東雷抽黃灌區(qū)棉花產(chǎn)量與合理灌溉的關(guān)系探討

何建麗 顏海英 車文秀

摘要針對灌區(qū)棉花種植存在的問題,探討棉花的灌溉制度,以期為灌區(qū)灌溉管理提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞棉花產(chǎn)量;合理灌溉;關(guān)系;東雷抽黃灌區(qū)

中圖分類號S562文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)09-0218-02

東雷抽黃灌區(qū)位于鄂爾多斯臺地的南緣褶皺帶上的合陽、澄城、大荔、蒲城4縣毗鄰地區(qū),東經(jīng)109°53′~110°22′,北緯34°43′~109°53′,東起黃河漫灘,西抵塢坭塬邊,北臨徐水溝畔,南達(dá)洛東灌區(qū)。灌區(qū)地面開闊,土層深厚,土質(zhì)肥沃,溫度適宜,光照充足,無霜期200d左右,屬干旱半干旱性季風(fēng)氣候,具有較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件,歷來是關(guān)中東部重要的糧棉油生產(chǎn)基地。

1東雷抽黃灌區(qū)棉花種植情況

東雷抽黃灌區(qū)地處渭北旱塬,光熱資源充足,無霜期長。全年日照時間為2 528.3h,年積溫3 894.2℃,平均氣溫13.1℃,年內(nèi)以7月份溫度最高,多年平均為26.9℃,1月份氣溫最低,多年平均為-0.6℃。天然的氣候條件,尤其適合棉花種植。

在工程開灌初期,棉花復(fù)雜的管理技術(shù)要求使群眾對之望而止步,糧食作物的低收益使群眾生活始終維持在溫飽線上。近年來,隨著國家一系列惠農(nóng)政策的實施,易管理、高效益棉花品種的問世和管理技術(shù)的不斷更新,群眾對棉花種植有了信心,灌區(qū)棉花種植面積迅速增大,至2007年,棉花種植面積已達(dá)灌區(qū)作物種植總面積的70%以上,群眾收入中有60%的收入來源于棉田。

2棉花的外界生長環(huán)境及需水特性

東雷灌區(qū)地處大荔、澄城、合陽3縣交界的缺雨區(qū),由于受大氣環(huán)流、緯度和地形的影響,區(qū)內(nèi)長期干旱少雨,且年內(nèi)降水量分布不均。據(jù)多年氣象資料分析:灌區(qū)年均降水量約542mm,年均蒸發(fā)量1 500mm,棉花在其全生育期的水分供求差值約為2 092.5m3/hm2。

棉花的生長具有廣泛的適應(yīng)性,既由于其根深葉大而較耐干旱,又由于其枝繁葉茂、喜溫好光的特性而對水分十分敏感。東雷抽黃灌區(qū)的棉花一般在4月上中旬播種,10月中下旬收獲,整個生育期歷經(jīng)200d左右。生育期長且主要生長在高溫炎熱的夏季,葉面蒸騰和地面蒸發(fā)都很強(qiáng)烈,因而其耗水量很大,約為小麥、玉米等糧食作物的1.2～1.3倍。

東雷抽黃灌區(qū)棉花整個生育期歷經(jīng)春旱、夏曬、秋陰等3個自然環(huán)境階段,形成了前期小,中后期多,后期少的需水規(guī)律,綜合東雷灌區(qū)年內(nèi)降水各月分布情況,全生育期內(nèi)僅9月份水分能滿足作物生長要求,其他時期水分供應(yīng)均不足。

3東雷灌區(qū)棉花產(chǎn)量與田間耗水量的關(guān)系

棉花的田間耗水量是環(huán)境因素和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施綜合作用的結(jié)果,隨自然條件和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施不同而變化很大。根據(jù)東雷灌區(qū)2005～2007年調(diào)查資料:棉花的耗水量變幅在3 750~6 000m3/hm2,但它依據(jù)降雨及灌溉的不同而有所差異。而棉花的耗水量大小與產(chǎn)量的高低有著一定的關(guān)系,一般是隨著棉花產(chǎn)量的提高,耗水量也相應(yīng)增加。在總耗水量達(dá)到一定程度時,對產(chǎn)量的影響變小。但是,產(chǎn)量的提高并不與耗水量的增加成正比,而是產(chǎn)量提高的幅度大,耗水量增加的幅度小。

