干播濕出棉田正封土、側封土效果對比

摘 要：【目的】比較干播濕出條件下棉田正封土和側封土的應用效果，分析適宜新疆阿克蘇地區土壤類型和光熱條件的干播濕出封土方式?！痉椒ā坎捎猛耆S機試驗設計，干播濕出條件下分正封土和側封土2個處理，探索不同封土方式對土壤溫度、濕度、出苗率、苗期地上部單株干物質重、株高、主莖莖粗、土壤總鹽空間分布、產量及其構成因子的影響?；谧儺愊禂禉嘀氐哪：C合評價法評價不同封土方式的11個性狀?！窘Y果】與側封土相比，苗期正封土土壤日平均溫度提高1.2℃、土壤日平均濕度始終保持在100%，出苗率提高13.7%，苗期地上部單株干物質重、株高、主莖莖粗均增加，667m²籽棉產量提高15.4 kg、單株鈴數多1.58個、單鈴重減輕0.1 g，衣分差別不大，產量及其構成因子差異不顯著；正封土在0～10 cm、10～20 cm的種穴土壤脫鹽率較側封土分別低6.2%、6.8%；正封土、側封土在0～10 cm和10～20 cm的土壤總鹽含量均表現為窄行（滴灌帶下）＜種穴＜寬行＜交接行，同一耕層深度下滴水后的土壤總鹽含量小于滴水前，0～10 cm的土壤總鹽含量小于10～20 cm；出苗率與窄行（滴灌帶下）的土壤總鹽含量呈顯著負相關；正封土、側封土播種模式下，出苗率與窄行（滴灌帶下）的土壤總鹽含量X的曲線回歸方程分別為Y=117.035 6X^{0.389 8}、Y=282.631 4X^{-0.852 1}；正封土在土壤溫濕度、出苗率、脫鹽率、苗期棉株主要農藝性狀、產量及其構成因子11個性狀上的綜合表現優于側封土?！窘Y論】土壤質地為黏土的棉田，在干播濕出條件下適合用正封土。

關鍵詞：棉花；干播濕出；正封土；側封土

中圖分類號：S512 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）10-2341-10

收稿日期（Received）：2024-03-30

基金項目：新疆維吾爾自治區天山英才項目—南疆耕地土壤質量提升“干播濕出”技術創建推廣（2022TSYCJC0049）；農業農村部荒漠綠洲作物生理生態與耕作重點實驗室開放課題—機采棉高效群體構建技術體系研究與應用（25107020-202101）；新疆維吾爾自治區重大科技專項“干旱綠洲現代農業高效用水關鍵技術研究”（2022A02003）

