通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法，該方法在棉花全生育期根據(jù)棉花生長(zhǎng)階段進(jìn)行灌水量、灌水時(shí)期和施氮量的調(diào)節(jié)，該方法是在灌足出苗水的前提下，準(zhǔn)確把握頭水時(shí)間，控制頭水和氮素肥料的量，既滿足根系向土壤深層生長(zhǎng)對(duì)水分養(yǎng)分的需要，同時(shí)又能減少養(yǎng)分淋移損失，根據(jù)棉花生長(zhǎng)對(duì)水分養(yǎng)分的需求規(guī)律確定每次滴水時(shí)間、滴水量和施肥的量。本發(fā)明利用水氮的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的作用原理，進(jìn)行棉花根系空間構(gòu)型調(diào)控的方法。通過本發(fā)明所述的方法進(jìn)行水氮管理能夠促進(jìn)棉花根系在土壤深層的分布，從而減少吐絮期棉花根長(zhǎng)密度的下降，為棉花生育后期的水分養(yǎng)分吸收提供了保障。
【專利說明】通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]棉花根系是棉花水分養(yǎng)分吸收的主要器官，根系的發(fā)育情況及空間構(gòu)型對(duì)棉花的產(chǎn)量具有重大的影響。新疆棉花高產(chǎn)栽培技術(shù)近年來處于世界先進(jìn)水平，棉花單產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均單產(chǎn)，處于世界最高水平。然而新疆棉區(qū)也存在棉花早衰、中空等問題。根系取樣結(jié)果表明，覆膜滴灌棉花根系分布淺、后期早衰導(dǎo)致的根系水分養(yǎng)分吸收障礙是早衰和中空等一系列問題的重要原因。定向調(diào)控棉花根系生長(zhǎng)構(gòu)型的方法對(duì)于進(jìn)一步提高新疆棉花的產(chǎn)量水平具有重大理論和實(shí)踐意義。
[0003]在棉花根系發(fā)育的過程中，苗期至初花期根系的發(fā)育情況對(duì)棉花產(chǎn)量水平具有極重要的影響。初花期以前棉花光合產(chǎn)生的同化物主要用于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，特別是根系的生長(zhǎng)發(fā)育，地上部干物質(zhì)累積及養(yǎng)分吸收處于較低水平，因此苗期至初花期也是棉花根系發(fā)育最快的時(shí)期。也是進(jìn)行根系構(gòu)型優(yōu)化的最佳時(shí)期。根系構(gòu)型調(diào)控的目標(biāo)是促使棉花根系向深層土壤中的分布。在土壤中分布越深越廣，越有利于棉花抵抗各種逆境條件，比如干濕脅迫，表聚的鹽喊、I旲下聞溫等。
[0004]本發(fā)明利用棉花根系對(duì)養(yǎng)分和水分具有的趨向性生長(zhǎng)的原理，進(jìn)行棉花根系空間構(gòu)型調(diào)控的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目 的在于，提供一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法，該方法在棉花全生育期根據(jù)棉花生長(zhǎng)階段進(jìn)行灌水量、灌水時(shí)期和施氮量的調(diào)節(jié)，該方法是在灌足出苗水的前提下，準(zhǔn)確把握頭水時(shí)間，控制頭水和氮素肥料的量，既滿足根系向土壤深層生長(zhǎng)對(duì)水分養(yǎng)分的需要，同時(shí)又能減少養(yǎng)分淋移損失，根據(jù)棉花生長(zhǎng)對(duì)水分養(yǎng)分的需求規(guī)律確定每次滴水時(shí)間、滴水量和施肥的量。本發(fā)明利用水氮的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的作用原理，進(jìn)行棉花根系空間構(gòu)型調(diào)控的方法。通過本發(fā)明所述的方法進(jìn)行水氮管理能夠促進(jìn)棉花根系在土壤深層的分布，從而減少吐絮期棉花根長(zhǎng)密度的下降，為棉花生育后期的水分養(yǎng)分吸收提供了保障，減少蕾鈴脫落，大幅提高棉花產(chǎn)量。
[0006]本發(fā)明所述的一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法，該方法在棉花全生育期根據(jù)棉花生長(zhǎng)階段進(jìn)行灌水量、灌水時(shí)期和施氮量的調(diào)節(jié)，具體操作按下列步驟進(jìn)行:
[0007]a、播種后滴出苗水，沙壤土每畝滴水45方；
[0008]b、6月初滴頭水，沙壤土每畝滴水45方，滴水時(shí)間控制在6個(gè)小時(shí)，前3小時(shí)滴水，再滴肥I小時(shí)，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時(shí)；
[0009]C、頭水過后,6月份,每10天滴水一次,每次每畝滴水35方,尿素5公斤；
[0010]d、7月份，每8天滴水一次，每次每畝滴水40方，尿素6公斤，磷酸一銨3公斤，硫酸鉀4公斤；
[0011]e、8月份，每11天滴水一次，每次每畝滴水40方，尿素3公斤；
