杜江濤，張 楠，龔珂寧，黃炳川，楊瑩攀，王興鵬

（1.塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，新疆阿拉爾843300；2.塔里木大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾843300）

0 引 言

棉花是新疆農(nóng)業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，棉花種植面積穩(wěn)定在250萬(wàn)hm2左右，占全國(guó)棉花產(chǎn)量的比重高達(dá)80%［1］。新疆屬于極端干旱的地區(qū)［2］，全疆水資源的總量為793 億m3，每1 萬(wàn)km2占有水量?jī)H為4.96 億m3，為全國(guó)平均占有量的18%左右［3］。新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)用水需求量巨大，占全疆用水總量的90%以上［4］。因此，探尋出適合當(dāng)?shù)孛藁ǖ墓喔戎贫龋?］可以緩解南疆地區(qū)水資源用量日趨緊張的狀況，也可以滿(mǎn)足建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求［6］，為促進(jìn)新疆社會(huì)穩(wěn)定與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。針對(duì)新疆南疆地區(qū)棉花灌溉制度的研究已有許多，王峰等［7］人研究發(fā)現(xiàn)，在南疆棉花一膜兩帶六行的種植模式下，適宜的灌溉制度是灌溉定額300 mm 和生育期內(nèi)灌水12 次的組合。劉翔等［8］人研究發(fā)現(xiàn)在棉花蕾期采用80%作物蒸發(fā)蒸騰量ETc的灌水，其他生育期充分灌溉的方法，可保證棉花產(chǎn)量并提高灌溉水利用效率。適合的灌水定額和灌溉頻率對(duì)于棉花的生長(zhǎng)和產(chǎn)量有促進(jìn)作用［9］，但常規(guī)灌溉系統(tǒng)均采用人工通過(guò)控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)進(jìn)行灌溉，農(nóng)戶(hù)通常不能很好地對(duì)灌水條件進(jìn)行判斷，另外受傳統(tǒng)“多水多產(chǎn)”思維的影響，種植戶(hù)往往不能?chē)?yán)格按照研究所得的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行灌溉，經(jīng)常人為延長(zhǎng)灌溉時(shí)間和灌水量，最終導(dǎo)致棉花滴灌系統(tǒng)運(yùn)行異常，難以達(dá)到預(yù)期節(jié)水增產(chǎn)的目的［10，11］。

田間作物灌溉決策指標(biāo)一般包括土壤水分、植物生理特征和氣象指標(biāo)三大類(lèi)［12］。國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者圍繞著土壤水分和植物生理特征來(lái)判斷灌溉［13-15］，但其灌溉的決策指標(biāo)主要集中在某一個(gè)體去反映作物整體的水分情況或受脅迫的程度，難以測(cè)量植物間的個(gè)體差異性，而且作物水分測(cè)量?jī)x器的測(cè)量范圍小、價(jià)格高昂及設(shè)備穩(wěn)定性較差，在實(shí)際生產(chǎn)中難以大規(guī)模的應(yīng)用和指導(dǎo)灌溉制度［16］。氣候的變化對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都將產(chǎn)生較大的影響，它決定了作物在本時(shí)段內(nèi)的蒸騰量的大小，會(huì)導(dǎo)致作物耗水情況發(fā)生變化，有時(shí)還會(huì)有降水所產(chǎn)生的波動(dòng)，會(huì)引起灌溉需水量發(fā)生變化［17］。通常一個(gè)氣象站可覆蓋方圓50 km 的范圍，且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或氣象站來(lái)獲取氣象信息相對(duì)容易［18］。蒸散作為唯一在地表能量平衡和水量平衡中都出現(xiàn)的因素，是連接生態(tài)與水文過(guò)程的重要紐帶［19］，可作為制定農(nóng)田灌溉計(jì)劃的關(guān)鍵指標(biāo)［20］。本試驗(yàn)運(yùn)用單作物系數(shù)法計(jì)算棉田每日的作物蒸發(fā)蒸騰量，通過(guò)棉田每日作物蒸發(fā)蒸騰量與降水量的差值作為灌溉的決策指標(biāo)，通對(duì)設(shè)置不同灌水時(shí)間和灌水定額的組合，研究不同灌水處理對(duì)土壤水分變化、棉花生長(zhǎng)情況及產(chǎn)量的影響，以期得到適合南疆棉花膜下滴灌的灌溉管理方案，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)灌溉自動(dòng)化提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)分別于2019年4-10月和2020年4-10月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師水利局水土保持試驗(yàn)站進(jìn)行（81°2′E，40°6′N(xiāo)，海拔1 014 m）。試驗(yàn)區(qū)多年平均氣溫為11 ℃，年蒸發(fā)量約為2 100 mm，年降水量約為50 mm，年日照時(shí)數(shù)約為3 000 h，無(wú)霜期約為180～220 d，試驗(yàn)區(qū)地下水埋深約為4 m。土壤物理參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)區(qū)土壤物理參數(shù)Tab.1 Soil physical properties of the experimental station