根據(jù)東雷灌區(qū)2005～2007年的產(chǎn)量調(diào)查資料:旱地棉花耗水量在3 300~4 200m3/hm2,其產(chǎn)量在2 250~2 700kg/hm2,生產(chǎn)1kg籽棉需要耗水1.4～1.6m3;進(jìn)行1次灌溉時,其耗水量在3 450~4 350m3/hm2,生產(chǎn)1kg籽棉需要耗水1.2～1.4m3。而只進(jìn)行1次灌溉時,群眾分為播前進(jìn)行泡地和現(xiàn)蕾期灌溉2種形式:進(jìn)行播前灌的田塊,灌水定額1 050m3/hm2,產(chǎn)量2 400~3 450kg/hm2;現(xiàn)蕾期灌溉的田塊,平均灌水定額975m3/hm2,產(chǎn)量2 700~3 750kg/hm2;在泡地和蕾期2次灌溉,灌水定額1 800m3/hm2,產(chǎn)量3 000~5 100kg/hm2,其耗水量在4 950~6 000m3/hm2,生產(chǎn)1kg籽棉需要耗水1.1~1.4m3。

由以上資料來看,棉花產(chǎn)量的增加,總的耗水量也隨著相應(yīng)增加,生產(chǎn)1kg籽棉需要的耗水量減少。但是,在耗水量、產(chǎn)量達(dá)一定程度時,耗水量對產(chǎn)量的影響變幅較小。這就說明,在這種情況下,產(chǎn)量能否繼續(xù)提高,水量對其影響較小,而主要是由綜合栽培技術(shù)水平所決定。且由以上資料可以看出,在相同的水分條件下,棉花產(chǎn)量的變化幅度也是比較大的,這說明不同的管理水平也會使棉花產(chǎn)量產(chǎn)生很大的差異。

4灌溉對棉花各生育期生長的影響

東雷抽黃灌區(qū)地處干旱半干旱地區(qū),年蒸發(fā)量大大多于降水量,且區(qū)內(nèi)地表水資源缺乏,地下水埋藏深,儲量少,作物生長所消耗水分主要由降雨、灌溉提供,灌溉成了挖掘作物增產(chǎn)潛力,補(bǔ)充作物水分需求的重要途徑。棉花整個生育期需經(jīng)歷5個階段,即:播種期、幼苗期、現(xiàn)蕾期、花鈴期、吐絮期。各生育期由于所處的環(huán)境和其生理特性,對水分有著不同的要求。這就要求按照灌區(qū)棉花各生育期需水特點與所生長的氣候環(huán)境,以適時灌溉促進(jìn)棉花高產(chǎn),現(xiàn)就各生育期灌溉情況簡述如下。

4.1播種期

東雷抽黃灌區(qū)一般情況下在4月上中旬進(jìn)行播種,由播種至出苗需10~15d。此時,田間經(jīng)歷了冬春季休閑,冬春連旱是灌區(qū)多年來的普遍現(xiàn)象,據(jù)多年測報資料統(tǒng)計:休閑期的11月至翌年3月,多年平均降水僅為56.7mm,占全年降水量的10%左右,且多為無效雨,灌區(qū)3月下旬實測播前未泡地田塊的田間土壤含水率僅有10%～12%,而棉籽發(fā)芽的土壤水分要求在17.5%～19.0%,土壤水分在16%以下時,因水分不足,種子吸水困難會導(dǎo)致出苗率差,再低會產(chǎn)生“燒芽”、“干死”不能出苗。因此,播前泡地在灌區(qū)棉花種植中有著不可替代的作用,群眾也對此有了深刻的認(rèn)識。經(jīng)多年泡地灌溉實踐證明,播前泡地不僅可促進(jìn)棉籽發(fā)芽,提高地溫,改善土壤結(jié)構(gòu),還可為棉花苗期生長提供足夠的水分養(yǎng)分,為棉花高產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。