[0012]f、9月上旬，最后一次滴水，每畝滴水30方。 [0013]在上述給定的滴水量、滴水時(shí)間，如果遇見陰雨低溫天氣過程則適當(dāng)延后灌水時(shí)間，減少滴水的量。
[0014]嚴(yán)格控制滴水的時(shí)間和滴水量以及施氮肥的量。
[0015]本發(fā)明所述的一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法，該方法在4月上旬棉花播種后，通過精確控制滴灌的量，達(dá)到灌水量既足夠使根層土壤得到充分灌溉，蓄足底墑，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)楣嗨^多造成根層水溶性養(yǎng)分的淋洗損失，導(dǎo)致棉苗缺乏養(yǎng)分。通過試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明:沙土地保水保肥力差，每畝滴水45方的量就是這個(gè)平衡點(diǎn)，既保證了根層土壤足夠的墑情，又能夠使土壤水溶性養(yǎng)分因?yàn)檫m當(dāng)?shù)乃至芟醋饔?，在根層土壤范圍?nèi)形成由上而下逐漸增多的水分養(yǎng)分梯度，為根系誘導(dǎo)定向生長(zhǎng)創(chuàng)造條件，同時(shí)又不至于把養(yǎng)分過度淋洗，移出根系吸收的范圍成為無效養(yǎng)分，而造成損失。
[0016]出苗水過后一直到棉花進(jìn)入盛蕾初花期才灌下一水，生產(chǎn)中稱之為頭水，時(shí)間一般在6月初前后，根據(jù)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，頭水前這一階段正是棉花根系發(fā)育的主要時(shí)間，隨著表層土壤水分的自然散失，迫使棉花根系向土壤深層生長(zhǎng)，尋找深層土壤中的水分養(yǎng)分，促使根系向深層土壤中的生長(zhǎng)。通過適當(dāng)把握頭水的時(shí)間，既充分發(fā)揮水分養(yǎng)分對(duì)根系生長(zhǎng)的深層誘導(dǎo)作用，又不至于根層土壤干旱脅迫對(duì)棉花造成傷害。試驗(yàn)結(jié)果表明，6月初棉花進(jìn)入盛蕾初花期前后，此時(shí)灌頭水最為合適。為了保障和促進(jìn)根系向深層生長(zhǎng)，在灌水的同時(shí)要給予養(yǎng)分的供應(yīng)。頭水的原則是灌透，沙壤土每畝滴45方水，滴水時(shí)間控制在6個(gè)小時(shí)，前3小時(shí)滴水，再通過施肥罐加入尿素3公斤/畝，滴肥I小時(shí)，再滴水2小時(shí)。這樣做的目的是，使棉花根層土壤既得到充分的灌溉，同時(shí)施入的養(yǎng)分在根層土壤中全層分布，又不因灌量大造成淋洗損失。每畝3公斤尿素的量能夠滿足根系在下一次灌水前對(duì)氮素養(yǎng)分的需要，過多的尿素在土壤中發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)會(huì)釋放氨，氨對(duì)根系有毒，尤其是頭水時(shí)已受干旱脅迫的嬌嫩的根系，因此要嚴(yán)格控制尿素的量，尿素量過多是生產(chǎn)中落蕾落花的重要原因。
[0017]頭水過后，6月份，每10天滴水一次，每次每畝滴水35方，尿素加大到5公斤；7月份是棉花生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分水分需求最大的階段，每8天滴水一次，每次每畝滴水40方，每畝施尿素7公斤，磷酸一銨3公斤，硫酸鉀4公斤；8月份，養(yǎng)分水分需求仍然較高，但已經(jīng)開始減緩，每11天滴水一次，每次每畝滴水40方，尿素5公斤；9月初，開始進(jìn)入吐絮期，最后一次滴水，每畝滴水30方，不施肥。
[0018]通過本發(fā)明所述的方法灌水施肥能夠大幅減少吐絮期棉花根長(zhǎng)密度的下降，為棉花生育后期的水分養(yǎng)分吸收提供保障，減少蕾鈴脫落，大幅提高棉花產(chǎn)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1苗期不同處理對(duì)根長(zhǎng)的影響圖，其中+為常規(guī)處理； 為使用灌水施氮調(diào)控的處理；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1盛花期不同處理對(duì)根長(zhǎng)的影響圖，其中I為常規(guī)處理；+為使用灌水施氮調(diào)控的處理；[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1吐絮期不同處理對(duì)根長(zhǎng)的影響圖，其中+為常規(guī)處理；I為使用灌水施氮調(diào)控的處理。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例
[0023]2012年在北疆石河子農(nóng)八師一四九團(tuán)五連的高產(chǎn)棉田上進(jìn)行了滴水施肥的根系調(diào)控試驗(yàn)，供試土壤為沙土地，土壤肥力中等，供試棉花 品種為新陸早26號(hào)，種植模式為超寬膜植棉，膜幅2.05米，一膜六行，實(shí)際保苗13600株/畝，采用膜下滴灌施肥模式，具體操作按下列步驟進(jìn)行:
[0024]播種后滴出苗水，沙土地每畝滴水45方；
