不同滴水频率对棉花生长及产量的影响(论文)

不同滴水频率对棉花生长及产量的影响李富先，杨开文，白安龙，李文，白慧东国家节水灌溉工程技术研究中心（新疆）石河子 832000新疆地处欧亚大陆腹地，光照资源充足，雨量稀少，是我国最重要的商品棉生产基地，植棉业在新疆经济发展上占极其重要的地位。

近年来，新疆棉区运用膜下滴灌技术，取得了较大的经济效益、社会效益和生态效益[1]。

国内外学者做过大量试验表明：在灌水总量相同的情况下采用高频灌溉方式能显著提高棉花的产量，高频灌溉的棉花产量较常规灌溉提高了28%[2-14]，但对于滴灌研究的较少。

近几年在新疆大面积推广的棉花膜下滴灌技术，其灌溉制度大多以原沟灌的灌溉制度为基础进行修正而来，未能充分发挥滴灌系统灌水适时、适量的优点，也不能充分满足作物的需水的要求。

因此，研究不同滴水频率下的水分运移规律和棉花生长状况，制定出相应的灌溉制度和配套的棉花膜下滴灌高效种植模式，对更好地利用棉花膜下滴灌技术起到推动作用。

1.材料与方法1.1试验概况试验在石河子市农业高新园区内的天业研究所试验田内进行，试验地土质砂壤土，0～60cm土壤容重为1.13g/cm3，田间持水量为24.4％，土壤全盐含量为0.28％，有机质含量全氮为0.174％，全磷为0.624％，有机质为4.29％，碱解氮为158.07mg/kg，速效磷为82.05mg/kg。

1.2 试验设计试验设置3个灌水处理，各处理全生育期控制灌水总量均为240m3/亩。

在棉花盛蕾期～花铃期（时间在6月16日～8月15日之间）分别以2、4、6天为频率进行灌溉（以6天作为对照CK），滴水时间及滴水频率变化见表1，各处理设置3个重复。

参试品种为新陆早13号，于4月21日布滴灌带、铺膜后，在膜上人工点播；采用宽窄行种植，种植方式为20×40×20cm，种植密度为21～22.5×104株/亩，毛管布置在窄行中，播种完毕后滴水出苗；肥料统一使用有机肥，有机质含量为21.34％，有机质全氮为1.04％，全磷为0.937％，碱解氮为4377.30mg/kg，速效磷为476.74mg/kg。

施肥时水肥比100：1。

全生育期施肥总量580 kg/亩，蕾期施肥130 kg/亩，花期施肥290 kg/亩，铃期施肥160 kg/亩。

生育期化学调控统一管理。

表1 滴水时间和滴水频率的变化处理滴水量（m3/次）灌水频率（天/次）滴水延续时间（h/次）滴水次数处理A 7 2 2 31处理B 13 4 3.3 19CK 20 6 5.3 141.3测试项目及测定方法1.3.1土壤含水率和湿润锋监测自灌水开始后，A、B、CK三处理每次在滴水前后，连续三次取土测定土壤含水量，取土时间分别在盛蕾期（6月20日前后）、花铃前期（7月10日前后）、花铃后期（8月5日前后），用烘干法测定0～60cm土壤内各层水分含量（分为0-10，10-20，20-30，30-40，40-50，50-60共6层），测点位置滴管下部及两侧每隔20cm共设5个测点。

在整个生育期内同时用挖剖面和取土法测定相结合，确定土壤湿润锋。

1.3.2叶面积指数和干物质积累滴水处理后在关键生育期测定各处理棉花叶面积和干物质重。

选择各处理具有代表性的植株5株，将每株的茎叶及生殖器官分别烘干至恒重，叶面积采用打孔法测定。

1.3.3产量及产量构成因子测定棉花成熟后，单铃重测定每处理分上中下部位，选择各25-30朵具有代表性的棉样，取回后单独称重；小区单独收获计产，每一处理均以重复产量的平均值来代表该处理的实际产量。

2.结果与分析2.1不同滴灌方式的土壤含水量变化由图1可知，从整体上看在生育期内，处理A土壤含水量比处理B、Ck都高。

田间持水量按24.4%计算，在绝对含水量上，在生育期内，处理A在0—20cm土层内平均含水量比处理B、Ck分别高2.0%、2.5% ；处理A在20—40cm土层内平均含水量比处理B、Ck分别高4.3%、3.6% ；处理A在40—60cm土层中含水量比处理B、Ck分别高5.7%、3.73% 。

图土壤含水量曲线图上可以看出，A处理曲线较B、Ck处理平滑，说明2天灌水频率的0-40cm 内土壤含水量处在比较稳定的状态。

下10cm处逐渐增加，且湿润深度也逐渐增加。

这表明CK处理由于滴水量较大，导致水分在土壤中的润湿半径增大，并且由于作物尚未及时利用水分，土壤中水分由于重力作用向土壤深层渗漏，造成深度增加；处理A、处理B分别比CK 在地表0cm润湿半径分别减少了16.7%、6.3%，而在地下10cm处理A、B分别比CK润湿半径分别减少了28.4%、12%。

图2 不同滴灌流量对湿润锋的影响2.3不同滴灌流量对棉花生长状况的影响2.3.1不同滴灌流量对叶面积指数的影响适宜的叶面积发展动态是创造高光效群体，实现棉花高产的重要条件。

它是源库关系中源的重要指标。

叶片是棉花光合作用制造有机物的主要器官，棉花单株有机物都是由叶片光合作用生产。

单位土地面积上的叶面积指数是评价光合性能的重要指标。

试验结果表明（图3），在生育前期处理间差异步明显，进入盛铃期处理B、处理A叶面积指数分别高CK 59.9%、16.9%，随着进入生育后期，各处理叶面积指数均有所下降，处理B、处理A叶面积指数分别比CK高60.6%、22.3%。

