不同灌溉定额下配施液体肥料对棉花生长、产量的影响_李振华.pdf

2023.1 试验研究新疆位于亚欧大陆的腹地，自然气候和土地资源优势明显，为典型的温带大陆性干旱气候，降水量小、蒸发量大、日照时间长、昼夜温差大为各类农作物生长、繁育提供了得天独厚的条件，使其成为我国主要的棉花产区之一。据统计，新疆地区的棉花产量占全国总量的83.1%1。而新疆地处内陆干旱地区，很大程度上阻碍了棉花高产优质的发展。因此，如何在棉花生产中科学用水，提高水分利用效率，促进棉花高效增产，成为当前学者研究的热点2。肥料作为农业生产过程中必不可少的生产资料，对保障棉花增产增收起着决定性作用3。液体肥料因其含有大量元素及中、微量元素，不仅生产养分含量高、易于复合，而且能直接被农作物吸收；施用液体肥料，也能够使土壤中的养分得到活化，降低过度施用化肥带来的负面影响，对改善土壤结构、活化土壤养分及协调水、肥等具有良好的作用4。膜下滴灌棉田适宜的灌溉量是棉花节水增产的保证5。不同灌水处理对膜下滴灌条件下棉花生长和水分利用效率的影响研究发现，1 760 m3/hm2的灌水处理是一种耗水量较低但棉花产量和水分利用率较高的滴灌模式6。仝国栋7等的研究发现，滴灌条件下不同灌溉定额处理对日光温室茄子冠层发育、生长、果实产量及品质均有显著影响8。目前，对于新疆地区的膜下滴灌棉花灌水量、各生育期棉花生长状况及产量因素的构成关注较少，研究还不够充分。因此，本试验以研究南疆地区膜下滴灌棉花不同灌溉定额处理对棉花生长和产量的影响为切入点，探索棉花节水增产的最佳灌溉定额。本试验以当地最适棉花品种新陆中38为研究对象，设置了不同的灌溉定额处理，分析膜下滴灌条件下不同灌溉定额对棉花生长和产量的影响，以期为制定膜下滴灌棉花合理的灌溉制度提供科学依据。1材料与方法1.1试验区概况本试验于2021年在新疆建设兵团第一师阿拉不同灌溉定额下配施液体肥料对棉花生长、产量的影响基金项目：塔里木大学“大学生创新训练计划”项目“水、肥、药一体化”对机采棉生长发育及产量的影响（22000031297）。作者简介：李振华（1988-），男，硕士，从事作物高产栽培理论与技术研究。Email:通讯作者:罗新宁(1971-)，男，博士，教授，从事作物高产栽培理论与技术、可持续农业发展工作。李振华郑剑波张有亮杨悦罗新宁（塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300）摘要：探究不同灌水量对棉花生长与产量的影响，为南疆地区膜下滴灌棉田节水增产提供理论依据。本研究通过田间试验，设置6个不同灌溉定额水平：5 400 m3/hm2、5 100 m3/hm2、4 800 m3/hm2、4 500 m3/hm2、4 200 m3/hm2、3 900 m3/hm2（记为W1、W2、W3、W4、W5、W6），对比分析不同灌溉定额下配施液体肥对棉花生长及产量的影响。结果表明，随着灌水定额的增加，棉花株高呈单峰增长趋势，其变化趋势均为W1W2W3W4W5W6；棉花主茎叶片数、果枝数随着灌溉定额量的增加呈先增加后减小的趋势，在W2灌溉水平下出现最大值；棉花产量在W2灌溉水平下出现最大值，在W1灌溉水平下产量最低，且W2处理比W1处理增产30.72%。本试验得出结论，在总灌水量为5 100 m3/hm2条件下配施液体肥，棉花生长发育、产量最优。南疆地区膜下滴灌为棉田最佳灌溉模式，有利于棉花产量增加及水分利用率的提高，实现节水增产。关键词：棉花；灌水量；液体肥料；生长发育；产量132-试验研究 2023.1表2不同灌水处理对棉花产量构成要素的影响处理单铃重（g）单株有效铃数（个）株数（万株/hm2）衣分（%）W15.180.5113.190.7220.440.9842.581.32W25.630.2515.100.7222.970.5343.451.59W35.420.4113.801.0521.481.3242.861.40W45.390.4213.501.5021.950.6843.672.05W55.210.0913.201.5921.760.4343.221.96W65.040.1112.601.1721.540.4543.351.40尔塔里木大学东扩区农学试验站（北纬4033、东径8118）进行。