of cotton root was studied for the scheme of field water and cotton yield under mulched drip irrigation. Based on the field experiments, three treatments of soil water content were conducted with 90%, 75%θf, and 60%θf （θfis field water capacity）. Cotton roots and root-shoot ratio were studied with digging method, and the soil moisture was observed with TDR （time domain reflector）, and cotton yield was measured. The results indicated that the growth of cotton root accorded with Logistic growth curve in the three treatments, the cotton root grew quickly and its weight was very high under 75%θf because of the suitable soil water condition, while grew slowly and its weight was lower under 90%θf due to water moisture beyond the suitable condition, and the root weight was in between under 60%θf For the three water treatments, the cotton root weight decreased with soil depth, and decreased more significantly in deeper soil layer with the soil moisture increasing. And the ratio of cotton root weight in 0-30 cm soil layer to the total root weight was the highest under 75%θf. The cotton root system was distributed mainly in the soil of narrow row and wide row mulched with plastic film, and little in the soil outside plastic film. The weight of cotton root was the highest in the soil of narrow row or wide row mulched with plastic film under 75%θf. Root-shoot ratio decreased with the soil moisture increasing. The soil water content affected cotton yields, and cotton yield was the highest under 75%θf. The higher soil moisture level is unfavorable to the growth of cotton root system and yield of cotton under mulched drip irrigation.     

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。     

膜下滴灌不同灌溉定额及灌水周期对棉花生长和产量的影响

[目的]在膜下滴灌条件下,灌溉定额及灌水周期对棉花生长和产量的影响.[方法]通过设置不同的灌水定额及灌水周期,在灌水前后对土壤水分进行监测,测定不同生育期的花铃数及株高等生理指标.[结果]低灌溉定额条件下,灌水周期对棉花株高影响不明显,随灌溉定额的增大,株高逐渐增大;当灌溉定额一定时,随灌水周期的增大,株高减小;灌溉定额为3 300 m3/hm2,灌水周期为8 d时,棉花结铃数最多,对提高棉花产量有利,灌水周期为10 d的结铃数最小.[结论]灌溉定额为5 100 m3/hm2时,灌水周期为10 d可使棉花提前现蕾;灌溉定额为4 688 m3/hm2,灌水周期为8 d时,产量最高,综合效益最高.     

论新疆膜下滴灌棉花土壤水分布

新疆棉花的膜下滴灌技术从开始试验到实地应用的全过程经历着实地的研究验证、全面的推广应用、大面积的膜下滴灌棉花种植全过程。     

滴灌棉花水肥耦合效应的田间试验研究

对滴灌条件下夏棉水肥耦合效应进行了田间试验,结果表明,根据夏棉不同生育阶段的需水特征和土壤水分状况可分别采用滴灌和畦灌方式,比常规棉田畦灌节水２３．３％～２８．７％,对于中等肥力的棉田,在每ｈｍ＾２施纯氮３００ｋｇ的范围内,随施肥量增加皮棉产量呈增加的趋势,在每ｈｍ＾２施纯氮１５０～２２５ｋｇ区间内,其产量增加较快。     

滴灌棉田非生育期春灌温度和灌水量对土壤盐分的影响

【目的】分析非生育期春灌温度和灌水量对土壤盐分的影响,为灌区提供较为合理的非生育期灌水方案。【方法】制定6种棉田灌水方案,开展田间试验,检测不同方案下的土壤盐分含量,分析非生育期春灌的灌水量和温度对土壤盐分的影响。【结果】在设置的三个灌水量2 250、1 800和1 350 m³/hm²方案中,2 250 m³/hm²为较优灌水量;地温5℃,气温12℃时灌水的脱盐效果比地温10℃,气温17℃时灌水的效果要好。【结论】灌水量越多,土壤洗盐效果越好;在相同灌水量下,温度对土壤脱盐效果影响极大;由于试验区蒸发强烈,导致土壤返盐速率很快,春灌时间不宜过早。     

膜下滴灌条件水、氮、密度耦合效应对棉花产量的影响

[目的]研究膜下滴灌灌水量、施氮量、密度耦合效应对杂交棉生长的影响.[方法]通过田间试验,设置8个水、氮、密度处理组合研究不同处理对棉花生长和产量的影响.[结果]灌水量对棉花生产影响最大,其次是施氮量和密度,高的水、氮条件下棉花干重和产量都有所增加,但收获率有很明显的下降.[结论]水氮增加以后,棉花生长旺盛,但容易旺长,因此在生产中增加水肥投入获高产要慎重.     

