拱棚環(huán)境下“干播濕出”棉田保苗技術(shù)效果評(píng)價(jià)

摘 要：【目的】研究拱棚栽培措施下“干播濕出”對(duì)棉花出苗率、生育進(jìn)程及生長(zhǎng)機(jī)制的影響。

【方法】于2023年在新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣海樓鎮(zhèn)進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)播種時(shí)間和拱棚栽培2個(gè)因素，常規(guī)“干播濕出”為對(duì)照，共4個(gè)處理，播種時(shí)間分別為4月7日與4月13日（4月13日是當(dāng)?shù)卮筇锊シN日期），同一播種時(shí)間采用“干播濕出”+拱棚、常規(guī)“干播濕出”2種栽培方式。分析不同處理下空氣溫度、土壤水-熱-鹽、棉花出苗率、生長(zhǎng)指標(biāo)與生理特性的響應(yīng)特征。

【結(jié)果】“干播濕出”+拱棚處理下棚內(nèi)溫度高于大氣溫度，0～40 cm土層內(nèi)，隨著土層加深，拱棚增溫效果逐步減緩，“干播濕出”+拱棚處理較常規(guī)“干播濕出”處理灌溉出苗水后0～20 cm土層平均土壤含水率提高1.57%～2.16%，20～40 cm土層平均土壤含水率提高0.46%～2.11%，且“干播濕出”+拱棚處理0～40 cm各層土壤電導(dǎo)率均低于“干播濕出”處理?！案刹癯觥?拱棚處理棉花株高、莖粗、地上部干物質(zhì)積累量顯著高于“干播濕出”處理（ P＜0.05），“干播濕出”+拱棚處理棉花葉綠素含量、凈光合速率較“干播濕出”處理分別高12.11%～14.29%、32.74%～41.68%。

【結(jié)論】拱棚處理可以使表層土壤增溫，提高土壤保水能力，降低土壤鹽分含量，提高棉花出苗率，促進(jìn)棉花株高、莖粗、地上部干物質(zhì)積累量及葉面積指數(shù)的生長(zhǎng)，有利于棉花光合作用，且適宜早播對(duì)棉花生長(zhǎng)的促進(jìn)作用顯著。

關(guān)鍵詞：棉花；拱棚；干播濕出；棚內(nèi)溫度；土壤溫度；土壤含水率

中圖分類(lèi)號(hào)：S289"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"" 文章編號(hào)：1001-4330（2024）12-2872-11

