【摘 要】
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玛纳斯河流域是新疆最大的棉花产地之一,长期的膜下滴灌改变了土壤水分的循环过程,导致了土壤水盐和养分在滴灌期和非滴灌期中累积过程存在较大差异;而玛河流域不同灌区间土壤盐渍化水平和滴灌年限均不相同,致使玛河流域土壤水分-盐分-养分运移机理更为复杂。本文在2019年依据滴灌年限和土壤盐渍化水平的不同选择安集海、莫索湾和下野地灌区作为样地,在滴灌期(苗期和花铃期)和非滴灌期(播前和吐絮期)进行定点监测;在
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玛纳斯河流域是新疆最大的棉花产地之一,长期的膜下滴灌改变了土壤水分的循环过程,导致了土壤水盐和养分在滴灌期和非滴灌期中累积过程存在较大差异;而玛河流域不同灌区间土壤盐渍化水平和滴灌年限均不相同,致使玛河流域土壤水分-盐分-养分运移机理更为复杂。本文在2019年依据滴灌年限和土壤盐渍化水平的不同选择安集海、莫索湾和下野地灌区作为样地,在滴灌期(苗期和花铃期)和非滴灌期(播前和吐絮期)进行定点监测;在2021年选择毗邻沙漠、土壤沙化严重的莫索湾灌区作为样地,开展长期(138d)定点监测,在滴灌期(苗期、蕾期和花铃期)中的滴灌前和滴灌后1d-3d-5d-7d和非滴灌期(播前和吐絮期)进行采样,通过采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0-60 cm土壤以及棉花生长数据,运用单因素方差分析法(LSD)、相关性分析法等方法针对滴灌前后不同灌区以及不同生育期水分-盐分-养分的运移规律进行分析,并研究了土壤水分-盐分-养分对棉花生长状况的影响。得出:(1)在滴灌期(苗期和花铃期)中,安集海、莫索湾和下野地灌区土壤含水量均呈现累积趋势,以滴头处至膜边区域累积最高,苗期和花铃期均以下野地灌区累积率最高(p<0.05),分别为33.5%、74.6%。苗期时三个灌区土壤盐分呈现出在垂直方向上由地表向深层,在水平方向上由滴头处向膜间双向脱盐的分布特征,花铃期时,安集海灌区土壤盐分在滴头处30 cm以下至膜间10 cm以下形成积盐区,莫索湾灌区均在脱盐,下野地灌区在膜间40 cm以下形成积盐区,盐分主要在膜间集聚。三个灌区土壤铵态氮、硝态氮和有机质表现出规律异质性,主要在滴头处至膜边累积。在非滴灌期(播前、吐絮期)中,土壤含水量以莫索湾灌区累积率最高为8.1%,土壤盐分以下野地灌区积盐率最高为56.6%,土壤铵态氮、硝态氮和有机质以安集海灌区累积率最高;土壤含水量主要在滴头处累积,三个灌区土壤盐分分别在滴头处0-30cm区域、滴头处至膜边0-40cm区域、10cm以上区域形成脱盐区。土壤铵态氮、硝态氮和有机质主要在滴头处累积。(2)在莫索湾灌区长期(138d)定点监测中发现,滴灌期(苗期-花铃期)中,土壤含水量在苗期和蕾期累积,花铃期降低,蕾期累积率最高为15.4%,主要在滴头处至膜边累积。土壤盐分在苗期脱盐,蕾期和花铃期积盐,盐分逐渐由膜内向膜间表层迁移,以蕾期积盐率最高为125%(p<0.05),分别在滴头处0-20cm、膜边至膜间40cm以上、膜边至膜间40cm以上形成积盐区,其中在花铃期后膜间0-20cm土壤盐分超过5g·kg-1。土壤铵态氮在苗期和花铃期累积,蕾期降低,以苗期累积率最高(p<0.05),为70.3%,土壤硝态氮和有机质均处于累积趋势,土壤硝态氮在蕾期累积率最高为140%,土壤有机质在苗期累积率最高为18.3%;土壤铵态氮和硝态氮在苗期和花铃期主要在膜边至膜间累积,蕾期主要在滴头处累积;土壤有机质主要在膜边至膜间累积。在非滴灌期中(播前和吐絮期)土壤水盐和养分均在累积;土壤含水量主要在滴头处累积,土壤盐分呈现出在膜边至膜间0-40cm范围积盐,在吐絮期膜间0-20cm土壤盐分超过7g·kg-1;土壤铵态氮和硝态氮主要在膜间累积;土壤有机质主要在膜边累积。在2019-2021年年际变化中,土壤含水量、盐分、铵态氮、硝态氮在播前至吐絮期均呈现出在垂直方向上由上至下和水平方向上由滴头至膜间双向累积趋势。土壤有机质在花铃期和吐絮期降低。(3)通过相关性分析,土壤水盐和养分变化在各个生育期对棉花生长状况影响存在不同;苗期时,土壤水盐会促进棉花生长状况;蕾期时,主要是土壤水分和硝态氮会存进棉花生长状况;花铃期时,土壤硝态氮和盐分对于棉花生长状况的影响最为显著。棉花产量与土壤盐分存在显著负相关,其次是土壤硝态氮、铵态氮和含水量。(4)土壤质地,地下水埋深和灌水量是水盐变化差异的主要影响因子。盐分的累积对于棉花的产量具有抑制作用,土壤水分和养分增加对棉花生长状况具有促进作用。应当在棉花蕾期-花铃期以后增加灌水量和灌水频率,从而达到压盐效果;特别是在花铃期中最后一次滴灌中要加大滴灌量和施肥量,从而抑制土壤在非滴灌期返盐和土壤肥力下降。
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