【目的】探究膜下滴灌棉田土壤水热环境和棉花生长对灌溉水温与施氮量的响应机理，旨在确定北疆滴灌棉花合理的灌溉水温和施氮量。【方法】以新陆早42号棉花为试验材料，设置4个灌溉水温：15℃（T0）、20℃（T1）、25℃（T2）和30℃（T3);3个施氮水平：250 kg·hm~(-2)(F1）、300 kg·hm~(-2)(F2）和350 kg·hm~(-2)(F3），采用双因素完全随机试验设计。分析不同灌溉水温条件下施氮量对棉田土壤水热环境、棉花生长、产量和水氮利用效率的影响。【结果】常规灌溉水温与低氮处理降低土壤温度，抑制棉花生长，单株铃数降低并导致籽棉产量下降。适宜的灌溉水温和施氮量可以改善土壤水热环境，促进棉花生长发育，提高籽棉产量和水氮利用效率。与15℃常规灌溉水温相比，增温灌溉显著提高了土壤温度0.58—3.30℃，土壤储水量降低1.2%—7.2%，土壤呼吸速率显著提高5.7%—28.0%；随灌溉水温升高，棉花株高、叶面积指数及地上部干物质积累量先增高后降低，在灌溉水温为25℃时达最大。随施氮量增加，土壤储水量降低3.3%—6.7%，土壤呼吸速率显著提高3.6%—9.5%，棉花株高增加3.2%—4.9%，叶面积指数显著增加5.8%—11.0%，地上部干物质积累量显著增加1.2%—2.2%，均在施氮量为350 kg·hm~(-2)时达最大。水分利用效率、氮肥偏生产力及籽棉产量随灌溉水温升高均先增加后减少，随施氮量增加分别表现为增加、减少、增加的趋势。通径分析表明，土壤温度对籽棉产量直接作用最大，而施氮量通过促进棉花生长对籽棉产量间接作用最大。籽棉产量与水分利用效率均在T2F2处理达到最大值，分别为6 652.3 kg·hm~(-2)、1.17 kg·m~(-3)，且T2F2处理的氮肥偏生产力（22.17 kg·kg~(-1)）显著大于T2F3处理（18.80 kg·kg~(-1)）。【结论】综合考虑灌溉水温与施氮量对土壤温度，土壤呼吸速率，棉花生长、产量及水氮利用效率的影响，推荐北疆棉区适宜灌溉水温为25℃，施氮量为300 kg·hm~(-2)。

由于其节水增产的优势,近年来,膜下滴灌在我国西北干旱区绿洲农田得到了迅速推广。由于轮灌仍是目前农田用水分配的主要方式,并且还需要考虑滴灌产生的土壤盐分积累问题,因此,对滴灌灌水量(Q)、灌水周期(T)以及相应的深层下渗(L)关系研究,不仅是农田用水分配的要求,也是盐分控制的需要。本文利用田间试验数据校验HYDRUS-2D模型,进行数值模拟试验,并结合马尔可夫链模型分析,分析不确定蒸散下的Q-T-L关系,结果显示:①总体上,随着灌水量的增加,可支持的灌溉周期增加,同时深层下渗增加,Q-T-L关系曲线表现为非线性关系;②其中存在3个关键Q-T阈值点:深层下渗出现点(Q为35mm,T为5d)、灌溉周...

采用海冰水(含盐量3‰)灌溉,结合4种施肥措施(无机肥、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理),研究海冰水灌溉配合农艺措施对土壤水分和盐分动态的影响。2007年-2008年结果表明:苗期和花期灌水后海冰水处理的土壤含水率均显著高于井水处理,尤其灌溉后播种前期0～40cm土层含水量差异显著;井水灌溉施加液膜处理的土壤含水率较未处理的显著提高。海冰水灌溉土壤1m土体脱盐率达40%。连续两年试验,两种灌溉水处理并配合不同农艺措施条件下均可有效淋洗土壤中盐分。2007年海冰水灌溉下,土壤调理剂与无机肥配施处理和有机肥与无机肥配施处理的小区0～40cm土壤脱盐率显著高于无机肥单施的处理...

