生育期灌溉洗盐定额和时期对南疆棉花生长和水盐运移的影响

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土壤盐渍化和干旱缺水严重制约了干旱和半干旱地区农业可持续发展。在新疆盐碱化棉田中,为了保证棉花健康生长,常在冬(春)季实施大定额地面灌溉洗盐,而棉花生育期采用膜下滴灌。这种灌溉洗盐方式既浪费了水资源,还要可能造成土壤养分的流失。因此,探索免冬春灌条件下棉田生育期灌溉洗盐一体化对棉花生长和土壤水盐运移的影响,对盐碱化棉田节水控盐和棉花高效生产具有重要意义。本文通过2020-2021年大田棉花灌溉实验,以棉花“新陆中67号”为研究对象,设置棉花生育期灌溉洗盐定额和洗盐时期两个因素,其中四个洗盐定额(W1:75mm、W2:150mm、W3:225mm和W4:300mm),3个洗盐时期(A:苗期洗盐、B:苗期+蕾期洗盐、C:苗期+蕾期+花铃期洗盐),以全生育期不洗盐为对照(CK)。主要得出以下结论:(1)探究了不同生育期的灌溉洗盐定额对棉田水盐运移的影响随着生育期的推进,水分经过土壤蒸发和植株吸收,逐渐减少。自棉花苗期进行洗盐后,土壤含水率上升,土壤盐分呈现出随洗盐定额增加而减少的趋势。0-40 cm土层的土壤盐分经洗盐后表现出降低趋势,而60-100 cm土层由于盐分被淋洗水量淋洗至深层,故而土壤盐分呈上升趋势。与全生育期不洗盐处理(CK)相比,在苗期洗盐,0-40 cm土层的含水率均增加,而对40-100 cm土层的影响较小,且窄行>滴灌带>宽行。在同一洗盐定额下,B处理在蕾期灌后土壤含水率高于A和C处理。各灌溉洗盐定额处理土壤积盐总量表现为:CK>W1>W2>W3>W4。(2)探明了不同生育期的灌溉洗盐定额对棉田水盐变异性的影响规律在膜下滴灌棉花条件下,生育期洗盐定额能够提高土壤水分和盐分在水平与垂向的分布均匀性,且可以降低淋洗前土壤盐分在水平方向上的均匀性。在同一洗盐生育时期处理下,各洗盐定额在棉花生育期推进过程中土壤含水盐变异系数大小与洗盐定额量成反比关系。在同一洗盐定额下,棉花在苗期和蕾期生育期进行洗盐时,土壤水盐的变异性相对较小。在不同空间上,土壤含盐量垂直变异系数与滴灌出水口距离成反比。(3)探究了不同生育期灌溉洗盐定额对棉花生长指标的影响作物生长指标主要由株高、茎粗、叶面积指数和干物质等体现。与以全生育期不洗盐处理(CK)比较,灌溉洗盐定额和洗盐生育时期处理对生长指标均产生显著的影响。在同一洗盐生育时期处理下,各洗盐定额对棉花生长指标影响大小为:W4>W3>W2>W1>CK,在同一洗盐定额条件下,各洗盐生育时期处理对生长指标等影响大小为:B>A>C。(4)分析了不同生育期灌溉洗盐定额对产量、水分利用效率和耗水规律的影响不同生育期灌溉洗盐处理对产量、水分利用效率和耗水规律有显著影响。同一洗盐生育时期处理,随着灌溉洗盐定额量增加,而产量随着灌溉洗盐定额的升高呈先增后减,且较生育期不洗盐处理(CK)产量有显著提升;在同一洗盐定额下,2021年的B处理的棉花单铃重均显著高于C处理,而2020年的单株铃数,除了W1洗盐定额下各处理无显著差异外,其余洗盐定额均显示B处理要高于A处理。棉花耗水量与洗盐定额呈正相关;当洗盐生育时期为B时,与W3处理相比,2020和2021年W1、W2和W4的灌溉水分利用效率分别降低了37%、30%和23%,14%、16%和16%。在同一洗盐生育时期处理下,各洗盐定额处理耗水量排序为:W4>W3>W2>W1;A、B和C处理分别在苗期、蕾期和花铃期表现出最大的耗水强度。(5)明确了棉花成熟期的氮素吸收和土壤硝态氮累积对灌溉洗盐定额的响应灌溉洗盐定额和洗盐生育时期处理对棉花氮素总吸收量和各器官的氮素吸收量有显著性影响。相同洗盐生育时期下,棉花氮素吸收量随着灌溉洗盐定额的增加而增加;棉花根区土壤硝态氮的累积量与灌溉定额成反比,易在滴头附件产生累积,且淋洗水量越低,累积现象越明显;当淋洗次数和灌水量同时增大时,0-40 cm土层的硝态氮累积量逐渐降低,而60-100 cm土层中硝态氮的累积量有所增加。(6)提出了适宜南疆地区盐碱化棉田节水控盐高效生产方案综合考虑节水控盐和高效生产,推荐棉田生育期在苗期和蕾期用225 mm进行盐分淋洗为宜。
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