【目的】新疆属典型大陆性干旱气候,光热资源丰富,昼夜温差大,适宜棉花生长,但新疆水资源短缺,传统栽培条件下,新疆棉花多采用大水漫灌方式灌溉,水资源利用效率低,限制了棉花生产的可持续发展。随着膜下滴灌植棉技术的形成及大面积推广应用,推进了新疆棉花生产的快速发展。前人针对膜下滴灌棉花节水增产机理及其配套栽培技术开展了大量研究,明确了膜下滴灌棉花节水高产的机理,并发展膜下滴灌棉花栽培技术体系。然而针对膜下滴灌和传统漫灌所引起水分分布变化,比较研究传统漫灌和膜下滴灌对棉花冠层结构特性影响的研究仍有欠缺。本文在前人研究基础上,设置不同灌溉方式和灌水量处理,从棉花冠层结构变化及产量形成的角度,比较灌溉方式对棉花冠层结构及光合物质生产力的影响,总结两种灌溉方式下土壤水分差异及对棉花生长的影响,明确膜下滴灌和传统漫灌下棉花群体冠层结构差异,探讨进一步发挥膜下滴灌棉花节水增产潜力的技术途径。【方法】试验设两种灌溉方式:膜下滴灌(Drip irrigation)和传统漫灌(Flood irrigation),2个灌水量处理:3900 m~3·hm~(-2)和6000 m~3·hm~(-2),共4个处理(FI-3:将膜下滴灌水量进行传统漫灌,水量3900m~3·hm~(-2);FI-6:传统漫灌,水量6000 m~3·hm~(-2);DI-3:膜下滴灌,水量3900 m~3·hm~(-2);DI-6:将传统漫灌水量进行膜下滴灌,水量6000 m~3·hm~(-2))。通过测定株高、叶面积指数、光吸收率、群体光合生产力、生物量及产量构成等指标,探究不同灌溉方式对棉花冠层结构及群体光合生产力的影响。【结果】试验表明:(1)膜下滴灌棉花土壤水分主要集中在0-60 cm土层,且水分变化稳定,波动小;60 cm以下土层,随土壤深度增加,土壤含水量对灌溉的响应逐渐降低;传统漫灌棉花在0-100cm土层水分波动较大,80-100土层土壤含水量对灌溉水有明显响应,水分供应不稳定,影响棉花生长发育。研究表明,棉株高度对两种灌溉方式响应的敏感性有较大差异,随灌水量增加,2年中传统漫灌棉株分别增加了6.68 cm和6.10 cm,而膜下滴灌棉花仅增加了1.74 cm和0.7 cm;棉花主茎节数和果枝数的变化与株高变化趋势相同,膜下滴灌棉花在灌水量增加到6000 m~3·hm~(-2)后,主茎节数和果枝数没有显著增加,而传统漫灌棉花的主茎节数和果枝数呈显著增加趋势。(2)随灌水量增加,灌溉水利用效率呈现降低趋势,膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)处理棉花灌溉水利用效率显著高于其他处理;棉花生育中后期植株叶铃配置合理,群体光合生产力高,有利于光合产物向产品器官转运和累积,有利于产量形成,单铃重较大。2年中膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)处理棉花籽棉产量均最高,传统漫灌6000 m~3·hm~(-2)处理棉花产量次之,膜下滴灌棉花过量灌水量不利于产量形成,而传统漫灌棉花增产显著。(3)盛铃后期,膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)处理的棉花上部叶面积指数维持在2~2.5之间,中下部在1~1.5之间;同时,上部透光率良好,中下部光吸收量提高,叶面积垂直分布均匀,叶铃配置适宜,有利于光合产物生产。相同水量,在传统漫灌条件下棉花受旱,植株叶片脱落严重,虽然上部透光良好,但中下部叶面积不足,截获光能少,光合生产不足,产量低。传统漫灌棉花随灌水量增加,土壤含水量快速上升,冠层上部叶片增多,整株叶面积指数显著上升,下部光损失得到改善,但生育后期中部叶片急剧脱落的情况仍没有改变,棉株整体的叶铃配置与光能分布比例匹配不佳,群体光合生产力不足,与膜下滴灌3900 m~3·hm~(-2)处理棉花产量水平相比仍有较大差距。【结论】膜下滴灌相对于传统漫灌,土壤水分波动较小,向棉株供应的水分相对稳定,能够塑造适宜株高、多果枝、多主茎节数的优势株型,为生育后期优良的冠层结构奠定了基础。盛铃期开始,传统漫灌棉花各层叶面积指数低,光截获较少,群体光合生产力弱,同时单株结铃数和单铃重不足,造成干物质累积少,产量不高;膜下滴灌棉花上部有足够叶面积,整体光能吸收强,中下部光损失少,群体光合生产力强,并且各层结铃分布均匀,为产量形成奠定了基础。灌水量增加到6000m~3·hm~(-2),膜下滴灌棉花营养生长时间延长,光合产物向生殖器官累积时间不足,收获期青铃比例仍较高,产量降低;传统漫灌棉花上部和下部叶面积增加,光截获能力得到改善,群体光合能力提高,上部结铃比例增加,增产显著。适宜膜下滴灌水量,易于塑造更优良的冠层结构,有利于群体光合生产;盛铃期,源库比例合理,单株结铃数多,单铃重大,光合产物累积速度快,有利于棉花高产。因此,新疆棉区要进一步提高产量,在保证中下部稳定结铃的同时,增加棉株冠层上部结铃量,并保留适宜叶面积。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S562
【部分图文】：
017-2018年行距配置示意图
017-2018年降水量变化（4-9月）
不同灌溉方式和灌水量对棉花土壤含水量的影响
【参考文献】
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本文编号：
2819005
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