新疆棉花高產(chǎn)栽培管理中的高效用水技巧

汪佳佳，裴亮只，3，馬奇祥

（1.兵團(tuán)第七師胡楊河市一二三團(tuán)農(nóng)業(yè)氣象站，新疆 奎屯 833200；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）

水是棉株體內(nèi)含量最多的成分，一般情況下棉株體內(nèi)含水70%～80%，而代謝旺盛的組織，如生長(zhǎng)點(diǎn)、葉片、莖枝韌皮部和幼嫩蕾鈴含水量高達(dá)90%以上，水分與棉花產(chǎn)量高低和品質(zhì)優(yōu)劣密切相關(guān)。新疆氣候干旱降水量少，水資源不足是長(zhǎng)期制約棉花生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸，因此，在栽培管理中高效利用水分顯得尤為重要[1]。

矮密早膜種植模式形成后，新疆的棉花面積、單產(chǎn)和總產(chǎn)量大幅提高。由于地膜覆蓋有顯著的增溫保墑作用，近年來在南北疆棉區(qū)都不同程度地出現(xiàn)由于播種密度過大，膜下滴灌滴水量過多，而造成的棉花旺長(zhǎng)郁閉和晚熟，光能利用率降低，最終致使產(chǎn)量下滑的現(xiàn)象。因栽培過密造成棉花晚熟，脫葉困難，許多棉田需要噴施2遍脫葉劑并進(jìn)行2遍機(jī)采，不僅增加了生產(chǎn)成本而且機(jī)采籽棉含雜率增加，明顯降低了棉花品質(zhì)。

黃河流域棉區(qū)年降雨量500～1000mm，長(zhǎng)江流域棉區(qū)年降雨量1000～1500mm，降雨量多利于棉花生長(zhǎng)是黃河流域棉區(qū)和長(zhǎng)江流域棉區(qū)的優(yōu)勢(shì)，但是大多數(shù)年份在棉花生長(zhǎng)季節(jié)都會(huì)出現(xiàn)至少1次的連續(xù)7d以上的陰雨天氣，會(huì)造成棉花旺長(zhǎng)甚至瘋長(zhǎng)，須采取多次化控甚至重化控，才能保證棉花健壯生長(zhǎng)。干旱缺水的新疆棉區(qū)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的膜下滴灌技術(shù)可以做到“播種論粒、施肥論克，澆水論滴”，只要棉田不澆或少澆飽和水，就有可能做到“全程無化控”，或者僅在棉花苗期和打頂后各進(jìn)行1次化控足矣。新疆棉區(qū)干旱降雨少、光照充足，棉花產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)，采取相應(yīng)的少化控或無化控的低成本、少投入的管理措施，新疆棉區(qū)優(yōu)于黃河流域棉區(qū)和長(zhǎng)江流域棉區(qū)的巨大優(yōu)勢(shì)才能得到充分體現(xiàn)[2]。本文就新疆棉花高產(chǎn)栽培管理中的用水標(biāo)準(zhǔn)做如下探討，以為棉花生產(chǎn)提質(zhì)增效提供理論參考。

1 播種到出苗期——增溫保墑出全苗

由于新疆棉區(qū)的無霜期短，采用地膜覆蓋技術(shù)后，為了促使棉花早出苗，延長(zhǎng)結(jié)鈴期增加產(chǎn)量，多實(shí)行霜前播種，霜后出苗，北疆以4月10至20日為適宜播種期。播種至出苗期低溫陰雨天氣常發(fā)，棉種對(duì)出苗水的多少較為敏感。土壤干旱，棉種不能出苗。滴水過多，土壤結(jié)塊，棉種發(fā)芽出不了苗。由于滴水過多還會(huì)造成土壤溫度降低至棉種出苗的臨界溫度以下，爛種爛芽甚至成片死苗導(dǎo)致重播的頻率較高。播種時(shí)土壤含水量低于田間持水量的60%時(shí)，棉花基本不能出苗。隨著表土層含水量的增加出苗率快速提高，當(dāng)土壤含水量增加到85%以上時(shí)，出苗率基本不再增加。因此，播種時(shí)以20 cm土層土壤含水量占田間持水量的70%～80%較為合適。

干旱土壤干播濕出應(yīng)滴出苗水15m3/667m2左右。近年來北疆冬季降雪較多，播種時(shí)土壤有一定濕度，須根據(jù)土壤含水量適當(dāng)減少滴水量。

