不同水氮配施對北疆膜下滴灌棉花生長發(fā)育的影響

收稿日期： 2023-08-11； 修回日期： 2024-01-02； 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間： 2024-05-23

網(wǎng)絡(luò)出版地址： https：//link.cnki.net/urlid/32.1814.TH.20240522.1041.014

基金項(xiàng)目： 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2021YFD1900802）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（52169011，52169012）；石河子大學(xué)高層次人才科研啟動項(xiàng)目（RCZK2021B20）

第一作者簡介： 張疏影（1998—），女，安徽巢湖人，碩士研究生（xxzsy1208@163.com），主要從事干旱區(qū)節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究．

通信作者簡介： 張金珠（1980—），女，新疆石河子人，教授（xjshzzjz@sina.cn），主要從事干旱區(qū)節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究．

摘要： 研究灌水頻率、灌溉定額和施氮量對膜下滴灌棉花生長、產(chǎn)量和水分利用效率的影響，探明灌水頻率、灌溉定額和施氮量的最優(yōu)組合模式，為膜下滴灌棉花的水氮管理提供科學(xué)合理的灌溉技術(shù)依據(jù)．試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)灌水頻率：7 d（D1），10 d（D2），13 d（D3），2個(gè)灌溉定額：4 400 m3/hm2（W1），3 300 m3/hm2（W2）和2個(gè)施氮水平：300 kg/hm2（F1），225 kg/hm2（F2），共12個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)．結(jié)果表明：D1的株高較D2，D3分別降低2.90%和7.96%；葉面積指數(shù)與灌水頻率呈正相關(guān)，D1的葉面積指數(shù)較D2，D3分別提高1.96%和7.28%；蕾鈴生物量和地上部生物量之比隨灌水頻率的增加而增加；D1的產(chǎn)量較D2和D3分別增加3.84%和11.76%；W1的產(chǎn)量較W2增加5.56%；F1的產(chǎn)量較F2增加13.49%；D1的水分利用效率WUE較D2和D3分別增加2.75%和9.80%；W2的WUE較W1增加22.71%；F1的WUE較F2增加11.37%.說明D1水平避免棉花過度生長，提高棉花群體發(fā)展，增強(qiáng)群體光合作用和物質(zhì)生產(chǎn)能力，確保地上部生物量的生殖生長，并且隨著灌溉定額和施氮量的增加，棉花株高、葉面積指數(shù)和地上部生物量也顯著增加，從而提高棉花產(chǎn)量.此外，高頻減水能夠保持根層水分的適宜程度，滿足棉花水分需求，高氮能夠滿足棉花生長的需氮量，減少水分蒸發(fā)損失，提高水分利用效率．所以，綜合考慮棉花產(chǎn)量和水分利用效率，得出灌水頻率7 d，灌溉定額3 300 m3/hm2，施氮量300 kg/hm2為較優(yōu)管理模式．

關(guān)鍵詞： 棉花；膜下滴灌；灌水頻率；水氮配施制度；北疆

中圖分類號： S275.6；S562" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A" 文章編號： 1674-8530（2024）06-0641-08

DOI：10.3969/j.issn.1674-8530.23.0153

張疏影，張金珠，王振華，等.不同水氮配施對北疆膜下滴灌棉花生長發(fā)育的影響［J］.排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2024，42（6）：641-648.

ZHANG Shuying， ZHANG Jinzhu， WANG Zhenhua， et al. Optimization of water and nitrogen application system for cotton yield under mulched drip irrigation in Northern Xinjiang［J］.Journal of drainage and irrigation machinery engineering（JDIME），2024，42（6）：641-648.（in Chinese）