作者簡介：馬輝（1979-），女，新疆昌吉人，正高級農藝師，研究方向為棉花新品種、新技術推廣，（E-mail） 1543043221@qq.com

通訊作者：楊濤（1979-），男，陜西武功人，研究員，研究方向為土壤學，（E-mail）2874519408@qq.com

田立文（1965-），男，安徽肥東人，研究員，研究方向為棉花輕簡高效生產技術研發，（E-mail）1365400936@qq.com

0 引 言

【研究意義】干播濕出技術是一項無需冬春灌，干地播種后滴水補墑出苗的節水增效新技術。近年來，新疆阿克蘇地區棉花干播濕出技術應用規模較大。生產中棉花干播濕出技術有正封土和側封土兩種播種模式，其在增溫保墑、抵御風災、抑制雜草、土壤板結方面各有優劣。確定適宜本地栽培的棉花干播濕出類型，對發展農藝節水、避災減災、實現增產增效具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】干播濕出棉田地溫增加^［1］，有利于棉種提早發芽^［2-3］，生長發育提前、花鈴期鈴重提高、根系載鈴量增加，雖有增產潛力，但根系具有根量較少、須根量較多、根冠比較小、根系入土淺^［4］。干播濕出在適量高頻滴出苗水的前提下，表層土壤板結度降低^［5］，出苗率增加，苗期株高、莖粗增加，蕾期前干物質累積較快，提高籽棉產量和收獲密度^［6］。干播濕出棉田水鹽分布呈現出土壤含水率膜內高于膜間，土壤鹽分含量總體表現為膜間＞寬行＞窄行，土壤鹽分縱向上主要積累在0～30 cm、橫向上膜間鹽分出現表聚現象的特點；窄行電導率、窄行含水率和表層覆土板結度與出苗率呈負相關，土壤含水率和窄行電導率與株高、莖粗亦具有負相關關系^［5，7］。干播濕出棉田增施土壤改良劑，有助于種穴形成脫鹽區、土壤緊實度降低、出苗率提高、產量增加^［8］?！颈狙芯壳腥朦c】前人關于棉花干播濕出的研究主要集中于出苗水滴水量、滴水頻率和土壤鹽堿改良劑，而在正封土和側封土播種模式上鮮有報道。需立足阿克蘇地區土壤鹽堿較重、冬季干燥降水量少的客觀實際，分析適宜阿克蘇地區土壤類型和光熱條件的干播濕出封土方式?！緮M解決的關鍵問題】對比研究干播濕出棉田正封土、側封土效果，探索不同封土方式對土壤溫濕度、土壤水鹽分布、出苗率、苗期生長發育以及產量的影響，分析適宜干播濕出封土方式，為棉花干播濕出技術在阿克蘇地區更大面積的推廣應用提供依據。

新疆農業科學第61卷 第10期馬 輝等：干播濕出棉田正封土、側封土效果對比

1 材料與方法

1.1 材 料

播種機械：棉花干播濕出正封土、側封土專用播種機。

鹽堿改良劑：禾康、克堿王。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2023年在新疆阿克蘇地區阿克蘇市柳源農場進行，土壤質地為黏土，膜寬 2.05 m，采用1膜3管6行種植模式，行距配置模式為10 cm+66 cm+10 cm+66 cm+10 cm，膜間寬度為66 cm，株距為10 cm，覆膜方式為單膜。滴灌帶的滴頭流量為2.7 L/h，滴頭間距為30 cm，滴灌帶在寬行之間距棉行間距10 cm處。4月18日播種，覆土厚度為1～2 cm，播種深度為3 cm。試驗采取完全隨機區組設計，種穴覆土模式設為正封土、側封土2個處理，每個處理各占地10 hm²。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 土壤溫濕度、濕度

在棉花苗期，采用土壤溫濕度檢測儀（S21A），在每個處理膜上中行相鄰2株棉株間實時監測土壤溫度和濕度日變化值，導出每日土壤溫度和濕度的平均值。

1.2.2.2 出苗率

5月7日調查棉花的出苗狀況，共測58個點，其中正封土27個點、側封土31個點，每個點邊行、次邊行和中行共數100穴棉苗，統計棉花的出苗數與空穴數。

出苗率=出苗數/總穴數－空穴數×100%。

1.2.2.3 苗期地上部單株干物質重

于5月17日、5月24日、5月31日，每處理選取有代表性的連續10株棉花，在近地面用小刀將棉株地上部割斷，裝袋后置于105 ℃烘箱中殺青30 min，調至80 ℃烘至恒重，采用百分之一電子天平稱重。

1.2.2.4 株高、主莖莖粗

從每個處理中選取有代表性的3個點，每個點分邊行、次邊行、中行各10株連續棉株，用卷尺、游標卡尺，分別于5月17日、5月24日、5月31日和6月6日量株高，于5月24日、5月31日和6月6日測主莖莖粗。

1.2.2.5 土壤含水量、含鹽量

滴出苗水的前1 d、后1 d，在各處理膜間、窄行（滴灌帶下）、種穴、寬行處使用土鉆取土，取樣深度為10和20 cm。委托新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第八地質大隊檢測土壤含水量、土壤含鹽量。用脫鹽率衡量脫鹽效果，脫鹽率大于0時表示脫鹽。

脫鹽率=

滴水前土壤總鹽含量－滴水后土壤總鹽含量滴水前土壤總鹽含量×100%。

1.2.2.6 產量及其構成因子

9月13日，數取6.67 m²的株數和成鈴數，折算單株成鈴數和667m²成鈴數。10月13日，取連續整株棉株吐絮鈴100朵，測定單鈴重的同時，軋花后稱皮棉重，計算衣分；按6.67 m²實收棉花，稱籽棉重，折算667m²籽棉產量。

