不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

汪昌树，杨鹏年，姬亚琴，Miguel Aguila

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院， 新疆 乌鲁木齐 830052; 2.德国霍恩海姆大学农业工程研究所， 德国 斯图加特 70593)



不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移和产量的影响

汪昌树1，杨鹏年1，姬亚琴1，Miguel Aguila2

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院， 新疆 乌鲁木齐 830052; 2.德国霍恩海姆大学农业工程研究所， 德国 斯图加特 70593)

摘要：通过2014年在新疆巴州灌溉试验站开展的棉花膜下滴灌大田试验，在各生育期选取不同的灌水下限，设置4个水平的灌水量处理(处理A、B、C、D分别为425 mm·30次(-1)、345 mm·22次(-1)、545 mm·18次(-1)、595 mm·16次(-1))，研究不同灌水下限对膜下滴灌棉花土壤水盐运移规律、盐分分布及积累特征的影响，并对土壤水盐运移规律、分布特征及棉花产量进行评价。试验以TRIME-T3管式TDR监测土壤含水率指示灌水，初步得出：不同灌水下限影响棉花的田间灌水及产量，灌水下限定的高时(处理A、B)，灌水频率增加，增大了田间耗水量且滴灌土壤水分水平运动距离和范围有限，对盐分的淋洗效果一般；灌水下限较低时(处理C、D)，次灌水量大，灌溉定额增加，综合控盐效果较好，棉花产量较高。基于不同灌水下限对膜下滴灌棉花生育期内的生长有显著影响，对棉花产量有一定的影响，B处理(345 mm·22次(-1))可获得最高的灌溉水生产效率为1.79 kg·m(-3)，D处理(595 mm·16次(-1))可获得最大籽棉产量为6 630 kg·hm(-2)。

关键词：膜下滴灌；灌水下限；水盐运移；TRIME-T3管式TDR；棉花；产量

新疆是我国最主要的商品棉生产基地，干旱缺水是制约新疆农业和经济可持续发展的最主要因素，再加上农田面积的增加，使得农田草场沙化、盐碱化、退化的现象日益严重。在水资源贫乏越来越严重的形势下，发展节水抑盐的灌溉技术，提高灌水利用效率显得尤为紧迫。膜下滴灌技术是一种将覆膜种植与滴灌技术相结合的新型灌溉技术[1]，具有显著的节水、抑盐、保墒的特征，适合西北干旱地区农业推广。

