滴灌方式和生育期洗盐定额对盐碱棉田土壤水盐运移及棉花生长的影响

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuezhongs
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针对现有膜下滴灌存在盐碱化风险和非生育期畦灌或地面灌溉洗盐效率低等问题,本研究以提高盐碱化棉田节水减排控盐效率为目标,通过盐碱化棉田生育期灌排一体化水盐调控机理和作物效应研究,探索生育期不同滴灌方式和灌溉淋洗定额对棉花根区及土壤剖面水盐运移、土壤脱盐率、棉花生长发育和产量的影响机制和效应,提出生育期灌排一体化下,最优的水盐调控策略。本文以棉花为研究对象,于2020年4月至9月在新疆生产建设兵团农八师146团蘑菇湖东侧(85°58′13″E,44°28′49″N)进行大田试验,试验以全生育期未进行灌溉洗盐为对照,设置两种滴灌方式(膜下滴灌W,地下滴灌SW)和3个灌溉水平(W1:120 mm+80%ETc、W2:240 mm+80%ETc、W3:360 mm+80%ETc;其中120mm,240 mm和360 mm为生育期灌溉洗盐水定额,80%ETc为棉花生长需水量),共7个处理。研究了不同滴灌方式和灌溉淋洗定额对盐碱棉田水盐运移规律,脱盐效率,棉花生长发育和产量及水分利用效率的影响,主要得到以下结论:(1)土壤水、盐分布在棉花生育期内呈动态变化,具有显著的时空分布特征。灌水量和滴灌方式对生育期内各个阶段土壤水、盐时空分布特征有显著影响。土壤含水量整体随着灌溉淋洗定额的增大而增加,含盐量随灌溉淋洗定额增大而减小。W0和W1处理灌后形成半椭球型湿润体;SW1处理灌后形成以滴头为中心,向四周扩散的椭球型湿润体。当单次灌溉淋洗定额增大80 mm时,土壤水分在20~100 cm土层入渗方式接近均匀入渗。与初始盐分分布相比,各处理生育期末土壤盐分呈膜内向膜间、上层向下层双向迁移特性,并且由于地表蒸发的影响,在膜间裸地表层形成重盐区。(2)灌水后土壤水分在垂直方向上入渗深度随着生育期灌水量的增加而逐渐增大,相同灌水量下,地下滴灌比膜下滴灌湿润锋更大。在水平方向上,各处理表层0~20 cm含水量均表现为“中间高两头低”,窄行>宽行>膜间裸地,土壤含水量差异随着灌水量的增加和土层深度的增大及水分对流和弥散作用下逐渐减小。(3)W0处理棉花根区土壤盐分,随生育期推进逐步增加,全生育期累计增加1.76g/kg。增加淋洗灌溉后,棉花根区盐分含量曲线呈波动下降趋势。随着灌溉淋洗定额的增大根区含盐量逐渐减少。当单次灌溉淋洗定额增加到80 mm(W2)时,土壤积盐层到100 cm以下,有效降低了膜下滴灌发生次生盐碱化的风险,棉花主根区含盐量大多在5.8 g/kg以内,可为棉花生长提供较好的水盐条件。灌溉淋洗定额相同时,地下滴灌比膜下滴灌对中深层土壤有更好的淋洗效果,但地下滴灌表层土壤含盐量要大于膜下滴灌。(4)增大灌溉淋洗定额可促进棉花生长,显著提高株高、茎粗、叶面积指数和地上干物质积累量,进一步获得较高的产量和灌溉水分利用效率。W3处理与W2相比,棉花株高、叶面积指数、地上干物质积累量和籽棉产量没有显著差异,但灌溉水分利用效率显著降低,造成了水资源浪费。(5)综合分析,棉花生长发育、产量、灌溉水分利用效率、根区脱盐率、0~100 cm土层脱盐率和根区盐分含量,膜下滴灌生育期单次灌溉淋洗定额80 mm,总灌溉定额240 mm+80%ETc是最优灌溉调控组合,可为当地棉田实现节水控盐高产提供理论支撑。
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