【目的】明确北疆滴灌棉花干物质积累及产量形成对氮磷钾综合运筹的响应特征,为节省氮肥成本提供依据。【方法】以鲁棉研24号为材料,在4种施氮量(506、402.5、299和195.5 kg·hm-2,分别用N1、N2、N3和N4表示)和蕾期、花铃期4种不同磷钾肥运筹方式(100%+0,25%+75%,50%+50%和75%+25%,分别用PK-M1,PK-M2,PK-M3和PK-M4表示)下进行田间试验。试验期间测定棉花叶面积指数(LAI)、干物质积累、蕾花铃数量及产量等指标。【结果】在相同磷钾运筹方式下,随着施氮量的降低,LAI的Logistic模型K’值表现为先上升后下降趋势,N3比N2处理高5.1%—16.5%,快速增长起始期(t1)和快速增长结束期(t2)均为N3处理最晚,且N3处理快速增长期持续时间最长,N3处理比N2处理多2—12 d;N3处理生长特征值GT最高,N2处理次之,N3比N2处理高5.2%—16.7%;干物质积累量在生长前期表现为N1>N2>N3>N4处理,在生长后期表现为N2>N1>N3>N4处理;蕾花铃数在全生育期表现为N2>N3>N1>N4处理;产量相对值在各施氮处理下表现为N2处理最高,N3处理次之,N2处理比N3处理高3.6%—6.5%。在相同施氮量下,LAI的Logistic模型K’值最高为PK-M3处理,最低为PK-M1处理,PK-M3处理比PK-M1处理高20.5%—27.4%;快速增长起始期t1(2019年除外)和快速增长结束期t2均为PK-M3最晚,且PK-M3处理快速增长期持续时间(T)最长;PK-M3处理生长特征值(GT)最高,PK-M2处理次之,PK-M3处理比PK-M2处理高13.0%—24.5%;干物质积累量在生长前期表现为PK-M2处理>PK-M3处理>PK-M4处理>PK-M1处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;蕾花铃数在生长前期表现PK-M4>PK-M3>PK-M>PK-M2处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;产量相对值表现为PK-M3处理最高,比其他磷钾处理高5.2%—18.2%。所有处理中,N3PK-M3处理下LAI Logistic模型K’值和GT值最大,T最长,在吐絮期干物质积累量、相对产量值和后期蕾花铃数仅次于N2PK-M3处理,生殖器官干物质分配比例高于其他处理。相关分析表明,LAI在2018年播种后109 d以后和2019年播种后120d以后与生殖器官干物质、干物质总量和相对产量呈极显著正相关,全生育期生殖器官个数、总干物质积累量、生殖器官干物质与相对产量均为显著或极显著正相关。所有处理中N2PK-M3产量最高,N3PK-M3处理次之,N3PK-M3相对产量仅比N2PK-M3处理降低1.5%。【结论】N3PK-M3处理与农户常规施氮量相比,减少25%的氮肥施用量仍能获得较高产量,可能是由于推迟了棉花后期LAI到达峰值的时期,延缓了LAI下降速率,提高棉花群体干物质生产能力,并促使其向生殖器官转运,且降低蕾铃脱落,保证后期铃数,为产量的形成提供物质基础。因此,本研究认为在蕾期和花铃期各分施50%磷钾肥的条件下,氮肥的施用量可以降低至299 kg·hm~(-2),这比农户常规施氮降低25%,以达到减氮稳产、节本增效的目的。

【目的】为探讨南疆棉田下施氮量对棉田土壤无机氮素含量、棉花产量、养分吸收利用的影响。【方法】以新陆早66号为材料，设置5个施氮量处理（0、150、225、300、450 kg N/hm~(2)，分别以N0、N150、N225、N300、N450表示），于2021年在新疆阿克苏地区沙雅县进行大田试验。测定棉田0～60 cm土层硝态氮铵态氮含量、棉花干物质量、氮素积累量、产量等指标。【结果】①各处理土壤硝态氮、铵态氮含量均随土壤加深而减少。随施氮水平的提高，0～60 cm各土层硝态氮、铵态氮含量均有显著增加，硝态氮在蕾期0～20 cm土层各处理差异显著（P0.05，下同），N450处理相较其他处理显著提高57%～140%。铵态氮含量苗期丰盈，盛铃期明显缺乏；而硝态氮含量苗期缺乏，盛铃期丰盈。②棉花各器官干物质量、氮素含量、皮棉产量、氮肥利用率、农学利用率均随施肥量的增加呈先增后减趋势，且均在N300处理下达到最大，N300处理下棉株根、茎、叶、蕾花铃干物质积累量最大，分别为4.16、20.33、7.47、10.84 g/plant；氮素积累量为304.00 kg/hm~(2)，蕾花铃的氮素积累量占比较高，为32.17%，较其他处理高3.95%～5.27%；籽棉产量达到6574.8 kg/hm~(2)，较其他处理产量提高21.23%～67.54%，氮肥利用率提高6.85%～20.88%，农学利用率提高2.86%～6.66%。【结论】氮肥最佳施肥量为300 kg/hm~(2)。当施氮量超过300 kg/hm~(2)，棉花干物质量、氮积累量降低，土壤硝态氮铵态氮含量较高，氮利用效率降低，增产效果不明显。