20世纪90年代以来，为了制定科学的灌溉制度及防治土壤次生盐渍化，国内外学者围绕干旱区膜下滴灌土壤水盐动态、盐渍化、灌溉制度等方面进行了试验研究。李百凤在研究非充分灌溉技术体系中讨论了土壤水分下限的概念，土壤水分下限值是土壤供给植物可利用水分的临界值，决定着作物的灌水时间和灌水频率，也影响灌水量的确定，对制定作物的灌溉制度具有重要的指导意义[2]。申孝军认为与全生育期充分灌水相比，蕾期和花铃期持续亏水对棉花生长、产量和耗水过程产生不同程度的负面影响，但适时适度的水分亏缺对棉花籽棉产量的影响并不明显，灌溉水利用效率提高了27.94%～34.85%[3]。朱友娟的试验结果表明：在棉花的不同生育期，垂直方向上土壤含水量随着土层深度的增加均呈增大的趋势，水平方向上土壤含水量在0～35 cm各土层之间产生波动变化[4]。王小兵认为灌水频率增大，棉花花铃期的耗水强度增大，产量提高7.3%～17.4%[5]。Bresler通过室内和野外试验，模拟研究了点源和线源滴灌时土壤水盐分布的一般规律，得出滴灌水分扩散和土壤含水率的函数关系，随着滴灌速率的增加，浸润面向水平方向扩展，深度降低[6]。Karlberg通过两年的咸水滴灌试验，观测到小滴头流量时覆膜处理根系层的含水量显著高于裸地处理，而大滴头流量时覆膜处理和裸地处理根系层的含水量差异很小；覆膜咸水处理西红柿产量比裸地处理增大20%[7]。王全九认为土壤水分是盐分运移的载体，在滴灌条件下，随着水分的入渗，水流可将盐分带入湿润锋边缘，使土壤盐分在三维空间发生运移[8]。孟宝民认为在盐碱土条件下，滴灌改变了耕作层的土壤小气候，在充分节水的情况下，降低了膜下耕作层土壤的盐分，膜内0～40 cm的含盐量明显降低，而且膜间含盐量比膜内高，盐分被排到膜间土壤[9]。张琼、柴付军研究表明：在总灌水量相同的情况下，高含盐量土壤花铃期高频与低频灌溉相比，可以有效降低湿润体内土壤盐分含量，并且棉花增产28%[10，11]。余美认为低频(10 d)和适频(7 d)灌溉下膜内0～60 cm土层的含水量适宜，低频灌溉的含水量最高，对膜内及背行的综合控盐效果略优于高频，远优于适频，高频灌溉的棉花产量最高[12]。杨鹏年认为在单次滴灌后，剖面土壤内的盐分产生了定向重分布，形成脱盐区、稳定区与积盐区，剖面土壤盐分受灌水周期的影响[13]。王在敏通过染色示踪剂研究了棉花膜下滴灌大田水盐运移规律，得出盐分在土壤中的分布特性主要与离子浓度有关[14]。牟洪臣通过不同灌水处理表明：多次灌溉有利于小麦株高生长、叶面积系数增大及产量的提高[15]。郭文琦通过对江苏沿海滩涂盐碱地植棉高产品种产量及形成特性的分析以及董合忠研究得出：土壤含盐量在一定的阈值内，盐分的增加有利于棉花出苗、生长、以及棉花产量、品质的提高，对植棉形成高产有促进作用，符合盐碱地植棉形成高产的特征[16，17]。李毅通过非充分供水条件下滴灌入渗的三维水盐运移实验，分析了湿润锋运移的函数特征和椭圆方程，并对径向含水率剖面进行了研究[18]。膜下滴灌试验取得了很多研究成果，但在大面积推广的过程中，仍有很多期待改进地方，尤其是灌溉制度及节水抑盐机理的研究分析，基于此，为了更好的推广应用膜下滴灌技术，非常有必要开展基于不同灌水下限棉花膜下滴灌水盐运移的研究。

为了深入探讨膜下滴灌棉田土壤水盐运移的规律，提高棉田的灌溉水生产效率，充分利用水分获得高产棉田，在棉花的全生育期，依据郑旭荣的研究结论：棉花膜下滴灌时保持土壤含水率在50%～80%相对田间持水率水平可以得到较理想的作物耗水分布[19]，以及李百凤指出的棉花各生育期土壤水分下限[2]，以棉花各生育期最大适宜含水率(占田间持水量)为灌水上限，梯次性选取不同灌水下限划分试验处理，以TRIME-T3管式TDR监测棉花根区的土壤含水率指示灌水，开展试验，为总结干旱区膜下滴灌棉田节水控盐与高产的灌溉制度提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验区概况

新疆农业大学试验区位于新疆维吾尔自治区塔里木河流域巴州灌溉试验站(41°35′14″N，86°10′24″E)内。该地地处塔里木盆地北缘，地势平缓，海拔900 m左右；属暖温带大陆性荒漠气候，干旱少雨，蒸发强烈，年降水量53.3～62.7 mm，多年平均降水量58.6 mm，蒸发量2 273～2 788.2 mm；试验地光热资源丰富，全年平均日照时数3 036.2 h，年均气温11.48℃，最低气温-30.9℃，最高气温42.2℃，全年≥10℃积温4 121.2℃，无霜期191天。灌溉地表水为孔雀河来水，矿化度0.97～1.01 g·L-1。试验地以粉砂和砂壤土为主，体积质量1.43～1.74 g·cm-3，区内地下水埋深4～6 m，田间持水量为16%(重量含水量)，萎蔫系数6%。