棉花播種出苗期氣溫偏低，棉芽對(duì)土壤濕度非常敏感，低溫高濕不利于出全苗長(zhǎng)壯苗，有效措施首先是將66cm+10cm 機(jī)采模式更換為76cm 等行距機(jī)采模式。與66cm+10cm機(jī)采模式相比，由于76cm等行距機(jī)采模式的播種孔減少1倍，棉花播種出苗期地膜的增溫保墑效果明顯提高。2016年在中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所石河子綜合試驗(yàn)站的試驗(yàn)結(jié)果表明，從4月14日播種到6月15日滴第一水，與66cm+10cm 機(jī)采模式相比，76cm 等行距機(jī)采模式播種孔5cm 深和10 cm 深的有效積溫分別增加了150℃和70 ℃，76cm 等行距模式節(jié)省土壤水分20%以上，可實(shí)現(xiàn)棉花出苗早、出苗全和長(zhǎng)勢(shì)壯。

為了提高播種出苗期水分的利用效率，76cm等行距機(jī)采模式采用超寬膜（2.05m）1膜3行3管，滴灌毛管與播種行間距在10cm以內(nèi)。近年來，兵團(tuán)部分植棉技術(shù)先進(jìn)的植棉團(tuán)場(chǎng)提倡播種后滴2次出苗小水，第一次滴水量6～10m3/667m2，間隔7d左右棉種發(fā)芽后，由于水分?jǐn)U散，土壤田間持水量下降至60%以下時(shí)滴第二次，滴水量5～10 m3/667m2。這種方式由于地溫下降不明顯，水分利用率提高，較利于棉花早出苗、出全苗和長(zhǎng)壯苗。

2 苗期到蕾期——蹲苗

棉花一般在5～6月現(xiàn)蕾，此時(shí)氣溫偏低，棉苗個(gè)體較小，長(zhǎng)勢(shì)緩慢，土壤含水量不宜過高，保持在田間持水量的55%～70%較為適宜。此階段棉花栽培管理的目標(biāo)是“蹲苗”，即適當(dāng)降低土壤含水量，控制幼苗旺長(zhǎng)，利于根部向縱深擴(kuò)展，以為花鈴期棉花需要水肥的旺盛期吸收大量營(yíng)養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。幼苗階段適當(dāng)降低土壤含水量，不僅利于棉株健壯生長(zhǎng)，而且還能明顯減少棉花病蟲害的發(fā)生和雜草的發(fā)生蔓延。因此，棉花幼苗階段一般不需要滴水，若棉苗后期或蕾期需要施提苗肥時(shí)可滴水，滴水量5～10m3/667m2。

3 花鈴期——增加水肥多結(jié)鈴

棉花進(jìn)入花鈴期后，不僅繼續(xù)現(xiàn)蕾，更要開花結(jié)鈴，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行，此期在6月下旬至8月上旬，是棉花的光溫富照期，棉花的生長(zhǎng)發(fā)育達(dá)到高峰階段，是需要水肥最旺盛的時(shí)期，因此，0～80cm 的土壤含水量控制在田間持水量為70%～85%為宜。此時(shí)如果土壤干旱缺水，棉株的莖枝生長(zhǎng)點(diǎn)和中下層葉片就會(huì)掠奪蕾鈴子房中的水分，引起鈴柄基部離層細(xì)胞分裂，造成蕾鈴大量脫落和減產(chǎn)。如果土壤含水量過高或較長(zhǎng)時(shí)間處于水分飽和狀態(tài)，棉株會(huì)徒長(zhǎng)造成郁閉，光合作用受影響，碳水化合物缺乏，造成蕾鈴霉?fàn)€和蕾鈴脫落，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。

花鈴期既保證棉花水肥的充足供應(yīng)、又能避免水肥過量造成棉花旺長(zhǎng)晚熟的措施是，將花鈴期7～10 d滴1次飽和水調(diào)整為5～7d 滴1次，達(dá)到85%～90%的田間持水量，每次的滴肥量也應(yīng)根據(jù)棉花預(yù)期產(chǎn)量的總需肥量和滴水間隔期縮短做相應(yīng)調(diào)整。

