棉花膜下滴灌施肥技术再探讨

1 棉花膜下滴灌施肥的基本原理 棉花膜下滴灌施肥是根据棉花生长发育规律和根系生长特点及滴灌湿润峰的渗透规律，利用滴灌设施在压力的作用下将棉花需要的水分和养分（肥料）溶液滴灌入田间和棉花根际的过程，亦称为滴灌水肥耦合（随水施肥）。它是一种利用滴灌设施激活土壤的物理性能，在棉花不同的生长发育阶段，通过棉花营养诊断、土壤养分诊断以及土壤干旱诊断，给棉花提供必要的、适时适量的多种肥料（营养液）和水分的设施配套技术。     

膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长及产量的调节

在新疆气候生态条件下,选用对土壤水分敏感性不同的棉花品种为试材,采用土柱栽培法,探讨膜下滴灌条件下根区水分对棉花根系生长与活性及产量的调节作用。结果表明:滴水前耕层土壤相对含水量在50%～55%、滴水后可保持在70%～75%的根区水分环境下,棉花根系的生长发育进程受到了一定程度的抑制,根系生物量降低,但提高了40～100cm土层根系分布的比例和根系活力,降低了根冠比,提高了经济系数,最终产量增加。不同品种对滴水量的反应差异较大,新陆早8号在常规滴灌和充分滴灌量下,子棉产量高于新陆早6号;在限量滴灌量下则显著低于新陆早6号。因此,依据不同品种对水分反应的差异,在滴水周期为7～8d、滴水定额为375～450m3.hm-2的条件下,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,可实现膜下滴灌棉田节水高产高效。     

灌溉方式和施氮量对棉花生长及氮素利用效率的影响

 设置2年田间小区试验,探讨了不同灌溉方式及施氮量对棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量及氮素效率的影响。结果表明,与漫灌相比滴灌显著增加了棉花生物量、氮素吸收量、皮棉产量以及氮肥利用率;滴灌棉花地上部各器官干物质积累量和氮素吸收量显著大于漫灌,而地下部干物质积累量和氮素吸收量显著低于漫灌,滴灌条件下较好的水分条件抑制了棉花根系生长而促进地上部生长。施用氮肥显著提高了棉花生物量、氮素吸收量。皮棉产量在施氮量为360 kg·hm^-2时最大,过高氮肥投入无助于棉花产量提高。随着施氮量的增加,氮肥利用率、农学利用率、偏生产力均显著降低。灌溉方式与施氮量互作效应对棉花单株铃数及皮棉产量产生显著影响。     

膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量、灌水次数对其生长、产量及水分利用效率的影响

通过2004年棉花生长季田间试验,我们研究了膜下滴灌棉花关键生育期不同灌水量和灌水次数对其生长、产量及水分利用效率（WUE）的影响,旨在建立河北南部棉区滴灌条件下的优化灌溉模式,提高作物水分利用效率,达到节水增产目的。试验结果表明：不同灌水方式对棉花产量和水分利用效率的影响具有显著差异,棉花需水关键期花铃期分2次少量灌水处理,每次灌水量10．42mm,明显优于两次多量灌水和集中一次灌溉等其他处理,产量和WUE最高,分别高达4929．0kg／hm^2和0．98kg／m^3,具有明显的节水增产效益。     

从地下的角度分析膜下滴灌棉花发生早衰的可能机制

在膜下滴灌条件下,棉花早衰问题严重。在对国内外关于棉花早衰研究成果及膜下滴灌条件特殊根区微环境深入分析的基础上,提出了膜下滴灌棉花早衰原因的合理假设,认为不合理的根系构型及其高蕾铃负荷是造成膜下滴灌棉花早衰的根本原因：膜下滴灌条件下棉花根系生长和构型分布发生的明显变化不利于棉花根系吸收土壤深层的水分和养分,抗逆性减弱,对环境的改变无法做出及时的反应,加之覆膜增温及优越的水肥供应,棉花地上部生长良好,蕾铃负担增加,一旦遇到逆境条件,在高蕾铃负荷前提下,即使对根系养分吸收功能最轻微的损害或者暂时的养分供应短缺均有可能造成对地上部养分供应的不足并发生早衰。因此,如何通过调控构建与地上部生长更为匹配的、构型分布更加合理的、抗逆性更强的棉花根系就成为解决膜下滴灌棉花早衰问题的关键。     