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)樊凱等［21］人研究發(fā)現(xiàn)，以棉田每日作物蒸發(fā)蒸騰量與降水量差值（ETC-P）為基礎(chǔ)進(jìn)行灌溉，當(dāng)（ETC-P）累計(jì)達(dá)到30 mm 時(shí)灌溉，設(shè)置0.8、1.0 和1.2 倍的（ETC-P）作為灌水定額。綜合產(chǎn)量和水分利用效率等因素，最佳的灌水定額為1.2倍的（ETC-P），即灌水定額為36 mm。本次試驗(yàn)在前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，通過(guò)設(shè)置不同的灌水時(shí)間和灌水定額的組合，探究其對(duì)土壤水分變化、棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響。

本試驗(yàn)種植的棉花品種為“新陸中46 號(hào)”。灌溉工作自蕾期開(kāi)始（2019年6月19日，2020年6月10日），試驗(yàn)灌水時(shí)間設(shè)置3 個(gè)水平，分別為當(dāng)棉田每日作物蒸發(fā)蒸騰量與降水量差值(ETC-P）累計(jì)達(dá)到25、30 和35 mm 時(shí)進(jìn)行灌水，對(duì)應(yīng)的灌水定額設(shè)置為ETC-P的1.2 倍，即T1：25 mm×1.2=30 mm、T2：30 mm×1.2=36 mm 和T3：35 mm×1.2=42 mm，共計(jì)3 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共9個(gè)小區(qū)，不同處理實(shí)際灌水情況見(jiàn)表2。

表2 不同處理實(shí)際灌水情況Tab.2 Actual irrigation of different treatments

氣象信息數(shù)據(jù)由架設(shè)在試驗(yàn)田邊上是HOBO 自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站獲取，計(jì)算過(guò)程參考SL13-2015《灌溉實(shí)驗(yàn)規(guī)范》進(jìn)行。2019年和2020年逐日最高溫、最低溫、太陽(yáng)輻射和降雨量如圖1所示。

圖1 2019年和2020年氣棉花生育期內(nèi)氣象數(shù)據(jù)Fig.1 Meteorological data during the cotton growing season in 2019 and 2020

作物蒸發(fā)蒸騰量ETc采用FAO-56 推薦的單作物系數(shù)法計(jì)算，公式如下所示：

參考作物需水量ET0采用FAO-56 修正并推薦的Penman-Monteith公式計(jì)算。公式如下所示：

式中：ET0為參考作物需水量，mm；Rn為凈輻射量，MJ/（m2?d）；G為土壤熱通量，MJ/（m2?d）；γ為濕度計(jì)常數(shù)，kPa/°C；T為空氣平均溫度，°C；u2為地面以上2 m高處的風(fēng)速，m/s；es為空氣飽和水氣壓，kPa；ed為空氣實(shí)際水氣壓，kPa；Δ為溫度—飽和水汽壓關(guān)系曲線上T處的切線斜率，kPa/°C。

作物系數(shù)Kc將FAO-56 給定的參考值，根據(jù)試驗(yàn)地氣象條件（風(fēng)速、相對(duì)濕度）、作物高度和覆膜情況進(jìn)行本地化調(diào)整［18］。

棉花種植模式為一膜兩帶六行，棉花行距（66+10）cm，株距10 cm，滴灌覆膜種植，見(jiàn)圖2 所示。滴灌帶選用單翼迷宮式滴灌帶，規(guī)格為Φ16，滴頭間距30 cm，額定流量為3.0 L/h，工作壓力為0.1 MPa。施肥標(biāo)準(zhǔn)按照1 200 kg/hm2隨水施用滴灌專(zhuān)用肥，噴施農(nóng)藥及其他日常管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)相同。

