不同灌水量、施氮量對南疆鹽漬化地區棉花生長的影響

朱航飛 周保平 唐梓涯 高黎明

摘 要：土壤水分和氮肥用量是影響南疆鹽漬化地區植物生長的重要因素。為明確不同灌水量和施氮量對南疆鹽漬化地區棉花生長的影響，以中棉所43為研究對象，分別在3種灌水[高水（WH，4700m3/hm2）、中水（WM，4100m3/hm2）、低水（WL，3500m3/hm2）]和3種施氮[高氮（NH，360kg/hm2）、中氮（NM，260kg/hm2）、低氮（NL，160kg/hm2）]處理下測定分析棉花的生長指標（株高、莖粗和葉面積）。結果表明：WHNM處理的棉花株高最高（73cm），棉花莖粗最粗（10.4mm）;WHNH處理下，棉花葉面指數最大（4.8）。綜合分析WHNM處理下棉花生長最佳。

關鍵詞：棉花;灌水量;施氮量;生長指標

中圖分類號 S562;S147.35文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）15-0058-03

Abstract： Soil moisture and nitrogen fertilizer are important factors affecting plant growth in salinized areas of southern Xinjiang. In order to clarify the effects of different irrigation and nitrogen application rates on the growth of cotton in the salinized area of South Xinjiang， Zhongmian Institute 43 was selected as the research object， growth Indexes （plant height， stem diameter and leaf area） of cotton were measured and analyzed under three irrigation treatments： High Water （WH，4700m3/hm2） ， medium water （WM，4100m3/hm2）， low water （WL，3500m3/hm2） ， high nitrogen （NH，360kg/hm2） ， medium nitrogen （NM，260kg/hm2） and low nitrogen （NL，160kg/hm2） . The results showed that under WHNM treatment， the height of cotton reached the highest 73cm， the stem diameter was 10.4mm under WHNM treatment， and the leaf index was 4.8 under WHNH treatment. Comprehensive Analysis showed that WHNM was the best treatment for cotton growth.

Key words： Cotton; Nitrogen Application; Irrigation; Growth index

棉花是國家戰略物資儲備之一，也是當前南疆地區種植的主要作物[1]。南疆地區土地鹽漬化較為嚴重，不利于植物生長，給農民的收成帶來一定負面影響[2-3]。作物生產中，不合理的灌水和施氮會導致氮素淋失或在作物根部積累，影響作物產量[4]。

國內學者研究了不同氮素水平和灌溉方式對作物生長的影響，有效推動了種植業的發展。馬騰飛等[5]研究了施氮量對膜下滴灌棉花生長發育及土壤硝酸氮的影響，表明N350（359kg/hm2）處理效果最佳，施氮量在327.70～340.67kg/hm2時能有效提升肥料利用率，促進棉花高產。雷在新[6]研究了膜下滴灌處理下不同的灌水量對棉花生長和水分利用效率的影響，表明1760m3/hm2灌水處理是一種耗水量較低但棉花產量和水分利用率較高的滴灌模式。解婷婷等[7]研究了不同施氮量下干旱脅迫對棉花生長及種內關系的影響，發現在當地施氮量（300kg/hm2）和中度干旱脅迫下，棉花能夠獲得較高的籽棉產量，且棉花種內關系為助長關系。

筆者以南疆地區鹽漬化土地種植的棉花為試驗對象，研究在不同灌水量和施氮量下棉花的生長指標（株高、莖粗和葉面積），以期為南疆地區棉花灌水、施氮提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 新疆生產建設兵團農一師十團位于新疆南疆地區，塔里木河上游的阿拉爾市（80°30′～81°58′E、40°22′～40°57′N），耕地面積6570hm2，是阿拉爾市下轄團場之一。屬暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候，常年少雨雪，地表蒸發強烈，年均降水量40.1～82.5mm，年均蒸發量1876.6～2558.9mm。試驗地土壤為沙壤土，輕度鹽分，肥力中等。水源主要引用阿克蘇河及其支流昆馬力克河和多浪河。

1.2 試驗設計 試驗直接在耕種區進行，土壤無人為擾動。根據南疆傳統水、氮用量[8]，試驗區水、氮量分別設置為低、中、高3個等級。灌水量設：高水（WH，4700m3/hm2）、中水（WM，4100m3/hm2）、低水（WL，3500m3/hm2）;供氮量設：高氮（NH，360kg/hm2 ）、中氮（NM，260kg/hm2）、低氮（NL，160kg/hm2）。試驗共設10個處理：WONO（對照）：不灌水不施肥;WLNL：低灌水低施肥;WLNM：低灌水中度施肥;WLNH：低灌水高施肥;WMNL：中度灌水低施肥;WMNM：中度灌水中度施肥;WMNH：中度灌水高施肥;WHNL：高灌水低施肥;WHNM：高灌水中度施肥;WHNH：高灌水高施肥，每處理重復3次。各處理磷肥、鉀肥作為底肥一次性施入，灌水和施氮肥在棉花的苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期4個階段進行，每個階段灌水量和施肥量不同。試驗地4月12日翻地，棉花4月20日播種，5月22日定苗，9月底至10月初收獲。