Optimization of water and nitrogen application system for cotton

yield under mulched drip irrigation in Northern Xinjiang

ZHANG Shuying1，2，3，4， ZHANG Jinzhu1，2，3，4*， WANG Zhenhua1，2，3，4， WEN Yue1，2，3，4，

LIU Jian1，2，3，4， ZHU Yan1，2，3，4， TANG Yupeng1，2，3，4

（1. College of Water Conservancy amp; Architectural Engineering， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang 832000， China；2. Key Laboratory of Modern Water-saving Irrigation of Xinjiang Production amp; Construction Group， Shihezi， Xinjiang 832000， China；3. Technology Innovation Center for Agricultural Water and Fertilizer Efficiency Equipment of Xinjiang Production amp; Construction Group， Shihezi， Xinjiang 832000， China；4. Key Laboratory of Northwest Oasis Water-saving Agriculture， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Shihezi， Xinjiang 832000， China）

Abstract： The effects of irrigation frequency， irrigation amount， as well as nitrogen application rate on the growth， yield， and water use efficiency （WUE） of cotton under mulched drip irrigation were stu-died. The optimal mode of irrigation and its frequency， as well as nitrogen application were explored to provide the scientific basis for water and nitrogen management of cotton under mulched drip irrigation. The experiment was conducted in three irrigation time intervals of 7 days （D1）， 10 days （D2） and 13 days （D3）. Two irrigation quotas of 4 400 m3/hm2 （W1） and 3 300 m3/hm2 （W2）， as well as two nitrogen application levels of 300 kg/hm2（F1） and 225 kg/hm2 （F2） were set in the experiment. Each treatment was repeated 3 times and a total of 12 treatments were conducted. The results show that the plant height of D1 is 2.90% and 7.96% lower than that of D2 and D3， respectively. The leaf area index positively correlates with the irrigation frequency， the leaf area index of D1 is 1.96% and 7.28% higher than that of D2 and D3， respectively. The ratio of bud and boll biomass to above-ground biomass increases with the increase of irrigation frequency.The yield of D1 increases by 3.84% and 11.76% compared with D2 and D3， respectively. The yield of W1 increases by 5.56% compared with W2， and the yield of F1 increases by 13.49% compared with F2. The WUE of D1 is 2.75% and 9.80% higher than that of D2 and D3， respectively， and the WUE of W2 is 22.71% higher than that of W1. The WUE of F1 is 11.37% higher than that of F2. These results indicate that D1 level avoids excessive growth of cotton， improves the development of the cotton population， enhances the photosynthesis and material production capacity of the population， ensures the reproductive growth of above-ground biomass， as well as increases irrigation quota and nitrogen application. The plant height， leaf area index， and above-ground biomass of cotton also increase significantly， thus increasing the cotton yield. In addition， high-frequency water reduction can maintain the appropriate degree of root water and meet the water demand of cotton. High nitrogen can meet the nitrogen demand of cotton growth， reduce water evaporation loss， and improve water use efficiency. Therefore， considering the cotton yield and water use efficiency， it is concluded that the irrigation frequency is 7 days， the irrigation quota is 3 300 m3/hm2， and the nitrogen application rate is 300 kg/hm2 in this study.

Key words： cotton;mulched drip irrigation;irrigation frequency;water and nitrogen application schedule;Northern Xinjiang

新疆地處干旱內(nèi)陸氣候區(qū)，降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，新疆因晝夜溫差大，光照資源豐富，成為中國最重要的棉花高產(chǎn)區(qū)［1］．但水資源短缺成為限制棉花增產(chǎn)的重要因素，膜下滴灌的灌水頻率、水氮配施是棉花田間管理制度的重要參數(shù)，對棉花生理生長、產(chǎn)量和水分利用效率有著至關(guān)重要的影響．因此，在高效用水的前提下，選擇適宜的灌水頻率與水氮配施制度對提高新疆棉花產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義．