处理A 由于是高频滴水，改变了农田小气候，为棉花根系提供了充足的水分，同时减少了水分的深层渗漏。

图 3 不同滴灌处理下叶面积指数的动态变化2.3.2不同滴灌频率对单株干物质累积的影响有图4可知，生育前期处理间差异不明显，但随着生育期的推进，单株干物质积累逐渐增加，且随着滴灌频率的增加，单株干物质量逐渐增加。

在盛铃期处理A、处理B单株干物质累积分别比CK增加41.6%、23.5%，至吐絮期单株干物质累积有所增加，处理A、处理B单株干物质累积分别比CK增加36.9%、11.5%。

由于滴水频率的增加使得棉花叶面积指数下降缓慢，从而为干物质累积奠定了基础。

2.4棉花产量状况棉花产量由单位面积的总铃数、铃重和衣分构成。

不同滴水频率影响了棉花的总铃数和铃重从而影响产量。

试验中，随着滴水频率的增加单株结铃数有所增加，处理A单铃重高于CK7.9%；增加滴水频率促进了棉花产量的提高，处理A、处理B分别比CK13.5%、12.3%。

表2 不同处理对产量及产量构成因子的影响处理单株结铃数（个）单铃重（g）衣分（%）籽棉产量(kg/ha.)A 5.5±0.44 4.62±0.23 40.31±2.59 4676±194aB 5.2±0.17 4.23±0.18 43.05±1.75 4535±280abCK 4.9±0.29 4.28±0.44 40.74±1.07 4289±165b 注：标以不同小字母的数据在P0.05水平上差异显著3结论3.1棉花高频灌溉2天较4天有增产优势，高频灌溉所需田间灌水量并不高，水量可在225m3/亩左右，高频灌溉与常规水量比较没有引起棉花受旱，在水量少的条件下，高频2天灌溉的棉花产量有所提高。

3.2 高灌水频率在土壤表层和棉花生长根系土壤含水量较高，其中2天明显高于4天，6天高水量但土壤含水量并不是最高，4天灌溉的土壤含水量最低。

3.3 灌水频率对棉花的生育期影响不明显，但可形成优越的田间小气候，棉花株高增加，果枝、叶片数及棉花的结铃性增加，为提高棉花产量奠定基础。

3.4 高频灌溉可充分体现水肥耦合优势，从而使棉花生长势较强，单株优势发挥优良，实现增产优势，提高棉花的水分利用效率。

3.5 棉花高产栽培要在种植高产品种的前提下，给予充分的灌水和施肥措施，并进行良好的田间管理，才能大幅度提高棉花产量。

参考文献[1]邵光成，蔡焕杰，吴磊，等.新疆大田膜下滴灌的发展前景[J].干旱地区农业研究2001，19（3）122-127[2]Clark L J, Carpenter E W, Slack D C, 1992. The use of AZSCHED to schedule irrigations for cotton..In:Beltwide Cotton Conf. Herber D J (Ed.) 6-10 Jan. Nashville TN，V ol. 1，National Cotton Council of America, Memphis, TN:496-498[3]Kittock D L，1979. Pima and Upland cotton response to irrigation management. Agron.71(4):617619[4]Oron G，Ben-Asher J，DeMalach Y, 1982. Effluent in trickle irrigation of cotton in arid zones. Irrig. Drain.Div. ASCE 108(2):115126[5]Padmakumari O, Sivanappan R K, 1985. Drip irrigation for cotton. Third Int. Drip/Trickle Irrig.Cong.Proc., Drip/Trickle Irrigation in Action, 1821 Nov.，Fresno, CA，V ol. 1，American Society of Agricultural Engineers, St Joseph, MI:262-267[6]Henggeler J C, 1988. Irrigation frequency with drip irrigation and its effect on yield. In: Beltwide CottonProd. Brown, J.M. (Ed.), Proc., Res. Conf.，3-8 Jan.，New Orleans, LA，National Cotton Council of America, Memphis, TN:79-80[7]Bucks D A, Allen S G, Roth R L, 1988. Short staple cotton under micro and level-basin irrigation methods.Irrigation Sci. 9:161-176[8]Radin J W, Mauney J R, Kerridge P C, et al，1989. Water uptake by cotton roots during fruit filling inrelation to irrigation frequency.Crop Sci. 29(4):1000-1005[9]Radin J W, Reaves L L, Mauney J R, et al，1992. Yield enhancement in cotton by frequent irrigationsduring fruiting. Agron. 84(4):551-557[10]Chu C C, Henneberry T J, 1993. Irrigation frequency in July for increased (Gossypium Hirsutum L.) lintyield in the Imperial Valley, CA. In: Beltwide Cotton Conf, Herber D J (Ed.), Proc. 1014 Jan. New Orleans, LA，vol. 3，National Cotton Council of America, Memphis, TN:1216[11]Hunsaker D J, Clemmens A J, Fangmeier D D, et al, 1998. Cotton response to high frequenc;[12]曹红霞，康绍忠，何华.蒸发和灌水频率对土壤水分分布影响的研究.农业工程学报，2003，19(6):1-4[13]张琼, 李光永, 柴付军. 棉花膜下滴灌条件下灌水频率对土壤水盐分布和棉花生长的影响. 水利学报. 2004.9.[14]李明才浅析农二师库塔垦区棉花高产先导示范栽培技术，新疆农垦科技. 2004. 157(5):6~9.。