圖2 滴灌帶布置及種植模式（單位：cm）Fig.2 Schematic diagram of cotton planting pattern and drip irrigation belt

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法

（1）株高的測(cè)定。在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選出長(zhǎng)勢(shì)均勻的3 株棉花作標(biāo)記，自棉花蕾期開(kāi)始，每隔10 d 用尺子測(cè)量棉花株高。

（2）生物量的測(cè)定。在棉花每個(gè)生育期末，從各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選3 株棉花，分別摘取出棉花的莖、葉和蕾鈴部分，先用烘箱105 ℃殺青30 min，后用75 ℃烘干至恒重，稱(chēng)取棉花各部分的干物質(zhì)質(zhì)量。

（3）土壤含水率測(cè)定。將EM 50 土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在各試驗(yàn)小區(qū)中部棉花株間位置，探頭埋設(shè)深度為10、20、40、60 和80 cm。每個(gè)生育期末用取土烘干法測(cè)定棉花株間的土壤含水率，并用來(lái)對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)

（4）棉花耗水量。棉花耗水量（ET）采用水量平衡法計(jì)算，如公式（3）。

式中：ET為在一定時(shí)段內(nèi)棉田的騰發(fā)耗水，mm；ΔS為0.8 m 土層內(nèi)土壤含水量在時(shí)段初末的變化量，mm；P為棉田獲得的有效降雨補(bǔ)給量，mm；I為在一段時(shí)段內(nèi)棉田獲得的灌溉水補(bǔ)給量，mm；G為地下水補(bǔ)給量，mm；R0為地表徑流量，mm；DP為時(shí)段內(nèi)的深層滲漏量，mm。

（5）產(chǎn)量測(cè)定。在棉花收獲期，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)框選出3個(gè)2.33 m×2 m 的樣方，隨機(jī)摘取100 朵棉花和摘取樣方中剩余吐絮棉花，同時(shí)記錄樣方棉花株數(shù)和未吐絮鈴數(shù)，棉花總產(chǎn)量計(jì)算式為：

式中：Y為棉花總產(chǎn)量，t/hm；np為單株棉鈴數(shù)，個(gè)/株；w為單鈴質(zhì)量，g；ρ為種植密度，株/m2。

（6）水分利用效率。水分利用效率WUEET和WUEI分別按照公式（4）和（5）計(jì)算。

式中：y表示籽棉的產(chǎn)量，kg/hm2；I為生育期內(nèi)對(duì)棉田的灌溉水補(bǔ)給量，m3/hm2；ET為實(shí)際耗水量，mm。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理的土壤水分變化

用0～40 cm 土層所測(cè)得的土壤含水率作為棉花主根區(qū)的土壤平均含水率［22］，不同灌水處理棉花在生長(zhǎng)過(guò)程中主根區(qū)的土壤含水率變化如圖3所示。在2019年和2020年試驗(yàn)中，土壤含水率波動(dòng)與各處理灌水頻率保持一致，每次灌水前土壤含水率都處于相對(duì)低點(diǎn)，灌水后迅速增加，從圖中土壤含水率波峰的高度可以直觀反映出單次灌水定額的大小，其中T3處理波峰高度最大，T2處理次之，T1處理波峰高度最小。進(jìn)入蕾期后，3 個(gè)處理開(kāi)始灌水工作，前期因?yàn)镋T0和Kc值較小，各處理灌水時(shí)間間隔較長(zhǎng)，波峰之間間隔較遠(yuǎn)。當(dāng)進(jìn)入花鈴期后，隨著氣溫的不斷升高，ET0和Kc值的變大，使得灌水頻率逐漸加快，此時(shí)波峰之間的距離明顯變近，各灌水處理的灌水頻率也逐漸趨于穩(wěn)定。

圖3 2019年和2020年各處理主根區(qū)土壤水分動(dòng)態(tài)圖Fig.3 Soil water dynamic in main root zone of each treatment in 2019 and 2020

