干旱區棉花灌溉定額及灌溉制度實驗分析

何玉敬，郭龍華

（昌吉水文勘測局，新疆 昌吉831100）

0 前言

作物在不同生育期需水量不同，對水分的敏感程度也不同，所以要在作物需水關鍵期給予充足水分，其他生育期適當控水，確定作物的需水關鍵期在生育期的階段，并提出合理的灌溉定額和灌溉制度，在保證作物產量的情況下，合理利用水資源，達到節約農業用水，優化用水結構，促進社會經濟發展的目的。為合理開發利用水資源，以新疆巴音郭楞蒙古自治州棉花作物為例，進行灌溉試驗，分析干旱區棉花種植的灌溉定額和灌溉制度。

1 區域概況

新疆遠離海洋，深居內陸，四周有高山阻隔，海洋氣流不易到達，形成明顯的溫帶大陸性氣候。氣溫溫差較大，日照時間充足，降水量少，氣候干燥。新疆巴音郭楞蒙古自治州位于新疆塔里木盆地北緣，地處亞歐大陸中心，新疆腹地，東鄰甘肅省、青海省；南倚昆侖山與西藏自治區相接；西連和田、阿克蘇地區；北以天山為界與伊犁、塔城、昌吉、烏魯木齊、吐魯番、哈密等地、州、市相連。試驗地地勢較為平坦，土壤質地為沙壤土。

2 實驗方法

以棉花作為試驗對象，設置10個試驗處理，每個試驗處理設置不同的灌溉定額和灌溉制度，其他種植條件均一致，在棉花整個生育期嚴格按照試驗方案規定的灌水量和時間進行灌溉。

每個處理選定單位面積長勢均勻的試驗地，對選定區域的棉花產量進行測定，測定內容包括測定區的株數、鈴數、單鈴重，運用株數、鈴數、單鈴重的乘積作為某一處理的棉花產量。再將測定的單位面積產量用面積比折算到每畝的產量，得出不同處理的棉花畝產量，見表1。

表1 棉花灌溉試驗方案 單位:m3/畝

3 實驗結果與分析

根據10個處理的試驗結果，從相同灌溉定額的情況下，不同灌溉制度對棉花產量的影響和不同灌溉定額對棉花產量的影響兩個方面著手分析。

3.1 相同灌溉定額不同灌溉制度對產量影響分析

表2為灌溉定額為310 m3/畝時，不同灌溉制度情況下的棉花產量表。表3為灌溉定額為260 m3/畝時，不同灌溉制度情況下的棉花產量表。表4為灌溉定額為200 m3/畝時，不同灌溉制度情況下的棉花產量表。

表2 灌溉定額為310 m3/畝時棉花產量表 單位:m3/畝

表3 灌溉定額為260 m3/畝時棉花產量表 單位:m3/畝

表4 灌溉定額為200時不同處理棉花產量表 單位:m3/畝

由表2～表4可知:相同灌溉定額情況下，不同灌溉制度對棉花的產量會產生較大影響。從表2可以看出，處理2與處理3產量差距較大。通過對比處理2與處理3的灌溉制度可以發現:處理2在蕾期未進行灌水，花鈴前期灌水多于處理3，由此推出影響處理2與處理3產量差距較大的原因可能在于蕾期或者是花鈴前期灌水量的不同；通過對比處理4、處理5和處理6的棉花產量，發現三個處理的產量差距不是很大，處理4與處理6產量更為接近，并且兩者在蕾期灌水量相同，結合分析處理2和處理3的結果可以確定，影響棉花產量的灌水期應該為花鈴前期，而蕾期灌水多少對棉花的產量影響不大。對比處理4和處理6可以發現，棉花的吐絮期灌水量對棉花的產量影響也不大。可見，棉花的蕾期和吐絮期不是棉花生育期的主要需水期，可酌情減少灌溉量。對比處理7，處理8和處理9可以發現，處理7和處理8產量接近，處理9產量相對較少。對比三者灌溉制度可以發現，處理9在花鈴后期未進行灌溉，其余兩者在花鈴后期都進行了灌溉，可見，花鈴后期是否及時灌溉對棉花的產量影響較大。綜上所述，影響棉花產量的灌水時間主要在棉花的花鈴前期和花鈴后期。可以在花鈴前期和花鈴后期這兩個生育期酌情增加灌水量，達到增產的目的。

3.2 不同灌溉定額對產量的影響分析

灌溉量為360 m3/畝，灌了6次；灌溉量為310 m3/畝，灌水5次；灌溉量為260 m3/畝，灌水4次；灌溉量為200 m3/畝，灌水3次；灌溉量為150 m3/畝，灌水2次；作物整個生育階段，灌溉量、灌水次數影響著產量的高低。不同灌水量情況下對棉花產量的影響見表5。

表5 不同灌溉定額棉花產量表

根據表5繪制不同灌水量情況下不同生育期灌溉對產量影響圖見圖1。

圖1 不同灌溉定額棉花產量圖

由圖1和表5可以發現，隨著灌溉定額從150 m3/畝逐漸增加，棉花產量也在逐次增加，直到灌溉定額在310 m3/畝，整個生育期灌水5次時（蕾期1次、花鈴期4次），作物產量最高，可達到畝產380 kg。持續增加灌水量，棉花產量不增反降。結果表明處理二的灌溉定額和灌溉制度較為合理，可達到棉花畝產最高的結果，由處理二可見，作物花鈴期不適宜虧缺灌溉，吐絮期可適當控水，蕾期可不灌溉。

圖2 棉花產量與生育期灌水量的回歸關系

圖2為棉花產量與生育期灌水量的回歸關系圖，由圖2可以看出，棉花并不是隨著灌水量的增加產量也會一直增加。棉花整個生育期灌水量與產量呈多項式關系，當灌水量達到362.3 m3/畝時，棉花產量達到最高374.6kg/畝。灌水量大于362.3 m3/畝時產量呈下降趨勢，整體趨勢呈拋物線狀，經回歸分析，棉花產量與生育期灌水量密切相關，其變化呈拋物線負相關，回歸式為:

棉花前期氣溫低，植株小，騰發量少，則需水量就小。花鈴期是棉花需水高峰期，即需水臨界期，這時氣溫高，植株高大，葉片茂盛，騰發量最大。作物需水量也相應地最大，需水強度也達到最大值，后期由于氣溫逐漸降低，植株逐漸衰老，葉面蒸騰減少，需水量也就相應減少。因此，棉花需水敏感期期為花鈴期，其次為蕾期、吐絮期與苗期。而灌水的關鍵時期為花鈴期。

4 結語

通過對新疆巴音郭楞蒙古自治州棉花作物進行灌溉試驗得出:1)棉花的主要需水期為花鈴期。蕾期和吐絮期可適當控水，花鈴期適當增加灌水量可保證棉花生長狀況良好，最終達到提高畝產的目的；2)從棉花產量的實測值可以看出棉花的全生育期灌水量達到310 m3/畝時，棉花產量達到最高，持續增加灌溉量不會明顯的增加棉花的產量，可以合理控制棉花生育期的灌溉水量，達到節約農業用水量，合理優化用水結構，提高農業用水效率的目的。