雷成霞 魏 闖 王振華

（1.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運(yùn)城 044004；2.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院 新疆石河子 832000）

0 引言

習(xí)近平總書記在保障水安全問(wèn)題講話中，提煉出新時(shí)期治水方針:“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”。對(duì)于“農(nóng)業(yè)節(jié)水優(yōu)先”如何實(shí)現(xiàn)？主要采取灌區(qū)節(jié)水改造，作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，田間高效節(jié)水等措施，進(jìn)一步提高水分生產(chǎn)利用率。棉花移栽地下滴灌技術(shù)，就是將地下滴灌和無(wú)膜移栽棉花技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅避免了因覆膜引起的環(huán)境污染，而且還能將兩者的集成效益充分發(fā)揮出來(lái)，使作物產(chǎn)量和水分利用效率達(dá)到最佳[1-3]。已有學(xué)者對(duì)地下滴灌無(wú)膜移栽技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，主要包括移栽時(shí)間，種植模式、灌水要素、需水量等對(duì)作物生理形狀和產(chǎn)量的影響[4-13]，而對(duì)緩苗期灌水量研究較少，棉花能否成活以及后期產(chǎn)量的高低，與其有直接關(guān)系，這也是本文的研究意義所在。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

分別于2009年3月至2009年10月，2010年4月至2010年10月，均在石河子大學(xué)節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)試驗(yàn)站，進(jìn)行了為期兩年的試驗(yàn)。試驗(yàn)站所處位置:石河子市西郊農(nóng)試場(chǎng)二連，海拔412 m。試驗(yàn)土壤為中壤土，地下水埋深大于10 m。按照由淺到深測(cè)坑0～100 cm土層深度，每30 cm的土壤平均容重分別為1.489、1.637 和 1.490 g/cm3，田間持水率為 30.22%（體積百分比）。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

文中用NFT-SDI表示地下滴灌無(wú)膜移栽棉花，測(cè)坑布置如圖1所示。試驗(yàn)測(cè)坑共六個(gè)，大小均為:長(zhǎng)2 m，寬2 m，深度2 m，并在試驗(yàn)前對(duì)其底部和四周側(cè)壁，進(jìn)行防滲處理。試驗(yàn)所用滴灌帶澳大利亞TTape，屬于NFT-SDI專用滴灌帶，埋設(shè)于地表以下35 cm處。兩條滴灌帶之間的距離為90 cm，兩個(gè)滴頭之間的距離為30cm，單個(gè)滴頭的流量為0.97～1.16L/h。試驗(yàn)種植棉花品種為惠遠(yuǎn)710，行內(nèi)棉花之間的距離（株距）為10 cm，種植方式行距為30 cm×60 cm×30 cm。試驗(yàn)中供水系統(tǒng)為水泵加壓，隨水施肥。

觀測(cè)記錄緩苗期不同灌水量對(duì)棉花各個(gè)生育階段的生理參數(shù)及產(chǎn)量的影響，并采用美國(guó)CPN公司生產(chǎn)的USA CPN503DR.127型中子儀和烘干法監(jiān)測(cè)土壤水分狀況。

率定中子計(jì)數(shù)與土壤體積含水率的對(duì)應(yīng)關(guān)系:

式中:y——土壤體積含水率，%；

x——中子數(shù)。

圖1 地下滴灌示意圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

表1 各個(gè)測(cè)坑對(duì)應(yīng)的灌水量

2.1 各個(gè)測(cè)坑對(duì)應(yīng)的灌水處理（每個(gè)處理重復(fù)3次）

2.2 緩苗期不同灌水處理對(duì)棉花成活率的影響

從表2可以看出，移栽后灌水量的多少與棉花的成活有直接關(guān)系。總的趨勢(shì)，灌水量越多的處理，棉花的成活率越高。經(jīng)比較可得，灌水量最大為52 mm的處理3和處理4，棉花的成活率最高，比處理5和6分別增加19.4%和17.3%，比處理2增加16.3%，比處理1增加3.1%。灌水量為52 mm（處理3、4）和45 mm（處理1），棉花的成活率相差較小。