棉田土壤含水率會(huì)受到灌水定額、降雨以及作物蒸發(fā)蒸騰的影響，為了探究不同灌水處理對(duì)土壤水分分布情況的影響，分別選取了棉花苗期末、蕾期末、花鈴前期和花鈴后期0～80 cm土層剖面土壤含水率分布情況進(jìn)行分析。圖4 為2019 和2020年各灌水處理處理在不同生育期末土壤含水率剖面分布圖。在2019年試驗(yàn)中，不同生育期末各灌水處理的土壤含水率隨著土層深度的增加呈現(xiàn)出先增大后降低的變化趨勢(shì)，土壤含水率在0～40 cm 土層的變化幅度較大，在土層60 cm 處達(dá)到峰值，隨后呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，土壤含水率在土層80 cm 處基本保持穩(wěn)定。滴灌是一種局部浸潤(rùn)的灌溉方式，土壤水分縱向波動(dòng)主要發(fā)生在土層60 cm 以上的區(qū)域［23］，有研究發(fā)現(xiàn)棉花在膜下滴灌條件下，0～40 cm 的土層作為棉花的主根區(qū)集中了棉花85%的根系［24］，土壤含水率受棉花根系吸水和上層土壤易被蒸發(fā)等因素影響波動(dòng)較大，使得土壤含水率在土層60 cm 處達(dá)到峰值。隨著土壤深度的增加，土壤中黏粒所占比降低，土壤持水性也隨之下降，加之受滴灌條件和灌水定額的影響，在60～80 cm 土層中土壤含水率逐漸降低。T3處理因灌水定額最大，0～60 cm土層的土壤含水率在各棉花生育期末均大于其他兩個(gè)處理。2020年棉田土壤含水率剖面分布情況與2019年基本一致，土壤含水率先隨土層深度的增加而增加，在土層深度為60 cm 處達(dá)到最大值后逐漸降低，土層深度為0～60 cm 時(shí)，土壤含水率與灌水定額成正相關(guān)關(guān)系。不同年份因氣候等因素影響，作物的耗水情況有些差異，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)致不同年份的土壤含水率變化也有些差異。

圖4 2019年和2020年各處理不同生育期末土壤含水率剖面分布圖Fig.4 Map of average soil water content profiles of each treatment at different growth stages in 2019 and 2020

2.2 不同灌水處理的耗水規(guī)律

不同灌水處理下棉花蕾期及花鈴期耗水規(guī)律如表3 所示。在棉花蕾期時(shí)，2019年試驗(yàn)各灌水處理耗水強(qiáng)度在4.19～4.83 mm/d 之間，2020年試驗(yàn)各灌水處理耗水強(qiáng)度在3.16～3.92 mm/d之間?；ㄢ徠谑敲藁ㄉL(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期和需水的高峰期，充足的土壤水分對(duì)于棉花保蕾、成鈴都起著重要的作用。進(jìn)入花鈴期后，棉花生長(zhǎng)因營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并存，因此對(duì)于水分的消耗量也達(dá)到了頂峰，2019年和2020年試驗(yàn)其日耗水強(qiáng)度值分別為5.73～5.99 mm/d 和3.76～4.65 mm/d。兩年試驗(yàn)棉花總耗水量隨灌溉定額的增加而增加，各處理總耗水量的大小關(guān)系為T(mén)3＞T2＞T1。

表3 2019年和2020年不同處理的棉花耗水規(guī)律Tab.3 Water consumption of cotton under different treatments in 2019 and 2020

2.3 不同灌水處理對(duì)株高的影響

株高是判斷棉花發(fā)育情況的重要指標(biāo)之一，2019年和2020年在棉花生育期內(nèi)不同灌水處理對(duì)株高的影響見(jiàn)圖5。通過(guò)2019年和2020年兩年試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同灌水處理棉花株高生長(zhǎng)趨勢(shì)基本保持一致，前期株高快速增長(zhǎng)，后期增長(zhǎng)幅度趨于平緩。在2019年試驗(yàn)中，播種后81 d 棉花株高增長(zhǎng)速度較快，株高日均增長(zhǎng)量在0.65 cm/d 以上。蕾期末各灌水處理棉花株高分別為T(mén)1=54.6 cm，T2=0.61 cm 和T3=65 cm。進(jìn)入花鈴期后棉花生長(zhǎng)從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主轉(zhuǎn)向以生殖生長(zhǎng)為主，加之在2019年7月20日無(wú)人機(jī)噴藥打頂之后，棉花株高停止增長(zhǎng)。2020年各處理棉花株高生長(zhǎng)趨勢(shì)與2019年試驗(yàn)結(jié)果相似，出苗后90 d棉花株高增長(zhǎng)較快，棉花株高日均增長(zhǎng)量在0.61 cm/d以上。蕾期末各灌水處理棉花株高分別為T(mén)1=54.7 cm，T2=56.3 cm 和T3=59.2 cm，T3處理比T1處理株高高7.60%。在2020年7月22日無(wú)人機(jī)噴藥打頂后，棉花株高幾乎不再增加。通過(guò)以上兩年試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，較高的灌水定額可以提高棉花生長(zhǎng)速度和株高，促進(jìn)棉花生長(zhǎng)。

