膜下滴灌是新疆棉花种植的最主要的栽培技术之一,但是连续近30年的地膜使用导致残膜污染问题突出,严重制约了农业的可持续发展。适时揭膜会起到控制残膜污染增量的作用,揭膜后在原有的杂草防除体系下杂草发生危害规律及棉花生长均会发生改变。本研究通过对有膜不除草、无膜人工除草、无膜不除草和无膜化学除草4种不同种植模式的棉田土壤微环境、杂草群落季节变化规律和棉花生长发育规律的分析,结合室内杂草种子萌发实验,旨在明确揭膜后田间杂草的发生规律及影响优势杂草萌发的环境因子,为揭膜棉田杂草防控技术体系的构建提供理论依据。主要得出以下结论:(1)在播种90天以内,有膜不除草的棉田土壤温度要明显高于其他三种无膜处理,播种90天后差距逐渐缩小直至无明显差异。在棉花灌溉期内2018年有膜不除草的土壤表面(0 cm)水分含量要低于其他三种无膜处理,而在2019年四种种植模式的土壤水分无明显差异。盐份的运移遵循“盐随水动”的原则,在10～20 cm土层形成盐分聚集区,三种无膜处理的土壤表面(0cm)电导率要高于有膜不除草。(2)2018年棉田共出现5科11种杂草,2019年共出现8科15种杂草。以菊科乳苣(Chenopodium glaucum)、刺儿菜(Cirsium setosum),藜科杂配藜(Chenopodium hybridum)、灰绿藜(Chenopodium glaucum),萝藦科羊角子草(Cynanchum cathayense)和禾本科芦苇(Phragmites communis)为优势杂草。2018年四种种植模式杂草发生危害程度较低,杂草总密度最高仅为7.8株/m~2,杂草发生规律表现为:有膜不除草>无膜不除草>无膜化学除草>无膜人工除草。2019年杂草危害程度加重,杂草总密度最高为81.6株/m~2,杂草发生规律表现为:无膜不除草>有膜不除草>无膜化学除草>无膜人工除草。杂草群落物种多样性分析表明,与无膜处理相比,地膜覆盖棉田的杂草种类更加丰富,具有更高的物种多样性,物种分布更加均匀。(3)2018年有膜不除草处理区的棉花株高和果枝数要高于其他三种无膜处理,三种无膜处理之间无显著差异,且种植模式对茎直径无显著影响;2019年,棉花株高、茎直径和果枝数均呈现出有膜不除草>无膜人工除草>无膜化学除草>无膜不除草的规律。无膜不除草导致皮棉产量降低,与有膜不除草相比降幅可达38.5%,而无膜人工除草、无膜化学除草和有膜不除草之间无显著差异。在棉花纤维品质方面,无膜处理提高了棉花的马克隆值,但降低了上半部平均长度,另外化学除草降低了棉花纤维的整齐度、断裂比强度和伸长率等品质指标。(4)棉田多年生杂草乳苣和刺儿菜种子萌发温度范围是10～35℃,随着温度升高呈先上升后下降的趋势,种子最适萌发温度为20～25℃;棉田一年生杂草灰绿藜和反枝苋种子萌发的温度范围是15～40℃,最适萌发温度20～40℃,而杂配藜的萌发温度范围是20～40℃,最适萌发温度30～40℃。乳苣、刺儿菜、灰绿藜、杂配藜和反枝苋五种棉田杂草种子的发芽率与盐浓度呈负相关,而与水势呈正相关。在pH5～10条件下五种棉田杂草种子均能正常萌发。