【摘 要】
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新疆地区干旱少雨,农业用水资源匮乏,盐碱地分布广泛,发展新的节水灌溉技术及盐碱地改良技术对促进新疆地区农业发展和经济进步具有重要意义。加气渗灌技术是地下灌溉技术的进一步发展,它能有效缓解地下滴灌技术造成土壤结构破坏问题,并对作物的生长起到促进作用。为探究加气渗灌模式对南疆地区土壤水盐、棉花生长生理及棉花幼苗耐盐性的影响,本研究开展室内、田间、温室3项试验。(1)室内土箱入渗试验,设置试验处理为1倍
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新疆地区干旱少雨,农业用水资源匮乏,盐碱地分布广泛,发展新的节水灌溉技术及盐碱地改良技术对促进新疆地区农业发展和经济进步具有重要意义。加气渗灌技术是地下灌溉技术的进一步发展,它能有效缓解地下滴灌技术造成土壤结构破坏问题,并对作物的生长起到促进作用。为探究加气渗灌模式对南疆地区土壤水盐、棉花生长生理及棉花幼苗耐盐性的影响,本研究开展室内、田间、温室3项试验。(1)室内土箱入渗试验,设置试验处理为1倍标准加气量,灌前加气(T1),灌水中间段加气(T2),1.5倍标准加气量灌前加气(T3),灌水中间段加气(T4)的两因素两水平试验,并设置不加气处理CK为对照组,共5个处理。分析水分在土壤中的入渗速率和湿润体内水分及盐分空间分布,探究两个因素对水分入渗速率及水盐空间分布的影响。(2)开展灌水定额(根据作物需水系数与ET0确定四个灌水梯度)和加气处理(加气与不加气)两因素共八个处理的田间试验,来探究棉花生长的整个生育期内,加气与灌水定额对棉田土壤水盐时空分布特征和棉花生长、生物量及根系构型的影响。(3)开展加气对棉花幼苗耐盐特性研究试验,设置四个梯度(600μS/cm、4m S/cm、7 m S/cm、10 m S/cm)的灌水电导率值与加气处理(加气与不加气)两因素共八个处理的桶栽试验,探究加气对棉花幼苗生长生理指标的影响,明确加气处理对棉花幼苗耐盐性的影响。主要研究成果如下:(1)室内试验中T1,T2,T3,T4处理灌水时间较CK处理分别缩短8.70%,28.99%,31.88%,43.48%,表明加气处理较CK处理土壤中水分入渗速率更快,并且加气量增加,入渗速率也随之增加。CK、T1、T2、T3、T4在距渗灌管水平距离0 cm,一维纵深20~30 cm处土壤平均质量含水率分别为16.2%,13.31%,14.61%,13.07%,13.21%。在距渗灌管水平距离15 cm,一维纵深10~35cm处土壤平均质量含水率分别为5.68%,8.65%,8.72%,8.74%,9.49%,这表明加气处理较CK处理湿润体内水分分布更加均匀。更大的水分扩散范围使得加气处理的脱盐范围更大,洗盐效果更好。同等加气量处理下,灌水中间段加气较灌水前加气效果更好。通过不同入渗模型拟合发现Kostiakov模型与通用经验模型更适用于灌前加气处理的地下渗灌模式。(2)田间试验发现,土壤中水分及盐分的时空分布受灌水定额与加气作用影响显著,在离渗灌管较远的0~10 cm与30~60 cm深度土层土壤平均质量含水率加气处理较不加气处理提高2.95%~4.72%,脱盐效果也有一定提高,这表明增加灌水定额并进行加气处理可以使得水分在土壤中的扩散范围及脱盐效果有所提升。对棉花进行加气灌溉使得棉花株高、茎粗、叶面积、干物质积累量分别提升4.87%、6.28%、8.46%、15.55%,根质量密度、根长密度、根体积分别提高15.04%、17.34%、11.27%,产量增加10.53%,IWUE提高6.88%。这表明加气灌溉有效促进棉花生长及根系发育,并可以提高棉花产量和水分利用效率。(3)棉花幼苗耐盐试验发现,灌溉水电导率相同情况下,加气处理棉花幼苗株高日增量、叶面积、茎粗、SPAD值,分别平均提高8.11%,12.56%,2.02%,4.71%,茎叶根鲜重分别平均提高10.61%,7.21%,8.69%,茎叶根干重分别平均提高10.83%,8.34%,27.39%,且加气处理后的棉花幼苗光合性能较不加气处理更强。灌溉水电导率值对棉花幼苗的生长及生理指标具有显著影响,电导率值为600μS/cm与其它3个灌水电导率值相比株高日增量、叶面积、SPAD值,平均提高18.43%,21.57%,12.13%,茎叶根鲜重分别平均提高19.67%,18.68%,12.26%,茎叶根干物质积累量分别平均提高25.32%,15.34%,21.84%。这表明,微咸水灌溉会对棉花幼苗的生长生理产生抑制影响,但加气处理可以有效的降低微咸水灌溉对棉花幼苗产生的抑制,提高幼苗期棉花耐盐性,进而促进棉花幼苗生长。
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