圖5 2019年和2020年不同處理間株高變化過(guò)程Fig.5 Plant high under different treatments in 2019 and 2020

2.4 不同灌水處理對(duì)干物質(zhì)的影響

棉花各部分干物質(zhì)總質(zhì)量可反映出水分對(duì)光合產(chǎn)物合成和運(yùn)輸?shù)挠绊懀煌嗨幚砻藁ǜ魃谀┑厣细晌镔|(zhì)質(zhì)量如圖6所示。棉花地上部分干物質(zhì)總量隨著棉花的生長(zhǎng)發(fā)育不斷增加，在2019年試驗(yàn)中，棉花處于苗期和蕾期時(shí)，主要以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，不同處理莖葉干物質(zhì)量占地上部干物質(zhì)總量為78%～100%。進(jìn)入花鈴期后，棉花主要以生殖生長(zhǎng)為主，不同處理蕾鈴干物質(zhì)量占地上部干物質(zhì)總量為61%～69%，棉花生長(zhǎng)至花鈴后期，T3處理干物質(zhì)積累量最大，較T1和T2處理分別增加了8%和4%。T1處理蕾鈴干物質(zhì)量最大，T2處理次之，T3處理最小。在2020年試驗(yàn)中，苗期和蕾期不同處理莖葉干物質(zhì)量占地上部干物質(zhì)總量為85%～100%。進(jìn)入花鈴前期，棉花主要以生殖生長(zhǎng)為主，不同灌水處理蕾鈴干物質(zhì)量占地上部干物質(zhì)總量為39%～74%，至花鈴后期，T3處理干物質(zhì)積累量最大，T2處理次之，T1處理最小。蕾鈴干物質(zhì)量分別為T(mén)1=241.64 g，T2=232.61 g和T3=183.79 g，T1處理較T2處理和T3處理分別增加了3.87%和31.47%。由兩年試驗(yàn)可知，較大的灌水定額對(duì)棉花地上部分干物質(zhì)總量有促進(jìn)作用，花鈴后期棉花蕾鈴干物質(zhì)量是影響最終棉花產(chǎn)量的重要影響因素，高頻次灌溉和小灌水定額的組合可以提高棉花花鈴后期蕾鈴的干物質(zhì)量。

圖6 2019年和2020年不同處理的地上干物質(zhì)積累量Fig.6 Top biomass weights under different treatments in 2019 and 2020

2.5 不同灌水處理對(duì)產(chǎn)量的影響

影響棉花產(chǎn)量的主要因素有單鈴質(zhì)量和單株鈴數(shù)，其中單株鈴數(shù)對(duì)產(chǎn)量影響最大，單鈴質(zhì)量次之。表4 列出了2019年和2020年不同灌水處理棉花的構(gòu)成因子及水分利用效率。由表4可知，兩年試驗(yàn)各處理單鈴質(zhì)量均無(wú)顯著差異，說(shuō)明試驗(yàn)設(shè)置的3 種灌溉頻率對(duì)單鈴質(zhì)量的影響較小，而單株鈴數(shù)則隨著灌溉頻率的增加而增加，其中T1和T2處理之間差異不顯著，但顯著高于T3處理。2019年各處理籽棉產(chǎn)量分別為T(mén)1=6.57 t/hm2、T2=6.50 t/hm2及T3=6.07 t/hm2，2020年試驗(yàn)各處理籽棉產(chǎn)量分別為T(mén)1=6.81 t/hm2、T2=6.83 t/hm2和T3=6.09 t/hm2，T1及T2處理產(chǎn)量差異不顯著，T3處理產(chǎn)量最低。水分利用效率隨著灌溉定額和總耗水量的增加而減少，T1處理水分利用效率最高，達(dá)顯著水平。