1.2试验方案设计与布置

本次试验于2014年4月—2014年10月进行，试验田长期种植棉花，在非生育期五年一次冬灌，每年实施春灌。试验小区根据田块随机排列，所有小区均采用一膜双管四行的布管方式(见图1)，棉花种植行距20×45×20×60，窄行距为20 cm，宽行距为45 cm，膜间距为40 cm，株距10 cm，一膜宽110 cm。生育期内采用滴灌系统灌溉，滴灌带布设于膜下窄行，间距为65 cm，滴孔流量1.6 L·h-1，滴孔间距30 cm。基于不同灌水下限进行膜下滴灌，设置单因素4水平的灌水试验，每个处理设3个重复，共设12个小区，小区规格为10 m×17 m，小区间采用60 cm宽的聚氯乙烯塑料膜隔离以消除水分的横向渗流。

图1田间棉花种植与滴灌带布局/cm

Fig.1Sketch of cotton planting and pipes for drip irrigation

1.3试验方法

以各生育期最大适宜含水率(占田间持水量)为灌水上限，以10%的梯度选取不同的灌水下限，计算每个处理在各生育期的次灌水量，并换算为试验小区的次灌水量(见表1)，进行灌水，并将整个生育期内处理间的灌水频率进行加权平均。在试验小区中间膜下滴头处布设TRIME-T3管式TDR所用的由TECANAT制成的透明塑料管，以TRIME-T3管式TDR每天上午监测，监测间隔为10 cm，深度至70 cm，同时监测棉花根系及地上部分生产情况。试验站设有自记式美国Davis小型气象站WATCHDOG。试验采用不间断监测，出现降雨情况，继续进行监测。每个试验小区使用滴灌专用肥且施肥量一定，灌水量由软管末端的水表控制，管理栽培措施同当地大田生产。棉花各生育期次灌水量计算见式(1)：

m=667×Fc×z×p×(θmax-θmin)

(1)

式中，m为各生育期次灌水量(m3·667m-2)；Fc为田间持水量(%)；z为土壤计划湿润层深度(m)，苗期与蕾期取0.4，花铃期与吐絮期取0.6；p为湿润比，此处取0.7；θmax为灌水上限(占田间持水量)，θmin为灌水下限。

表1　不同灌水处理田间灌水方案(次灌水量)/mm

1.4样品采集与制备

在各试验小区棉花长势均匀且无少苗处取样，每次取样地点为垂直滴灌带方向相邻的窄行、宽行、膜间。首次取样在苗期灌头水前，蕾期后每隔15天分7层、深度取至60 cm，选取其中一个重复取至100 cm。采用烘干法测定土壤含水率，利用电导率仪测定土水1∶5土壤浸提液的电导率，将每个处理取3个重复小区的平均值进行分析。

2结果与分析

2.1不同灌水处理棉花不同根区土壤水分动态变化

不同灌水处理棉花根系层分布在0～50 cm的土壤中，以棉花根系耗水层50 cm处为间隔，不同根区土壤膜下窄行0～3、10～50、60～100 cm、宽行10～50 cm以及膜间10～50、60～100 cm土层的土壤含水率变化见图2。

不同灌水处理间灌溉定额排序为D>C>A>B，D处理最高与B处理相差250 mm；灌水频率排序为A>B>C>D，各生育期次灌水量最少的A处理，灌水频率接近2天/次，D处理灌水频率平均7.5天/次，差异明显。膜下窄行表层0～3 cm处理间土壤含水率无明显差异，全生育期平均土壤含水率分别为5.66%、5.89%、5.77%、5.48%，生育期内最大值与最小值相差最大为8%，波动范围大；根系层10～50 cm全生育期平均土壤含水率B>D>C>A，分别为8.58%、8.42%、6.34%、5.72%；窄行60～100 cm土层各处理平均土壤含水率排序为D>B>C>A且差异明显，分别为12.16%、9.41%、7.57%、4.18%。宽行10～50 cm平均土壤含水率排序与窄行60～100 cm土层一样，分别为8.53%、8.12%、6.33%、5.42%。膜间土层0～50 cm土壤含水率随着深度增加呈增大的趋势，50 cm深度以下保持稳定，各处理间60～100 cm土层排序亦为D>B>C>A，土壤平均含水率分别为10.32%、8.66%、8.16%、4.29%。