0 引 言

【研究意義】農(nóng)業(yè)受氣候變化影響敏感，氣候變化增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性^［1-2］。新疆受地理位置、地形地貌及天氣氣候等多種復(fù)雜因素影響，風(fēng)雹、霜凍、雪災(zāi)和寒害等氣象災(zāi)害較為頻繁。新疆是我國(guó)種植面積最大產(chǎn)量最高的棉花產(chǎn)區(qū)，但新疆棉花苗期在4～6月，其間風(fēng)沙、冰雹、低溫等災(zāi)害連續(xù)不斷，造成大面積棉田受災(zāi)，影響棉花生產(chǎn)^［3-5］，拱棚栽培采取人工干預(yù)的方式，在大風(fēng)、冰雹等極端天氣下可有效防止災(zāi)害發(fā)生。新疆棉田需冬季灌水淋洗土壤鹽分，春季灌水保持土壤墑情，而棉區(qū)水分利用系數(shù)僅為0.479^［6］，“干播濕出”無(wú)需冬春灌，是一種農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，因此，評(píng)價(jià)棉田“干播濕出”+拱棚栽培模式，對(duì)氣象災(zāi)害下棉花保苗增產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】熱蘇力·阿不拉^［7］、席育賢^［8］、李慧琴^［9］等研究發(fā)現(xiàn)，渭干河-庫(kù)車(chē)河綠洲是新疆南疆棉花主要生產(chǎn)基地之一，沙塵和冰雹主要危害棉花地上組織，造成棉花葉片破損、焦枯，嚴(yán)重的造成植株斷頂，失去生長(zhǎng)點(diǎn)，而低溫則抑制棉花地下、地上組織生長(zhǎng)發(fā)育，誘發(fā)立枯病。史蓮梅等^［10］通過(guò)對(duì)新疆冰雹災(zāi)害的時(shí)空分布特征分析，發(fā)現(xiàn)阿克蘇地區(qū)為新疆冰雹災(zāi)害多發(fā)區(qū)，每年4～9月為冰雹多發(fā)期，張萌原等^［11］研究發(fā)現(xiàn)，新疆大部分地區(qū)春季出現(xiàn)冷害的概率達(dá)到50%以上，使得春季播種的棉花在苗期易遭受低溫脅迫，陸吐布拉.依明^［12］研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)災(zāi)作為新疆主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，春季大風(fēng)造成棉花折苗。甘肅省敦煌市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心于2008～2010年累計(jì)示范24.35 hm ²小拱棚壟作栽培棉花，且于2022年在尉犁縣進(jìn)行了小拱棚棉花播種對(duì)比試驗(yàn)^［13-14］。【本研究切入點(diǎn)】前人對(duì)氣象災(zāi)害下棉花對(duì)極端氣候的響應(yīng)已有研究，對(duì)于拱棚環(huán)境下棉田防災(zāi)、“干播濕出”技術(shù)下棉花生長(zhǎng)規(guī)律亦有報(bào)道，但對(duì)拱棚環(huán)境下“干播濕出”棉田防災(zāi)保苗及生理生長(zhǎng)尚需進(jìn)一步研究探明和完善?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以棉花品種新陸中54號(hào)為材料，研究棉田不同播種日期處理拱棚環(huán)境下“干播濕出”技術(shù)對(duì)氣象災(zāi)害的防御以及棉花生理、生長(zhǎng)狀況及光合指標(biāo)的影響，結(jié)合出苗情況分析合適的播種時(shí)間以及栽培措施，為新疆棉田減災(zāi)增產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2023年在新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣海樓鎮(zhèn)（82°69′21.28″E，41°30′00.52″N，海拔931.6 m）進(jìn)行，屬于溫帶大陸性干旱氣候。沙雅縣歷年降水量為57.44 mm，降水具有各季節(jié)和各年分布不均的特征，年均蒸發(fā)量為降雨量的42.3倍^［15］。試驗(yàn)田播前無(wú)冬灌、春灌，播后苗期灌溉水為地表水。

棉花品種選用試驗(yàn)區(qū)主栽棉種新陸中54號(hào)，采用1膜3管6行種植模式，寬、窄、間行距離分別為66、10和46 cm。灌溉方式為滴灌，采用貼片式滴灌帶鋪設(shè)在窄行中央，滴頭流量為2.1L/h，滴頭間距為30 cm。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)：因素1為播種日期，設(shè)2023年4月7日（A1）、2023年4月13日（A2）2個(gè)水平；因素2為栽培措施，設(shè)“干播濕出”+拱棚（B1）、常規(guī)“干播濕出”（B2）2個(gè)水平。雙因素互相組合，共4個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)寬2.50 m，長(zhǎng)100 m。播種結(jié)束后在“干播濕出”+拱棚處理棉花種植膜上搭建棚底寬2 m、拱架間距30 cm、中心位置高65～70 cm的拱棚，拱棚膜選用聚乙烯（PE）膜。A1B1、A1B2處理出苗水灌溉日期為4月13日，壯苗水灌溉時(shí)間為5月10日，A2B1、A2B2處理出苗水灌溉日期為4月19日，壯苗水灌溉時(shí)間為5月16日，灌溉水量采用水表計(jì)量。圖1，表1

當(dāng)?shù)卮筇镉?月13日開(kāi)始播種，4月7日地表水未到位，因此A1B1、A1B2處理播種6 d后灌溉出苗水，A2B1、A2B2處理同樣于播種6 d后灌溉出苗水，施肥量和農(nóng)藝措施按照當(dāng)?shù)氐某Ｒ?guī)管理進(jìn)行。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.2.1 土壤含水率與電導(dǎo)率

灌溉前后在各處理寬行、窄行（滴頭下方）處使用土鉆取土，取樣深度為40 cm，土層間隔10 cm。采用烘干法（105℃，12 h）測(cè)定質(zhì)量含水率，并轉(zhuǎn)換成體積含水率。采用F3型電導(dǎo)率儀（梅特勒-托利多儀器）測(cè)定土壤提取液（土水比1∶5） 電導(dǎo)率。