膜下滴灌棉花植株耗水率与土壤水分的关系

膜下滴灌技术不仅可减少地面水分蒸发 ,还可以避免深层渗漏。为了合理地确定膜下滴灌技术体系 ,以水量平衡原理为基础 ,对轻壤土、中壤土和重壤土进行不同土壤含水率处理 ,试验得出了棉花生育期植株耗水规律 ,以及棉花成铃数与生育期耗水量的对应关系。在不产生深层渗漏的条件下 ,土壤含水率越高 ,棉株耗水越大 ,但成铃数的增加有限。另外 ,观察到膜下滴灌棉花的根系主要吸水层在 60 cm土层深度以内     

棉花膜下滴灌根系发育规律的研究

研究了棉花常规灌溉、干播湿出和冬灌 +滴灌三种处理根系分布规律。结果表明 ,干播湿出棉花根量较少但须根量较大 ,根冠比较小 ,根系入土浅 ,生长发育提前。滴灌棉花浅层根系分布量增多 ,干播湿出尤其明显。地膜覆盖棉花膜内根系的分布量显著高于膜间的根系分布量。干播湿出棉花窄行根量较高 ,而常规灌溉和冬灌 +滴灌处理由于根系间对空间、养分和水分的竞争作用 ,窄行根系的分布量低于膜间和膜内根量之和。干播湿出在花铃期铃重、根系载铃量显著高于其它处理 ,生育期比其它处理提前 ,表现较大增产优势     

膜下滴灌对棉田生态环境及作物生长的影响

通过田间试验研究了膜下滴灌对棉田生态环境状况及棉花生长发育及产量形成的影响。结果表明,膜下滴灌与常规灌溉相比,覆膜滴灌改变了棉花田间水分环境,为棉花的生长创造了良好的水、肥、气、热条件,有利于棉花生长发育;同时,可以减少地面蒸发,减少灌溉水的深层渗漏, 保持土壤肥力, 提高水分利用率, 增加作物产量,具有良好的经济、生态和社会效益。     

膜下滴灌棉花采用“三水灌溉”法确保高产稳产

根据棉花各生长阶段水分供应充足与否对生长中心影响十分明显的特点,可将"干播湿出"膜下滴灌棉田灌水的主导作用划分为3个功能,即"长根水(苗蕾期)、健根水(始花期)和养根水(产量贡献水,花铃期)"。在苗期与蕾期,棉花的生长中心为根系,此期的水分供应充足与否直接影响到棉花群体的根系质量。因此,该阶段水分作用主要贡献于根系生长,可称之为"长根水";始花前后水分供应的主要作用在于解除由于自出苗以来土壤水分持续下降对棉花生长造成的水分胁迫,促进高产棉田应有的棉花根型结构与质量及地上部分应有营养体的建成,此期的水分供应称之为"健根水";自盛花以后到吐絮期,棉花生长重心为棉铃形成与产量密切相关的群体生殖生长,此期的水分供应目标在于保持根系较好的活力,为地上部分提供足够的水分与养分,故称之为"养根水"。在灌溉量的确定上,"长根水"即播后即灌的出苗水(450~600 m~3/hm~2)和"健根水"即始花前后棉花生长发育期的第1次灌溉(500~700 m~3/hm~2),以不造成深层渗漏为原则使根层(0~100 cm)尽可能多地持有水分。自生长阶段的第2次灌溉起即进入"养根水"管理阶段,应采取"轻勤浅"(灌水量300~400 m~3/hm~2,灌溉周期7~8 d,湿润锋深度60 cm左右)的灌溉方法 ,每次灌溉前的滴灌带下方0~60 cm土壤含水量约75%的田间持水量,使膜下滴灌棉花的产量潜力得到最大可能的挖掘。在棉花3个明显不同的生长发育阶段,水分对棉花生长发育的生理生态意义不相同,在水分管理上应有明显的区别性。     

头水滴灌时间对库尔勒垦区棉花产量的影响

本文通过对不同头水滴灌时间棉花的田间调查,分析了3个不同滴灌时间对棉花根系生长和产量的影响,结果表明,头水在6月10日后滴灌的棉田,其植株性状、单株成铃及产量表现较好。     

