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棉花是新疆主要的经济作物,提升棉花产量是发展新疆农业经济的关键任务。但土壤盐渍化和水资源紧缺是导致土壤退化和制约新疆棉花增产的两个主要因素。生物炭不仅是一种非常有潜力的土壤改良剂,还可促进作物生长、增加作物产量。甜菜是一种中度耐盐作物,其不仅可以在盐渍化土壤中正常生长,还可吸收盐渍化土壤中的盐分,降低盐分对土壤的危害,可作为一种生物降盐措施。因此,针对新疆地区水资源紧缺和土壤盐渍化问题,本文在膜下滴灌条件下将生物炭改良和甜菜生物改良技术系统结合,研究膜下滴灌条件下生物炭和甜菜种植相结合对盐渍化土壤的改良效果、棉花和甜菜的增产效应,对维持新疆盐渍化土壤可持续发展、提升棉花产量具有重要的意义。本文基于2018～2020年的3年田间定位试验,设置了6个生物炭施用量(0、10、25、30、50和100 t hm-2),结合膜下滴灌棉花/甜菜种植方式,研究了膜下滴灌条件下施用生物炭对盐渍化土壤水、肥、热、盐运移和分布规律的影响,及对棉花和甜菜生长、养分吸收、盐分消减、水肥生产力以及品质的促进作用,探讨了膜下滴灌条件下施用生物炭对盐渍化土壤理化性质的影响机理,揭示了生物炭对棉花和甜菜的促生机制、生物炭改良和甜菜生物改良协同盐分消减量,提出了施用生物炭和甜菜种植协同盐分消减技术模式,并通过熵值赋权的DTOPSIS法和主成分分析法客观系统的评价了适宜于棉花和甜菜生产的生物炭施用量,以期该研究能够为新疆农业可持续发展提供新的技术支撑。论文得出的主要研究结果如下:（1）明析了膜下滴灌结合生物炭对盐渍化土壤容重、孔隙度、土壤温度、土壤蒸发和水力参数的影响机制。在膜下滴灌条件下,施用生物炭能够有效地降低棉花和甜菜田间0-30 cm土层的土壤容重、提升土壤孔隙度。施用生物炭可以增加0～25cm土层的土壤温度以及膜间裸土区域的土壤蒸发量,且土壤温度和累积蒸发量随着生物炭施用量的增加而增加。施用生物炭还可增加土壤储水量、田间持水量、凋萎系数、饱和含水量和植物有效含水量,但这些指标随着生物炭施用量的增加呈先增后降的趋势,通过高斯方程拟合分析,在10～25 t hm-2的生物炭施用量土壤储水量可达到最大值。（2）厘清了膜下滴灌结合生物炭对土壤盐分、钠、钾离子、硝态氮、氨态氮、速效磷和速效钾的影响机制。在膜下滴灌棉花和甜菜田间条件下,施用生物炭能够影响0～40 cm土层的土壤盐分、钠、钾离子分布,增加0～40 cm土层的平面土壤储盐量、盐分累积和钠、钾离子含量。此外,施用生物炭还可增加硝态氮、氨态氮、速效磷、速效钾和有机质含量。随着生物炭施用量的增加,土壤储盐量、盐分累积和钠、钾离子、硝态氮、氨态氮、速效磷、速效钾和有机质含量逐渐增加,最大值均出现在100 t hm-2的生物炭处理。（3）揭示了膜下滴灌结合生物炭对棉花生长指标、产量组成、养分吸收、增产效应和水肥高效利用的影响机制。在膜下滴灌条件下,施用生物炭能够有效地促进棉花的株高、茎粗、叶面积指数、主根长、主根干物质、地上干物质、叶绿素含量、棉花产量组成、棉花根、茎和叶的养分（氮、磷和钾）吸收。施用生物炭提高棉花产量、灌溉水生产力、偏肥料生产力和经济效益,但对棉花的品质没有显著的影响。棉花生长指标、产量组成、棉花产量、灌溉水生产力、偏肥料生产力和经济效益均随着生物炭施用量的增加呈先增加后降低的单峰曲线。所有处理中,10 t hm-2生物炭处理的棉花产量和灌溉水生产力最大,分别为4784～7417 kg hm-2和2.61～2.85 kg m3 t hm-2。与对照组相比,10 t hm-2生物炭处理的棉花水肥生产力增加了19.4%～45.5%。（4）明确了膜下滴灌结合生物炭对甜菜生长指标、养分吸收、增产效应和水肥高效利用的影响机制,量化了生物炭和甜菜协同提升盐分消减量,提出了生物炭和甜菜种植协同盐分消减技术模式。在膜下滴灌甜菜条件下,施用生物炭显著地提升了甜菜株高、块根茎粗、块根长、叶面积指数、地上干物质、块根干物质、甜菜茎秆和块根的养分（氮、磷和钾）吸收。施用生物炭还可增加甜菜块根的含糖量、甜菜产量、灌溉水生产力和偏肥料生产力。甜菜生长指标、甜菜枝叶和块根的养分吸收和盐分吸收量、甜菜产量、灌溉水生产力、偏肥料生产力均随着生物炭施用量的增加呈先增加后降低的单峰曲线,而甜菜块根的含糖量随着生物炭施用量的增加呈线性增加的趋势。在所有处理中,10 t hm-2生物炭处理的甜菜产量和灌溉水生产力最大,分别为99.3～123 t hm-2和0.38～0.62 kg t hm-2 mm-1。与对照组相比,10 t hm-2生物炭处理的甜菜水肥生产力增加了29.5%～39.6%。生物炭施用和甜菜种植协同提升甜菜枝叶和块根对土壤的盐分吸收,且10 t hm-2生物炭处理的甜菜地上枝叶和地下块茎盐分吸收量最大,分别为806.2～1022.9 kg hm-2和777.6～1264.9 kg hm-2。与对照组相比,10 t hm-2生物炭处理的甜菜地上枝叶和地下块茎盐分吸收量分别增加了43.1%～134.8%和93.3%～207.7%。（5）通过熵值赋权的DTOPSIS法和主成分分析法的分析结果表明,100 t hm-2的生物炭处理对棉花和甜菜的作用效果最差,10 t hm-2的生物炭处理对棉花和甜菜的作用效果最好。因此,10 t hm-2的生物炭施用量为适宜于棉花和甜菜生产的生物炭施用量,且其与甜菜种植可起到较好的盐分消减效果。