劉春燕

摘 要：設(shè)置田間小區(qū)試驗(yàn)，研究不同灌溉頻率對膜下滴灌棉花生長發(fā)育的影響，旨在探討新疆膜下滴灌棉花高效節(jié)水灌溉模式，確定棉花種植最佳的滴灌頻率，以提高棉花水分利用效率，達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞：膜下滴灌;棉花;灌溉頻率

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)在菏澤學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行。該區(qū)年均降雨253.3 mm，年均蒸發(fā)量1 637.5 mm，年均氣溫7.9 ℃，地下水位在10 m以下。試驗(yàn)田土壤為灌耕灰漠土，質(zhì)地為中壤土。土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況為：有機(jī)質(zhì)19.9 g/kg，全氮1.08 g/kg ，堿解氮60.88 mg/kg，速效磷17.95 mg/kg，速效鉀184 mg/kg，pH 7.9。前茬作物為棉花。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)于2012—2013年進(jìn)行，持續(xù)2年。供試作物為棉花（品種惠遠(yuǎn)“710”）。根據(jù)目前大田生產(chǎn)實(shí)際肥料用量，播前均施P2O5 135 kg/hm2（重過磷酸鈣，含P2O5 46% ）和K2O 90 kg/hm2 （硫酸鉀，含K2O 51% ）作基肥。播種采用寬幅1.5 m地膜種植，1膜4行，田間毛管采用北京綠源公司生產(chǎn)的Φ15內(nèi)鑲式滴灌帶，滴頭間距30 cm，設(shè)計(jì)滴頭流量2.7 L/h。1條膜下鋪2條滴灌毛管，均鋪在窄行中，1根毛管控制2行棉花灌溉。播幅內(nèi)寬、窄行距為30 cm - 60 cm - 30 cm，株距為10 cm，理論株數(shù)為22.2 × 104 株/hm2。

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)灌溉量為4 650 m3/hm2，灌溉施肥頻率設(shè)置3個水平：全生育期灌水6次、8次和10次（分別用T6、T8和T10表示）。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個處理重復(fù)3次，共9個小區(qū)，每個小區(qū)為2膜，面積為3 m × 6 m = 18 m2，每個小區(qū)之間設(shè)1 m保護(hù)行。棉花生育期內(nèi)共施N 360 kg/hm2，結(jié)合棉花需水量和需氮規(guī)律來確定各次施氮量和灌水量。其中，盛蕾期（6月12日 ～ 6月22日）施肥量占17% ～ 20%，盛花期（6月27 ～ 7月8日）占19% ～ 20%，盛鈴前期（7月12日 ～ 7月27日）占37% ～ 40%，盛鈴期（7月30日 ～ 8月11日）占15%，吐絮期占（8月15日 ～ 8月26日）8%，灌溉與施肥全程同步，即肥料通過施肥罐溶解在灌溉水中，邊滴灌邊施肥。灌溉時(shí)期、灌量及氮肥所占比例。

1.3 取樣與分析

1.3.1 植株樣品的采集與氮素吸收量的測定

在棉花吐絮期采用挖掘法獲取根系，參照陸地生態(tài)系統(tǒng)生物觀測規(guī)范進(jìn)行，即分別在外行和中行以棉花單株所占的面積進(jìn)行挖掘，外行和內(nèi)行各挖取2株（以膜間中央和寬行中央為界），挖取90 cm × 24 cm的區(qū)域?qū)⒚藁ǜ禉z出。獲取根系時(shí)，將取樣區(qū)域的地上部分全部采集后，按莖、葉、鈴、根不同器官分離開，在105 ℃下殺青30 min后于70 ℃條件下烘干至恒重，稱重并記錄干物質(zhì)重。烘干的植株樣品經(jīng)粉碎，過0.5 mm篩備用。植株樣品用H2SO4 - H2O2消煮，在BUCHI - 350全自動定氮儀上測定植株不同部位全氮含量。

1.3.2 棉花產(chǎn)量

在棉花吐絮后，小區(qū)內(nèi)每隔3株測1株，計(jì)算全小區(qū)株數(shù)、鈴數(shù)及單株結(jié)鈴數(shù);棉花吐絮后每小區(qū)分3次采收90朵完全吐絮棉桃，測定平均單鈴重和衣分，各小區(qū)內(nèi)連續(xù)收獲6.67 m2籽棉換算實(shí)收產(chǎn)量。霜前花為10月10號收獲的籽棉。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用Microsoft Excel 2003和spss 11.0 分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，Duncan法檢驗(yàn)差異顯著性（p < 0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 對棉花生長發(fā)育的影響