图2不同灌水处理间各层土壤含水率动态变化过程

Fig.2Dynamic changes of soil water content in each layer by different treatments

A处理土壤水分下限较高，次灌水量小，各土层土壤含水率低，表层以下土壤水分随灌溉的波动不明显，土壤含水率低，较其余处理差别大，到花铃期需每天灌水，水量很快耗散于蒸发蒸腾作用。B、C处理根区土壤水分动态变化接近，但灌溉定额前者比后者少200 mm，棉花主根区(根系层)平均土壤含水率占田间持水量的比例分别为53.6%、39.6%；各生育期内B处理次灌水量较C处理少30%，每次灌水时间前者比后者提前50%，C处理土壤水分水平运动距离和范围广，地表积水范围增大，湿润体垂直运移距离减小。C处理灌水后剖面土壤水分含量普遍升高，窄行50 cm以上土层，升高幅度较大，形成了作物生长的淡化区，但部分灌水在表层集聚形成浪费。D处理次灌水量大，全生育期窄行10～50 cm各层土壤平均含水率分别为6.9%、6.9%、8%、9.4%、10.82%，与其余处理相比，同层土壤含水率高，灌水下渗深度超过50 cm；窄行0～50 cm土层深度范围内土壤含水率随着深度增加而增大，60 cm以下土层中根系分布较少，较高的土壤含水量是无意义的。

A、B处理次灌水量较以往的经验灌水量少，A处理棉田整个生育期处于水分亏缺的状态，造成了作物水分胁迫，抑制了作物生长。试验基于灌水能被棉田有效的利用，次灌水量少，灌水频率高使表层土壤水分得到及时补充，长时间处于湿润的环境中，但水分未能渗透至表层以下土壤，耗散于蒸发蒸腾作用。C处理在需水旺盛的花铃期处于轻度干旱状态，在30～50 cm深度土壤含水率降至田间持水率的40%。D处理灌水渗透至根系层以下，向宽行与膜间渗透，对整个土壤断面产生明显波动，部分灌水未被吸收利用。次灌水量越少，土壤水分水平运移的距离相对越小，窄行深层土壤与宽行土壤水分含量越低，膜间因无覆膜受蒸发蒸腾作用影响明显，若无水分水平方向上的补充，膜间土壤含水率处于稳定状态，造成了外行部分棉花水分胁迫，观测棉花长势及外行与内行植株产量差异，与次灌水量大的处理内外行差别明显，抑制了外行棉花的生长。B处理(345 mm)灌水频率为3.5天/次，灌溉水生产效率最高，为1.79 kg·m-3，这与研究中普遍获得结论相一致，例如，文献[20]中张金珠通过建立全生育期作物水分生产函数非线性模型，认为灌水次数越多棉花达到最高产量需要的最优灌溉定额相对越少，水分生产效率也越高。

2.2不同灌水处理不同根区土壤盐分动态变化

不同灌水处理膜内与膜间各层土壤电导率变化过程见图3，由图知可对整个土壤断面盐分的动态变化进行对比分析，可以看出土壤断面的脱盐区、积盐区与稳定区。新疆棉花干播湿出，加上春灌洗盐及苗期出现的强降雨，土壤初始盐分分布均匀，随着后期处理间灌水的不同，各层土壤内的盐分产生了重分布。

