【目的】新疆屬典型大陸性干旱氣候,光熱資源豐富,晝夜溫差大,適宜棉花生長,但新疆水資源短缺,傳統(tǒng)栽培條件下,新疆棉花多采用大水漫灌方式灌溉,水資源利用效率低,限制了棉花生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。隨著膜下滴灌植棉技術(shù)的形成及大面積推廣應(yīng)用,推進了新疆棉花生產(chǎn)的快速發(fā)展。前人針對膜下滴灌棉花節(jié)水增產(chǎn)機理及其配套栽培技術(shù)開展了大量研究,明確了膜下滴灌棉花節(jié)水高產(chǎn)的機理,并發(fā)展膜下滴灌棉花栽培技術(shù)體系。然而針對膜下滴灌和傳統(tǒng)漫灌所引起水分分布變化,比較研究傳統(tǒng)漫灌和膜下滴灌對棉花冠層結(jié)構(gòu)特性影響的研究仍有欠缺。本文在前人研究基礎(chǔ)上,設(shè)置不同灌溉方式和灌水量處理,從棉花冠層結(jié)構(gòu)變化及產(chǎn)量形成的角度,比較灌溉方式對棉花冠層結(jié)構(gòu)及光合物質(zhì)生產(chǎn)力的影響,總結(jié)兩種灌溉方式下土壤水分差異及對棉花生長的影響,明確膜下滴灌和傳統(tǒng)漫灌下棉花群體冠層結(jié)構(gòu)差異,探討進一步發(fā)揮膜下滴灌棉花節(jié)水增產(chǎn)潛力的技術(shù)途徑。【方法】試驗設(shè)兩種灌溉方式:膜下滴灌(Drip irrigation)和傳統(tǒng)漫灌(Flood irrigation),2個灌水量處理:3900 m~3·hm~(-2)和6000 m~3·hm~(-2),共4個處理(FI-3:將膜下滴灌水量進行傳統(tǒng)漫灌,水量3900m~3·hm~(-2);FI-6:傳統(tǒng)漫灌,水量6000 m~3·hm~(-2);DI-3:膜下滴灌,水量3900 m~3·hm~(-2);DI-6:將傳統(tǒng)漫灌水量進行膜下滴灌,水量6000 m~3·hm~(-2))。通過測定株高、葉面積指數(shù)、光吸收率、群體光合生產(chǎn)力、生物量及產(chǎn)量構(gòu)成等指標,探究不同灌溉方式對棉花冠層結(jié)構(gòu)及群體光合生產(chǎn)力的影響。【結(jié)果】試驗表明:(1)膜下滴灌棉花土壤水分主要集中在0-60 cm土層,且水分變化穩(wěn)定,波動小;60 cm以下土層,隨土壤深度增加,土壤含水量對灌溉的響應(yīng)逐漸降低;傳統(tǒng)漫灌棉花在0-100cm土層水分波動較大,80-100土層土壤含水量對灌溉水有明顯響應(yīng),水分供應(yīng)不穩(wěn)定,影響棉花生長發(fā)育。研究表明,棉株高度對兩種灌溉方式響應(yīng)的敏感性有較大差異,隨灌水量增加,2年中傳統(tǒng)漫灌棉株分別增加了6.68 cm和6.10 cm,而膜下滴灌棉花僅增加了1.74 cm和0.7 cm;棉花主莖節(jié)數(shù)和果枝數(shù)的變化與株高變化趨勢相同,膜下滴灌棉花在灌水量增加到6000 m~3·hm~(-2)后,主莖節(jié)數(shù)和果枝數(shù)沒有顯著增加,而傳統(tǒng)漫灌棉花的主莖節(jié)數(shù)和果枝數(shù)呈顯著增加趨勢。(2)隨灌水量增加,灌溉水利用效率呈現(xiàn)降低趨勢,膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)處理棉花灌溉水利用效率顯著高于其他處理;棉花生育中后期植株葉鈴配置合理,群體光合生產(chǎn)力高,有利于光合產(chǎn)物向產(chǎn)品器官轉(zhuǎn)運和累積,有利于產(chǎn)量形成,單鈴重較大。2年中膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)處理棉花籽棉產(chǎn)量均最高,傳統(tǒng)漫灌6000 m~3·hm~(-2)處理棉花產(chǎn)量次之,膜下滴灌棉花過量灌水量不利于產(chǎn)量形成,而傳統(tǒng)漫灌棉花增產(chǎn)顯著。(3)盛鈴后期,膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)處理的棉花上部葉面積指數(shù)維持在2~2.5之間,中下部在1~1.5之間;同時,上部透光率良好,中下部光吸收量提高,葉面積垂直分布均勻,葉鈴配置適宜,有利于光合產(chǎn)物生產(chǎn)。相同水量,在傳統(tǒng)漫灌條件下棉花受旱,植株葉片脫落嚴重,雖然上部透光良好,但中下部葉面積不足,截獲光能少,光合生產(chǎn)不足,產(chǎn)量低。傳統(tǒng)漫灌棉花隨灌水量增加,土壤含水量快速上升,冠層上部葉片增多,整株葉面積指數(shù)顯著上升,下部光損失得到改善,但生育后期中部葉片急劇脫落的情況仍沒有改變,棉株整體的葉鈴配置與光能分布比例匹配不佳,群體光合生產(chǎn)力不足,與膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)處理棉花產(chǎn)量水平相比仍有較大差距。【結(jié)論】膜下滴灌相對于傳統(tǒng)漫灌,土壤水分波動較小,向棉株供應(yīng)的水分相對穩(wěn)定,能夠塑造適宜株高、多果枝、多主莖節(jié)數(shù)的優(yōu)勢株型,為生育后期優(yōu)良的冠層結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。盛鈴期開始,傳統(tǒng)漫灌棉花各層葉面積指數(shù)低,光截獲較少,群體光合生產(chǎn)力弱,同時單株結(jié)鈴數(shù)和單鈴重不足,造成干物質(zhì)累積少,產(chǎn)量不高;膜下滴灌棉花上部有足夠葉面積,整體光能吸收強,中下部光損失少,群體光合生產(chǎn)力強,并且各層結(jié)鈴分布均勻,為產(chǎn)量形成奠定了基礎(chǔ)。灌水量增加到6000m~3·hm~(-2),膜下滴灌棉花營養(yǎng)生長時間延長,光合產(chǎn)物向生殖器官累積時間不足,收獲期青鈴比例仍較高,產(chǎn)量降低;傳統(tǒng)漫灌棉花上部和下部葉面積增加,光截獲能力得到改善,群體光合能力提高,上部結(jié)鈴比例增加,增產(chǎn)顯著。適宜膜下滴灌水量,易于塑造更優(yōu)良的冠層結(jié)構(gòu),有利于群體光合生產(chǎn);盛鈴期,源庫比例合理,單株結(jié)鈴數(shù)多,單鈴重大,光合產(chǎn)物累積速度快,有利于棉花高產(chǎn)。因此,新疆棉區(qū)要進一步提高產(chǎn)量,在保證中下部穩(wěn)定結(jié)鈴的同時,增加棉株冠層上部結(jié)鈴量,并保留適宜葉面積。
【學位單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S562
【部分圖文】：

017-2018年行距配置示意圖

017-2018年降水量變化（4-9月）

不同灌溉方式和灌水量對棉花土壤含水量的影響

【參考文獻】

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本文編號：2819005