采用76cm 等行距機(jī)采模式，適宜棉株高為80～90cm，果枝節(jié)間長(zhǎng)度5～7cm 為宜。由于該模式為棉花高產(chǎn)提供了較大的橫向結(jié)鈴空間和向上擴(kuò)展的結(jié)鈴空間，花鈴期的滴水量不超過田間持水量的90%，就可以省去繁瑣的一水一肥一化控，或者打頂后進(jìn)行1次化控即可。76 cm等行距機(jī)采模式不僅省工節(jié)水，還為具有無限生長(zhǎng)習(xí)性的棉花提供了更大的結(jié)鈴空間，通風(fēng)透光好，棉花的成鈴率和鈴重也明顯增加，是棉花增產(chǎn)節(jié)本和提質(zhì)增效的有效措施[3－4]。

4 吐絮期——減水停肥促早熟

北疆棉花要求8月初紅花到頂，8月中下旬棉花進(jìn)入吐絮期以后，隨著氣溫逐漸下降，大部分棉鈴繼續(xù)膨大成熟，植株生長(zhǎng)緩慢，部分棉葉開始衰老或脫落。棉花吐絮期的土壤含水量不宜過高，以田間持水量的55%～70%為宜。此期的管理目標(biāo)是逐漸減水停肥，保證大部分棉鈴適期成熟，棉田既不能因缺水造成棉花早衰而減產(chǎn)，也不能因停水過晚，棉田滴水過多，而造成棉花貪青晚熟，致使棉花減產(chǎn)、品質(zhì)下降、不利于機(jī)械采收。

北疆在8月初就應(yīng)逐漸減少滴水量，適當(dāng)延長(zhǎng)滴水間隔期，于8月20日前后停水，保證吐絮期棉田持水量不超過80%的上限，以保證棉花優(yōu)質(zhì)早熟獲得高產(chǎn)。

北疆遇特殊年份8月下旬到9月上中旬白天氣溫絕大多數(shù)在30℃以上時(shí)，高產(chǎn)棉田的小水滴水期可以延續(xù)到8月底，甚至9月初，將天時(shí)、地利和棉花具有無限生長(zhǎng)習(xí)性的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大化。

5 典型案例

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所石河子綜合試驗(yàn)站有連續(xù)種植棉花20余年的棉田，也屬于棉花黃枯萎病嚴(yán)重發(fā)生的病圃型試驗(yàn)田。歷年采用矮密早種植模式，籽棉產(chǎn)量多在300kg/667m2以下，高產(chǎn)年份籽棉產(chǎn)量不超過350 kg/667m2。

2015年4月20日在3.33hm2棉花新品系示范田采用76cm等行距模式單粒播種，由于冬季降雪較多，播種時(shí)土壤有約一半墑情，因此僅滴出苗水12m3/667m2，取得了苗齊苗壯的效果。6月12日滴第一水，此后始終按照本文的高效用水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)田間土壤濕度測(cè)定儀器的數(shù)據(jù)和棉花實(shí)際長(zhǎng)相，參考后1周天氣預(yù)報(bào)的氣溫和降雨量確定滴水量和滴水間隔期。8月10日停肥，8月22日停水。收獲株數(shù)6258株/667m2，平均株高85.2 cm，單株果枝9.8臺(tái)，成鈴數(shù)70028個(gè)/667m2。2015年由于厄爾尼諾氣候影響，南北疆棉花減產(chǎn)顯著，示范棉田由于水肥試種控制在適宜范圍內(nèi)，棉花生長(zhǎng)健壯，做到了全程無化控，籽棉產(chǎn)量達(dá)356.5kg/667m2，創(chuàng)造了試驗(yàn)站的棉花高產(chǎn)新紀(jì)錄。

2016年4月15日在3.33hm2棉花新品系示范田采用76cm 等行距模式單粒播種，出苗水僅滴10m3/667m2，由于76cm 等行距模式的增溫保墑效果明顯，4月27日出全苗。于6月15日滴第一水，8月15日停肥，8月30日停水。棉花收獲株數(shù)6736株/667m2，平均棉株高87cm，單株果枝數(shù)9.2臺(tái)，成鈴數(shù)80 210個(gè)/667m2。2016年5～8月北疆降雨量顯著高于歷年，示范棉田僅在5月22日（苗期）和7月10日（打頂后的第7天）實(shí)施過2次化控。9月10日噴施脫葉劑，9月17日吐絮率達(dá)到80%，籽棉產(chǎn)量超過400 kg/667 m2，在節(jié)約用水少化控的前提下再次創(chuàng)造了該試驗(yàn)站的棉花高產(chǎn)新紀(jì)錄。