不同水、氮和密度对杂交棉生长和产量的影响

本试验研究了膜下滴灌条件下不同水、氮用量和种植密度对杂交棉生长和产量的影响,结果表明:在水肥供应不足时,适宜增加种植密度有助于提高棉花群体的生物积累量。在低密度条件下,水分是影响棉花生长的关键因素,增加灌水量可以显著提高棉花群体干物质积累量,氮肥的效应明显受水分供应的影响;在适宜的水分条件下,增施氮肥可显著增加棉花群体干物质积累量;高密度条件下,增加水、氮用量有助于增加棉花群体干物质积累,但效应不明显。低密度条件下,氮肥用量对棉花产量影响不大,在施氮水平较低时,增加灌溉量可显著提高杂交棉产量,但在氮肥用量较高时,增加灌水量对棉花产量影响不显著;高密度条件下,在水、氮供应水平较低时,增加灌水量或施氮量均可显著提高杂交棉产量,但水、氮用量较高时,增加灌水量或施氮量棉花产量反而显著降低。     

北疆植棉区滴灌量对化学打顶棉花植株农艺性状及产量的影响

【目的】探索滴灌量变化对化学打顶棉花农艺性状及产量的影响,为棉花化学打顶技术的应用提供依据。【方法】2016年,田间自然条件下,以人工打顶作为对照,选用氟节胺复配型和缩节胺复配型两种打顶剂,分别设3种不同滴灌量,通过测定不同处理棉花农艺性状、机采前脱叶效果及产量变化,分析不同滴灌量条件下棉花化学打顶株型变化及产量效应。【结果】打顶处理与滴灌量处理对棉花株高及果枝长有显著的互作效应,其中化学打顶×中滴灌量组合较化学打顶×高滴灌量组合株高平均降低6%,果枝长平均变短12%,产量差异不大;而较化学打顶×低滴灌量组合株高增加13%,果枝长平均增加14%,籽棉产量却增加7%。化学打顶与人工打顶之间脱叶率及杂叶率无显著差异,而较低的滴灌量可以加快化学打顶棉花的脱叶进程。与人工打顶相比,化学打顶虽显著降低了上部果枝铃重,但对衣分及产量无显著影响。【结论】喷施打顶剂后的2次灌水控制在中滴灌量(32 m3·667 m~(-2)),不仅可以调节化学打顶棉花的株型和脱叶进程,还可以在不降低籽棉产量的同时减少滴灌量,生产上具有一定的应用价值。     

滴灌麦田水分利用效率及产量分析

在干旱气候生态条件下,以矮秆品种新春22号和高秆品种新春19号为试验材料,研究了滴灌条件下不同土壤水分对春小麦生长、耗水特性、产量及水分利用效率的影响,结果表明:扬花期为田间耗水量高峰期,孕穗期为耗水强度高峰期;不同土壤水分处理显著影响春小麦生长、产量和水分利用效率。     

灌溉方式对土壤水盐分布和棉花生长的影响

水分是影响我国北方作物生长的重要因素,探讨滴灌和浇灌2种灌溉方式对土壤盐渍化程度及棉花农艺性状的影响,其结果对调控土壤盐分含量分布及作物生长条件具有重要意义。本文通过盆栽试验,研究了滴灌和浇灌对土壤水分、盐分和棉花生长的影响差异。结果表明,滴灌和浇灌对土壤水分和盐分分布的影响差异显著(P0.05);滴灌处理土壤含水率显著高于浇灌处理(P0.05),且土壤盐分含量显著高于浇灌处理(P0.05);在棉花蕾期、初花期和花铃期,滴灌处理的棉花株高、茎粗均显著高于浇灌处理(P0.05);滴灌处理棉花果枝数、节数和花铃数均显著高于浇灌处理,间接推知滴灌处理棉花产量高于浇灌处理。通过对比2种灌溉方式对土壤水分、盐分分布和棉花生长的影响,可以看出滴灌优于浇灌处理,有利于棉花生长发育和控制土壤盐渍化的发生。     

留营养枝棉花根系生长发育与分布规律的研究

棉花根系建成是棉花高产、优质、高效的前提。本文针对留营养枝和整枝棉花在不同的种植方式、不同密度条件下进行了根系生长发育和分布规律研究,结果表明,（１）留营养枝棉花根系生长发育早,一般比整枝棉花早１０～３０ｄ达到根系生长高峰期;（２）留营养枝棉花根系生长量大,峰值高,比整枝棉花最大根长密度高１．８～３．４ｍｍ·ｃｍ－２,即高１４．４％～１６．６％;（３）留营养枝棉花根系的生长速率大于整枝棉,一熟条件下可为整枝棉的３．２倍,达到０．９９ｍｍ·ｃｍ－２·ｄ－１;（４）留营养枝棉根系中后期易早衰。本文还研究讨论了留营养枝与整枝棉花根系在土壤中的分布规律。并针对留营养枝棉花根系的生长发育和分布特点,提出留营养枝棉花高产栽培中应注意早施肥、早浇水,而且肥、水量要比常规管理大,中后期应注重及时追施花铃肥和根外补肥,防止棉花早衰。这项研究对于制定棉花简化栽培规范化技术有一定的理论指导意义。     

