干旱區(qū)棉花灌溉定額及灌溉制度實(shí)驗(yàn)分析

何玉敬，郭龍華

（昌吉水文勘測(cè)局，新疆 昌吉831100）

0 前言

作物在不同生育期需水量不同，對(duì)水分的敏感程度也不同，所以要在作物需水關(guān)鍵期給予充足水分，其他生育期適當(dāng)控水，確定作物的需水關(guān)鍵期在生育期的階段，并提出合理的灌溉定額和灌溉制度，在保證作物產(chǎn)量的情況下，合理利用水資源，達(dá)到節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。為合理開發(fā)利用水資源，以新疆巴音郭楞蒙古自治州棉花作物為例，進(jìn)行灌溉試驗(yàn)，分析干旱區(qū)棉花種植的灌溉定額和灌溉制度。

1 區(qū)域概況

新疆遠(yuǎn)離海洋，深居內(nèi)陸，四周有高山阻隔，海洋氣流不易到達(dá)，形成明顯的溫帶大陸性氣候。氣溫溫差較大，日照時(shí)間充足，降水量少，氣候干燥。新疆巴音郭楞蒙古自治州位于新疆塔里木盆地北緣，地處亞歐大陸中心，新疆腹地，東鄰甘肅省、青海??；南倚昆侖山與西藏自治區(qū)相接；西連和田、阿克蘇地區(qū)；北以天山為界與伊犁、塔城、昌吉、烏魯木齊、吐魯番、哈密等地、州、市相連。試驗(yàn)地地勢(shì)較為平坦，土壤質(zhì)地為沙壤土。

2 實(shí)驗(yàn)方法

以棉花作為試驗(yàn)對(duì)象，設(shè)置10個(gè)試驗(yàn)處理，每個(gè)試驗(yàn)處理設(shè)置不同的灌溉定額和灌溉制度，其他種植條件均一致，在棉花整個(gè)生育期嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案規(guī)定的灌水量和時(shí)間進(jìn)行灌溉。

每個(gè)處理選定單位面積長勢(shì)均勻的試驗(yàn)地，對(duì)選定區(qū)域的棉花產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定內(nèi)容包括測(cè)定區(qū)的株數(shù)、鈴數(shù)、單鈴重，運(yùn)用株數(shù)、鈴數(shù)、單鈴重的乘積作為某一處理的棉花產(chǎn)量。再將測(cè)定的單位面積產(chǎn)量用面積比折算到每畝的產(chǎn)量，得出不同處理的棉花畝產(chǎn)量，見表1。

表1 棉花灌溉試驗(yàn)方案 單位:m3/畝

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)10個(gè)處理的試驗(yàn)結(jié)果，從相同灌溉定額的情況下，不同灌溉制度對(duì)棉花產(chǎn)量的影響和不同灌溉定額對(duì)棉花產(chǎn)量的影響兩個(gè)方面著手分析。

3.1 相同灌溉定額不同灌溉制度對(duì)產(chǎn)量影響分析

表2為灌溉定額為310 m3/畝時(shí)，不同灌溉制度情況下的棉花產(chǎn)量表。表3為灌溉定額為260 m3/畝時(shí)，不同灌溉制度情況下的棉花產(chǎn)量表。表4為灌溉定額為200 m3/畝時(shí)，不同灌溉制度情況下的棉花產(chǎn)量表。

表2 灌溉定額為310 m3/畝時(shí)棉花產(chǎn)量表 單位:m3/畝

表3 灌溉定額為260 m3/畝時(shí)棉花產(chǎn)量表 單位:m3/畝

表4 灌溉定額為200時(shí)不同處理棉花產(chǎn)量表 單位:m3/畝

由表2～表4可知:相同灌溉定額情況下，不同灌溉制度對(duì)棉花的產(chǎn)量會(huì)產(chǎn)生較大影響。從表2可以看出，處理2與處理3產(chǎn)量差距較大。通過對(duì)比處理2與處理3的灌溉制度可以發(fā)現(xiàn):處理2在蕾期未進(jìn)行灌水，花鈴前期灌水多于處理3，由此推出影響處理2與處理3產(chǎn)量差距較大的原因可能在于蕾期或者是花鈴前期灌水量的不同；通過對(duì)比處理4、處理5和處理6的棉花產(chǎn)量，發(fā)現(xiàn)三個(gè)處理的產(chǎn)量差距不是很大，處理4與處理6產(chǎn)量更為接近，并且兩者在蕾期灌水量相同，結(jié)合分析處理2和處理3的結(jié)果可以確定，影響棉花產(chǎn)量的灌水期應(yīng)該為花鈴前期，而蕾期灌水多少對(duì)棉花的產(chǎn)量影響不大。對(duì)比處理4和處理6可以發(fā)現(xiàn)，棉花的吐絮期灌水量對(duì)棉花的產(chǎn)量影響也不大?？梢?，棉花的蕾期和吐絮期不是棉花生育期的主要需水期，可酌情減少灌溉量。對(duì)比處理7，處理8和處理9可以發(fā)現(xiàn)，處理7和處理8產(chǎn)量接近，處理9產(chǎn)量相對(duì)較少。對(duì)比三者灌溉制度可以發(fā)現(xiàn)，處理9在花鈴后期未進(jìn)行灌溉，其余兩者在花鈴后期都進(jìn)行了灌溉，可見，花鈴后期是否及時(shí)灌溉對(duì)棉花的產(chǎn)量影響較大。綜上所述，影響棉花產(chǎn)量的灌水時(shí)間主要在棉花的花鈴前期和花鈴后期?？梢栽诨ㄢ徢捌诤突ㄢ徍笃谶@兩個(gè)生育期酌情增加灌水量，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

