不同灌水量、施氮量对南疆盐渍化地区棉花生长的影响

朱航飞 周保平 唐梓涯 高黎明

摘 要：土壤水分和氮肥用量是影响南疆盐渍化地区植物生长的重要因素。为明确不同灌水量和施氮量对南疆盐渍化地区棉花生长的影响，以中棉所43为研究对象，分别在3种灌水[高水（WH，4700m3/hm2）、中水（WM，4100m3/hm2）、低水（WL，3500m3/hm2）]和3种施氮[高氮（NH，360kg/hm2）、中氮（NM，260kg/hm2）、低氮（NL，160kg/hm2）]处理下测定分析棉花的生长指标（株高、茎粗和叶面积）。结果表明：WHNM处理的棉花株高最高（73cm），棉花茎粗最粗（10.4mm）;WHNH处理下，棉花叶面指数最大（4.8）。综合分析WHNM处理下棉花生长最佳。

关键词：棉花;灌水量;施氮量;生长指标

中图分类号 S562;S147.35文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）15-0058-03

Abstract： Soil moisture and nitrogen fertilizer are important factors affecting plant growth in salinized areas of southern Xinjiang. In order to clarify the effects of different irrigation and nitrogen application rates on the growth of cotton in the salinized area of South Xinjiang， Zhongmian Institute 43 was selected as the research object， growth Indexes （plant height， stem diameter and leaf area） of cotton were measured and analyzed under three irrigation treatments： High Water （WH，4700m3/hm2） ， medium water （WM，4100m3/hm2）， low water （WL，3500m3/hm2） ， high nitrogen （NH，360kg/hm2） ， medium nitrogen （NM，260kg/hm2） and low nitrogen （NL，160kg/hm2） . The results showed that under WHNM treatment， the height of cotton reached the highest 73cm， the stem diameter was 10.4mm under WHNM treatment， and the leaf index was 4.8 under WHNH treatment. Comprehensive Analysis showed that WHNM was the best treatment for cotton growth.

Key words： Cotton; Nitrogen Application; Irrigation; Growth index

棉花是國家战略物资储备之一，也是当前南疆地区种植的主要作物[1]。南疆地区土地盐渍化较为严重，不利于植物生长，给农民的收成带来一定负面影响[2-3]。作物生产中，不合理的灌水和施氮会导致氮素淋失或在作物根部积累，影响作物产量[4]。

国内学者研究了不同氮素水平和灌溉方式对作物生长的影响，有效推动了种植业的发展。马腾飞等[5]研究了施氮量对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝酸氮的影响，表明N350（359kg/hm2）处理效果最佳，施氮量在327.70～340.67kg/hm2时能有效提升肥料利用率，促进棉花高产。雷在新[6]研究了膜下滴灌处理下不同的灌水量对棉花生长和水分利用效率的影响，表明1760m3/hm2灌水处理是一种耗水量较低但棉花产量和水分利用率较高的滴灌模式。解婷婷等[7]研究了不同施氮量下干旱胁迫对棉花生长及种内关系的影响，发现在当地施氮量（300kg/hm2）和中度干旱胁迫下，棉花能够获得较高的籽棉产量，且棉花种内关系为助长关系。

笔者以南疆地区盐渍化土地种植的棉花为试验对象，研究在不同灌水量和施氮量下棉花的生长指标（株高、茎粗和叶面积），以期为南疆地区棉花灌水、施氮提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 新疆生产建设兵团农一师十团位于新疆南疆地区，塔里木河上游的阿拉尔市（80°30′～81°58′E、40°22′～40°57′N），耕地面积6570hm2，是阿拉尔市下辖团场之一。属暖温带极端大陆性干旱荒漠气候，常年少雨雪，地表蒸发强烈，年均降水量40.1～82.5mm，年均蒸发量1876.6～2558.9mm。试验地土壤为沙壤土，轻度盐分，肥力中等。水源主要引用阿克苏河及其支流昆马力克河和多浪河。

1.2 试验设计 试验直接在耕种区进行，土壤无人为扰动。根据南疆传统水、氮用量[8]，试验区水、氮量分别设置为低、中、高3个等级。灌水量设：高水（WH，4700m3/hm2）、中水（WM，4100m3/hm2）、低水（WL，3500m3/hm2）;供氮量设：高氮（NH，360kg/hm2 ）、中氮（NM，260kg/hm2）、低氮（NL，160kg/hm2）。试验共设10个处理：WONO（对照）：不灌水不施肥;WLNL：低灌水低施肥;WLNM：低灌水中度施肥;WLNH：低灌水高施肥;WMNL：中度灌水低施肥;WMNM：中度灌水中度施肥;WMNH：中度灌水高施肥;WHNL：高灌水低施肥;WHNM：高灌水中度施肥;WHNH：高灌水高施肥，每处理重复3次。各处理磷肥、钾肥作为底肥一次性施入，灌水和施氮肥在棉花的苗期、蕾期、花铃期、吐絮期4个阶段进行，每个阶段灌水量和施肥量不同。试验地4月12日翻地，棉花4月20日播种，5月22日定苗，9月底至10月初收获。