1.2.3 模糊綜合評價法

1.2.3.1 評價指標體系的建立

將各處理土壤溫度、土壤濕度，出苗率、苗期地上部單株干物質重、苗期株高、苗期主莖莖粗，種穴在0～20 cm脫鹽率，667m²籽棉產量、鈴重、單株鈴數、衣分11個指標作為衡量干播濕出棉田不同封土模式效果的評價體系。

1.2.3.2 基于熵權的模糊綜合評價

（1）建立從優隸屬度矩陣。土壤溫度、土壤濕度，出苗率、苗期地上部單株干物質重、苗期株高、苗期主莖莖粗，種穴在0～20 cm脫鹽率，667m²籽棉產量、鈴重、單株鈴數和衣分為越大越優型指標，隸屬度r_ij表達式如下越大越優型指標：

r_ij=x_ij－x_jmin/x_jmax－x_jmin.

式中，x_jmax為第j個指標的最大值，x_jmin為第j個指標的最小值，x_ij為第i個處理、第j個指標的的測量值。

（2）確定變異系數權重。權重表示各個指標的重要程度。采用變異系數法進行權重賦值。對于m個評價指標、n個處理，其第i個處理、第j個指標的變異系數δ定義為：

變異系數：

變異系數權重：

（3）計算模糊評價的綜合指數。把各評價指標的權重ω_j與相應評價指標的從優隸屬度值相乘并累加，可得模糊綜合評價的綜合指數值Z_i。

1.3 數據處理

采用 EXCEL2010 和 DPS7.05 數據處理軟件統計分析試驗數據，方差分析使用最小顯著差異法（LSD）進行，皮爾遜相關分析、曲線回歸及所有數據用OriginPro 2021作圖。

2 結果與分析

2.1 棉花正封土、側封土對土壤溫度的影響

研究表明，棉花播種至出苗、苗期，干播濕出正封土土壤日平均溫度整體上高于側封土，其中正封土、側封土土壤日平均溫度分別為23.9、22.7℃，正封土土壤日平均溫度較側封土高1.2℃，正封土增溫作用明顯，主要原因可能是與側封土種穴裸露相比，正封土種穴覆土，相對更加保溫。圖1

2.2 不同封土方式對土壤濕度的影響

研究表明，在棉花播種至出苗、苗期，干播濕出正封土土壤濕度高于側封土，其中正封土土壤日平均濕度自始至終均保持在100%，而側封土土壤日平均濕度變化幅度在99.1%～100%，表現為滴出苗水后土壤濕度立即增至100%，隨著時間的推移、土壤中的水分蒸發，土壤含水量逐漸降低，正封土在保墑上優于側封土，正封土種穴覆土，較種穴裸露的側封土更加保墑。圖2

2.3 不同封土方式對棉花出苗率的影響

研究表明，正封土的棉花出苗率極顯著高于側封土，其中正封土、側封土出苗率分別為70.7%、57%，正封土的出苗率高出側封土13.7個百分點。圖3

2.4 不同轉土方式對棉花苗期生長發育的影響

2.4.1 地上部單株干物質重

研究表明，在棉花苗期，正封土的地上部單株干物質重高于側封土。與側封土相比，5月17日、5月24日和5月31日，正封土的地上部單株干物質重分別增加93.4%、66.1%和12.1%，隨著時間的后移，正封土干物質積累趨于減緩，而側封土干物質積累趨于加快，正封土和側封土在干物質積累上的差異在逐步減小。圖4

2.4.2 正封土、側封土方式下棉花株高的變化

研究表明，在苗期，正封土的株高極顯著高于側封土，5月17日、5月24日、5月31日和6月6日，正封土的株高較側封土分別高1.8、2.3、2.8和2.5 cm，株高增長量呈先增加后減小的態勢。圖5