1.2.2.2 土壤溫度與棚內(nèi)溫度

土壤溫度：用溫濕度自動(dòng)記錄儀（EasyLog-USB-2，LASCAR，UK）監(jiān)測(cè)苗期土壤溫度，測(cè)定5、10、20、30 cm共4個(gè)土層的地溫變化，頻率為1h，監(jiān)測(cè)土壤溫度日變化和日均變化趨勢(shì)，計(jì)算土壤日均溫度。

棚內(nèi)溫度：用溫濕度自動(dòng)記錄儀（EasyLog-USB-2，LASCAR，UK）監(jiān)測(cè)棚內(nèi)溫度，頻率為1 h，監(jiān)測(cè)棚內(nèi)溫度日變化和日均變化趨勢(shì)，計(jì)算棚內(nèi)日均溫度。

1.2.2.3 株高、莖粗與地上部干物質(zhì)積累量

株高、莖粗：于棉花苗期（5月30日）從每個(gè)處理中隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的5株棉花，分別用直尺和游標(biāo)卡尺（精度為0.01 mm）測(cè)量株高（cm） 和莖粗（mm）。

地上部干物質(zhì)積累量：將所取植株樣選取3株，從莖基部處與地下部分分離，去掉表面塵土后將各器官分離，放入烘箱在105℃下殺青0.5 h，75℃烘干至恒質(zhì)量，冷卻后，用電子天平稱(chēng)其質(zhì)量。

1.2.2.4 葉綠素、葉面積指數(shù)與葉片光合作用

葉綠素：在棉花苗期（5月31日）采用SPAD-502Plus型葉綠素儀測(cè)定葉綠素相對(duì)量，每組處理選取具有代表性的植株3株，于棉花倒3葉葉片不同部位重復(fù)測(cè)量3次，取其平均值。

葉面積指數(shù)：采用LAI-2200C型植物冠層分析儀測(cè)定葉面積指數(shù)，每組處理選取3處長(zhǎng)勢(shì)均一的位置，測(cè)量寬行、窄行和膜間3處位置，取其平均值。

葉片光合作用：每個(gè)處理中隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的3株棉花，采用 CI-340 手持式光合測(cè)定儀于11：00～13：00時(shí)測(cè)定棉花倒3葉葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）、細(xì)胞間CO2 濃度（Ci）等指標(biāo)。

1.2.2.5 出苗率

于5月16日調(diào)查棉花出苗情況，每個(gè)處理內(nèi)沿行向隨機(jī)量取長(zhǎng)度為2 m的3膜棉花，統(tǒng)計(jì)棉花的出苗數(shù)與空穴數(shù)。出苗率=出苗數(shù)/（總穴數(shù)－空穴數(shù)）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2021、Origin 2021、CAD 2014和ArcGIS 10.2軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、繪圖；使用 SPSS 22.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性方差及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理棚內(nèi)溫度與土壤溫度

2.1.1 棚內(nèi)溫度與大氣溫度的變化

研究表明，棚內(nèi)溫度的日變化依賴(lài)于大氣溫度的變化而變化。受大氣溫度影響，各處理棚內(nèi)溫度08：00～15：00為上升階段，15：00時(shí)達(dá)到峰值，15：00至次日08：00為下降階段，基本呈降低-升高-降低的單峰曲線(xiàn)型，且各處理日間溫度變幅均大于夜間，表現(xiàn)為A2B1＞A1B1＞大氣溫度。

各處理棚內(nèi)溫度變化趨勢(shì)與大氣溫度相似。A2B1處理棚內(nèi)溫度區(qū)間積溫較A1B1與大氣溫度依次高12.87%、34.50%，表現(xiàn)為A2B1＞A1B1＞大氣溫度，覆蓋拱棚可以增加棉田小環(huán)境溫度。圖2