[0025]6月初滴頭水；沙土地每畝滴水45方，滴水時(shí)間控制在6個(gè)小時(shí)，前3小時(shí)滴水，再滴肥I小時(shí)，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時(shí)；
[0026]頭水過后,6月份,每10天滴水一次,每次每畝滴水35方,尿素5公斤；
[0027]7月份，每8天滴水一次，每次每畝滴水40方，尿素6公斤，磷酸一銨3公斤，硫酸鉀4公斤；
[0028]8月份,每11天滴水一次,每次每畝滴水40方,尿素3公斤；9月上旬,最后一次滴水，每畝滴水30方。
[0029]在給定的滴水量、滴水時(shí)間，如果遇見陰雨低溫天氣過程則適當(dāng)延后灌水時(shí)間，減少滴水的量；
[0030]試驗(yàn)設(shè)兩個(gè)處理:
[0031]處理一為常規(guī)處理:即按照高產(chǎn)栽培規(guī)程的管理方法進(jìn)行管理；
[0032]處理二為水氮調(diào)控處理:即在常規(guī)處理基礎(chǔ)上采用本發(fā)明所述的方法進(jìn)行管理；
灌水施肥時(shí)間如下:
[0033]
處理I 常規(guī)處理__
出苗水頭水 2水 3水 4水 5水 7水 8水 9水 10水 11水 吋_ 21/4 8/6 18/6 28/6 6/7 16/7 25/7 5/8 16/8 27/8 10/9 灌水最 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 尿素05555555550
磷酸-錢______3333____
硫酸鉀4444
[0034]
處理2 水氮_控處理
出苗水頭水 2水 3水4水5水7水8水 9水 10水 11水 12水
Ihj:':.] 2! 42/6 12.? 22 6:-710/718...726.,7 6/8 17/S 28/8 10/9
4545 35 35 4(1404040 40 40 4U 3(1
t/jc O3 5 5 6666 3 3 3 0.:-- -?3333
硫酸鉀4444[0035]根系取樣方法:雙向切片法，從滴灌帶正下方到膜間正中70厘米寬范圍內(nèi)進(jìn)行采樣，具體方法是從膜內(nèi)、外距棉花植株30厘米處開始，從地表垂直向下每10厘米為一層切害I],直至60厘米，并切成立方形土塊(10 X IOX 10)立方厘米，挖出的每一塊土體均全部收集，用直徑I毫米不銹鋼網(wǎng)篩選根系，撿去新生體、侵入體及非棉根物質(zhì)，用清水沖洗干凈后待測(cè)，同時(shí)每一小塊土壤在檢出根系后混勻，取土壤樣品。
[0036]棉花根系形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定:用掃描儀將根樣在200dpi象素下，掃描成黑白對(duì)照的TIF圖像文件，掃描好的TIF文件用DT-SCAN圖像分析軟件(英國(guó)Delta公司，1.0版)計(jì)算根系的長(zhǎng)度等形態(tài)特征指標(biāo)。
[0037]試驗(yàn)結(jié)果:
[0038]不同土壤層次中根系長(zhǎng)度的分布情況是表征作物根系在土壤中空間構(gòu)型重要的指標(biāo)，根系長(zhǎng)度越長(zhǎng)說明根系在該土壤層次中的分布越廣，越有利于養(yǎng)分水分的吸收，試驗(yàn)結(jié)果表明，在苗期第一次取樣觀測(cè)時(shí)(圖1)，常規(guī)處理和促控結(jié)合處理之間的根系長(zhǎng)度差別不大，但在盛花期取樣時(shí)(圖2)，已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的差別，O-1Ocm處根系長(zhǎng)度差別不大，但是20cm以下土層中水氮調(diào)控處理均高于常規(guī)處理，說明通過水氮調(diào)控能夠顯著的促進(jìn)棉花根系的向下生長(zhǎng)；吐絮期取樣結(jié)果表明(圖3)，通過本發(fā)明所述的方法水氮調(diào)控能夠大幅減少吐絮期棉花根長(zhǎng)密度的下降，為棉花生育后期的水分養(yǎng)分吸收提供了保障。
【權(quán)利要求】
1.一種通過灌水施氮調(diào)控沙土地膜下滴灌棉花根系構(gòu)型方法，其特征在于在棉花全生育期根據(jù)棉花生長(zhǎng)階段進(jìn)行灌水量、灌水時(shí)期和施氮量的調(diào)節(jié)，具體操作按下列步驟進(jìn)行: a、播種后滴出苗水,沙壤土每畝滴水45方； b、6月初滴頭水，沙壤土每畝滴水45方，滴水時(shí)間控制在6個(gè)小時(shí)，前3小時(shí)滴水，再滴肥I小時(shí)，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時(shí)； C、頭水過后,6月份,每10天滴水一次,每次每畝滴水35方,施尿素5公斤； d、7月份，每8天滴水一次，每次每畝滴水40方，施尿素6公斤，磷酸一銨3公斤，硫酸鉀4公斤； e、8月份,每11天滴水一次,每次每畝滴水40方,施尿素3公斤； f、9月上 旬,最后一次滴水,每畝滴水30方。
【文檔編號(hào)】A01C21/00GK103460872SQ201310326240
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】王平, 田長(zhǎng)彥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所