表2 各處理棉花成活率（按667 m2計(jì)）

2.3 緩苗期內(nèi)各處理土壤水分變化

緩苗期土壤水分的多少，直接關(guān)系棉花度過(guò)緩苗期時(shí)間長(zhǎng)短及后期生長(zhǎng)。由圖2可知，各處理土壤水分含水率整體變化趨勢(shì)基本一致，灌水前一天較小，灌水一天后土壤含水率有所增加，灌水三天后土壤水分又逐漸減小，基本與灌水前一天相接近。NFT-SDI緩苗期不同灌水處理的土壤含水率在剖面隨深度變化的幅度不同，以土壤含水率在距地表60 cm處（滴灌帶的下方25 cm附近）最高。灌水后一天，土壤水分隨深度的變化，處理4比處理1，2和6都明顯，且幅度較大，這與其灌水量最多有關(guān)。灌水后三天，各處理土壤含水率在40～80 cm下降的幅度較大，也是根系所在的主要位置。此外，灌水后一天處理2表層20 cm處的土壤含水率大于其他處理，這與灌水前土壤的水分有關(guān)。

圖2 不同處理土壤水分隨深度的變化

2.4 各處理的地溫變化

緩苗期（即移栽后）進(jìn)行適量灌水，合理控制土壤含水量，以水調(diào)溫，使土壤含水率和地溫盡可能地達(dá)到最佳耦合，更利于棉苗盡早渡過(guò)緩苗期，快速生長(zhǎng)。一般而言，土壤灌水時(shí)，地溫會(huì)明顯下降，含水量較多的土壤，其溫度變化越穩(wěn)定，不同土層深度的地溫變幅較小，不同深度土層間的溫差也較小。灌水量較小的土壤，本身土壤溫度較高，而在棉花未渡過(guò)緩苗期時(shí)，絕大部分水分用于土壤表層蒸發(fā)，土壤蓄水量很小，不利于棉苗成活。從圖3可以看出，各處理地溫隨深度變化，均從日出之時(shí)逐漸升高，至下午16:00時(shí)左右達(dá)到最大，此后隨時(shí)間的推移逐漸降低。日變化表層最大，這與太陽(yáng)直射以及地表先受熱有關(guān)，白天表層地溫高于底層的地溫，夜間地溫高于表層。此外，對(duì)于25 cm處各處理的地溫在22:00時(shí)，呈現(xiàn)穩(wěn)定或亦有上升的趨勢(shì)，各處理的地溫隨土層深度變化逐漸減少，在一定深度時(shí)趨于穩(wěn)定，這與氣溫和土壤水分有一定的關(guān)系。

圖3 不同處理地溫隨時(shí)間的變化

2.5 不同灌水處理的棉花產(chǎn)量

棉花全生育期總灌溉定額和灌水次數(shù)一致，而緩苗期灌水量不同，由圖4可得，棉花的籽棉和皮棉產(chǎn)量，處理1（灌水量為45 mm）最高，處理6（灌水量為28 mm）最低，處理1和處理4相差不大。以籽棉產(chǎn)量為例比較，處理 1 比處理 2，3，4，5，6 分別高 389、192、225、550、577 kg/hm2。同等條件下，比處理 2（灌水量為37 mm）增加6.3%，比處理3和4（灌水量為52 mm）分別增加3.1%和3.6%，比處理5和6（灌水量28 mm）分別增加8.9%和9.3%。對(duì)比緩苗期不同灌水量對(duì)棉花全生育進(jìn)程生理形狀的影響，尤其是產(chǎn)量的比較，綜合考慮水分利用率的情況下，緩苗期灌水45 mm（處理1）更利于棉苗后期的生長(zhǎng)發(fā)育。

圖4 不同處理棉花籽棉和皮棉產(chǎn)量

3 結(jié)論及建議

對(duì)于NFT-SDI而言，移栽后棉苗能否成活，直接關(guān)系到棉花后期的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的高低，而緩苗期灌水量的多少是關(guān)鍵因素。灌水量45 mm的處理，棉苗的成活率與灌水量52 mm的處理相差較小，為3.1%，土壤溫度變化相對(duì)穩(wěn)定，不同土層深度的地溫和溫差變幅比較穩(wěn)定。棉花全生育期灌溉定額為450 mm，灌水次數(shù)為16次，處理1最終籽棉和皮棉產(chǎn)量最高，綜合考慮水分利用率的情況下，灌水量為45 mm更利于棉苗盡早渡過(guò)緩苗期和高產(chǎn)量的獲得。為了進(jìn)一步推廣應(yīng)用NFT-SDI，后期還應(yīng)廣泛進(jìn)行大田試驗(yàn)和模型數(shù)據(jù)驗(yàn)證。