【摘要】：目的:在棉花蕾期揭除地膜可以起到控制殘膜污染增量的作用,但揭除地膜后必然會使土壤微生態(tài)環(huán)境發(fā)生改變,從而影響棉花生長。探索揭膜后土壤微環(huán)境變化、根系發(fā)育動態(tài)和空間構(gòu)型變化以及地上部響應(yīng)機(jī)制,深入揭示揭膜對棉花生理生態(tài)與根系形態(tài)的調(diào)控機(jī)理,可以為滴灌棉田揭膜后水肥調(diào)控措施提供理論依據(jù)。方法:本研究于2015-2017年在石河子地區(qū)新疆農(nóng)墾科學(xué)院2輪試驗(yàn)地(44.3108°N、85.986°E,海拔460 m)進(jìn)行,以陸地棉(Gosspium hirsutum L.)品種新陸早42號和新陸早45號為試驗(yàn)材料。采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì),主區(qū)為品種,副區(qū)為不同時期揭膜處理,其中揭膜處理采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),,以全生育期覆膜作為對照(CK),設(shè)3個揭膜時期處理,分別為自出苗后第一次灌溉(2015-2017年分別為出苗后30天、35天、43天)前10天(T10)、前1天(T1)和第二次灌溉前1天(E1)揭除地膜,上述4個處理每次灌水量相同。此外,在T1處理的基礎(chǔ)上設(shè)兩個灌水量處理,即每次滴水較T1增加10%(W1)和30%(W3)的灌水量,研究不同時期揭膜對土壤水分、溫度及養(yǎng)分時空變化規(guī)律、棉花根系空間構(gòu)型、養(yǎng)分吸收、群體生理參數(shù)、光合特性、冠層結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量、品質(zhì)的影響;研究不同灌水量對揭膜條件下棉花生長發(fā)育、產(chǎn)量形成及水分利用效率的影響。結(jié)果:1.揭膜條件下土壤溫度、水分、鹽分變化在出苗后1-50d內(nèi),揭膜處理各土層土壤溫度均比CK低,之后差距逐漸縮小,直至高于CK處理;揭膜在降雨較多年份(2016年5-9月降雨量120.2mm)對土壤水分影響不明顯,而在正常年份(2017年5-9月降雨量96.5mm)則降低了0-60cm土層的土壤水分含量。揭膜在多雨年份促進(jìn)土壤鹽分的累積,而在正常年份,則有抑制鹽分累積的作用,且越在生育后期這種趨勢越明顯。2.揭膜對土壤養(yǎng)分變化及棉花養(yǎng)分吸收的影響揭膜處理在生育期末增加了土壤有機(jī)質(zhì)、全磷及速效鉀含量,增加了表層(0-10cm)土壤水解性氮和全氮及深層(40-50cm)土壤全氮含量。揭膜處理在降雨正常(2017年)及多雨年份(2016年)棉株氮磷養(yǎng)分積累高峰后移,但養(yǎng)分快速積累的時間長,養(yǎng)分最大積累量大,在干旱年份(2015年)情況則相反。多雨年份(2016年)也促進(jìn)了鉀積累高峰后移及增加鉀的積累量。2015-2016年間氮磷鉀及2017年鉀積累速率均是揭膜處理比CK低。在正常年份,揭膜處理不利于各器官中氮、磷、鉀的積累,在多雨年份(2016年),揭膜處理增加了根系和花鈴的氮素、磷素、鉀素的積累以及葉片中的磷素和鉀素的積累。多雨年份較正常年份相比不利于棉花對磷的吸收。3.揭膜條件下棉花根系構(gòu)型與干物質(zhì)積累在初花期,揭膜處理提高了棉花根長密度(RLD)、表面積密度(RSD)、根體積密度(RVD);在10cm以下土層,揭膜處理根干重密度(RDWD)基本上顯著的高于CK,甚至達(dá)到極顯著的差異水平;除了2015年花鈴期外,直徑1.0mm以下的毛細(xì)根總長占總根長的比例在兩年間均是E1處理最高;初花期以后,棉花根冠比(R/T)基本呈現(xiàn)下降趨勢,揭膜處理的R/T高于CK;在干旱年份,揭膜不利于根系干物質(zhì)積累。4.揭膜對棉花光合生理的影響揭膜能提高棉花開花后期的凈光合速率,提高開花中后期的蒸騰速率。揭膜處理提高了棉花光系統(tǒng)間實(shí)際電子傳遞速率(ETR)及最大電子傳遞速率(ETRmax),提高PSⅡ電子傳遞活性(2016年開花后期除外)。揭膜處理提高2016年棉花開花中前期和2017年開花后期、降低2017年開花初期光能轉(zhuǎn)換效率;適期揭膜(雨水偏多年份在第一次灌水前揭膜,而在降雨較正常年份,則在第二次灌溉前揭除地膜)可以提高植株對強(qiáng)光的耐受能力,尤其是在多雨年份開花初期,這種趨勢更明顯。揭膜降低了葉面積指數(shù)(LAI)和光合勢(LAD),提高了大部分時期的凈同化率(NAR);揭膜處理平均葉傾角(MTA)和冠層開度(DIFN)變大,導(dǎo)致陽光漏射率(LLR)較高,總光截獲率(LIR)較低。除了干旱年份(2015年),揭膜處理干物質(zhì)最大積累量最高。揭膜條件下干物質(zhì)積累速率達(dá)到最高值的時間(Tmax)和直線積累開始的時間(t1)出現(xiàn)時間早,直線積累起(t)較長,直線積累期間干物質(zhì)積累量大。揭膜在正常年份可以促進(jìn)干物質(zhì)往生殖器官分配。揭膜提高了生育后期棉花葉片中脯氨酸(Pro)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性。5.揭膜后增加灌水量對棉花生長的影響揭膜后增加灌水量可以改善冠層結(jié)構(gòu),提高光能截獲率。在降雨正常年份,可以提高LAI,減少DIFN,顯著提高NAR,降低LAD,提高生育后期的光合性能,降低瞬時水分利用效率(WUE),提高開花初期的潛在水分利用效率(WUEi)和氣孔限制值(Ls)。在正常年份可以增加各器官干物質(zhì)的積累量,減少了同化產(chǎn)物往生殖器官分配的比例。6.揭膜對棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響揭膜在干旱年份降低了皮棉產(chǎn)量,在其余年份則增加產(chǎn)量。揭膜可以在一定程度上提高纖維的品質(zhì),且揭膜時間越早,這種趨勢越明顯。揭膜后增加灌溉造成了減產(chǎn),灌溉水利用效率顯著降低。降低了上半部平均長度,但提高了馬克隆值和伸長率;揭膜后適當(dāng)增加灌溉量(W1處理)在正常年份可以提高斷裂比強(qiáng)度及整齊度指數(shù),降低短纖維指數(shù)。結(jié)論:棉花在出苗后對地膜覆蓋的增溫保濕作用最少需維持50d,在此之前,揭除地膜會嚴(yán)重影響棉花生長發(fā)育,在此之后,根據(jù)每年氣候不同,在出苗后第一次或第二次灌溉前揭除地膜,棉花經(jīng)過前期的脅迫鍛煉,有利于根系的構(gòu)建和后期光合作用,將光合產(chǎn)物更多的分配到生殖器官中,提高棉花產(chǎn)量。揭膜后增加灌溉量冠層結(jié)構(gòu)得以改善,但產(chǎn)量及灌溉水利用效率并沒提高。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562
【圖文】：

