通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法
【專利摘要】本發明涉及一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法，該方法在棉花全生育期根據棉花生長階段進行灌水量、灌水時期和施氮量的調節，該方法是在灌足出苗水的前提下，準確把握頭水時間，控制頭水和氮素肥料的量，既滿足根系向土壤深層生長對水分養分的需要，同時又能減少養分淋移損失，根據棉花生長對水分養分的需求規律確定每次滴水時間、滴水量和施肥的量。本發明利用水氮的植物生長調節的作用原理，進行棉花根系空間構型調控的方法。通過本發明所述的方法進行水氮管理能夠促進棉花根系在土壤深層的分布，從而減少吐絮期棉花根長密度的下降，為棉花生育后期的水分養分吸收提供了保障。
【專利說明】通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法。
【背景技術】
[0002]棉花根系是棉花水分養分吸收的主要器官，根系的發育情況及空間構型對棉花的產量具有重大的影響。新疆棉花高產栽培技術近年來處于世界先進水平，棉花單產遠遠高于世界平均單產，處于世界最高水平。然而新疆棉區也存在棉花早衰、中空等問題。根系取樣結果表明，覆膜滴灌棉花根系分布淺、后期早衰導致的根系水分養分吸收障礙是早衰和中空等一系列問題的重要原因。定向調控棉花根系生長構型的方法對于進一步提高新疆棉花的產量水平具有重大理論和實踐意義。
[0003]在棉花根系發育的過程中，苗期至初花期根系的發育情況對棉花產量水平具有極重要的影響。初花期以前棉花光合產生的同化物主要用于營養生長，特別是根系的生長發育，地上部干物質累積及養分吸收處于較低水平，因此苗期至初花期也是棉花根系發育最快的時期。也是進行根系構型優化的最佳時期。根系構型調控的目標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]本發明利用棉花根系對養分和水分具有的趨向性生長的原理，進行棉花根系空間構型調控的方法。

【發明內容】

[0005]本發明的目 的在于，提供一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法，該方法在棉花全生育期根據棉花生長階段進行灌水量、灌水時期和施氮量的調節，該方法是在灌足出苗水的前提下，準確把握頭水時間，控制頭水和氮素肥料的量，既滿足根系向土壤深層生長對水分養分的需要，同時又能減少養分淋移損失，根據棉花生長對水分養分的需求規律確定每次滴水時間、滴水量和施肥的量。本發明利用水氮的植物生長調節的作用原理，進行棉花根系空間構型調控的方法。通過本發明所述的方法進行水氮管理能夠促進棉花根系在土壤深層的分布，從而減少吐絮期棉花根長密度的下降，為棉花生育后期的水分養分吸收提供了保障，減少蕾鈴脫落，大幅提高棉花產量。
[0006]本發明所述的一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法，該方法在棉花全生育期根據棉花生長階段進行灌水量、灌水時期和施氮量的調節，具體操作按下列步驟進行:
[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，滴水時間控制在6個小時，前3小時滴水，再滴肥I小時，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時；
[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、滴水時間，如果遇見陰雨低溫天氣過程則適當延后灌水時間，減少滴水的量。
[0014]嚴格控制滴水的時間和滴水量以及施氮肥的量。
[0015]本發明所述的一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法，該方法在4月上旬棉花播種后，通過精確控制滴灌的量，達到灌水量既足夠使根層土壤得到充分灌溉，蓄足底墑，同時又不會因為灌水過多造成根層水溶性養分的淋洗損失，導致棉苗缺乏養分。通過試驗對比結果表明:沙土地保水保肥力差，每畝滴水45方的量就是這個平衡點，既保證了根層土壤足夠的墑情，又能夠使土壤水溶性養分因為適當的水分淋洗作用，在根層土壤范圍內形成由上而下逐漸增多的水分養分梯度，為根系誘導定向生長創造條件，同時又不至于把養分過度淋洗，移出根系吸收的范圍成為無效養分，而造成損失。