滴灌条件下灌溉量和频率对杂交棉生长和产量的影响

[目的]研究滴灌条件下不同灌溉量和灌溉频率对杂交棉生长和产量的影响.[方法]试验设置2个灌溉水平400和520 mm(分别用W400和W520表示)和2种灌溉频率5和10 d(分别用F5和F10表示).[结果]高灌溉频率可以维持0～40 cm土壤含水量稳定在较高水平,有利于作物生长.灌水量和灌溉频率对杂交棉干物质积累的影响主要是在花铃期(播种后90 d),此时增加灌溉量或灌溉频率都可以促进杂交棉干物质积累,尤其是提高灌溉频率可明显促进棉花生长.[结论]增加灌溉量和灌溉频率可促进棉花干物质积累量,增加棉花产量;尤其是提高灌溉频率可以显著增加棉花干物质积累量、产量和水分利用率.不同处理棉花产量和水分利用率的顺序均为:W520F5 > W400F5、W520F10 > W400F10.在水资源缺乏的地区或时期,通过提高灌溉频率可以有效的增加棉花产量、提高水分利用率.     

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。     

膜下滴灌灌溉制度对棉田土壤水分变化及产量的影响研究

[目的]以田间实测数据为基础,研究膜下滴灌灌溉制度对土壤水分变化及棉花产量的影响.[方法]试验根据不同灌溉定额和不同灌水次数设计了12个处理,在灌水前1 d利用中子土壤水分仪测定宽、窄行的10、20、40、60、80和100 cm深度处中子数,灌水间隔1 d后重复此过程,然后将中子数转换为土壤含水率,同时将不同处理条件下棉花产量和灌溉水分生产率进行对比.[结果]灌水次数为16次,不同灌溉定额处理下,10 cm深度处灌水前后宽窄行土壤含水率变化不明显.灌水次数为10次,灌溉定额为4 500、5 100 m3/hm2时,棉花生长区域土壤水分出现了深层渗漏,而其它处理条件下,均未出现深层渗漏.灌溉定额为3 900 m3/hm2,灌水次数为16次的处理产量最高,灌溉定额为4 500 m3/hm2的处理节水效率达到11.8;,在灌水次数为16、13次时,减产幅度仅为5.5;和3.1;.灌溉定额为3 900 m3/hm2的2、10处理水分生产率较高,均在1.6 kg/m3以上.[结论]灌溉定额越大,灌水次数越少,灌水后宽窄行含水率增大趋势越明显,越容易出现深层渗漏.灌溉定额越大,产量并不是越高,其灌溉水分生产率也不是很好,而中等灌溉定额的产量较高,灌溉水分生产率也是最好的.因此,设计灌溉制度时,应尽量选择中等灌溉定额和灌水次数,同时达到提高产量和节水的效果.     