4.2幼苗期

東雷抽黃灌區(qū)棉花一般在4月中旬進(jìn)入苗期,持續(xù)時間60d左右,此時屬純營養(yǎng)生長期,以長根、莖、葉等營養(yǎng)器官為主,并開始花芽分化,為以后的營養(yǎng)生長和生殖生長奠定好基礎(chǔ)。苗期植株小,葉面積不大,消耗水量主要以棵間蒸發(fā)為主。此時已進(jìn)行播前泡地的棉田,因4~5月份的降水量比前期稍有增加,正常情況下基本可以維持棉株的正常生長。多年測報資料顯示:4~5月份的降雨量為87.7mm,占全年降水量的16%,實測田間土壤含水率為14%左右,稍低于苗期的適宜含水率。實踐證明,棉花苗期的最佳含水率應(yīng)保持在16%左右,過高會降低地溫,抑制早發(fā),加重病害,也會造成高腳苗;過低會形成弱苗,對以后的生育、結(jié)鈴、產(chǎn)量都會產(chǎn)生影響。在東雷灌區(qū),一般情況下苗期不需進(jìn)行灌溉,但在天氣長期持續(xù)干旱,日照強(qiáng)烈,田間出現(xiàn)葉片萎蔫時,就需及時進(jìn)行灌溉,以防棉苗因缺水而死亡。

4.3現(xiàn)蕾期

灌區(qū)棉花一般在6月中旬進(jìn)入現(xiàn)蕾期,這一階段持續(xù)30d左右。棉株地上部分的莖、枝、葉與地下部分的根系迅速擴(kuò)展增大,是搭好豐產(chǎn)架子、塑造高效群體的關(guān)鍵時期,對水分和養(yǎng)分的需求十分強(qiáng)烈,該時期的平均日耗水量可達(dá)30.0m3/hm2左右。此時灌區(qū)正值夏季,氣溫高、日照強(qiáng)烈,降水中大部分為無效雨,往往會造成土壤水分消耗的入不敷出。據(jù)灌區(qū)多年實測資料顯示:現(xiàn)蕾期1m內(nèi)土壤含水率徘徊在14%~16%之間,地面30cm的土壤含水率僅有10%~12%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足棉株的正常生長發(fā)育要求,必須通過灌溉補(bǔ)水改善棉田水分條件?，F(xiàn)蕾期是營養(yǎng)生長和生殖生長的重要轉(zhuǎn)折時期,此時以營養(yǎng)生長為主,生殖生長為輔,控制土壤水分是協(xié)調(diào)地上部分與地下部分的生長、營養(yǎng)生長與生殖生長的重要途徑之一,因此適時適量合理地進(jìn)行灌溉,將土壤水分保持在適宜范圍內(nèi)是保證棉花蕾多、蕾早、開花早、落蕾少的重要措施。根據(jù)試驗:蕾期土壤水分應(yīng)保持在17%～19%為宜,過低會導(dǎo)致發(fā)育緩慢,蕾鈴少,脫落多;過高又產(chǎn)生生長過旺,形成高、大、空,造成蕾鈴遲發(fā),產(chǎn)生隱蔽,使花鈴期脫落加重。

經(jīng)灌區(qū)產(chǎn)量調(diào)查資料顯示,在棉花現(xiàn)蕾期進(jìn)行灌溉的田塊,生育期可提前3~5d,棉花單鈴重增加0.15g,衣分率增加2%,所以灌區(qū)棉農(nóng)一般都在6月現(xiàn)蕾期進(jìn)行灌溉,以促進(jìn)棉株穩(wěn)長、提高伏桃坐果率。