目的南疆塔里木盆地是生态环境极其脆弱的极端干旱内陆河流域,是中国主要优质棉生产基地,覆膜及滴灌等节水灌溉技术的发展缓解了棉花生育期水资源短缺矛盾,但冬春灌定额较高。探索膜下滴灌棉田不同地表覆盖模式和冬灌定额对春季休闲期土壤入渗特性的影响,为合理确定春灌定额和提高灌水效率提供依据。方法利用双环定水头土壤入渗仪进行土壤入渗试验,设计灌溉方式为冬灌定额200 mm和免冬灌两种;地表覆盖方式分为裸地(冬灌前拔掉棉秆、揭去残膜)、留秆(冬灌时棉秆不拔除,棉秆及残膜留在地里)和玉米秸秆覆盖(冬灌后在留秆棉田覆盖长度5—10 cm、厚度5 cm的玉米秸秆)3种,合计6个处理。比较各处理土壤入渗特性、模型模拟...

【目的】研究膜下滴灌条件下，不同灌溉定额对土壤水盐时空分布特征、春玉米产量和水分利用效率的影响。【方法】在石羊河流域中游，通过２０１４—２０１５两年的灌溉试验，对春玉米生育期设置不同灌溉定额（４ ８００、４ ２００和３ ６００ ｍ３·ｈｍ～（－２）），测定０—１００ ｃｍ土层内，土壤水盐时空分布特征，春玉米播种前和收获后土壤全盐量在年内和年际间的变化，春玉米产量及其构成要素。【结果】随灌水定额的增加，０—６０ ｃｍ土层土壤含水率增加明显，当灌水定额从４２０ ｍ３·ｈｍ～（－２）增加到４８０ ｍ３·ｈｍ～（－２）时，春玉米吐丝扬花期０—６０ ｃｍ土层平均含水率可保持在２４．５２％以上。在作物需水．．．

【目的】淡水资源不足是限制干旱区农业可持续发展的重要因素，咸水灌溉在缓解淡水资源短缺、维持作物生长的同时，也加剧了土壤次生盐渍化的风险，合理利用咸水资源、改善土壤性质、提高作物产量是干旱区农业可持续发展的重要目标。【方法】试验设置灌溉水盐度和有机物料两个因素，灌溉水盐度(电导率，ECw)设2个水平，为0.35 d S/m (淡水)和8.04 d S/m (咸水)，分别用FW和SW表示；每个灌溉水盐度处理下分别设置对照、棉花秸秆和棉花秸秆生物炭3个处理，分别以CK、ST和BC来表示。【结果】与淡水灌溉相比，咸水灌溉增加土壤容重、含水量、盐分、总碳、全氮、速效磷含量和土壤脲酶活性，但土壤pH值、速效钾、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、芳基硫酸酯酶活性、土壤呼吸及棉花株高、生物量、氮素吸收和产量均呈降低趋势。生物炭和秸秆施用降低土壤容重，但增加土壤pH、总有机碳、全氮、速效磷和速效钾；淡水灌溉下土壤盐分差异不显著，但咸水灌溉下土壤盐分显著降低。与CK处理相比，BC和ST处理显著增加土壤蔗糖酶活性，总体上蔗糖酶活性分别较CK处理高38.65%和35.89%；ST处理显著增加碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性，总体上碱性磷酸酶和芳基硫酸酯酶活性分别较CK处理高35.90%和65.01%；土壤脲酶活性与3种酶活性呈相反趋势，尤其是在SW条件下，BC处理和ST处理较CK分别降低20.51%和2.91%。生物炭和秸秆施用也显著提高土壤基础呼吸，BC和ST处理的土壤基础呼吸分别较CK增加24.88%和27.03%。BC处理和ST处理均显著提高棉花株高、生物量、氮素吸收和产量，总体上，生物炭和秸秆施用后的棉花产量较对照提高9.09%和5.66%。【结论】生物炭和秸秆的施用改善土壤理化条件，增加土壤养分，促进了棉花对养分的吸收，提高棉花产量。

20 0 0年 5～ 8月在新疆石河子炮台土壤改良试验站 ,进行了不同水分处理对膜下滴灌棉花生长和产量影响的研究。结果表明 ,为了获得较高的皮棉产量和水分利用率 ,膜下滴灌棉花全生育期的耗水量应在 345～380 m m;特定阶段和程度的水分亏缺虽然降低了总生物量 ,但提高了生殖器官在总生物量中的分配比例 ;与对照相比 ,苗期每次灌水推迟 2 d,蕾期恢复正常供水 ,花铃后期每次灌水推迟 2 d,是适合于当地膜下滴灌棉花需水规律的灌水模式