2.1.1 干物質(zhì)的積累

從灌溉頻率對棉花干物質(zhì)積累的影響來看（表2），灌溉頻率顯著影響了棉花的葉、莖、鈴及整株干物質(zhì)質(zhì)量（p < 0.05）。除鈴干物質(zhì)外，隨著灌溉頻率的增加，棉花各器官及整株干物質(zhì)積累量逐漸增加，且處理間均達(dá)到顯著水平。T10處理棉花葉、莖、根以及整株干物質(zhì)質(zhì)量均顯著高于T6和T8處理，且達(dá)到顯著差異。T10處理葉、莖和根干物質(zhì)質(zhì)量分別比T6、T8處理增加73.9%和24.0%、66.7%和35.6%、52.3%和40.7%。而鈴干物質(zhì)累積量T8處理最大，達(dá)10 008 kg/hm2，各處理間均達(dá)到顯著水平。

2.1.2 氮素的吸收

灌溉頻率顯著影響了棉花的葉、莖、鈴及整株氮素累積量（p < 0.05，表3）。隨著灌溉頻率的增加，葉片氮素積累量逐漸增加，且處理間均達(dá)到顯著水平，T10處理氮素累積量達(dá)96.4 kg/hm2;隨灌溉頻率的增加，莖、根氮素積累量也逐漸增加，T10處理中葉、根氮素積累量與T8、T6相比分別增加了29.7%、167.0%和62.0%、91.1%;不同處理間整株氮素積累量差異均達(dá)到顯著水平，其中T10處理氮素積累量最大，為441.6 kg/hm2。由此可知，增加灌溉頻率會使得棉花植株葉、莖及根氮素積累增加，大量氮素殘留在棉花莖稈和葉片中不利于氮素向子粒中轉(zhuǎn)移，造成氮素的浪費(fèi)。

3 討論

3.1 不同灌溉頻率對棉花生長的影響

獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的皮棉是種植棉花的最終目的，由于棉花是一種具有無限生長習(xí)性的作物，保持營養(yǎng)生長與生殖生長之間、產(chǎn)量構(gòu)成要素之間、生物學(xué)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之間的相互協(xié)調(diào)是棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵。膜下滴灌技術(shù)不僅提高了水肥的可控性，為作物根系生長創(chuàng)造了良好的水分和養(yǎng)分環(huán)境。作物關(guān)鍵生育期少量多次灌水方式是一種新型的灌溉方式，它是在作物的某些需水關(guān)鍵期，控制水分供應(yīng)，有目的地使作物經(jīng)受水分脅迫，影響光合產(chǎn)物向不同組織器官重新分配[11]。棉花的營養(yǎng)生長狀況是高產(chǎn)栽培所要控制的重要方面，而棉株的生長對水分最為敏感，棉花的生長發(fā)育與灌水模式密切相關(guān)[12]。

3.2 不同灌溉頻率對產(chǎn)量的影響

作物產(chǎn)量和水分利用效率的同步提高是當(dāng)今節(jié)水農(nóng)業(yè)所追求的一個主要目標(biāo)。T8處理棉花葉片光合速率高，光合產(chǎn)物累積量大，且向生殖器官分配的比例高，單株鈴數(shù)較多，單鈴質(zhì)量高，因而可顯著提高棉花產(chǎn)量和水分利用效率，分別高達(dá)7 788 kg/hm2和16.8 kg/（hm2·mm）。蕾期至花鈴期是棉花生長的旺盛時(shí)期，此期可通過減少灌溉量增加灌溉次數(shù)等合理灌溉方式，適當(dāng)控制營養(yǎng)生長，促進(jìn)干物質(zhì)向生殖生長的轉(zhuǎn)化，不僅有利于提高作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，而且還有利于大幅度提高水分利用效率，產(chǎn)生明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益，同時(shí)也為根系調(diào)控技術(shù)的研究提供了新的思路和方法。

4 結(jié)論

（1）隨著灌溉頻率的增加，棉花生物量和氮素累積量顯著增加，其中T10處理最大;但不同灌溉頻率下同化物向營養(yǎng)器官分配的比例不同，T6、T10處理同化物向營養(yǎng)器官分配的比例較高，T8處理同化物向生殖器官分配的比例較高，灌溉頻率過高無助于棉花產(chǎn)量提高。（2）與T6、T10處理相比，T8處理獲得了較高的籽棉產(chǎn)量和水分利用效率，分別為7 788 kg/hm2和16.8 kg/hm2/mm，具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。因此，在新疆北疆氣候條件下，灌溉總量相同的條件下（4 650 m3/hm2），灌溉頻率8次可促進(jìn)棉花的生長發(fā)育，有效的增加棉花產(chǎn)量，提高水分利用率。

參考文獻(xiàn)

[1]馬富裕，嚴(yán)以綏. 棉花膜下滴灌技術(shù)理論與實(shí)踐[M].烏魯木齊： 新疆大學(xué)出版社， 2002. 174-811.

[2]李俊華，馬富裕，鄭 重，等.膜下滴施尿素對棉花氮素吸收、分配、利用效率的影響[J].土壤肥料，2005（4）：40-43.

[3]張炎，王講利，李磐，等.新疆棉田土壤養(yǎng)分限制因子的系統(tǒng)研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2005