长期咸水滴灌对棉花产量、土壤理化性质和N2O排放的影响

通过田间试验研究了咸水微咸水滴灌对棉花产量、土壤理化性质及N2O排放的影响。试验设置3种灌溉水,盐度(电导率,EC)分别为0.35、4.61、8.04 dS·m-1(分别代表淡水、微咸水和咸水);同时,设置0、360 kg·hm-2(360 kg·hm-2为当地棉田推荐氮肥用量)2个施氮水平。结果表明:灌溉第一年,微咸水处理的棉花产量最高,分别较淡水和咸水处理高出了6.50%和22.46%;随灌溉年限的增加,棉花产量随灌溉水盐度的增加而显著降低,咸水灌溉显著抑制棉花产量。土壤含水量、电导率、铵态氮含量随灌溉水盐度的增加而增加,土壤pH、全氮、有机质、硝态氮含量则随灌溉水盐度的增加而减小;咸水和微咸水灌溉显著抑制土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性,施用氮肥可提高酶活性;土壤N2O排放通量随灌溉水盐度的增加显著降低,施氮肥促进了土壤N2O的排放,土壤N2O排放通量与土壤有机质、铵态氮、硝态氮、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性呈显著正相关,与土壤含水量呈显著负相关,而与土壤pH、电导率和全氮无相关性。     

膜下滴灌棉花源库比调节对产量和品质影响及对土壤水分的响应

选用不同叶型的棉花品种,在膜下滴灌条件下,设置3个土壤水分梯度,分别控制0～60 cm土壤含水量的滴水下限为田间持水量的85;～90;(高水)、70;～75;(中水)、55;～60;(低水),滴水上限均为田间持水量,并在花铃期不同程度地减源减库,研究棉花源库比调节对产量和品质的影响及对土壤水分的响应.结果表明:减源减产比减库减产的影响大,适宜范围内源不足引起的产量损失,可通过增加水分来弥补,减源减库过度则不可能通过水分来弥补,而这种水分调节作用也是通过表现在水分调节了单株结铃数的增加而实现的.品种间,小叶型新陆早10号减源和减库减产的程度最大,新陆早13号次之,鸡脚叶型标杂A1减产效应最小,且标杂A1在土壤水分充足条件下产量最高.品种遗传特性和土壤水分状况是影响棉纤维品质的主要因素,源库处理对其影响不明显,综合分析,与其他两个品种相比标杂A1的品质较优.     

滴灌条件下棉花对土壤盐分及离子运移的影响

【目的】研究棉花对盐分及离子的运移的作用关系,分析滴灌棉田盐分的运移规律和影响机制。【方法】通过田间微区试验,对小区内盐渍化土壤进行混匀,设置种植棉花与未种植棉花试验处理,研究棉田土壤盐分离子的运移特征。【结果】灌溉使得0~40 cm土层土壤盐分、阴、阳离子含量明显下降,在40~60 cm土层浓度增加形成离子聚集区。棉花种植过程对0~30 cm土层土壤总盐分、阴阳离子都有一定的影响,但影响较为显著是10~20 cm土层的总盐分、Cl^-和SO₄^2-离子的含量,减缓了其运移过程,对其他离子的影响均未达到显著水平,对土壤pH值影响不大。【结论】棉花种植过程显著影响土壤10~20 cm土层的总盐分、Cl^-和SO₄^2-离子向下运移过程。     

咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应

[目的]研究咸水滴灌条件下棉花生长和氮素吸收对水氮的响应.[方法]试验设置了3种灌溉水盐度0.35(S1)、4.61(S2)和8.04(S3)dS/m,2个灌水量405(L1)和540(L2)mm以及2个施氮量240(N1)和360(N2) kg/hm2.[结果]棉花的株高在生长前期主要受灌溉水盐度、灌水量及二者的交互作用和盐度、灌水量和施氮量三者的交互作用影响显著,生长后期主要受灌水量的影响显著.高灌水量L2(540 mm)各处理株高为S2＞S1＞S3,施氮量对株高的生长差异影响不显著.棉花茎和叶的干物质积累量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量其中二者的交互作用影响显著,而棉铃和总的干物质积累量受交互作用不显著.[结论]棉花的氮素吸收量受灌溉水盐度、灌水量和施氮量三因素及其两者或三者的影响显著;随着灌溉水盐度的增加,棉花的氮素吸收量呈下降的趋势;而氮素吸收量随着灌水量的增大显著增加,表明增加灌水量可促进氮素吸收.     