【目的】研究膜下滴灌条件下土壤水分对棉花光合物质生产、分配的调节效应,揭示不同土壤水分对棉花对产量形成的影响机制,为干旱区发展节水高产高效农业提供依据。【方法】在新疆气候生态条件下,选用对水分反应敏感性不同的新陆早10号和新陆早13号为试验材料。控制0～60cm土壤相对含水量滴水下限分别为田间持水量55%、70%和85%,滴水上限均为田间持水量,采用气体交换和同位素示踪技术,研究花铃期不同土壤水分对叶片光合速率、14C光合产物运转和分配及产量的影响。【结果】滴水下限为55%处理土壤轻度水分亏缺,叶片光合速率低,地上部光合物质累积量少,14C光合产物输出较快、向蕾铃分配比例增加;滴水下限为70%...

【目的】以棉花秸秆、玉米穗轴、鸡粪为原料制备生物碳,探究不同原料生物碳对棉花产量和磷素利用率的影响。【方法】试验设置4个生物碳处理:对照、棉花秸秆生物碳处理、玉米穗轴生物碳处理和鸡粪生物碳处理,分别用CK,BC1,BC2,BC3表示。每个生物碳处理施磷量设置2个水平:0,175 kg·hm-2用P0和P1表示。【结果】与对照相比,3种生物碳的施用均能提高土壤全磷含量。P0水平下,BC1、BC2、BC3分别较CK增加3%、6%、9%; P1水平下,分别较CK增加8%、9%、12%。不同施磷水平下,BC1、BC3处理土壤有效磷含量显著高于对照;而BC2与对照间无明显差异。不施磷条件下,各生物碳处理土壤水溶性含量显著高于CK;施磷条件下,BC2、BC3处理土壤水溶性磷含量显著高于CK。各处理均能增加棉花干物质重和产量。在不施磷条件下,BC1、BC2、BC3棉花产量较CK分别增加4%、8%、11%。施磷条件下,产量较CK分别增加17%、16%、20%。生物碳处理均可显著提高磷肥表观利用率,分别较CK增加28%、167%和202%。【结论】不同原料生物碳的施用均能显著增加棉花产量提高磷素利用率,其中以鸡粪生物碳的影响最大。

为探明土壤耕层重构与灌水对棉花生育性状及产量的影响,采用随机区组设计,于2015和2016年在河北省农林科学院棉花研究所威县试验站设置5个处理,分别是CK(旋耕),常量底墒水(675m3/hm2);T1,旋耕,高量底墒水(1 200m3/hm2);T2,土壤耕层重构,高量底墒水;T3,土壤耕层重构,高量底墒水,花铃期超量灌水(1 800m3/hm2)模拟涝灾;T4,土壤耕层重构,高量底墒水,中后期不灌水;2016年降雨量偏大,各处理只灌底墒水。调查测定不同生育时期不同耕层土壤水分含量、棉花生育性状和产量性

【目的】为进一步明确长期咸水灌溉下施加生物炭土壤的代谢机理，探索分析施加生物炭土壤代谢标志物的组成差异。【方法】设置淡水（FW）和咸水（SW）灌溉两种灌溉水盐度，在每个水盐度下分别施加生物炭，用FWBC和SWBC表示。采用气相色谱-飞行时间质谱联用技术（GC-TOF-MS）的代谢组学方法对棉田土壤代谢产物组成进行研究。【结果】淡水灌溉条件下，施加生物炭土壤含水量、电导率、pH、全碳、速效钾和速效磷的含量较未施加生物炭处理显著增加30.4%、14.3%、1.4%、22.8%、39.9%和18.7%；咸水灌溉条件下，施加生物炭土壤全碳、全氮、速效钾和速效磷的含量较未施加生物炭处理显著增加9.8%、4.8%、33.7%和48.7%，但土壤电导率显著降低14.5%。淡水灌溉条件下施加生物炭共筛选出5个具有显著差异（P＜0.05）的代谢产物，全部表现为下调；咸水灌溉条件下施加生物炭共筛选出22个具有显著差异（P＜0.05）的代谢产物，全部表现为上调。土壤代谢物分类主要包括脂质和类脂分子类、有机酸及其衍生物、有机氧化合物、苯环型化合物、有机杂环化合物和苯丙烷类和聚酮代谢物，其中在咸水灌溉条件下筛选到的糠酸和烟酸属于有机杂环化合物类，乳果糖和2-氨基苯酚属于有机氧化合物类，3-羟基-2-氨基苯甲酸属于苯环型化合物类。【结论】施用生物炭可以改善土壤理化性质，提高咸水灌溉土壤中代谢产物的类别和丰度，从而有效缓解长期咸水灌溉带来的危害，为干旱地区咸水资源的合理开发和利用提供一定的思路。

