膜下滴灌棉花土壤水分動(dòng)態(tài)變化研究

膜下滴灌棉花土壤水分動(dòng)態(tài)變化研究

土壤水分的變化決定了植物吸收和使用的強(qiáng)度和難度，并影響了植物的發(fā)育和產(chǎn)量。農(nóng)田土壤水分的研究對(duì)于水資源的持續(xù)利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展有其重大的理論與實(shí)踐意義。新疆棉區(qū)是我國(guó)最大的內(nèi)陸灌溉棉區(qū),氣候條件優(yōu)越,光熱資源充足,棉花生產(chǎn)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件。隨著兵團(tuán)種植業(yè)“十大”主體技術(shù)和棉花高密度高產(chǎn)栽培技術(shù)的逐步發(fā)展和完善,廣大科技人員已總結(jié)出適應(yīng)于棉花生產(chǎn)的栽培和病蟲(chóng)害防治技術(shù)。國(guó)內(nèi)外對(duì)陸地棉的實(shí)驗(yàn)與研究已經(jīng)做了大量的工作,但對(duì)不同土壤類型棉花土壤水分狀況的研究還較少。在目前大力發(fā)展棉花生產(chǎn)的情況下,掌握不同土壤類型棉花水分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,無(wú)疑對(duì)推動(dòng)新疆的支柱產(chǎn)業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。1材料和方法1.1沙土地灌溉時(shí)間試驗(yàn)設(shè)在幸福農(nóng)場(chǎng)十一連319#東和319#西。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦,參試品種為中35。319#東為沙土地,面積6.93hm2,膜下滴灌,頭水時(shí)間為6月3日,最后一水時(shí)間為8月26日,灌水13次,總灌量為3937.5m3/hm2;319#西為黏土地,面積16.3hm2,膜下滴灌,頭水時(shí)間為6月5日,最后一水時(shí)間為9月2日,灌水12次,總灌量為4020m3/hm2。1.2土層含水量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的測(cè)定于2005年4月1日、9月10日測(cè)定了不同土壤類型膜下滴灌棉花土壤含水量,2005年10月9日測(cè)定和調(diào)查了不同土壤類型棉花生長(zhǎng)狀況及產(chǎn)量構(gòu)成因素。測(cè)定方法:用烘干法(105℃下烘12-14h)分層測(cè)定0~100cm土層內(nèi)的土壤含水量,每20cm為一層次,測(cè)定不同土層土壤含水量。根據(jù)測(cè)定的土壤含水量和土壤容重,計(jì)算土層儲(chǔ)水量和總耗水量。產(chǎn)量構(gòu)成因素測(cè)定:每條田按單對(duì)角線取點(diǎn)5個(gè),每樣點(diǎn)面積33.3m2,測(cè)定樣點(diǎn)內(nèi)收獲株數(shù)、吐絮鈴數(shù)、青鈴數(shù)。計(jì)算出每1hm2總株數(shù)、1hm2總鈴數(shù)(吐絮鈴和青鈴數(shù)),以及單株鈴數(shù),計(jì)算被測(cè)樣點(diǎn)產(chǎn)量,測(cè)產(chǎn)系數(shù)為95%。棉花生長(zhǎng)狀況等栽培技術(shù)資料由連隊(duì)技術(shù)員按實(shí)際情況填寫(xiě)。1.3數(shù)據(jù)分析的方法采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析,SAS8.1進(jìn)行方差分析、新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)。2結(jié)果與分析2.1cm土壤含水量從圖1看出,不同土壤類型土壤含水量表現(xiàn)不同。沙土地和黏土地土壤含水量存在明顯差別。在黏土地,土壤含水量的變化趨勢(shì)近似于拋物線,0~20cm土壤含水量最低,隨土層深度增加,土壤含水量逐漸增加,至60~80cm達(dá)最大,隨后又降低。在沙土地,土壤含水量的變化趨勢(shì)與黏土地相反,土壤含水量最高的層次是20~40cm,隨土層深度增加,土壤含水量逐漸降低,至60~80cm達(dá)最小。這種變化與沙土地和黏土地的理化、生物學(xué)特性以及棉花根系的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。2.2農(nóng)田水指標(biāo)分析產(chǎn)量水平上的水分利用效率是單位耗水量的產(chǎn)量。棉花水分利用效率定義為棉花產(chǎn)量Y與農(nóng)田耗水量ET(mm)的比值,即WUE=Y/ET根據(jù)農(nóng)田水量平衡原理:ET=W播前-W收獲+I+P+G則有WUE=Y/ETY/(W播前-W收獲+I+P+G)式中:W收獲——收獲時(shí)1m土體儲(chǔ)水量(mm);W播前——播種前1m土體儲(chǔ)水量(mm);I——生育期灌水量(mm);P——生育期降水量(mm);G——作物利用地下水量(mm)。由于在棉花生長(zhǎng)期間試驗(yàn)區(qū)沒(méi)有降雨,因此I=0。由于試驗(yàn)地地下水位較深,因此取G=02.3棉田織物織物水分利用效率耗水量、耗水系數(shù)和水分利用效率是衡量棉花水分利用程度高低的重要指標(biāo)。不同土壤類型膜下滴灌棉花產(chǎn)量、總耗水量及水分利用效率存在明顯差異(表1)。從表1可以看出,黏土地棉花產(chǎn)量極顯著地高于沙土地棉花產(chǎn)量。黏土地水分利用效率為10.29kg/(mm·hm2),比沙土地高3.65kg/(mm·hm2)。具體地,從耗水系數(shù)看,沙土地耗水系數(shù)為0.15,高于黏土地;從耗水量看,沙土地比黏土地耗水61.4mm。因此,可以認(rèn)為,在黏土地上植棉,可以顯著提高作物的產(chǎn)量,能夠較充分的利用有限的灌溉水,增強(qiáng)棉花的抗旱能力。2.4構(gòu)成因素差異分析從表2可以看出,不同土壤類型棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素存在差異。黏土地上棉花的收獲株數(shù)高于沙土地,總鈴數(shù)比沙土地多15100個(gè),單株鈴數(shù)多0.60個(gè)。3沙土地與土壤水分動(dòng)態(tài)變化(1)通過(guò)對(duì)不同土壤類型棉花土壤水分動(dòng)態(tài)變化分析研究,可以看出,不同類型土壤含水量、土壤蓄水量存在差異。(2)膜下滴灌棉花土壤含水量呈現(xiàn)規(guī)律性的變化:在黏土地上,土壤含水量的變化趨勢(shì)近似于拋物線,0~20cm土壤含水量最低,隨土層深度增加,土壤含水量逐漸增加,至60~80cm達(dá)最大,隨后又降低。而在沙土地,土壤含水量的變化趨勢(shì)與黏土地相反。這種變化與土壤的理化、生物學(xué)特性以及棉花根系的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。(3)不同土壤類型膜下滴灌棉花產(chǎn)量、總耗水量及水分利用效率存在明顯差異。與沙土地相比,在黏土地上植棉,能夠較充分的利用有限的灌溉水,增強(qiáng)棉花的抗旱能力。(4)本試驗(yàn)研究了膜下滴灌棉花0~100c