棉花膜下窄行根系层盐分与初始含盐量相比都有先下降后上升的趋势，总体形成稳定区。灌水后膜下0～50 cm以上土层盐分含量普遍降低，表层降低最明显，灌头水后至盛铃期，随着次灌水量增加，棉花耕作层土壤盐分尤其是表层被充分淋洗。由于滴灌随水滴肥，棉花长至蕾期以后，随着施肥量增加，膜下窄行表层土壤盐分分布个别时期有起伏变化，土壤中盐分含量产生波动，但总体上处于下降趋势，个别时段起伏变化与土壤蒸发作用造成的表层盐分聚集有关。灌水渗透深度以内窄行土壤盐分含量降低，和水分运移一样，盐分向窄行深层、宽行及膜间运移和积累。膜下窄行10～50 cm土层盐分含量保持稳定且含量较低，就A、B处理而言，次灌水量不足以对该土层盐分形成淋洗，在灌水与土壤返盐的动态变化中形成稳定区；C、D处理次灌水量大，该土层处于滴灌湿润体的中心，水分含量高，盐分得到充分的淋洗，蕾期后总体处于下降的趋势，为脱盐区。膜下窄行60～100 cm、宽行与膜间根系层以外的土层土壤盐分含量因灌水处理而异，D处理灌水渗透深度使宽行与膜间盐分含量升高，窄行60～100 cm土壤前期高、中期降低、后期升高，土层盐分含量到中后期始终比较高，为积盐区，其余处理的各层电导率保持在一定的范围，变化幅度小，为稳定区。

值得一提的是，次灌水量越小，表层土壤盐分受灌水影响程度越大，盐分变化明显。滴灌渗透深度影响范围内的相同土层(表土除外)，次灌水量小，盐分含量越高。膜下窄行根系层不论是次灌水量小的A、B处理，还是次灌水量大的C、D处理，盐分随着灌水呈下降或稳定的趋势：次灌水量小，灌水频率高，使盐分在根系层无法聚积；次灌水量大则通过灌水将盐分淋洗至深层土壤，但因蒸发蒸腾作用，随着水分的运移，在根系对盐分的敏感期还是产生了土壤次生盐渍化。膜间与宽行的盐分则随着生育期而出现增幅不大现象：盐分随着水分水平运移至膜间裸地后，盐分向上层运移，在0～50 cm处形成了积盐区；膜下宽行，盐分变化缓慢，因为受灌水和蒸发蒸腾作用影响小，呈现缓慢的增加趋势。总的来说，对于宽行而言，次灌水量越大，土壤盐分含量变化越大，水分向下运移越深，影响范围越大，盐分随着水分在剖面上分布范围就越广，盐分积聚高峰相对越深；反之，水分影响范围越小，盐分积聚越不明显。试验中次灌水量的大小直接影响土壤盐分的运移与分布。

2.3不同灌水处理棉田测产结果

试验棉田自2014年10月15日开始采摘，11月5日结束。不同处理下籽棉产量测产结果见表2。

图3　不同灌水处理间各层土壤电导率动态变化过程

基于不同灌水下限的灌水对棉花产量有一定的影响，处理间产量排序为D>B>C>A。B处理(345 mm·22次-1)灌水生产效率最高，为1.79 kg·m-3，主要是适量高频的灌水显著淋洗了根系层的盐分，尤其在花铃期，降低了盐分对棉花的危害，加上棉花需水与灌水的时间相一致，形成利于棉花生长环境的同时，基本不受水分胁迫。D处理(595 mm·16次-1)产量最高，为6 630 kg·hm-2，该处理最接近大田灌水，全生育期平均土壤含水率较高，可以显著淋洗湿润体内的土壤盐分，灌水渗透深度较深，脱盐率较高，易形成良性的盐分分布，无盐分与水分胁迫，但灌水生产效率仅为1.12 kg·m-3。此外，作物根系生长具有趋水性，当次灌水量少时，例如B处理，土壤浅层含水率较高，40～60 cm土层比较干旱，根系主要吸水层深度变浅，加上水分补充及时，B处理产量接近D处理，灌溉水生产效率最大，C处理(545 mm·18次-1)灌溉水生产效率最低，为0.93 kg·m-3。

3结论与讨论

1) 基于不同灌水下限的灌水间隔不同，次灌水量与灌水次数差异明显，整个生育期A处理灌水30次。各个处理间与各生育期土壤含水率不同，C、D处理窄行根系层土壤含水量明显高于A、B处理，不受水分胁迫，D处理宽行土壤含水率最高，水分可以运移至宽行与膜间裸地，花铃期根系层土壤含水率最高。次灌水量与灌水频率呈反比关系，A处理次灌水量小，水分很快耗散至土壤水分下限值，灌水频率较高，水分运移深度有限，加上蒸发蒸腾作用，在一定时段处于相对干旱状态。B、C、D处理在根系层0～50 cm土壤含水率高于棉花阻滞含水量，B处理虽在一定程度上水分亏缺，限制了叶片生长，但并不影响叶片气孔开放，不明显影响光合作用速率，现蕾期与花铃期未形成水分胁迫，未造成减产。