为探究减氮施肥技术和缓释氮肥在新疆滴灌棉花上的应用效果，选用当地棉花主栽品种新陆早64号，设置不施氮肥（H1）、常规全施尿素（H2,300 kg/hm2）、减氮20%缓释氮肥与尿素配施（H3,240 kg/hm2）3个处理，分别在棉花不同生育期对棉田土壤理化性质、酶活性、无机氮含量进行测定，并在棉花吐絮期测定棉花氮素含量，分析减氮配施缓释氮肥对棉花氮素利用效率的影响。结果显示：在棉花各生育时期，减氮20%配施缓释氮肥处理0～20 cm土层团聚体稳定性显著高于常规全施尿素处理（P<0.05），在0～40 cm土层H3与H2处理全氮差异不显著；不施氮肥（H1）处理土壤酶活性在棉花全生育时期均处于较低水平，常规全施尿素H2处理土壤脲酶活性显著高于减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理，过氧化氢酶活性均低于H3处理，2个处理间蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性差异不显著；H3处理在40～60 cm土层铵、硝态氮含量较常规全施尿素H2处理减少了棉花生育后期氮素的淋溶损失；H3处理的氮肥利用率为45.75%，高于H2处理（P<0.05），较H2处理提高了7.87百分点；减氮配施缓释氮肥有利于提高棉花产量，减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理下棉花皮棉产量较不施氮肥（H1）处理提高了18.26%，且铃质量、籽棉产量、皮棉产量与常规全施尿素（H2）处理差异不显著，可实现减氮不减产。结果表明，减氮20%施氮水平下缓释氮肥与尿素配施（H2）增强了表层土壤团聚体稳定性，可在棉花全生育期维持较高无机氮含量，减少了氮素淋溶损失，有利于棉花氮肥利用率及产量的提高，可在滴灌棉田中推广应用。

[目的]针对北疆地区水资源短缺及棉田土壤盐渍化等问题,研究不同生育期土壤基质势调控对棉花生长、产量、土壤水分及脱盐效果的影响,为北疆棉田节水控盐高效灌溉制度制定提供理论依据。[方法]于2020年4月至2020年9月,在新疆石河子市146团进行大田试验,以棉花“新陆早42号”为材料,在棉花的苗期(A)、苗期+蕾期(B)、苗期+蕾期+花铃期(C)分别设置W_1 (-10 kPa)、W_2(-20 kPa)和W_3(-30 kPa)3个土壤基质势调控灌溉水平,以整个生育期土壤基质势下限-40 kPa为对照(CK),共10个处理,对不同土壤基质势调控处理棉花生长、产量及土壤水盐等指标进行测定,最后采用TOPSIS法对不同处理效果进行综合评价。[结果]1)同一基质势灌溉水平下,不同生育期调控灌溉对棉花的株高、茎粗、叶面积指数、地上干物质量和籽棉产量有明显影响,表现为C>B>A>CK;同一生育期调控灌溉下,随着土壤基质势水平的提高,棉花株高、茎粗、叶面积指数、干物质量均明显增加,其中W_1和W_2处理明显高于W_3和CK。从籽棉产量来看,W_1C、W_2C、W_3C、W_1B处理显著高于其他处理,其中W_1C处理最高。2)在同一基质势调控水平下,0～40 cm土层的土壤含水率基本表现为C>B>A>CK;随着土壤基质势水平的提高,0～40 cm土层的土壤含水率明显增大,其中W_1C和W_2C处理土壤含水率明显高于其他处理。3)同一基质势灌溉水平下,不同生育期调控灌溉收获期0～100 cm土层相对脱盐率的平均值基本呈现C>B>A;相同生育期调控下随着土壤基质势水平越高,土壤脱盐效果越好,相对脱盐率均值越大(A除外),且膜内脱盐效果优于膜外。其中W_1C和W_1B处理脱盐效果优于其他处理,其相对脱盐率平均值分别为175.16%和152.44%。TOPSIS综合评析结果表明,W_2C处理更有利于棉花的生长发育、产量形成和较高的水分利用效率及较好的脱盐效果。[结论]在保证北疆棉田节水控盐高效生产的情况下,在苗期、蕾期和花铃期实施-20 kPa土壤基质势调控灌溉为最佳的灌溉模式。