2.1.2 不同處理對(duì)土壤溫度的影響

研究表明，不同處理同一土層深度下，土壤溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)大致相似，播種日期不同“干播濕出”+拱棚處理0～30 cm 土壤溫度始終高于“干播濕出”處理。同一播種日期下A1B1、A1B2處理5 cm土壤溫度日變化的拐點(diǎn)相同，08：00～17：00土壤溫度處于升溫狀態(tài)，17：00左右土壤溫度為一天中最高，之后開(kāi)始下降，A2B2處理5 cm土壤溫度日變化的上升拐點(diǎn)較A1B2處理早1 h。各處理10 cm土壤溫度日變化的拐點(diǎn)較5 cm土壤溫度拐點(diǎn)滯后1 h，20 cm土壤溫度日變化中，各處理12：00～13：00區(qū)間溫度為一天當(dāng)中最低。A1B1處理土壤溫度日均值較A1B2處理高37.43%，A2B1處理土壤溫度日均值較A2B2處理高38.84%，拱棚增溫效果較5 cm土壤溫度有所減緩。隨著土層加深，土壤溫度變化趨于平緩，無(wú)明顯的拐點(diǎn)出現(xiàn)，拱棚增溫效果進(jìn)一步減緩。圖3

各處理5 cm土壤溫度日均值動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為A2B1gt;A1B1gt;A2B2gt;A2B1。A2B1處理區(qū)間土壤溫度積溫較A1B1處理高12.87%，同一拱棚處理下，播種越晚，植株越小，棚內(nèi)土壤裸露度越高，受大氣影響，表層土壤溫度越高。圖4

2.2 不同處理土壤水鹽分布

2.2.1 灌溉前后不同處理土壤含水率和電導(dǎo)率分布特征

研究表明，灌前苗孔加快土壤蒸發(fā)，各處理寬行土壤含水率高于窄行，出苗水及壯苗水灌后受滴灌帶布設(shè)位置影響，窄行土壤含水率明顯高于寬行。灌溉出苗水后同一播種日期下：A1B1較A1B2處理0～20 cm平均土壤含水率高2.16%，20～40 cm平均土壤含水率高2.11%；A2B1較A2B2處理0～20 cm平均土壤含水率高1.57%，20～40 cm平均土壤含水率高0.46%。灌溉壯苗水后同一播種日期下：A1B1較A1B2處理0～20 cm平均土壤含水率高1.58%，20～40 cm平均土壤含水率高1.73%；A2B1較A2B2處理0～20 cm平均土壤含水率高1.94%，20～40 cm平均土壤含水率高1.38%。相同灌溉量下“干播濕出”+拱棚處理對(duì)棉花土壤含水率有明顯影響，且播種越早，0～20 cm土層內(nèi)拱棚保水能力越顯著。圖5

灌前各處理在蒸發(fā)作用下地表出現(xiàn)鹽分表聚現(xiàn)象，0～20 cm土層土壤電導(dǎo)率明顯高于20～40 cm，且同一處理寬行土壤電導(dǎo)率略高于窄行。灌溉出苗水及壯苗水后同一播種日期下：“干播濕出”+拱棚處理0～40 cm各層土壤電導(dǎo)率均低于“干播濕出”處理，表現(xiàn)為A1B1lt;A1B2，A2B1lt;A2B2。播種日期不同：灌溉出苗水后A1B1較A2B1處理0～20cm平均土壤電導(dǎo)率降低1.38%，20～40 cm平均土壤電導(dǎo)率升高0.91%，灌溉壯苗水后A1B1較A2B1處理0～20 cm平均土壤電導(dǎo)率降低2.66%，20～40 cm平均土壤電導(dǎo)率降低1.99%。播種越早“干播濕出”+拱棚處理下棉田0～40 cm土層土壤電導(dǎo)率越低。圖6

2.3 不同處理棉花出苗及生長(zhǎng)指標(biāo)

2.3.1 不同處理對(duì)棉花出苗率的影響

研究表明，各處理棉花出苗率分別為A1B1 87.33%、A1B2 73.61%、A2B1 86.67%、A2B2 77.20%。同一播種日期下，A1B1處理出苗率較A1B2增加18.64%，A2B1處理出苗率較A2B2增加12.27%，拱棚處理下出苗率顯著提高。播種日期不同，A1B1處理出苗率較A2B1增加0.76%，“干播濕出”+拱棚條件下，拱棚能提高土壤溫度，且早播處理土壤含水率高，電導(dǎo)率低，利于棉花出苗，因此，早播能提高出苗率。A1B2處理出苗率較A2B2減小4.65%，“干播濕出”條件下，晚播棉田地溫升高，有利于棉花出苗，因此晚播處理出苗率高。表2