1.3 測定指標 為避免邊際效應，除邊行外，在取樣面積內隨機選擇10株長勢均勻的棉花植株，測定株高、莖粗和葉面積。株高用米尺測量，莖粗用游標卡尺測量，葉面積用葉面積儀測量。

2 結果與分析

2.1 不同水氮條件對棉花株高的影響 株高是棉花生育期最明顯的變化之一，充足的土壤養分能顯著促進棉花生長。在棉花現蕾期至盛花期測量株高，每10d測量1次，結果如圖1所示。由圖1可知，棉花株高在生育期不斷增加，但打頂后變化不大（7月10日棉花打頂）。6月21日，棉花株高在不同水氮處理下沒有明顯變化;7月1日數據顯示，在同一灌水處理下，隨著施氮量的增加，棉花株高出現顯著差異;7月份棉花進入花期，營養需求增大，對比7月1日與11日2組數據發現，隨著灌水量和施氮量的增加，棉花株高明顯增加，但灌水量在同一水平下，高施氮量對棉花株高沒有太大影響。由圖1還可看出，由于棉花生育期對水分的需求量大，因此在WL處理下，棉花遭遇水分脅迫，生長受限。

2.2 不同水氮條件對棉花莖粗的影響 莖具有輸導營養物質和水分、貯藏營養物質、繁殖等作用。莖粗主要體現棉花橫向生長，也是棉花生長性狀之一。在合適的水氮耦合下，莖粗對棉花的生長和產量至關重要。由圖2可以看出，6月21日棉花剛進入蕾期，莖粗受水氮作用無顯著性差異;棉花盛蕾期（6月21日至7月1日）對養分需求量大，同一灌水條件下，增加氮肥用量能顯著增加棉花莖粗（WHFH、WHFM比WHFL增長0.9、0.8mm）;7月11、21日數據表明，相同施氮水平下，增加灌水量對莖粗有促進作用（WHNH比WMNH、WLNH處理增長0.7、0.9mm;WHNL比WMNL、WLNL處理增長1.8、2mm）。進入7月份，棉花對水分需求增大，土壤水分不足會影響棉花對氮肥的吸收。在低灌水平下，棉花對營養的吸取減少，故不同施肥量對棉花莖粗影響不大。

2.3 不同水氮條件對棉花葉面積的影響 葉面積指數指單位面積上葉面積總和，是反映植物生長狀況的又一個重要指標，其大小直接影響植物最終產量。由圖3可知，棉花從苗期至蕾期生長較為緩慢，葉面積指數變化不大;進入盛花期后（7月12日以后），棉花葉面積指數明顯增加;7月12～22日，施氮、灌水在同一水平下，隨著灌水、施氮量的提高，葉面積指數也隨之增加（WHNH比WHNM、WHNL 處理分別增加了22.9%、41.7%，WHNH比WMNH、WLNH分別增加20.8%、47.9%）。進入8月份，高、低施肥都會使棉花葉面積指數有所下降，但當灌水達到一定水平時會顯著影響棉花葉面積指數。在NL、WL處理下棉花葉面積指數最低。從試驗數據看，水分對葉面積指數的影響較大。

3 結論與討論

南疆地區土地鹽漬化較為嚴重，土壤鹽分過高，不利于氮肥的硝化分解，易導致棉花缺失氮肥。隨著棉花的生長，其對水分的需求量逐漸增大。本試驗結果表明：施氮量相同而灌水量不同時，灌水量與棉花株高呈正相關;在低灌量條件下棉花受到水分脅迫，株高明顯低于其他水氮處理;灌水量和施氮量不相同時，水氮組合為WHNM時，棉花莖粗產生最佳耦合效應。棉花葉面積指數受水分影響較大，當灌水量在適當水平時，棉花植株葉片多且葉面積指數大;當灌水不足時，葉片易萎縮且數量較少，此時葉面積指數較低。

參考文獻

[1]任猛.淺談對棉花新標準重要性的認識[J].中國棉花加工，2013（2）：8-9.

[2]李小東，張鳳華，朱煜.新疆南疆典型地區農業灌溉水質與土壤鹽漬化關系的研究[J].新疆農業科學，2016，53（7）：1260-1267.

[3]侯憲東，馬鋼，榮偉.南疆地區鹽漬化土地整治生態環境營造探討——以阿克陶縣鹽堿地治理項目為例[J].西部大開發（土地開發工程研究），2018，3（7）：31-37.

[4]董海榮，李金才，李存東.不同NH4+/NO3-比例的氮素營養對棉花氮素代謝的影響[J].應用生態學報，2004（4）：728-730.

[5]馬騰飛，李杰，陳志，等.施氮對膜下滴灌棉花生長發育及土壤硝態氮的影響[J].新疆農業科學，2020，57（2）：245-253.

[6]雷在新.膜下滴灌條件下不同灌水量對棉花生長和水分利用效率的影響[J].甘肅水利水電技術，2012，48（4）：46-47，65.

[7]解婷婷，單立山，蘇培璽.不同施氮量下干旱脅迫對棉花生長及種內關系的影響[J].中國生態農業學報（中英文），2020，28（5）：643-651.

[8]龔江，謝海霞，王海江，等.棉花高產水氮耦合效應研究[J].新疆農業科學，2010，47（4）：644-648.

（責編：徐世紅）