2) 灌溉制度的差异使处理间的控盐效果及各个生育期土壤含盐量不同：窄行表层及10～50 cm深度土层土壤含盐量始终变化不大且含量较低，60～100 cm土层前期较高、中期降低、后期又升高为积盐区；宽行与膜间则因盐分随水分水平运移出现幅度不大的增长现象。土壤水分下限选择越低、次灌水量越大，灌水频率越低，土壤盐分水平运动的距离和范围越广，向下运移的越深，影响范围越大，盐分在剖面上分布范围越广。B处理(345 mm·22次-1)的优越性在于非充分灌溉下，关键生育期未产生水分胁迫，整个土壤剖面多为稳定区与脱盐区，整个生育期未有土壤返盐现象，D处理(595 mm·16次-1)接近大田灌溉制度，即属于适频灌水，生育期土壤蒸发蒸腾作用强烈，土壤中有返盐出现。

3) 籽棉测产结果表明：灌水下限的选取对棉花产量有一定的影响，土壤灌水下限的选择直接影响次灌水量与灌水频率，而灌水频率对棉花产量有显著的影响[12]。处理之间的产量排序为D>B>C>A，考虑节水技术的推广应用，建议采用次灌水量适宜、灌水频率适中的B处理(345 mm·22次-1)，灌水生产效率达1.79 kg·m-3；考虑棉花滴灌控盐的效果宜采用D处理(595 mm·16次-1)的灌溉制度。

因条件限制，试验处理中未考虑土壤初始含盐量的差异，在棉花干物质积累上的关系也未能明确，2年的试验期不足以推广说明对棉花节水灌溉、控盐和产量的长期影响，未考虑土壤质地、施肥等水盐影响因子，因此，对膜下滴灌条件下水、盐、热、肥的运移规律及水肥耦合、需水量与灌溉制度等仍需要进一步的研究。

参 考 文 献：

[1]马富裕,严以绥.棉花膜下滴灌技术理论与实践[M].乌鲁木齐:新疆大学出版社,2002：15-19.

[2]李百凤,冯浩,吴普特.作物非充分灌溉适宜土壤水分下限指标研究进展[J].干旱地区农业研究,2007,25(3),227-231.

[3]申孝军,张寄阳,刘祖贵,等.膜下滴灌条件下不同水分处理对棉花产量和水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究,2012,30(2):118-124.

[4]朱友娟.新疆棉田膜下滴灌方式下土壤水分运移变化规律研究[J].新疆农业科学,2007,44(5):613-618.

[5]王小兵,李明思,何春燕.膜下高频滴灌棉花田间耗水规律的试验研究[J].水资源与水工程学报,2008,19(1),39-42.

[6]Bresler E, Heller J, Diner N. Infiltration from a Trickle Source:Ⅱ. Experimental date and theoretical Predictions[J]. Soil Science Society of American Proceedings,1971,35(5):683-689.

[7]Karlberg L, Rockstrom J, Annandale J G. Low-cost drip irrigation—A suitable technology for Southern Africa: An example with tomatoes using saline irrigation water[J]. Agricultural Water Management，2007,89(1-2):59-70.

[8]王全九,王文焰,汪志荣,等.盐碱地膜下滴灌技术参数的确定[J].农业工程学报,2001,12(2):47-50.

[9]孟宝民,马富裕,杨全胜,等.盐碱生荒地膜下滴灌甜菜生育规律初探[J].石河子大学学报(自然科学版),2001,5(3):179-181.

[10]张琼,李光永,柴付军.棉花膜下滴灌条件下灌水频率对土壤水盐分布和棉花生长的影响[J].水利学报,2004,(9):123-126.

[11]柴付军,李光永,张琼.灌水频率对膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长的影响研究[J].灌溉排水学报,2005,24(3):12-15.