本试验区域属于典型极端的干旱荒漠区，光热资源极为丰富，常年的平均日照时间达3 032.1 h，日平均气温达10.8，年平均降水量达45.748.1 mm，年平均蒸发量2 864.8 mm。试验地田间持水量23.80%，有机质含量14.55 g/kg、碱解氮含量42.37 mg/kg、速效磷含量22.82 mg/kg、速效钾含量212.6 mg/kg，pH 7.93。1.2试验设计通过田间试 验共设 置6个 不 同 的 灌 溉 定 额处理：5 400 m3/hm2、5 100 m3/hm2、4 800 m3/hm2、4 500 m3/hm2、4 200 m3/hm2、3 900 m3/hm2（记为W1、W2、W3、W4、W5、W6），每个处理3次重复，共18个小区，各小区面积为66.7 m2，全生育期共灌水9次（表1）。全生育期采用当地农户最佳施肥比例，棉花管理与当地大田一致。表1不同处理灌溉日期及灌溉量（单位：m3/hm2）处理6/227/27/97/167/237/308/78/148/22W14006006506507007007005504505 400W24005006006506506506004504005 100W34005005005506006506505004504 800W44004505005505506006004504004 500W54004504505005506004504004004 200W64003504005005505505003503003 900时间（月/日）灌溉定额采用膜下滴灌“1膜6行”的种植模式，膜宽为2.05 m,幅宽为1.52 m，行距配置为66 cm+10 cm，株距为9.5 cm，平均行距38 cm。滴灌带滴头流量为2.1 L/h，滴头间距为30 cm；6月中旬开始灌水，8月中旬结束灌溉。1.3测定指标与方法1.3.1棉花农艺性状测定棉花从出苗到吐絮经历的天数称为棉花生育期。随着棉花生育期的推进，定期对其各个形态指标进行观测，各处理分别进行挂牌标记，挑选连续且长势均匀的10株棉花，分别在棉花苗期、蕾期、花期、铃期、吐絮期测定株高、主茎叶片数、果枝数、幼铃数、成铃数。1.3.2产量测定在成熟期进行田间测产，每个处理选取连续10株带回室内，测定株高、果枝数、单株铃数等农艺性状。在吐絮盛期，每个小区随机抽取50株正常吐絮棉铃，分别测定单株籽棉、单株铃数，计算单铃重，籽棉分别轧花，测定皮棉重，计算衣分。枯霜期1周内收获棉花，分处理计产，数取收获株数。1.4数据分析采用Excel进行数据整理、SPSS 26进行方差分析、Origin 2021进行作图。2结果与分析2.1不同灌水量处理对棉花产量构成因素的影响单铃重、单株有效铃数和单位面积有效株数是构成棉花产量的关键要素。从表2可以看出，在不同灌水量处理下，单铃重在5.045.63 g之间波动，各处理变化趋势为W2W3W4W1W5W6；均高于W6灌水量的处理；同时在对于单株有效铃数的对比上，能够看出变化趋势有所改变，依次为W2W4W3W5W1W6，均在13.1915.10个之间波动；均高于W6处理；但在各处理的有效株数比较上，W1却均低于另外5个灌水处理，变化趋势依次为133-2023.1 试验研究W2W3W4W5W6W1；每 公 顷 有 效 株 数 在20.44万22.97万株间变化；灌溉定额对棉花衣分无明显影响，在42.58%43.67%之间波动。2.2不同灌水量处理对棉花产量的影响从图1可以看出，灌溉定额能显著影响棉花产量。产量的变化趋势为W1W6W5W4W3W2。2021年W2处理比W1增加了30.72%，有显著差异；比W6增加了25.6%；这说明适宜的灌水量有利于棉花产量的增加。