4.4花鈴期

抽黃灌區(qū)一般在7月中旬至8月下旬為棉花花鈴期,此期正值盛夏季節(jié),氣候炎熱,田間蒸發(fā)劇烈,有所謂“五日一小旱,十日一大旱”之稱。多年實測數(shù)據(jù)顯示,7~8月的田間土壤含水率變化幅度較大,但相對較為頻繁的降雨使田間土壤水分維持在16%左右,低于棉花花鈴期的最優(yōu)含水率19%。棉花花鈴期為營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn),而以營養(yǎng)生長向生殖生長為主的轉(zhuǎn)化階段,一方面棉株繼續(xù)生長,陸續(xù)現(xiàn)蕾;另一方面開花結(jié)鈴逐漸成熟,這一階段處于一年氣溫最高,日照最強(qiáng)的時期,耗水量達(dá)到高峰,階段耗水量占全生育期總耗水量的40%～50%,平均日耗水量60m3/hm2左右,最高可達(dá)90~105m3/hm2。

由于群眾對棉花花鈴期的高產(chǎn)管理技術(shù)還不十分掌握,在主觀意識上害怕因水分過多導(dǎo)致通風(fēng)透光不好、光照不足引起蕾鈴脫落,加之干旱所表現(xiàn)出的落鈴、鈴重減輕、品質(zhì)降低、早衰等現(xiàn)象不足以引起群眾的重視,所以抽黃灌區(qū)大部分群眾在花鈴期不進(jìn)行灌溉,這也是灌區(qū)棉花不能達(dá)到預(yù)期產(chǎn)量的主要原因。

4.5吐絮期

從吐絮以后直到大部分收獲完畢,也可叫成熟期,抽黃灌區(qū)棉花在8月下旬進(jìn)入吐絮期,此時灌區(qū)已進(jìn)入陰雨季,9月份多年平均降水量達(dá)100mm左右,實測田間土壤含水率為15%～17%,基本可以滿足作物的生長要求。

抽黃灌區(qū)地處干旱半干旱地區(qū),吐絮期的陰雨低溫常影響棉鈴的開裂,土壤水分應(yīng)保持在16%左右,過高雖然有促進(jìn)絨長與衣分的作用,但會延遲收獲,增加霜后花,反而影響產(chǎn)量與品質(zhì);過低有促進(jìn)成熟的功效,但會降低鈴重,使絨長縮短,影響產(chǎn)量和質(zhì)量。如果氣候干旱,土壤水分可以高于17%,這對促進(jìn)秋桃生長,提高棉絨品質(zhì)都是有利的。

5抽黃灌區(qū)促進(jìn)棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的灌溉思路

近年來,棉花的高效益使灌區(qū)群眾種植棉花的積極性不斷高漲,群眾學(xué)科學(xué),用科學(xué)的意識也隨之增強(qiáng),灌區(qū)種植新品種示范戶不斷涌現(xiàn)。但是,在實際中工作中還存在一些突出問題,綜合起來有以下幾點:一是群眾對科學(xué)種植主觀認(rèn)識不到位。由于環(huán)境所限,群眾在思想上意識上存在主觀盲目思想,認(rèn)為自己多年種植實踐中所積累的經(jīng)驗足以種好棉花,接受新思路、新技術(shù)不積極。二是抽黃灌區(qū)為高揚程抽水灌區(qū),在用水上受諸多方面條件限制,基本上都是采用輪灌方式。難以滿足棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)所需的少量多輪次的需水要求。

針對棉花的市場發(fā)展趨勢和在東雷灌區(qū)生理特性,作為灌區(qū)灌溉管理人員,首先,要轉(zhuǎn)變自身觀念,在不斷完善硬件環(huán)境的同時,把增強(qiáng)服務(wù)意識,提升服務(wù)水平,突出服務(wù)效果作為工作的重點,設(shè)身處地地為群眾辦實事、辦好事,通過專家講課、農(nóng)技服務(wù)、試驗示范等形式,讓群眾實實在在地看到科學(xué)種植的效應(yīng),從而充分認(rèn)識到自然科學(xué)學(xué)無止境,把轉(zhuǎn)觀念、用科技變成一種自覺行為。其次,在用水管理上,要注意科學(xué)調(diào)度,合理灌溉,東雷灌區(qū)橫跨4縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn),整個灌區(qū)由于氣候、土質(zhì)的差異,用水量及用水時間也各不相同。要把不利因素變有利條件,充分利用各地的時間差,靈活調(diào)配水量,使灌區(qū)群眾盡可能用上適時水,提高灌溉水利用率。