北疆机采棉需水特征及其水盐运移规律研究

Planting patterns and irrigation methods directly affect the spatial distribution of soil water and salt and the water requirement of crops. The growing model of machine-harvested cotton is extensively popularized in Xinjiang Production and Construction Corps. However, water requirement characteristics and soil water-salt transport of machine-harvested cotton have not been well studied. Monitor the dynamic distribution of soil water and salt in cotton field under different drip irrigation arrangement, research soil water and salt in the vertical direction and horizontal transport kinetics based on the equation of soil water dynamics, analyse soil water and salt distribution characteristics and influencing factors, determine soil water-salt transport of machine-harvested cotton in different drip irrigation arrangement; Determine soil water-salt transport of machine-harvested cotton in North Xinjiang by analysing cotton water requirement, water requirement modulus and strength of water in different ways of drip irrigation layout ; Establish the water and salt production function model of machine-harvested cotton based on water requirement characteristics and soil water-salt transport, reveal the influence mechanism of soil water and salinity on the growth and development of machine-harvested cotton under drip irrigation,outline efficient irrigation system regarding water-saving and salt control of machine-harvested cotton. Take scientific irrigation management measures and soil salinity control to machine-harvested cotton,provide theoretical basis and technical support for the sustainable development of cotton production in Xinjiang .

种植模式及灌水方式直接影响到土壤水盐空间分布和作物需水规律，近年来，机采棉种植模式在新疆生产建设兵团得到了大面积的推广应用，但其相应的需水特征及土壤水盐运移规律研究还未得到较好的研究。通过监测不同滴灌布置方式下机采棉农田非饱和土壤水盐动态分布情况，基于土壤水动力学方程，研究棉田水盐垂向与水平运移动力学过程，分析土壤水盐分布特征及影响因素，确定不同滴灌布置方式下机采棉的土壤水盐运移规律；研究分析不同滴灌布置方式下北疆机采棉各阶段需水量、需水模数及需水强度，结合土壤水盐运移规律，确定机采棉的需水规律；基于机采棉需水特征及其水盐运移规律，建立机采棉生育阶段水盐生产函数模型，揭示滴灌条件下土壤水分、盐分对机采棉生长发育影响机理，制定适宜滴灌布置方式下机采棉节水控盐高效灌溉制度，对机采棉农田进行科学灌水管理和土壤盐分调控，为新疆机采棉的可持续发展提供理论依据和技术支撑。

本项目以西北干旱内陆区玛纳斯河灌区机采棉为研究对象，研究不同滴灌布置方式下北疆机采棉需水特征及其水盐运移规律，提出适宜的灌水定额，制定机采棉节水控盐高效灌溉制度。取得主要结论如下：.（1）各处理对应0cm-60cm应脱盐率分别为：54.33%、52.82%、44.78%、44.70%、39.97%、38.88%。0cm-60cm棉花根系层内可以形成明显的淡化脱盐区。.（2）膜下滴灌机采棉全生育期及各阶段的需水量、需水强度随土壤水分下限的升高而不断增加，其全生育期需水量是一个动态变化的量，在花铃期需水量值最大，蕾期次之，吐絮期与苗期最小。不同灌水处理下不同种植模式对棉花需水量及需水强度也不同，M1模式下，机采棉全生育期需水量和需水强度分别为616.81 mm-685.42 mm和1.20-8.24 mm/d；M2模式下，机采棉全生育期需水量和需水强度分别为534.61 mm-599.09 mm和1.06-6.82 mm/d。.（3）通过对机采棉籽棉产量分析发现，机采棉吐絮过程是一个先快后慢过程。各灌水处理第一次采摘产量占59.11-83.64 %，机采棉产量均超过总量的50 %。不同灌水处理对总籽棉产量影响因灌溉下限的不同而存在较大的差异，说明灌溉下限过高或过低均不利于产量的提高。相同灌水控制下限，M1模式与M2模式相比，M2相同处理下产量均高于M1模式。 .（4）试验表明种植模式与灌水处理均会对棉花的产量及水分利用效率产生影响，灌水下限过高，产量虽然较高，但难以得到较高的水分利用效率。考虑膜下滴灌机采棉产量、灌溉水分利用效率及水分利用效率，得出了一膜两管六行种植模式（M1模式）处理所设置各生育阶段的灌水下限，适宜灌溉定额为493.5 mm左右；一膜三管六行种植模式（M2模式）5处理所设置各生育阶段的灌水下限，适宜灌溉定额为445.5 mm左右。