地下滴灌条件下无膜移栽棉花需水规律与灌溉制度研究

论文摘要

水资源短缺已成为严重制约新疆农业以及整个国民经济可持续发展的瓶颈因素,为保证工农业以及经济的可持续健康发展,建设节水型社会,就必须发展节水型农业,因此节水灌溉技术在新疆占有举足轻重的地位。目前新疆最主要的节水灌溉技术是膜下滴灌技术,但随之产生了严重的残膜污染问题。对比膜下滴灌技术,地下滴灌技术因浅层干燥土壤可将其以下湿润土壤与干燥空气隔离,不需采用覆膜技术就可以达到抑蒸节水的效果,但滴头堵塞、灌水均匀性以及苗期出苗灌溉问题制约其自身的发展。针对上述问题,本文提出将地下滴灌技术与移栽技术相结合的地下滴灌无膜移栽技术,以棉花为材料,通过测坑和小区试验,研究了不同种植模式、移栽时机、缓苗期灌水量、灌溉定额以及灌水次数对棉花生长发育和产量的影响；由于采用移栽技术且无膜,其土壤水分运动、需水规律等必然与常规的地下滴灌、膜下滴灌不同,有其自身的特点,通过研究上述各个因素对地下滴灌无膜移栽棉花生长发育的影响以及其需水规律,并建立水分生产函数,初步得到了北疆地下滴灌无膜移栽棉花的灌溉制度。本文的主要结论及研究成果如下：（1）通过两年的小区试验,分析得到地下滴灌条件下无膜移栽棉花比覆膜直播棉花,无论在生长发育还是产量以及水分利用率上,均占有一定的优势。因此认为在北疆地区采用该技术对棉花生长和发育并无不利的影响,同时有利于解决残膜污染的问题。（2）通过研究移栽时机对棉花的影响,确定地下滴灌无膜移栽棉花移栽期内适宜的气温应稳定15℃以上,地面10cm地温应稳定在17℃以上,移栽期内适宜的日平均气温为18.4-20℃,日最高气温为26.2-27.2℃,地下10cm日平均地温为20.92-22.22℃,日最高地温为27.5-28.1℃：地下15cm日平均地温为20.26-21.41℃,日最高地温为24.6-25.1℃,移栽后10天日气温最低有效积温为66.46-70.65℃,日气温最高有效积温为78.08-83.28℃,地下10cm日地温有效积温为104.72-106.71。此外,棉花无膜移栽应在真叶为2-3片,苗龄为30天左右方可移栽,最好在5月中上旬结束,但具体移栽时间还要考虑当地的气候以及苗龄情况。（3）多次灌溉普遍有利于地下滴灌无膜移栽棉花的生K发育和产量的提高,尤其对中等定额灌溉处理（390-450mm）影响最大,综合考虑产量和水分利用率的情况下,采用灌溉定额为390-450mm和灌水次数为19次相结合的方法进行灌溉,更有利于地下滴灌无膜移栽棉花高产高效。（4）地下滴灌无膜移栽棉花生育期需水量呈现“慢-快-慢”的变化规律,前期需水量较小,到了花铃期需水量和需水强度均达到峰值,随后吐絮期又有不同程度的减少。干物质积累总的变化趋势与需水量是一致的,成“S”型变化。各处理不同生育期器官干物质积累变化,茎叶干物质的积累在蕾期进入关键时期,而蕾铃在盛花期进入关键的时期,至盛铃期达到峰值。干物质日增重和日需水量的峰值均出现在花铃期,干物质日增重在3.79-4.99g之间,日均需水量在4.88-7.41mm之间。（5）以实际灌溉定额、蒸发蒸腾量为自变量建立的全生育期水分生产函数,通过灌溉定额、蒸发蒸腾量以及相应籽棉产量相关关系的分析,并考虑水分生产效率的情况下,最终确定地下滴灌无膜移栽棉花研究年适宜的灌溉定额为457mm,灌水次数为19次,建立了北疆地下滴灌无膜移栽棉花节水高产的灌溉制度（见表5-2）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究动态及存在的问题
• 1.2.1 地下滴灌技术的研究现状
• 1.2.2 棉花移栽领域动态研究
• 1.2.3 滴灌棉花需水量的研究现状
• 1.2.4 水分生产函数及灌溉制度研究进展
• 1.2.5 存在的主要问题
• 1.3 论文研究的主要内容
• 1.3.1 地下滴灌无膜移栽棉花生长发育特征的研究
• 1.3.2 地下滴灌无膜移栽棉花需水规律研究
• 1.3.3 地下滴灌无膜移栽棉花灌溉制度研究
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 试验布设与方案
• 2.2.1 试验总方案
• 2.2.2 测坑试验装置材料与布置
• 2.2.3 小区试验装置材料及布置
• 2.3 观测项目与方法
• 2.3.1 气象资料观测
• 2.3.2 土壤基本参数的测定
• 2.3.3 土壤水分的测定及其所用仪器的标定
• 2.3.4 棉花地上部分生长形态指标及产量测定
• 2.4 观测资料的整理与统计分析
• 第三章 地下滴灌无膜移栽棉花生长发育特征研究
• 3.1 不同种植模式对棉花形态指标和产量的影响
• 3.1.1 对棉花形态指标的影响
• 3.1.2 对棉花产量的影响
• 3.2 移栽时机对地下滴灌无膜移栽棉花形态指标和产量的影响
• 3.2.1 移栽棉花时各处理对应的气温、地温状况
• 3.2.2 对棉花生长发育的影响
• 3.2.3 对棉花产量的影响
• 3.3 缓苗期水分、地温对棉花生长及产量的影响
• 3.3.1 各处理缓苗期内土壤水分变化
• 3.3.2 各处理作物生长状况与地温的关系
• 3.3.4 对各处理籽棉和皮棉产量的影响
• 3.4 灌水次数对地下滴灌无膜移栽棉花形态和产量的影响
• 3.4.1 各处理灌溉制度试验计划
• 3.4.2 对棉花生长形态的影响
• 3.4.3 对各处理棉花产量的影响
• 3.5 灌溉定额对棉花形态指标和产量的影响
• 3.5.1 对棉花形态指标的影响
• 3.5.2 对棉花籽棉和皮棉产量的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 地下滴灌无膜移栽棉花需水规律研究
• 4.1 棉花需水量的计算公式
• 4.2 各处理棉花土壤水分变化及需水量
• 4.2.1 无膜移栽棉花计划湿润层全生育期土壤水分动态变化
• 4.2.2 全生育期需水量的计算
• 4.3 需水量与地上部干物质积累的关系分析
• 4.3.1 不同处理地上部干物质积累的特点
• 4.3.2 各生育期地下滴灌棉花不同器官干物质积累变化
• 4.3.3 地上部干物质积累与棉花移栽后天数的关系分析
• 4.3.4 地上部干物质积累与目需水量的关系分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 地下滴灌无膜移栽棉花灌溉制度研究
• 5.1 作物水分生产函数
• 5.1.1 作物水分生产函数模型
• 5.1.2 作物产量与灌溉定额、蒸发蒸腾量关系分析
• 5.1.3 棉花边际产量、灌水生产效率、籽棉产量与灌溉定额关系分析
• 5.1.4 棉花灌溉定额与需水量关系分析
• 5.1.5 适宜灌溉定额的确定
• 5.2 地下滴灌无膜移栽棉花灌溉制度的初步制定
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
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