2.4.3 正封土、側封土方式下棉花主莖莖粗的變化

研究表明，在棉花苗期，正封土的主莖莖粗極顯著高于側封土。與側封土相比，5月24日、5月31日和6月6日，正封土的主莖莖粗分別增加0.71、0.96和0.88 cm，主莖莖粗呈先增加后減小的趨勢。圖6

2.5 不同封土方式對土壤總鹽空間分布的影響

研究表明，干播濕出側封土、正封土在耕層深度0～10 cm和10～20 cm的土壤總鹽含量均表現為窄行（滴灌帶下）＜種穴＜寬行＜交接行，滴水能起到一定作用的水平排鹽效果。同時，不論正封土還是側封土，同一耕層深度下，滴水后的土壤總鹽含量小于滴水前，就側封土而言，種穴在0～10 cm和10～20 cm的脫鹽率分別為18.2%、16.2%，正封土種穴在0～10 cm、10～20 cm的脫鹽率分別為12.0%和9.4%。此外，同一封土方式下，交接行、種穴、窄行（滴灌帶下）和寬行在0～10 cm的土壤總鹽含量小于10～20 cm，說明鹽分隨水在重力作用下向下運移。圖7、圖8

2.6 出苗率和膜間、種穴、窄行、寬行土壤含水率皮爾遜相關性

研究表明，出苗率與膜間、種穴、窄行（滴灌帶下）、寬行的土壤含水率相關均不顯著，但種穴與窄行（滴灌帶下）、寬行的土壤含水率均呈顯著正相關，相關系數分別為0.702、0.674；窄行（滴灌帶下）與寬行的土壤含水率呈顯著正相關，相關系數為0.742。圖9

2.7 出苗率和膜間、種穴、窄行、寬行土壤含鹽率皮爾遜相關性

研究表明，出苗率與窄行（滴灌帶下）的土壤含鹽率呈顯著負相關，相關系數為-0.841；但種穴與窄行（滴灌帶下）、寬行的土壤含水率均呈顯著正相關，相關系數分別為0.881、0.971；窄行（滴灌帶下）與寬行的土壤含水率呈顯著正相關，相關系數為0.893。圖10

2.8 出苗率與土壤含鹽量曲線回歸

研究表明，干播濕出播種模式條件下，對出苗率Y和窄行（滴灌帶下）的土壤總鹽含量X進行曲線回歸，正封土回歸方程為Y=117.035 6X^{-0.389 8}、相關度R²=0.999 9，側封土回歸方程為Y=282.631 4X^{-0.852 1}，相關度R²=0.985 6。圖11、圖12

2.9 不同封土方式對產量及其構成因子的影響

研究表明，與側封土相比，正封土下667m²籽棉產量高15.4 kg、單株鈴數多1.58個/株、鈴重輕0.1 g、衣分差別不大，但正封土與側封土間產量及其構成因子差異均不顯著。圖13

2.10 綜合評價

2.10.1 評價指標變異系數權重

研究表明，各指標的權重表現為種穴在0～20 cm脫鹽率gt;單株鈴數gt;出苗率gt;苗期主莖莖粗gt;苗期株高gt;苗期地上部單株干物質重gt;土壤溫度gt;667m²籽棉產量gt;鈴重gt;衣分gt;土壤濕度，其中，種穴在0～20 cm脫鹽率、單株鈴數和出苗率累計權重為64.82%，3個指標在干播濕出棉田不同封土方式評價指標體系中占有重要作用。此外，種穴在0～20 cm脫鹽率的權重遠遠高于其余指標，在綜合評價中影響較大。表1

2.10.2 不同封土方式模糊評價綜合指數

研究表明，用模糊綜合評價法對干播濕出棉田不同封土方式的效果進行評價，由綜合指數值的大小判斷綜合性狀的優劣表現。綜合指數越大、綜合表現越優的原則，不同處理綜合指數優劣排序為正封土gt;側封土，綜合考慮土壤溫濕度、出苗率、脫鹽率、苗期棉株主要農藝性狀、產量及其構成因子11個性狀，正封土的綜合性狀優于側封土。表2