不同灌水量对新疆高产棉花冠层结构映像特征及产量影响的研究

讨论了北疆棉区推广棉种新陆早12号与新陆早13号在不同灌水量条件下冠层结构特征的差异，得出新陆早12号对限量滴灌反应不敏感，而新陆早13号对限量滴灌反应较敏感。因此在限量滴灌条件下选择新陆早12号、适量滴灌条件下选择新陆早13号栽培种植较为适宜。由此得出了不同品种对灌水量的反应表现及理想群体冠层结构的合理指标，为增加棉花产量和提高水分利用效率提供了理论依据。     

滴灌条件下不同盐水平对棉花根系分布的影响

 通过盆栽试验研究膜下滴灌土壤盐分分布对棉花根系生长的影响。结果表明：受滴灌水分运移的影响,在0～30 cm土层形成脱盐区,土壤盐分明显下降,养分含量也很低,30 cm以下是积盐区。土壤盐分对棉花根系分布影响显著,0.32 dS·m^-1、1.12 dS·m^-1和1.90 dS·m^-1处理总根长分别为26.35 m、49.54 m和34.40 m,但在土层表现不同。在0～30 cm脱盐区内,1.12 dS·m^-1和1.90 dS·m^-1处理的根长密度明显高于0.32 dS·m^-1处理,而在40～50 cm却低于0.32 dS·m^-1处理。研究认为,在盐胁迫条件下,棉花根系分布进行适应性变化,产生补偿效应,通过显著的增加脱盐区（0～30 cm土层）根系数量,来获得更多的水分、养分保证棉花生长的需要。     

膜下滴灌水分亏缺下棉花开花后非叶绿色器官光合特性及其对产量的贡献

选用北疆棉区主栽品种新陆早33号和新陆早45号,设置常规滴灌量(CI)、轻度水分亏缺滴灌量(SDI)、中度水分亏缺滴灌量(MDI)3种处理,在田间条件下研究了不同滴灌量对棉花叶片和非叶绿色器官叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和光合物质累积的影响,明确了水分亏缺下棉株非叶绿色器官光合作用对产量的贡献。结果表明,各滴灌量条件下棉花非叶绿色器官单位面积的Pn、Chl含量下降幅度较叶片小,且随棉花生育进程的变化较小。在棉铃生长发育后期,随滴灌量减少,棉花非叶绿色器官光合物质生产能力对产量起着更为重要的作用。中度水分亏缺条件下,棉铃(铃壳和苞叶)和茎秆光合作用对铃重的相对贡献率分别增加至16.8%~34.9%和7.6%~17.5%。因此,采用膜下滴灌植棉技术时适当控制滴水量,在保证叶片具有较高光合速率的同时,发挥棉花非叶绿色器官的光合抗逆能力,对挖掘滴灌棉花节水增产潜力具有重要意义。     

不同类型棉花品种根系空间生长规律的研究

在水分低胁迫条件下，对不同棉花品种根系生长发育和分布规律进行了研究，结果表明，杂交抗虫棉根系早发易衰，常规抗虫棉晚发迟熟，中早熟常规棉介于前两者之间，耐旱碱棉根系保持持续稳定的增长和衰退过程。     

隶属函数法综合评价灌溉量对‘骏枣’水分利用率 及果实品质影响

为研究灌溉量对水分利用率及果实品质的影响,在分析7年生‘骏枣’生育期不同灌溉处理耗水量的基础上,探讨滴灌条件下不同处理的灌水量对‘骏枣’水分利用率、果实性状、产量及品质的影响,确定典型干旱沙漠区适宜红枣生长的土壤水分下限。结果表明：（1）当土壤含水量保持在田间最大持水量65%时,灌水生产效率和水分利用率均最高。（2）灌溉后土壤含水量下限控制在田间持水量的55%时,产量最高。（3）在一定范围内,灌水量越少,果实可溶糖含量越高,果品等级越高。（4）应用隶属函数值法综合评价相关指标对灌溉量的应用效果表明,在干旱沙漠区‘骏枣’的土壤含水量应控制在田间持水量的65%左右,既能保证红枣生长发育过程中对水分的生理需求,又能使灌水生产率达到最大、红枣的品质最佳。