1.3 测定指标 为避免边际效应，除边行外，在取样面积内随机选择10株长势均匀的棉花植株，测定株高、茎粗和叶面积。株高用米尺测量，茎粗用游标卡尺测量，叶面积用叶面积仪测量。

2 结果与分析

2.1 不同水氮条件对棉花株高的影响 株高是棉花生育期最明显的变化之一，充足的土壤养分能显著促进棉花生长。在棉花现蕾期至盛花期测量株高，每10d测量1次，结果如图1所示。由图1可知，棉花株高在生育期不断增加，但打顶后变化不大（7月10日棉花打顶）。6月21日，棉花株高在不同水氮处理下没有明显变化;7月1日数据显示，在同一灌水处理下，随着施氮量的增加，棉花株高出现显著差异;7月份棉花进入花期，营养需求增大，对比7月1日与11日2组数据发现，随着灌水量和施氮量的增加，棉花株高明显增加，但灌水量在同一水平下，高施氮量对棉花株高没有太大影响。由图1还可看出，由于棉花生育期对水分的需求量大，因此在WL处理下，棉花遭遇水分胁迫，生长受限。

2.2 不同水氮条件对棉花茎粗的影响 茎具有输导营养物质和水分、贮藏营养物质、繁殖等作用。茎粗主要体现棉花横向生长，也是棉花生长性状之一。在合适的水氮耦合下，茎粗对棉花的生长和产量至关重要。由图2可以看出，6月21日棉花刚进入蕾期，茎粗受水氮作用无显著性差异;棉花盛蕾期（6月21日至7月1日）对养分需求量大，同一灌水条件下，增加氮肥用量能显著增加棉花茎粗（WHFH、WHFM比WHFL增长0.9、0.8mm）;7月11、21日数据表明，相同施氮水平下，增加灌水量对茎粗有促进作用（WHNH比WMNH、WLNH处理增长0.7、0.9mm;WHNL比WMNL、WLNL处理增长1.8、2mm）。进入7月份，棉花对水分需求增大，土壤水分不足会影响棉花对氮肥的吸收。在低灌水平下，棉花对营养的吸取减少，故不同施肥量对棉花茎粗影响不大。

2.3 不同水氮条件对棉花叶面积的影响 叶面积指数指单位面积上叶面积总和，是反映植物生长状况的又一个重要指标，其大小直接影响植物最终产量。由图3可知，棉花从苗期至蕾期生长较为缓慢，叶面积指数变化不大;进入盛花期后（7月12日以后），棉花叶面积指数明显增加;7月12～22日，施氮、灌水在同一水平下，随着灌水、施氮量的提高，叶面積指数也随之增加（WHNH比WHNM、WHNL 处理分别增加了22.9%、41.7%，WHNH比WMNH、WLNH分别增加20.8%、47.9%）。进入8月份，高、低施肥都会使棉花叶面积指数有所下降，但当灌水达到一定水平时会显著影响棉花叶面积指数。在NL、WL处理下棉花叶面积指数最低。从试验数据看，水分对叶面积指数的影响较大。

3 结论与讨论

南疆地区土地盐渍化较为严重，土壤盐分过高，不利于氮肥的硝化分解，易导致棉花缺失氮肥。随着棉花的生长，其对水分的需求量逐渐增大。本试验结果表明：施氮量相同而灌水量不同时，灌水量与棉花株高呈正相关;在低灌量条件下棉花受到水分胁迫，株高明显低于其他水氮处理;灌水量和施氮量不相同时，水氮组合为WHNM时，棉花茎粗产生最佳耦合效应。棉花叶面积指数受水分影响较大，当灌水量在适当水平时，棉花植株叶片多且叶面积指数大;当灌水不足时，叶片易萎缩且数量较少，此时叶面积指数较低。

参考文献

[1]任猛.浅谈对棉花新标准重要性的认识[J].中国棉花加工，2013（2）：8-9.

[2]李小东，张凤华，朱煜.新疆南疆典型地区农业灌溉水质与土壤盐渍化关系的研究[J].新疆农业科学，2016，53（7）：1260-1267.

[3]侯宪东，马钢，荣伟.南疆地区盐渍化土地整治生态环境营造探讨——以阿克陶县盐碱地治理项目为例[J].西部大开发（土地开发工程研究），2018，3（7）：31-37.

[4]董海荣，李金才，李存东.不同NH4+/NO3-比例的氮素营养对棉花氮素代谢的影响[J].应用生态学报，2004（4）：728-730.

[5]马腾飞，李杰，陈志，等.施氮对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响[J].新疆农业科学，2020，57（2）：245-253.

[6]雷在新.膜下滴灌条件下不同灌水量对棉花生长和水分利用效率的影响[J].甘肃水利水电技术，2012，48（4）：46-47，65.

[7]解婷婷，单立山，苏培玺.不同施氮量下干旱胁迫对棉花生长及种内关系的影响[J].中国生态农业学报（中英文），2020，28（5）：643-651.

[8]龚江，谢海霞，王海江，等.棉花高产水氮耦合效应研究[J].新疆农业科学，2010，47（4）：644-648.

（责编：徐世红）