通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法

摘要

本发明涉及一种通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法，该方法在棉花全生育期根据棉花生长阶段进行灌水量、灌水时期和施氮量的调节，该方法是在灌足出苗水的前提下，准确把握头水时间，控制头水和氮素肥料的量，既满足根系向土壤深层生长对水分养分的需要，同时又能减少养分淋移损失，根据棉花生长对水分养分的需求规律确定每次滴水时间、滴水量和施肥的量。本发明利用水氮的植物生长调节的作用原理，进行棉花根系空间构型调控的方法。通过本发明所述的方法进行水氮管理能够促进棉花根系在土壤深层的分布，从而减少吐絮期棉花根长密度的下降，为棉花生育后期的水分养分吸收提供了保障。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法。

背景技术

棉花根系是棉花水分养分吸收的主要器官，根系的发育情况及空间构型对棉花的产 量具有重大的影响。新疆棉花高产栽培技术近年来处于世界先进水平，棉花单产远远高 于世界平均单产，处于世界最高水平。然而新疆棉区也存在棉花早衰、中空等问题。根 系取样结果表明，覆膜滴灌棉花根系分布浅、后期早衰导致的根系水分养分吸收障碍是 早衰和中空等一系列问题的重要原因。定向调控棉花根系生长构型的方法对于进一步提 高新疆棉花的产量水平具有重大理论和实践意义。

在棉花根系发育的过程中，苗期至初花期根系的发育情况对棉花产量水平具有极重 要的影响。初花期以前棉花光合产生的同化物主要用于营养生长，特别是根系的生长发 育，地上部干物质累积及养分吸收处于较低水平，因此苗期至初花期也是棉花根系发育 最快的时期。也是进行根系构型优化的最佳时期。根系构型调控的目标是促使棉花根系 向深层土壤中的分布。在土壤中分布越深越广，越有利于棉花抵抗各种逆境条件，比如 干湿胁迫，表聚的盐碱、膜下高温等。

本发明利用棉花根系对养分和水分具有的趋向性生长的原理，进行棉花根系空间构 型调控的方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法， 该方法在棉花全生育期根据棉花生长阶段进行灌水量、灌水时期和施氮量的调节，该方 法是在灌足出苗水的前提下，准确把握头水时间，控制头水和氮素肥料的量，既满足根 系向土壤深层生长对水分养分的需要，同时又能减少养分淋移损失，根据棉花生长对水 分养分的需求规律确定每次滴水时间、滴水量和施肥的量。本发明利用水氮的植物生长 调节的作用原理，进行棉花根系空间构型调控的方法。通过本发明所述的方法进行水氮 管理能够促进棉花根系在土壤深层的分布，从而减少吐絮期棉花根长密度的下降，为棉 花生育后期的水分养分吸收提供了保障，减少蕾铃脱落，大幅提高棉花产量。

本发明所述的一种通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法，该方法在 棉花全生育期根据棉花生长阶段进行灌水量、灌水时期和施氮量的调节，具体操作按下 列步骤进行：

a、播种后滴出苗水，沙壤土每亩滴水45方；

b、6月初滴头水，沙壤土每亩滴水45方，滴水时间控制在6个小时，前3小时滴水， 再滴肥1小时，施尿素3公斤/亩，再滴水2小时；

c、头水过后，6月份，每10天滴水一次，每次每亩滴水35方，尿素5公斤；

d、7月份，每8天滴水一次，每次每亩滴水40方，尿素6公斤，磷酸一铵3公斤， 硫酸钾4公斤；

e、8月份，每11天滴水一次，每次每亩滴水40方，尿素3公斤；

f、9月上旬，最后一次滴水，每亩滴水30方。

在上述给定的滴水量、滴水时间，如果遇见阴雨低温天气过程则适当延后灌水时间， 减少滴水的量。

严格控制滴水的时间和滴水量以及施氮肥的量。

本发明所述的一种通过灌水施氮调控沙土地膜下滴灌棉花根系构型方法，该方法在4 月上旬棉花播种后，通过精确控制滴灌的量，达到灌水量既足够使根层土壤得到充分灌 溉，蓄足底墒，同时又不会因为灌水过多造成根层水溶性养分的淋洗损失，导致棉苗缺 乏养分。通过试验对比结果表明：沙土地保水保肥力差，每亩滴水45方的量就是这个平 衡点，既保证了根层土壤足够的墒情，又能够使土壤水溶性养分因为适当的水分淋洗作 用，在根层土壤范围内形成由上而下逐渐增多的水分养分梯度，为根系诱导定向生长创 造条件，同时又不至于把养分过度淋洗，移出根系吸收的范围成为无效养分，而造成损 失。