2.3.2 不同處理對(duì)棉花株高、莖粗的影響

研究表明，不同處理下，棉花株高、莖粗變化趨勢(shì)相似。各處理棉花株高、莖粗分別為A1B1 29 cm、7.40 mm，A1B2 7.8 cm和3.54 mm，A2B1 24.8 cm、6.59 mm，A2B2 6.9 cm和3.19 mm。同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚處理棉花株高、莖粗與“干播濕出”處理間差異性顯著（ P＜0.05），拱棚下，棚內(nèi)小環(huán)境溫度及土壤溫度升高，苗期棉花屬于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，在一定的溫度范圍內(nèi)，其生長(zhǎng)活動(dòng)隨著溫度的升高而增加。

播種日期不同，A1B1處理棉花株高、莖粗較A2B1處理分別高16.94%、12.30%，A1B2處理棉花株高、莖粗較A2B2處理分別高13.04%、10.99%。各處理播種越早棉花株高、莖粗值越大。圖7

2.3.3 不同處理對(duì)棉花地上部干物質(zhì)積累量的影響

研究表明，各處理地上部干物質(zhì)積累量為A1B1 8.63、A1B2 0.56、A2B1 6.55和A2B2 0.49 g/株。苗期地上部干物質(zhì)積累量較小，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚處理為棉花提供了適宜的水熱鹽環(huán)境，植株生長(zhǎng)更為迅速，地上部干物質(zhì)積累量顯著高于“干播濕出”處理。播種日期不同，A1B1處理地上部干物質(zhì)積累量較A2B1增大31.69%，A1B2處理地上部干物質(zhì)積累量較A2B2增大13.51%，播種越早，對(duì)地上部干物質(zhì)積累量影響越顯著。表3

2.3.4 不同處理下出苗率和生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性

研究表明，棚內(nèi)溫度、5 cm土壤溫度、灌后不同位置0～10 cm土壤含水率和電導(dǎo)率與棉花出苗率、株高、莖粗相關(guān)性，除電導(dǎo)率之外，其他因素與出苗率均呈正相關(guān)關(guān)系。棚內(nèi)溫度、土壤溫度、窄行土壤含水率對(duì)出苗率具有顯著影響，各因素影響程度表現(xiàn)為土壤溫度＞棚內(nèi)溫度gt;窄行含水率＞寬行含水率。寬行、窄行土壤電導(dǎo)率均與株高、莖粗具有極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而棚內(nèi)溫度與株高、莖粗具有顯著正相關(guān)關(guān)系。土壤溫度與棚內(nèi)溫度之間存在交互關(guān)系，“干播濕出”+拱棚處理能有效提高耕層土壤溫度，有利于棉花出苗及生長(zhǎng)。表4

2.4 不同處理對(duì)棉花生理指標(biāo)的影響

2.4.1 不同處理對(duì)棉花葉片葉綠素（SPAD）和葉面積指數(shù)（LAI）的影響

研究表明，各處理不同出苗率條件下作物的光照、透氣性等自然環(huán)境資源分配具有一定差異，使棉花LAI值、光合生理特性等指標(biāo)呈現(xiàn)出明顯的差異性。苗期SPAD值為39.9～47.2。同一播種日期下，A1B1處理棉花葉片SPAD值較A1B2高12.11%，A2B1處理棉花葉片SPAD值較A2B2高14.29%。播種日期不同，A1B1處理棉花葉片SPAD值較A2B1處理高3.51%，表現(xiàn)為A1B1gt;A2B1。

各處理葉面積指數(shù)LAI為A1B1 1.66，A1B2 0.69，A2B1 1.36，A2B2 0.41。同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚處理LAI顯著大于“干播濕出”處理，播種日期不同，A1B1處理LAI較A2B1處理高22.06%，A1B2處理LAI較A2B2處理高68.29%?！案刹癯觥?拱棚處理對(duì)棉花苗期植株生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，且播種越早，對(duì)SPAD值與LAI的影響越顯著。圖8