对于过量灌溉则对产量起到抑制作用，主要原因是由于W1处理的单铃重轻，导致有效铃数和成活株数较少。2.3不同灌水量处理对棉花生长发育的影响随着灌溉定额的增加，棉花株高也随之呈现增高的趋势，表现为W1最大、W6最小。与W6相比，各处理分别增高了1.6%、3.2%、3.9%和6.6%。W6处理的株高最小，主要原因是灌水量不足；而主茎叶片数、果枝数、铃数随着灌溉定额的增加，呈现先增加后降低的趋势，表现为W6W5W4W3W1W2,说明适宜的灌溉定额有利于棉花生长，但过量灌溉对增产起到抑制作用（图2、图3）。3讨论与结论3.1讨论棉花生长过程与光、温、水、热密切相关，水分是影响棉花生长的主要因素之一，灌水过多对棉花的生长、产量和品质的提高有阻碍作用，灌水过少会使棉花在很长时间内处于缺水状态，导致棉花无法正常生长9。试验结果发现，6个不同的灌水处理下配施液体肥料，棉花的农艺性状、产量均表现出明显差异。不同灌溉处理下棉花的株高、主茎叶片数、果枝数、铃数等生长指标有着明显差异。不同的灌水量对棉花的发育有明显影响，灌水量过多，会造成果枝数、铃数、株数减少和单铃重降低，导致营养生长时间过长，养分对生殖生长的供应出现不协调、不平衡，也会对棉花后期的产量、品质带来严重的影响。王淑芬10等学者的研究也证实适宜的灌水量不仅能够使棉花形成良好的群体结构，也有利于棉花产量构成因素的形成；灌水量过大或过小都不利于棉花正常的生长发育，灌水量过小则会导致棉株整体发育不良，出现提前吐絮的现象；灌水量过大则会导致棉花的营养生长时间出现大幅度延后，对棉花的产量带来严重的影响11-12。本研究结果表明，随着灌水量的增加，棉花的株高、主茎叶片数、果枝数、铃数、单铃重、株数等生长发育状况均呈现旺盛生长的抛物线趋势；而灌水量过多也会增加蕾铃数脱落的概率，使棉花株高出现难以控制的现象，导致棉花生长不良和产量降低，本结果与前人研究一致13-14。崔永生15等的研究得出，当南疆地区灌水量为4 200 m3/hm2时，可使棉花获得高产，为棉花生长提供良好的生长环境。灌水分8次并随水滴施棉花专用肥（N、P、K）1 200 kg/hm2，产量为3 441.51 kg/hm2 15-16。本试验配施液体肥处理中发现，灌溉量同为4 200 m3/hm2，在随水滴施液体肥条件下，棉花生长更为旺盛，该条件图1不同灌溉定额对产量的影响图2不同灌溉定额对棉花株高的影响图1不同灌溉定额对棉花生长、发育的影响（下转179页）134-经验交流 2023.1红肉桃产业可持续性发展。3.2.4加强科技攻关，促进成果转化2020年，平顶山市人民政府出台了 关于加快平顶山西部浅山区复合型产业示范带建设工作的指导意见，根据指导意见中大力发展高端林果业的指导精神，平顶山市农业科学院及时调整工作思路，结合本市西部丘陵浅山区特点，确立了以桃、梨、柿等树种为研究重点，尽快解决平顶山桃产业发展中一些瓶颈问题，通过联合科研院所、专业合作社、种植能人等科技力量，成立中原学者工作站，开展战略咨询和技术指导。针对迫切需要解决的品种引进推广、栽培技术提升、附加值高的产品开发等问题，开展联合攻关，解决实际问题，促进成果转化，以推进当地桃产业的转型升级与健康发展。针对发展急需解决的重大关键技术难题，组织中原学者及其团队开展联合攻关，联合申报高层次项目、专利和科技成果。3.2.5打造营养型红肉桃产业，助推乡村振兴红肉桃产业前景广阔，可以从以下6个方面进行推进，一是推进红肉桃品种的提纯复壮和培优，通过地方特色品种和优良品种之间相互杂交育种，培育创新一批突破性品种；二是推进地方特色品种的品质提升，集成推广绿色生产技术，建设绿色生产和示范基地；三是制定红肉桃果品品质的评价标准体系，指导红肉桃果品的综合开发利用；四是以红肉桃为利用对象，开发食药同源、高值化的加工产品，延长产业链；五是推进标准化生产，通过制定标准、推广标准，支持合作社、龙头企业和果农等新型农业经营主体按标准生产；六是推进品牌建设，打造有影响力的区域公用品牌、农产品品牌和企业品牌