出苗水过后一直到棉花进入盛蕾初花期才灌下一水，生产中称之为头水，时间一般 在6月初前后，根据棉花的生长发育规律，头水前这一阶段正是棉花根系发育的主要时 间，随着表层土壤水分的自然散失，迫使棉花根系向土壤深层生长，寻找深层土壤中的 水分养分，促使根系向深层土壤中的生长。通过适当把握头水的时间，既充分发挥水分 养分对根系生长的深层诱导作用，又不至于根层土壤干旱胁迫对棉花造成伤害。试验结 果表明，6月初棉花进入盛蕾初花期前后，此时灌头水最为合适。为了保障和促进根系向 深层生长，在灌水的同时要给予养分的供应。头水的原则是灌透，沙壤土每亩滴45方水， 滴水时间控制在6个小时，前3小时滴水，再通过施肥罐加入尿素3公斤/亩，滴肥1小 时，再滴水2小时。这样做的目的是，使棉花根层土壤既得到充分的灌溉，同时施入的 养分在根层土壤中全层分布，又不因灌量大造成淋洗损失。每亩3公斤尿素的量能够满 足根系在下一次灌水前对氮素养分的需要，过多的尿素在土壤中发生转化时会释放氨， 氨对根系有毒，尤其是头水时已受干旱胁迫的娇嫩的根系，因此要严格控制尿素的量， 尿素量过多是生产中落蕾落花的重要原因。

头水过后，6月份，每10天滴水一次，每次每亩滴水35方，尿素加大到5公斤；7 月份是棉花生长对养分水分需求最大的阶段，每8天滴水一次，每次每亩滴水40方，每 亩施尿素7公斤，磷酸一铵3公斤，硫酸钾4公斤；8月份，养分水分需求仍然较高，但 已经开始减缓，每11天滴水一次，每次每亩滴水40方，尿素5公斤；9月初，开始进入 吐絮期，最后一次滴水，每亩滴水30方，不施肥。

通过本发明所述的方法灌水施肥能够大幅减少吐絮期棉花根长密度的下降，为棉花 生育后期的水分养分吸收提供保障，减少蕾铃脱落，大幅提高棉花产量。

附图说明

图1为本发明实施例1苗期不同处理对根长的影响图，其中为常规处理； 为使用灌水施氮调控的处理；

图2为本发明实施例1盛花期不同处理对根长的影响图，其中为常规处理； 为使用灌水施氮调控的处理；

图3为本发明实施例1吐絮期不同处理对根长的影响图，其中为常规处理； 为使用灌水施氮调控的处理。

具体实施方式

实施例

2012年在北疆石河子农八师一四九团五连的高产棉田上进行了滴水施肥的根系调控 试验，供试土壤为沙土地，土壤肥力中等，供试棉花品种为新陆早26号，种植模式为超 宽膜植棉，膜幅2.05米，一膜六行，实际保苗13600株/亩，采用膜下滴灌施肥模式， 具体操作按下列步骤进行：

播种后滴出苗水，沙土地每亩滴水45方；

6月初滴头水；沙土地每亩滴水45方，滴水时间控制在6个小时，前3小时滴水， 再滴肥1小时，施尿素3公斤/亩，再滴水2小时；

头水过后，6月份，每10天滴水一次，每次每亩滴水35方，尿素5公斤；

7月份，每8天滴水一次，每次每亩滴水40方，尿素6公斤，磷酸一铵3公斤，硫 酸钾4公斤；

8月份，每11天滴水一次，每次每亩滴水40方，尿素3公斤；9月上旬，最后一次 滴水，每亩滴水30方。

在给定的滴水量、滴水时间，如果遇见阴雨低温天气过程则适当延后灌水时间，减 少滴水的量；

试验设两个处理：

处理一为常规处理：即按照高产栽培规程的管理方法进行管理；

处理二为水氮调控处理：即在常规处理基础上采用本发明所述的方法进行管理；灌 水施肥时间如下：

根系取样方法：双向切片法，从滴灌带正下方到膜间正中70厘米宽范围内进行采样， 具体方法是从膜内、外距棉花植株30厘米处开始，从地表垂直向下每10厘米为一层切 割，直至60厘米，并切成立方形土块（10×10×10）立方厘米，挖出的每一块土体均全 部收集，用直径1毫米不锈钢网筛选根系，捡去新生体、侵入体及非棉根物质，用清水 冲洗干净后待测，同时每一小块土壤在检出根系后混匀，取土壤样品。

棉花根系形态指标的测定：用扫描仪将根样在200dpi象素下，扫描成黑白对照的 TIF图像文件，扫描好的TIF文件用DT-SCAN图像分析软件（英国Delta公司，1.0版） 计算根系的长度等形态特征指标。

试验结果：

不同土壤层次中根系长度的分布情况是表征作物根系在土壤中空间构型重要的指 标，根系长度越长说明根系在该土壤层次中的分布越广，越有利于养分水分的吸收，试 验结果表明，在苗期第一次取样观测时（图1），常规处理和促控结合处理之间的根系长 度差别不大，但在盛花期取样时（图2），已经表现出明显的差别，0-10cm处根系长度 差别不大，但是20cm以下土层中水氮调控处理均高于常规处理，说明通过水氮调控能够 显著的促进棉花根系的向下生长；吐絮期取样结果表明（图3），通过本发明所述的方法 水氮调控能够大幅减少吐絮期棉花根长密度的下降，为棉花生育后期的水分养分吸收提 供了保障。