表4 2019年和2020年不同處理棉花產(chǎn)量構(gòu)成因子及水分利用效率Tab.4 Cotton yield components and irrigation water use efficiency under different treatment in 2019 and 2020

3 討 論

棉花的生長(zhǎng)情況和產(chǎn)量與灌水頻率和灌水定額緊密相關(guān)［23］。棉花的株高、干物質(zhì)量是棉花在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)量形成的重要條件［25］，在2019年和2020年兩試驗(yàn)中，T3處理的株高和干物質(zhì)質(zhì)量均為最高，但產(chǎn)量卻是3個(gè)處理中最低的，造成這樣的原因是由于棉花缺水導(dǎo)致棉鈴過(guò)早吐絮，莖稈干物質(zhì)占比加大，導(dǎo)致生殖器官光合產(chǎn)物累積不足，致使棉花單鈴重降低，造成產(chǎn)量降低［26］。T1與T3處理相比，T1處理雖然灌水定額最小，但通過(guò)提高灌溉頻率，使棉花單株結(jié)鈴數(shù)增加，不僅提高了棉花產(chǎn)量，也獲得了較高的水分利用效率。這與劉新永等［27］和高龍等［28］人的研究發(fā)現(xiàn)中高頻率的灌溉可以提高土壤中的含水量，在棉花生長(zhǎng)過(guò)程中降低受旱程度，有利于棉花根系水分吸收，進(jìn)而促進(jìn)棉花生長(zhǎng)的結(jié)論一致［29］。

適度的虧缺灌溉能夠提高棉花產(chǎn)量和灌溉水利用效率［8，30］。目前南疆地區(qū)膜下滴灌棉花普遍的灌溉定額為400 mm 左右［7，31，32］，平均產(chǎn)量為6.06 t/hm2［33］。兩年試驗(yàn)中T1處理的產(chǎn)量分別為6.57 t/hm2和6.83 t/hm2，與常規(guī)灌溉制度相比，灌溉定額降低了17.5%左右，產(chǎn)量提高了8.42%～12.71%左右，說(shuō)明在南疆地區(qū)棉花膜下滴灌依據(jù)單作物系數(shù)法來(lái)指導(dǎo)灌溉，通過(guò)設(shè)置當(dāng)棉田每日作物蒸發(fā)蒸騰量與降水量的差值（ETC-P）累計(jì)達(dá)到25 mm 開(kāi)始灌溉，灌水定額30 mm 和生育期內(nèi)灌水次數(shù)為11 的組合，可以在保證穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)的情況下，進(jìn)一步降低灌溉定額。這與王軍等［34］得出新疆地區(qū)棉花膜下滴灌條件下優(yōu)化的灌溉定額為280～307 mm 的結(jié)論和林濤等［35］提出的高頻灌溉能降低無(wú)效耗水，提升水分利用效率的結(jié)論相近。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）以ETC-P為基礎(chǔ)進(jìn)行灌溉，不同灌水處理對(duì)棉花生長(zhǎng)情況有著明顯的影響。較高的灌溉定額可以促進(jìn)棉花的株高和干物質(zhì)總質(zhì)量，如T3處理棉花株高及干物質(zhì)總質(zhì)量均高于T1及T2處理。

（2）通過(guò)單作物系數(shù)法指導(dǎo)南疆地區(qū)棉花膜下滴灌，小灌水定額和高頻率的組合，能使提高棉花單株結(jié)鈴數(shù)，進(jìn)而提高產(chǎn)量。如T1處理比T3處理單株結(jié)鈴數(shù)多5.98%～7.56%，產(chǎn)量提高了7.56%～8.24%。水分利用效率隨著灌溉定額和總耗水量的增加而減少，其中T1處理最高，T2處理次之，T3處理最小。

（3）綜合兩年田間試驗(yàn)的灌水量、棉花產(chǎn)量和水分利用效率等因素考慮，通過(guò)單作物系數(shù)法指導(dǎo)南疆地區(qū)棉花膜下滴灌，當(dāng)棉田每日作物蒸發(fā)蒸騰量與降水量的差值（ETC-P）累計(jì)達(dá)到25 mm 時(shí)開(kāi)始灌溉、灌水定額為30 mm 和在棉花生育期內(nèi)灌水11 次的組合，可以提高棉花產(chǎn)量和水分利用效率，推薦用于南疆地區(qū)棉花膜下滴灌的灌溉管理。 □