2.4.2 不同處理對(duì)棉花葉片光合作用的影響

研究表明，拱棚對(duì)苗期棉花葉片光合參數(shù)影響顯著。同一播種日期下，A1B1處理棉花葉片凈光合速率較A1B2高41.68%，A2B1處理棉花葉片凈光合速率較A2B2高32.74%，播種日期不同，A1B1處理棉花葉片凈光合速率較A2B1處理高6.94%，A1B2處理棉花葉片凈光合速率較A2B2高2.38%。各處理蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)與凈光合速率變化趨勢(shì)相似，同一播種日期下，A1B1處理棉花葉片蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度較A1B2分別高48.85%、52.99%，A2B1處理棉花葉片蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度較A2B2分別高48.82%、56.25%，播種日期不同，A1B1處理棉花葉片蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度較A2B1處理分別高3.17%、4.38%。

各處理胞間CO2濃度變化趨勢(shì)與凈光合速率、蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度變化呈相反趨勢(shì)，同一播種日期下，A1B2處理棉花葉片胞間CO2濃度較A1B1高16.09%，A2B2處理棉花葉片胞間CO2濃度較A2B1高11.84%，表現(xiàn)為A1B2gt;A1B1，A2B2gt;A2B1。播種日期不同，A2B1處理棉花葉片凈光合速率較A1B1處理高4.97%?！案刹癯觥?拱棚處理播種越早，棉花葉片凈光合速率、蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度越大，胞間CO2濃度越小。表5

3 討 論

3.1

棉花生長(zhǎng)發(fā)育除了與土壤水肥有關(guān)外，還受棉田小氣候影響，適宜的環(huán)境有助于植株生長(zhǎng)^［16］。婁善偉、任鋒瀟^［17-18］等通過(guò)對(duì)棉田小氣候進(jìn)行觀測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)小氣候調(diào)節(jié)對(duì)棉花生長(zhǎng)條件及其增產(chǎn)有積極作用。試驗(yàn)研究通過(guò)對(duì)“干播濕出”+拱棚處理下棚內(nèi)溫度、土壤溫度、土壤含水率及土壤電導(dǎo)率進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)拱棚對(duì)棉田微環(huán)境有顯著影響：棉田覆蓋拱棚切斷了大氣與土壤的直接接觸，避免陽(yáng)光直射土壤，減少棵間蒸發(fā)，提高土壤保水能力，一定程度上增加了地膜的增溫保墑作用。播種日期不同，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理棚內(nèi)溫度日均值與4月13日至5月30日區(qū)間棚內(nèi)溫度積溫較大氣溫度分別高40.83%、19.17%，A2B1處理棚內(nèi)溫度日均值與4月13日至5月30日區(qū)間棚內(nèi)溫度積溫較大氣溫度分別高48.85%、34.50%。土壤的水、熱條件是影響作物健康生長(zhǎng)的重要因素^［19］，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚處理0～30cm土層土壤溫度日均值、0～40cm土層平均土壤含水率均高于“干播濕出”處理。棉花出苗受5cm土層地溫、耕層土壤含水率、耕層土壤電導(dǎo)率影響，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理5cm土層土壤溫度日均值及灌溉出苗水后0～20 cm土層平均土壤含水率較“干播濕出”A1B2處理分別高48.32%、5.84%，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理灌溉出苗水后0～20 cm土層平均土壤電導(dǎo)率較“干播濕出”A1B2處理低6.94%。“干播濕出”+拱棚處理下棚內(nèi)溫度升高改變了棉田小氣候使表層土壤溫度升高、提高土壤保水能力，降低土壤鹽分含量，在棉花根系層形成淡化脫鹽區(qū)。

