不同頻率膜下滴灌對棉花農藝性狀及產量的影響

王新燕+龔照龍+鄭巨云+王俊鐸+梁亞軍

摘要：通過設置灌水周期為4 d、7 d、10 d的不同膜下滴灌頻率，監測各處理棉花不同生育階段土壤垂直梯度的水分含量，調查不同灌溉頻次下棉花農藝性狀和產量性狀，分析其對主要農藝性狀和產量的影響。結果表明，7 d的灌溉頻率在不同土層的土壤含水量變化較小，始終保持在適宜棉花生長的 9.1%～21.9%，且7 d的灌溉頻率下棉花產量表現最高，達到了7435.35 kg/hm2，明顯高于其他2個處理。

關鍵詞：棉花；膜下滴灌；灌溉頻次；土壤水分；產量

中圖分類號：S562.071 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）03-0020-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.03.005

0 引言

新疆地處亞歐大陸腹地，屬干旱與半干旱氣候區，降雨稀少，蒸發強烈，是一個水分相當貧乏的區域[1]。棉花占新疆灌溉面積的三分之一，全疆棉花總的基本灌溉定額用水量95.5億m3，而全疆棉田總灌溉需水量108.8億m3，由此可見新疆棉花生產發展與水資源面臨嚴峻考驗[2]。20 世紀 90 年代，國內開始膜下滴灌的土壤水分動態試驗研究，并且以新疆在棉花研究與應用較為廣泛[3-8]。有研究表明“小灌量，短周期”的灌溉制度可確保棉花高產穩產，提高棉花水分利用效率；膜下滴灌保持土壤含水率在 50%～80%田間持水率可以得到較理想的作物耗水分布；采用“淺灌勤灌”的方法可使棉花根系主要吸水層在 60 cm 土層深度以內。王小兵，等[9]研究表明，灌水周期 2 d 的高頻處理下表層土壤含水率較高；隨著灌水頻率的增大，棉花花鈴期耗水強度增大，產量提高7.3%～17.4%。

目前，田間試驗普遍存在觀測手段單一、觀測時段短、觀測土層少等不足，尚缺乏對棉田膜下滴灌不同土層土壤含水量的系統研究，因此，作者根據新疆棉花生產實際，對 55 cm 內 3個土層的土壤含水量進行全生育期監測，以期較為全面地揭示不同灌溉頻率對土壤水分含量的影響，為新疆膜下滴灌區采用科學的灌溉方式提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗設在位于新疆生產建設兵團農一師十六團的新疆農業科學院經濟作物研究所試驗田，土壤質地為黏壤土，地下水在20 m以下[10]。供試棉花品種為新疆農業科學院培育的新疆主栽品種新陸中42號，采用覆膜滴灌，一膜兩管六行機采模式，行距為10 cm和66 cm配置，株距為9 cm（見圖 1）。滴灌帶置于66 cm 寬行中間，滴孔間距30 cm，滴孔流量1.6 L/h。

1.2 試驗處理及小區劃分

根據新疆的耕作灌溉情況，設置單因素試驗。試驗因素為灌溉周期，設置高頻4 d、適頻7 d、低頻 10 d的3個水平，隨機排列，3次重復，共布設 9個小區，小區規格為 2.14 m×8 m。灌溉時段為蕾期和花鈴期，灌溉定額均為3900 m3/hm2。

1.3 調查與測定項目

調查棉花不同時期的株高、果枝、蕾數和成鈴數情況，棉花不同生育時期測定各處理不同土層深度的土壤含水量情況。

2 結果分析

2.1 土壤不同深度水分變化

2.1.1 土層深度為10～15 cm的土壤含水量

從圖2的不同灌溉頻次對10～15 cm土壤含水量變化可看出，灌溉頻率不同，土壤水分含量各不相同。現蕾期至盛花期各灌溉頻次差異較小，是由于前期棉花還沒有封行，土壤的蒸發和棉花自身的蒸騰作用對表層土壤含水量的需求較小。盛花期到吐絮期4 d和7 d灌溉頻次的土壤含水量是上升趨勢，10 d灌溉頻次是盛花期至盛鈴期下降、盛鈴期至吐絮期上升。綜合考慮7 d的頻率最為合適，滿足了棉花在各生育期棉花對水分的需求，在不同生育期均適中，保持了田間的一個適量的含水量。