施氮量对不同品种滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

【目的】研究不同施氮量对不同品种滴灌棉花的氮素利用率及产量的影响,为种植棉花高效合理的施用氮肥和高产量提供理论参考。【方法】供试棉花品种为新陆早50号、新陆早58号、鲁棉研24号,施氮量水平为0、120、240、360 kg/hm²纯氮。【结果】不同品种棉花吐絮期的各器官氮素分配比从大到小分别为:纤维+种子>叶片>铃壳>茎秆;不同施氮处理对不同品种棉花的平均氮累积量为N₃>N₂>N₁>N₀,不同品种氮累积量为新陆早58号>新陆早50号>鲁棉研24号;新陆早50号和鲁棉研24号在施氮量240 kg/hm²、新陆早58号在施氮量360 kg/hm²时的氮素利用率和产量达到最优,在获得高产的同时氮素达到有效的利用。【结论】3个品种中以新陆早58号的氮素分配率、氮累积量、生物量和产量达最高,鲁棉研24号的氮素利用率高于另外2个品种;滴灌棉花在360 kg/hm²处理下的生物量、氮素累积量和籽棉产量最高。     

新疆棉田膜下滴灌方式下土壤水分运移变化规律研究

为探讨新疆棉田膜下滴灌方式下土壤水分运移的规律,在棉花不同生育期,采用烘干法,从水平方向和垂直方向上测定棉田土壤水分含量.结果表明,棉花不同生育期垂直方向上土壤含水量的变化随着土层深度的增加均呈增大的趋势;水平方向上土壤含水量的变化,除在0～35 cm各土层之间变化外,35～95 cm各土层之间基本上无明显波动变化;不同土层土壤含水量的变化随棉花生育进程,呈由苗期增长至盛花期后、下降至盛铃期又上升至吐絮期的规律,不同土层土壤含水量基本上呈直线增长的变化趋势.     

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。     

膜下滴灌施用生物有机肥对土壤盐分及棉花产量的影响

通过水肥一体化膜下滴灌田间试验,研究了生物有机肥与不同种类化肥配施对棉花干物质、产量、经济效益及土壤盐分的影响。试验共设5个处理:不施肥(对照)、常规化肥、滴灌专用肥、常规化肥+生物有机肥、滴灌专用肥+生物有机肥。结果表明:滴灌专用肥+生物有机肥处理的单株成铃数、单铃重和产量较滴灌专用肥处理分别增加了5.0%、1.2%和6.3%;常规化肥+生物有机肥处理的产量较常规化肥处理提高了7.7%。配施生物有机肥处理的土壤p H较未施生物有机肥处理有所降低;在0～20 cm土层,距滴头0 cm土壤电导率低于距滴头30 cm,滴灌抑制了表层盐分上升。配施生物有机肥能有效提高棉花单株成铃数、单铃重及产量,调节土壤p H,但是控制土壤盐分的效应不明显。从经济收益最大化来看,最佳施肥模式为常规化肥+生物有机肥。本研究可为北疆棉花膜下水肥剂一体化优化施肥方案提供参考。     

新疆棉田地下滴灌方式下土壤速效磷空间分布规律的研究

为探讨新疆棉田地下滴灌方式下土壤速效磷空间分布的规律,在棉花不同生育期采用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼蓝比色法,从水平方向和垂直方向上测定棉田土壤速效磷(Olsen-P).研究分析后认为:垂直方向上,在棉花各生育期土壤速效磷含量的变化呈随着土层深度的增加而减小的趋势;随生育进程的推进,棉田各土层土壤速效磷呈逐渐下降的变化趋势 ;水平方向上,棉田各土层土壤速效磷的变化呈随着与滴灌带距离的增大而缓慢增加的趋势;随棉花生育进程的推进,水平方向土壤速效磷变化为逐渐减少的趋势.     

新疆阿克苏地区棉花膜下滴灌技术探讨

探讨了新疆阿克苏地区棉花膜下滴灌技术,分别从田间布置、播种技术,滴水技术,施肥技术四方面提出技术指导。