3 討 論

3.1 溫度對出苗率、苗期生長的影響

低溫是棉花種子萌發的主要脅迫因子^［9］，播種出苗階段出現5～12℃的低溫，會導致種子萌發期延長、出苗率降低^［10-11］，長時間、高強度的低溫，可能使種子質膜結構破壞、通透性增大，種子內可溶性糖、氨基酸等物質外滲，導致代謝紊亂，造成種子霉爛、發芽遲緩和發芽率低^［12-15］。試驗研究中，棉花播種-出苗期間即4月中下旬～5月上旬遭遇了歷史罕見的較長時間低溫天氣，造成干播濕出條件下側封土和正封土出苗率不高，分別為57%、70.7%。同時，土壤日平均溫度對棉花出苗影響最大，土壤日平均溫度高，有利于出苗和幼苗地上部生長，幼苗地上部干物質重較高^{［13，16-19］}。試驗研究中，棉花播種-出苗、苗期，正封土土壤日平均溫度較側封土高1.2℃，其出苗率高出側封土13.7個百分點，地上部單株干物質重、株高、莖粗均高于側封土。

3.2 不同封土方式對鹽分空間分布的影響

干播濕出滴灌條件下，不管是正封土還是側封土，土壤鹽分均隨水分運移到以滴頭為中心向下的半橢球型濕潤峰的邊緣^［20］。水平方向上，土壤鹽分在水分對流和彌散的作用下，在距離滴頭較近的窄行、種穴和部分寬行區域形成脫鹽區，而在距離滴頭較遠的膜間交接行裸地表層區域形成積鹽區，鹽分呈現出膜內向膜間遷移的特性^［20］，使得膜間土層含鹽量高于膜內窄行、種穴、寬行，出現鹽分表聚現象。垂直方向上，滴水后，土壤表層鹽分在重力作用下隨水分從地表向下入滲，0～10 cm的土壤總鹽含量小于10～20 cm；停止滴水后，土壤下層和濕潤鋒邊緣的鹽分在蒸發和棉花根系吸水及水分的彌散作用下從地下向上移動，滴水前的土壤總鹽含量高于滴水后。

3.3 不同封土方式對脫鹽率的影響

土壤脫鹽率是衡量灌溉淋洗效果的主要指標之一^［20］，當脫鹽率大于0時表示土壤脫鹽，當脫鹽率小于0時表示土壤積鹽，當脫鹽率等于0時表示鹽分平衡^［21］。試驗研究中，不管是正封土還是側封土，種穴的土壤脫鹽率均大于0，表明干播濕出條件下正封土和側封土對鹽分均具有淋洗的作用，隨著土壤中的部分鹽分被排出種穴，種穴處于脫鹽區，更有利于棉種在低鹽環境下萌動、發芽。其中側封土在0～10 cm、10～20 cm的種穴土壤脫鹽率分別高于正封土6.2個百分點、6.8個百分點，說明側封土的排鹽效果好于正封土，主要原因可能是側封土滴灌模式下滴灌帶壓力較高，滴頭流量相對較大，濕潤鋒在水平和垂直方向上的運移距離增大^［22］，鹽分隨水分被轉移到更大半徑、更深深度的濕潤鋒邊緣，土壤鹽分含量在水平和垂直方向上隨之降低，側封土下種穴的土壤脫鹽率增大。

4 結 論

正封土在增溫保墑上較側封土效果佳，出苗率更高，苗期地上部單株干物質重、株高和主莖莖粗偏高，但產量及其構成因子差異不大，種穴在0～10 cm、10～20 cm的土壤脫鹽率降低；正封土、側封土的土壤總鹽含量均表現為窄行（滴灌帶下）＜種穴＜寬行＜交接行，同一耕層深度下滴水后的土壤總鹽含量小于滴水前，0～10 cm的土壤總鹽含量小于10～20 cm；出苗率與窄行（滴灌帶下）的土壤土壤總鹽含量呈顯著負相關；正封土、側封土播種模式下，出苗率與窄行（滴灌帶下）的土壤總鹽含量X的曲線回歸方程分別為Y=117.035 6X^{-389 8}、Y=282.631 4X^{-0.852 1}；正封土在土壤溫濕度、出苗率、脫鹽率、苗期棉株主要農藝性狀、產量及其構成因子11個性狀上的綜合表現優于側封土。