[0016]出苗水過后一直到棉花進入盛蕾初花期才灌下一水，生產中稱之為頭水，時間一般在6月初前后，根據棉花的生長發育規律，頭水前這一階段正是棉花根系發育的主要時間，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，尋找深層土壤中的水分養分，促使根系向深層土壤中的生長。通過適當把握頭水的時間，既充分發揮水分養分對根系生長的深層誘導作用，又不至于根層土壤干旱脅迫對棉花造成傷害。試驗結果表明，6月初棉花進入盛蕾初花期前后，此時灌頭水最為合適。為了保障和促進根系向深層生長，在灌水的同時要給予養分的供應。頭水的原則是灌透，沙壤土每畝滴45方水，滴水時間控制在6個小時，前3小時滴水，再通過施肥罐加入尿素3公斤/畝，滴肥I小時，再滴水2小時。這樣做的目的是，使棉花根層土壤既得到充分的灌溉，同時施入的養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氮素養分的需要，過多的尿素在土壤中發生轉化時會釋放氨，氨對根系有毒，尤其是頭水時已受干旱脅迫的嬌嫩的根系，因此要嚴格控制尿素的量，尿素量過多是生產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月份是棉花生長對養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，養分水分需求仍然較高，但已經開始減緩，每11天滴水一次，每次每畝滴水40方，尿素5公斤；9月初，開始進入吐絮期，最后一次滴水，每畝滴水30方，不施肥。
[0018]通過本發明所述的方法灌水施肥能夠大幅減少吐絮期棉花根長密度的下降，為棉花生育后期的水分養分吸收提供保障，減少蕾鈴脫落，大幅提高棉花產量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例1苗期不同處理對根長的影響圖，其中+為常規處理； 為使用灌水施氮調控的處理；
[0020]圖2為本發明實施例1盛花期不同處理對根長的影響圖，其中I為常規處理；+為使用灌水施氮調控的處理；[0021]圖3為本發明實施例1吐絮期不同處理對根長的影響圖，其中+為常規處理；I為使用灌水施氮調控的處理。
【具體實施方式】
[0022]實施例
[0023]2012年在北疆石河子農八師一四九團五連的高產棉田上進行了滴水施肥的根系調控試驗，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，種植模式為超寬膜植棉，膜幅2.05米，一膜六行，實際保苗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，滴水時間控制在6個小時，前3小時滴水，再滴肥I小時，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時；
[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、滴水時間，如果遇見陰雨低溫天氣過程則適當延后灌水時間，減少滴水的量；
[0030]試驗設兩個處理:
[0031]處理一為常規處理:即按照高產栽培規程的管理方法進行管理；
[0032]處理二為水氮調控處理:即在常規處理基礎上采用本發明所述的方法進行管理；
灌水施肥時間如下:
[0033]
處理I 常規處理__
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厘米寬范圍內進行采樣，具體方法是從膜內、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毫米不銹鋼網篩選根系，撿去新生體、侵入體及非棉根物質，用清水沖洗干凈后待測，同時每一小塊土壤在檢出根系后混勻，取土壤樣品。
[0036]棉花根系形態指標的測定:用掃描儀將根樣在200dpi象素下，掃描成黑白對照的TIF圖像文件，掃描好的TIF文件用DT-SCAN圖像分析軟件(英國Delta公司，1.0版)計算根系的長度等形態特征指標。
[0037]試驗結果:
[0038]不同土壤層次中根系長度的分布情況是表征作物根系在土壤中空間構型重要的指標，根系長度越長說明根系在該土壤層次中的分布越廣，越有利于養分水分的吸收，試驗結果表明，在苗期第一次取樣觀測時(圖1)，常規處理和促控結合處理之間的根系長度差別不大，但在盛花期取樣時(圖2)，已經表現出明顯的差別，O-1Ocm處根系長度差別不大，但是20cm以下土層中水氮調控處理均高于常規處理，說明通過水氮調控能夠顯著的促進棉花根系的向下生長；吐絮期取樣結果表明(圖3)，通過本發明所述的方法水氮調控能夠大幅減少吐絮期棉花根長密度的下降，為棉花生育后期的水分養分吸收提供了保障。
【權利要求】
1.一種通過灌水施氮調控沙土地膜下滴灌棉花根系構型方法，其特征在于在棉花全生育期根據棉花生長階段進行灌水量、灌水時期和施氮量的調節，具體操作按下列步驟進行: 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，滴水時間控制在6個小時，前3小時滴水，再滴肥I小時，施尿素3公斤/畝，再滴水2小時； 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】A01C21/00GK103460872SQ201310326240
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】王平, 田長彥 申請人:中國科學院新疆生態與地理研究所