第一章 前言測定，分析根系生長發(fā)育規(guī)律與土壤水鹽運(yùn)移、養(yǎng)分分布的關(guān)系；并在此基礎(chǔ)上研究土壤微環(huán)境改變對棉花根系構(gòu)建及產(chǎn)量形成(養(yǎng)分在各器官轉(zhuǎn)運(yùn)分配、群體生理參數(shù)、光合特性、冠層結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量、品質(zhì)、水分利用效率的變化等)的影響；從生產(chǎn)成本、機(jī)械化操作難易程度、產(chǎn)量水平、經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合評定以確定最佳的揭膜時間，并在此基礎(chǔ)上確定最優(yōu)的灌水水平。結(jié)合上述研究成果，明確揭膜對土壤微環(huán)境的影響程度及影響規(guī)律，揭示棉花根系構(gòu)建及產(chǎn)量形成對上述變化的響應(yīng)機(jī)制。

93 種植模式及田間管理采用1膜6行45cm+20cm寬窄行種植模式(圖2-1)，地膜寬205cm，每個播幅1條膜，寬2.1 m，膜間行距60cm，株距10 cm，種植密度26×104株 ha-1，一膜鋪設(shè)3條滴灌帶

研究不同時期揭膜棉田土壤溫度分布特征及變化規(guī)律，明確最佳揭膜時間，對于調(diào)控棉花生長具有重要意義。本文通過重點(diǎn)研究棉花生育前期不同時間揭除地膜條件下棉田土壤平均溫度、溫差及典型生育期土壤溫度日變化及溫度在土層內(nèi)的三維分布規(guī)律，旨在揭示不同時期揭膜對棉田土壤溫度的影響，為中國干旱半干旱區(qū)棉花高產(chǎn)栽培及殘膜污染治理提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。1 材料與方法1.1 樣品采集與測定2015-2016 年播種后將 MicroLab Lite U 盤式溫度計(jì)（Fourier, USA）分別埋設(shè)于棉花寬行和窄行中間位置，埋深為 10cm、20cm、30cm（圖 1）。參考楊相昆（2015）的方法，每小時記錄 1 次溫度，將 0 點(diǎn)到 23 點(diǎn)的 24 個整點(diǎn)溫度取平均值作為該天土壤平均溫度，并根據(jù)陳軍勝（2005）的方法計(jì)算土壤累積溫度、土壤溫差、土壤累積溫差。將各個時期不同層次土壤的日平均溫度累加，得到各個時期土壤累積溫度，類似于氣溫的積溫；土壤溫差是指土壤日最高溫度與最低溫度的差值，土壤累積溫差是指某一階段土壤每天溫差的累加，土壤日平均溫差是指某一階段土壤累積溫差的日平均值。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馮振秀;李安;夏紅斌;;博州墾區(qū)棉花膜下滴灌不同用水量對植株性狀和產(chǎn)量的影響[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2015年18期

2 趙永成;虎膽·吐馬爾白;馬合木江·艾合買提;朱冬橋;李慧;朱海清;;北疆常年膜下滴灌棉田土壤鹽分年內(nèi)及年際變化特征研究[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2015年05期

3 楊相昆;張占琴;田海燕;魏建軍;;保護(hù)性耕作對北疆麥后復(fù)種青貯玉米田地溫和作物生長的影響[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2015年05期

4 趙曉東;謝英荷;李廷亮;馮倩;文德澤;賀麗燕;賀t

本文編號：2786766