[12]余美,杨劲松,刘梅先,等.膜下滴灌灌水频率对土壤水盐运移及棉花产量的影响[J].干旱地区农业研究,2011,29(3):18-23.

[13]杨鹏年,董新光,刘磊,等.干旱区大田膜下滴灌土壤盐分运移与调控[J].农业工程学报,2011,27(12):90-95.

[14]王在敏,靳孟贵,何雨江,等,基于染色示踪的膜下滴灌棉田水盐运移规律[J].地球科学(中国地质大学学报),2012,37(5):1093-1100.

[15]牟洪臣,王振华,何新林,等.不同灌水处理对北疆滴灌春小麦生长及产量的影响[J].节水灌溉,2015,(1):27-32.

[16]郭文琦,卞曙光,张培通,等.江苏沿海滩涂盐碱地植棉高产品种产量及形成特征分析[J].江西农业学报,2012,24(9):15-18.

[17]董合忠.盐碱地棉花栽培学[M].北京:科学出版社,2010:77.

[18]李毅,王文焰,王全九,等.非充分供水条件下滴灌入渗的水盐运移特征研究[J].水土保持学报,2003,17(1):1-5.

[19]郑旭荣,胡晓棠,李明思,等.棉花膜下滴灌田间耗水规律的试验研究[J].节水灌溉,2000,(5):25-27.

[20]张金珠.北疆膜下滴灌棉花土壤水盐运移特征及耗水规律试验研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学,2010.

Effects of different irrigation lower limits on soil water-salt transport and yield of cotton under mulched drip-irrigation

WANG Chang-shu1, YANG Peng-nian1, JI Ya-qin1, Miguel Aguila2

(1.CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China;2.InstituteofAgriculturalEngineering,UniversityofHohenheim,Stuttgart70593,Germany)

Abstract：Different irrigation lower limits were selected to set four treatments at each growth stage, (the treatments of A, B, C and D were 425 mm·30times(-1), 345 mm·22times(-1), 545 mm·18times(-1), and 595 mm·16times(-1), respectively). Their effects on soil water-salt transport, salt distribution and accumulation characteristics were studied to evaluate the rule for soil water-salt transport, distribution characteristic and cotton yield through a field experiment under mulched drip-irrigation at Bazhou Irrigation Experimental Station(Korla,Xinjiang,China) in 2014. TRIME-T3 tubular TDR was employed to measure soil moisture content as the irrigation indicator. It was preliminary concluded that different irrigation lower limits impacted field irrigation and yield of cotton. When the irrigation lower limit was set to be high (A&B treatments) increased the irrigation frequency and water consumption in the field, and caused the distance and scope of soil moisture movement within the horizontal limit. Salt leaching effect was not very good. When the irrigation lower limit was set to be low (C&D treatments), the amount for single irrigation and the irrigation quota were both increased, showing a good effect on the integrated control of salt and resulting in high cotton yield. The irrigation based on different irrigation lower limits had significant influence on the growth of cotton at every growth stage and had certain influence on cotton yield. In particular, B treatment (345 mm·22times(-1)) could result in a maximum irrigation water use efficiency of 1.79 kg·m(-3) and D treatment (595 mm·16times(-1)) could cause a maximum cotton yield of 6 630 kg·hm(-2).

Keywords:mulched drip-irrigation; irrigation lower limit; water-salt transport; TRIME-T3 tubular TDR; yield; cotton

中图分类号：S275.6

文献标志码：A

作者简介：汪昌树(1989—)，男，河南开封人，硕士研究生，研究方向为干旱区水资源利用与保护。通信作者：杨鹏年(1966—)，男，教授，硕士生导师，主要从事干旱区地下水资源利用研究。 E-mail:ypn10@163.com。

基金项目：新疆维吾尔自治区“十二五”重大科技专项(201130103-3)；中德合作“中国塔里木河流域沿河绿洲的可持续管理(SuMaRiO)”；新疆水文学及水资源重点学科基金(XJSWSZYZDXK20101202)

收稿日期：2015-03-05

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.02.37

文章编号：1000-7601(2016)02-0232-07