2.1.2 土層深度為30～35 cm的土壤含水量

從圖3中不同灌溉頻次對30～35 cm土壤含水量變化可看出，7 d和10 d灌溉頻次從現蕾期到盛鈴期逐漸下降，從盛鈴期到吐絮期快速上升，7 d的土壤含水量下降較為平緩，10 d的土壤含水量下降較為明顯。4 d處理的土壤含水量從現蕾到開花呈上升趨勢，從開花到盛鈴期呈快速下降，從盛鈴期到吐絮期快速上升。

2.1.4 棉花不同生育時期的土壤平均含水量

從圖5棉花不同生育時期各處理的土壤平均含水量來看，3個灌溉頻次的土壤平均含水量的變化基本相似，從現蕾期到盛花期是呈下降狀態，盛花期到達最低點，盛花期到吐絮期呈上升狀態，吐絮期達到最高點。

在土壤的初始含水量相同情況下，從播種出苗到現蕾期，生產中不進行灌溉，此時棉田的土壤蒸騰及棉花自身需要的水分主要來自土壤水分；當進入現蕾期，棉花的需水量和土壤蒸騰量逐步增加，土壤中的水分已經不能維持棉田的正常生長，此時需要通過及時的灌溉才能保證棉花的正常生長，無論哪種灌溉頻次，此期間的土壤平均含水量是持續下降狀態，但灌溉周期為7 d時，土壤平均含水量明顯高于其他灌溉頻次；在棉花的盛花期到吐絮期，隨著棉花需水量、土壤蒸發量的減少，棉田土壤平均含水量逐步上升，此時棉田土壤含水量是持續增長狀態，同樣是灌溉周期為7 d時，棉田的土壤平均含水量的增長速度及幅度明顯高于其他灌溉頻次?？偟膩碚f灌溉頻次為7 d時土壤的含水量最為適宜。

2.2 灌溉頻率對棉花產量的影響

各處理的棉花農藝性狀與產量情況見表1，從表1可以看出，以7 d處理的棉花性狀最好，單株結鈴數為6.28個，單鈴重為 5.54 g，籽棉產量為 7435.35 kg/hm2；10 d處理的棉花性狀表現最差，單株結鈴數為5.23個，單鈴重為5.16 g，籽棉產量5242.20 kg/hm2。表明7 d的灌溉周期是棉花地膜覆蓋膜下滴灌較好的灌溉頻次，灌溉頻次過大或過小都不利于棉花的生長。

3 結論與討論

試驗結果表明：灌溉周期為7 d處理效果最為理想。一是不同土層深度7 d處理的土壤含水量較為理想， 10～15 cm 土層的水分分布相對均勻，從現蕾期到盛花期土壤含水量始終保持在8%～10%，與另兩個處理差異不大，從盛花期到吐絮期土壤含水量由10%增長到20%，特別是盛鈴期比其他兩處理要高于1倍多；且在30～35 cm和50～55 cm土層深度，其土壤含水量變化小，在棉花開花期至盛鈴期的土壤含水量均略高于另兩個灌溉周期。二是7 d處理的棉花性狀最好，收獲密度、單株成鈴數、單鈴重和籽棉產量均明顯高于另兩個灌溉周期處理。究其原因，作者認為高頻灌溉對土層深度為10～15 cm的土壤含水量很快消耗在棉花蒸騰和土壤蒸發，對土壤含水量保持不利，低頻灌溉的滴水周期長，對及時緩解旱情不利，因此適頻（7 d周期）灌溉表現較好，且土壤水分下滲的影響深度在50 cm左右。

參考文獻

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[2] 張建新，柴付軍，楊寶玉. 不同灌溉量對膜下滴灌土壤水鹽分布及棉花產量的影響[J]. 新疆農墾科技，2010 （3）：65-66.

[4] 邢小寧，姚寶林，孫三民，等. 不同灌溉制度對南疆綠洲區膜下滴灌棉花生長及產量的影響[J]. 西北農業學報，2016，25（2）：227-236.

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[9] 王小兵，李明思，何春燕. 膜下高頻滴灌棉花田間耗水規律的試驗研究[J]. 水資源與水工程學報，2008，19（1）：39-42.

[10] 余美，楊勁松，劉梅先，等. 膜下滴灌灌水頻率對土壤水鹽運移及棉花產量的影響[J]. 干旱地區農業研究，2011，29（3）：18-23.