3.2

棉花株高、莖粗是表征棉花生育狀況的重要指標(biāo)，直接影響棉花的株型和光合效率，從而影響棉花產(chǎn)量^［20］，而干物質(zhì)的積累是表征光合能力的重要指標(biāo)^［21］。試驗(yàn)研究中，不同處理對(duì)棉花生長(zhǎng)性狀的影響顯著，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚處理棉花株高、莖粗及地上部干物質(zhì)積累量顯著高于“干播濕出”處理，拱棚處理下土壤水熱鹽環(huán)境更適合棉花生長(zhǎng)發(fā)育，使棉花株高、莖粗生長(zhǎng)更為迅速，與Kasirajan^［22］、王東旺^［23］等的研究發(fā)現(xiàn)增加土壤溫度與土壤含水率可以促進(jìn)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的結(jié)論一致。不同出苗率條件下作物的光照、透氣性等自然環(huán)境資源分配具有一定差異，進(jìn)而影響植株的光合作用，使棉花葉片SPAD值、葉面積指數(shù)等指標(biāo)受到影響^［24］。SPAD值的大小可以間接反映作物的葉綠素含量、葉片顏色及葉片營(yíng)養(yǎng)情況^［25-26］，葉面積指數(shù)常常被用作評(píng)價(jià)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)協(xié)調(diào)的一個(gè)重要指標(biāo)^［27］。在作物生長(zhǎng)過(guò)程中，葉面積指數(shù)是決定光合產(chǎn)物的多少、衡量群體結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的重要指標(biāo)，合理的葉面積指數(shù)能使群體光照均勻分布，有效提高作物群體光合效能，影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，從而最終影響作物產(chǎn)量與品質(zhì)^［28-31］。試驗(yàn)結(jié)果表明，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理棉花葉片SPAD值、葉面積指數(shù)較“干播濕出”A1B2處理分別高12.11%、140.58%。棉花葉片凈光合速率是光合系統(tǒng)功能的直接體現(xiàn)，大多數(shù)植物在遭遇低溫脅迫時(shí)棉花葉片凈光合速率都表現(xiàn)出明顯下降^［32］，試驗(yàn)研究中，同一播種日期下，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理棉花葉片凈光合速率較“干播濕出”A1B2處理高41.68%，A2B1處理棉花葉片凈光合速率較“干播濕出”A2B2處理高32.74%，“干播濕出”+拱棚處理棚內(nèi)溫度的升高使得棉花葉片對(duì)光能的利用效率較“干播濕出”處理高?！案刹癯觥?拱棚處理改變了棉田微環(huán)境，為植株生長(zhǎng)創(chuàng)造了更為適宜的環(huán)境，對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育有較好的影響，且研究發(fā)現(xiàn)，播種越早，對(duì)植株的影響越顯著。

試驗(yàn)研究中，“干播濕出”+拱棚條件下A1B1處理較“干播濕出”A1B2處理：0～10 cm平均土壤溫度高45.38%、灌溉出苗水后0～10 cm平均土壤含水率高6.88%、灌溉出苗水后0～10 cm平均土壤電導(dǎo)率低6.51%；“干播濕出”+拱棚條件下A2B1處理較“干播濕出”A2B2處理：0～10 cm平均土壤溫度高45.55%、灌溉出苗水后0～10 cm平均土壤含水率高3.73%、灌溉出苗水后0～10 cm平均土壤電導(dǎo)率低6.55%，“干播濕出”+拱棚處理相較于常規(guī)“干播濕出”處理可以有效提高土壤溫度，降低水分蒸發(fā)，有效地對(duì)棉花根區(qū)進(jìn)行脫鹽，因此，可適當(dāng)降低“干播濕出”苗期灌水量。

4 結(jié) 論

出苗率與棚內(nèi)溫度、土壤溫度、土壤含水率關(guān)系顯著，表層土壤溫度受大氣溫度的影響，“干播濕出”+拱棚措施能改變棉田小氣候，有效提高土壤溫度，灌溉出苗水及壯苗水前后“干播濕出”+拱棚處理土壤含水率均高于常規(guī)“干播濕出”處理，表現(xiàn)為A1B1＞A1B2，A2B1＞A2B2，“干播濕出”+拱棚處理的土壤溫度及土壤含水率有利于棉花出苗及生長(zhǎng)。株高和莖粗均與棚內(nèi)溫度關(guān)系顯著，“干播濕出”+拱棚處理下，A1B1處理棉花株高、莖粗顯著高于A2B1處理，由于“干播濕出”+拱棚條件下A1B1與A2B1處理出苗率不同，作物的光照、透氣性等自然環(huán)境資源分配具有一定差異，其中A1B1處理棉花葉面積指數(shù)及葉片凈光合速率較A2B1處理分別高22.06%、6.94%。新疆早春風(fēng)雹及倒春寒等極端天氣常伴隨低溫冷凍，對(duì)棉花出苗生長(zhǎng)不利，棉田覆蓋拱棚能對(duì)苗期極端氣候引起的災(zāi)害起到防范作用，“干播濕出”+拱棚及早播條件下A1B1為最佳處理。