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Comparative study on the effect of top sealing soil and side sealing soil in dry sowing and wet emergence cotton field

MA Hui¹， LI Xingxing¹， XI Yuxian¹， Aimaierjiang Abulitifu¹，YANG Tao^1，2， TIAN Liwen³，OU Huan¹，LUO Dan¹， Abuduaini Abuduweili¹

（1. Agricultural Technology and Popularization Center of Aksu Prefecture， Aksu Xinjiang 843000，China；2. Xinjiang University， Urumqi 830046，China；3.Research Institute of Economic Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091，China）

Abstract：【Objective】 To compare the effects of top sealing soil and side sealing soil under dry sowing and wet emergence conditions and to clarify the dry sowing and wet emergence soil sealing approaches which will be suitable for soil types and light and heat conditions in Aksu area.【Methods】 A completely randomized experimental design was used to explore the effects of different soil sealing approaches on soil temperature and humidity， the seedling emergence rate， dry matter weight per plant of above-ground parts， plant height， main stem diameter， spatial distribution of soil total salt， yield and components under dry sowing and wet emergence conditions that were divided into top sealing soil and side sealing soil. Meanwhile， fuzzy comprehensive evaluation method based on variation coefficient weight was used to evaluate the 11 characters of different ways of sealing soil.【Results】 Compared with the side sealing soil， the soil daily average temperature of the top sealing soil in the seedling stage was 1.2℃ higher， the soil daily average humidity was maintained at 100%， the seedling emergence rate was 13.7% higher， and the dry matter weight per plant of above-ground parts， plant height and main stem diameter increased， the yield of seed cotton per 667 m² was 15.4 kg higher， the bolls number per plant was 1.58 more， the boll weight was 0.1g lighter， and the lint percentage was not much different. However， there was no significant difference in yield and yield components; The soil desalination rates of the top sealing soil in 0-10 cm and 10-20 cm of seed hole were 6.2% and 6.8% lower respectively than the side sealing soil. The soil total salt content of top sealing soil and side sealing soil in 0-10 cm and 10-20 cm showed narrow row （under drip belt） ＜ seed hole ＜ wide row ＜intermembrane junction line， the soil total salt content after drip irrigation was less than that before drip irrigation at the same tillage layer depth， and the soil total salt content in 0-10 cm was less than that in 10-20 cm. There was a significant negative correlation between seedling emergence rate and soil total salt content in narrow row （under drip belt）.Under the sowing mode of top sealing soil and side sealing soil， the regression curve equation between the seedling emergence rate and the soil total salt content X in narrow row （under drip belt） is Y=117.035 6X^{0.389 8}，Y=282.631 4X^{-0.852 1} respectively. The comprehensive performance of top sealing soil was better than that of side sealing soil in soil temperature and humidity， the seedling emergence rate， desalination rate， main agronomic traits of cotton plants at seedling stage， yield and yield components 11 traits.【Conclusion】 If the soil texture is clay in cotton field， under the condition of dry sowing and wet emergence， it is suitable to use top sealing soil.

Key words：cotton; dry sowing and wet emergence; top sealing soil; side sealing soil

Fund projects：Tianshan Talent Project of Xinjiang—The Technology Establishment and Promotion of “Dry Sowing and Wet Emergence” for Improving Soil Quality of Cultivated Land in Southern Xinjiang（2022TSYCJC0049）; Open Project of Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Desert Oasis Region， Ministry of Agriculture and Rural Areas—Research and Application of Technical System for the Construction of Efficient Cotton Population in Machine-Picked Cotton Fields（25107020-202101）; Major Science and Technology Project of Xinjiang—Key Technology Research on Efficient Water Use for Modern Agriculture in Arid Oasis（2022A02003）

Correspondence author：YANG Tao（1979-），male， from Wugong， Shaanxi， professor， research direction： soil science， （E-mail）2874519408@qq.com

TIAN Liwen （1965-）， male，from Feidong， Anhui， professor， research direction： research and development of light， simple and efficient cotton production technology， （E-mail） 1365400936@qq.com