3.2 不同灌溉定額對(duì)產(chǎn)量的影響分析

灌溉量為360 m3/畝，灌了6次；灌溉量為310 m3/畝，灌水5次；灌溉量為260 m3/畝，灌水4次；灌溉量為200 m3/畝，灌水3次；灌溉量為150 m3/畝，灌水2次；作物整個(gè)生育階段，灌溉量、灌水次數(shù)影響著產(chǎn)量的高低。不同灌水量情況下對(duì)棉花產(chǎn)量的影響見表5。

表5 不同灌溉定額棉花產(chǎn)量表

根據(jù)表5繪制不同灌水量情況下不同生育期灌溉對(duì)產(chǎn)量影響圖見圖1。

圖1 不同灌溉定額棉花產(chǎn)量圖

由圖1和表5可以發(fā)現(xiàn)，隨著灌溉定額從150 m3/畝逐漸增加，棉花產(chǎn)量也在逐次增加，直到灌溉定額在310 m3/畝，整個(gè)生育期灌水5次時(shí)（蕾期1次、花鈴期4次），作物產(chǎn)量最高，可達(dá)到畝產(chǎn)380 kg。持續(xù)增加灌水量，棉花產(chǎn)量不增反降。結(jié)果表明處理二的灌溉定額和灌溉制度較為合理，可達(dá)到棉花畝產(chǎn)最高的結(jié)果，由處理二可見，作物花鈴期不適宜虧缺灌溉，吐絮期可適當(dāng)控水，蕾期可不灌溉。

圖2 棉花產(chǎn)量與生育期灌水量的回歸關(guān)系

圖2為棉花產(chǎn)量與生育期灌水量的回歸關(guān)系圖，由圖2可以看出，棉花并不是隨著灌水量的增加產(chǎn)量也會(huì)一直增加。棉花整個(gè)生育期灌水量與產(chǎn)量呈多項(xiàng)式關(guān)系，當(dāng)灌水量達(dá)到362.3 m3/畝時(shí)，棉花產(chǎn)量達(dá)到最高374.6kg/畝。灌水量大于362.3 m3/畝時(shí)產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，整體趨勢(shì)呈拋物線狀，經(jīng)回歸分析，棉花產(chǎn)量與生育期灌水量密切相關(guān)，其變化呈拋物線負(fù)相關(guān)，回歸式為:

棉花前期氣溫低，植株小，騰發(fā)量少，則需水量就小?；ㄢ徠谑敲藁ㄐ杷叻迤冢葱杷R界期，這時(shí)氣溫高，植株高大，葉片茂盛，騰發(fā)量最大。作物需水量也相應(yīng)地最大，需水強(qiáng)度也達(dá)到最大值，后期由于氣溫逐漸降低，植株逐漸衰老，葉面蒸騰減少，需水量也就相應(yīng)減少。因此，棉花需水敏感期期為花鈴期，其次為蕾期、吐絮期與苗期。而灌水的關(guān)鍵時(shí)期為花鈴期。

4 結(jié)語

通過對(duì)新疆巴音郭楞蒙古自治州棉花作物進(jìn)行灌溉試驗(yàn)得出:1)棉花的主要需水期為花鈴期。蕾期和吐絮期可適當(dāng)控水，花鈴期適當(dāng)增加灌水量可保證棉花生長狀況良好，最終達(dá)到提高畝產(chǎn)的目的；2)從棉花產(chǎn)量的實(shí)測(cè)值可以看出棉花的全生育期灌水量達(dá)到310 m3/畝時(shí)，棉花產(chǎn)量達(dá)到最高，持續(xù)增加灌溉量不會(huì)明顯的增加棉花的產(chǎn)量，可以合理控制棉花生育期的灌溉水量，達(dá)到節(jié)約農(nóng)業(yè)用水量，合理優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)用水效率的目的。