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Research on the effect of \"dry sowing and wet discharge\" cotton field seedling preservation technology in an arched shed environment

LU Hongqin^1，2， BAI Yungang2， CHAI Zhongping1， LU Zhenlin2， LIU Hongbo2， ZHENG Ming2， XIAO Jun2

（1. College of Resources and Environment， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China;2. Xinjiang Research Institute of Water Resources and Hydropower， Urumqi 830049， China）

Abstract：【Objective】 To explore the effects of arch greenhouse cultivation measures under the technique of \"dry sowing and wet emergence\" on the emergence rate， growth process， and growth mechanism of cotton.

【Methods】 "A field experiment was conducted in Hailou Town， Shaya County， Aksu Prefecture， Xinjiang in 2023.The experiment was performed with two factors： sowing time and greenhouse cultivation.The conventional \"dry sowing and wet emergence\" was used as the control， with a total of four experimental treatments， namely： sowing time on April 7th and April 13th （April 13th is the local field sowing date）.At the same sowing time， two cultivation management methods were used： \"dry sowing and wet emergence\"+greenhouse and conventional \"dry sowing and wet emergence\".Afterwards， the response characteristics under different treatments were analyzed such as air temperature， soil water heat salt， cotton emergence rate， growth indicators， and physiological characteristics under different treatments.

【Results】 "The temperature inside the greenhouse was higher than the atmospheric temperature under the treatment of \"dry sowing and wet discharge\" and \"arched shed\".In the 0-40 cm soil layer， as the soil layer deepened， the warming effect of the arch shed gradually slowed down.Compared with the conventional \"dry sowing and wet discharge\" treatment， the average soil moisture content in the 0-20 cm soil layer increased by 1.57% to 2.16%， and the average soil moisture content in the 20-40 cm soil layer increased by 0.46% to 2.11%.Moreover， the electrical conductivity of the 0-40 cm layers of soil treated with \"dry sowing and wet discharge\" and arched shed was lower than that of the \"dry sowing and wet discharge\" treatment.The height， stem diameter， and aboveground dry matter accumulation of cotton plants treated with \"dry sowing and wet emergence\" and arched shed were significantly higher than those treated with \"dry sowing and wet emergence\" （Plt;0.05）.The chlorophyll content and net photosynthetic rate of cotton treated with \"dry sowing and wet emergence\" and arched shed were 12.11%-14.29% and 32.74%-41.68% higher than those treated with \"dry sowing and wet emergence\"， respectively.

【Conclusion】 "Arched shed treatment can increase surface soil temperature， improve soil water retention capacity， reduce soil salt content， increase cotton emergence rate， promote cotton plant height， stem diameter， aboveground dry matter accumulation， and leaf area index growth， which is conducive to cotton photosynthesis.In addition， early sowing has a significant promoting effect on cotton growth.

Key words：cotton;arched shed; dry sowing and wet discharge; temperature inside the shed; soil temperature; soil moisture content

Fund projects： Major Science and Technology Plan Projects of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2022A02007-3）; National Key Research and Development Plan Project （2021yfd1900805-04 and 2022yfd190010404）; National Natural Science Foundation of China（52269017）; Xinjiang Tianshan Talent Leading Talent Cultivation Project（2022tsyclj0069）

Correspondence author：BAI Yungang （1974-）， male， from Qitai， Xinjiang， professor level senior engineer， Ph.D.， research direction： agricultural soil and water engineering，（E-mail）xjbaiyg@sina.com

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)重大科技計(jì)劃項(xiàng)目（2022A02007-3）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD1900805-04、2022YFD190010404）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52269017）；天山英才培養(yǎng)計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（2022TSYCLJ0069）

作者簡(jiǎn)介：盧紅琴（1997-），女，新疆伊犁人，碩士研究生，研究方向?yàn)樽魑镔Y源高效利用，（E-mail）luhongqin2023@126.com

通訊作者：白云崗（1974-），男，新疆奇臺(tái)人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)水土工程，（E-mail）xjbaiyg@sina.com