膜下滴灌灌溉制度中，棉花生育期的水氮投入直接影響棉花的生長發(fā)育，李淦等［2］發(fā)現(xiàn)，通過改變灌水頻率，可以控制不同的灌水分配，從而對棉花在關(guān)鍵生育時(shí)期的生理生長產(chǎn)生不同的影響.研究表明10次和6次灌水處理導(dǎo)致棉花生育中后期的凈光合速率降低，物質(zhì)積累減少，最終使單鈴質(zhì)量變輕，從而產(chǎn)量降低．而楊九剛等［3］研究發(fā)現(xiàn)，高頻低水處理相較于低頻高水處理，棉花成鈴數(shù)較多，產(chǎn)量較高，但是提高灌水頻率也會對作物產(chǎn)量形成負(fù)面效應(yīng)．此外，李志鵬等［4］在對南疆無膜棉特定生育時(shí)期的不同灌水分配的研究表明，不同的灌水頻率和灌溉定額水平顯著影響棉花成鈴數(shù)，南疆地區(qū)的無膜棉以蕾期灌水周期為10 d，花鈴期灌水周期為7 d，灌溉定額為573 mm的模式為宜．但是胡曉棠等［5］認(rèn)為高頻灌溉在生產(chǎn)實(shí)踐中意義不大，其研究表明高頻灌溉條件下，地溫較低，土壤淺層水量充足，棉花根系不受水分脅迫影響，葉面積指數(shù)較大，影響棉花蕾鈴發(fā)育，抑制棉花生殖生長，造成低產(chǎn)．一般而言，灌溉頻率與灌溉定額對作物產(chǎn)量與水分利用效率的影響取決于作物根系能否吸收足夠水分．高頻灌水時(shí)，淺層土含水率較大，濕潤層不利于作物根系生長；低頻灌水時(shí)，灌水間隔較大，易造成水分脅迫［6］．

前人在棉花水氮耦合響應(yīng)方面做了大量的研究．水氮供應(yīng)不足或過量都會影響棉花產(chǎn)量，前者導(dǎo)致棉株矮小、鈴數(shù)減少，后者使棉株高大、棉花易貪青晚熟［7］．灌水頻率同樣影響棉花生育期的施氮分配，研究發(fā)現(xiàn)水氮供應(yīng)量及分配比影響棉花吐絮期葉片的衰老特性，從而對棉花產(chǎn)量具有顯著的調(diào)節(jié)作用［8］．此外，也有研究表明，灌溉定額一定時(shí)，灌水頻率與施氮量的交互作用會造成作物非有效吸收水分下滲或側(cè)向滲漏到根區(qū)以外，導(dǎo)致水分和養(yǎng)分流失［9］．綜上所述，在考慮灌水頻率條件時(shí)，需要明確水氮投入應(yīng)該如何分配．

目前，關(guān)于作物受灌水頻率、灌溉定額和施氮量影響的研究較多，但是如何確定灌水頻率、灌溉定額及施氮量的最優(yōu)組合卻鮮有報(bào)道，故應(yīng)探索不同灌水頻率下，減水減氮與充足水氮對作物生長發(fā)育的影響．

文中通過大田試驗(yàn)研究不同灌水頻率、灌溉定額和施氮量對北疆膜下滴灌棉花生長、產(chǎn)量和水分利用效率的影響，探究各灌水頻率條件下，棉花各生育期不同的水氮配施對棉花生長、產(chǎn)量和水分利用效率影響的變化規(guī)律，尋找相對較優(yōu)的灌水頻率與水氮配施制度，以期為北疆地區(qū)膜下滴灌棉花的田間管理提供理論依據(jù)．

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2022年4—9月在現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站，新疆石河子市西郊石河子大學(xué)農(nóng)試場二連（44°19′28″N，85°59′47″E，海拔為451 m，平均地面坡度為6‰）進(jìn)行．試驗(yàn)站地處準(zhǔn)噶爾盆地南緣天山北麓中段，屬中溫帶大陸性氣候，年均日照時(shí)數(shù)為2 865 h，≥10 ℃積溫3 564 ℃，≥15 ℃積溫2 960 ℃，無霜期為170 d，多年平均降水量為207 mm，平均蒸發(fā)量為1 660 mm，晝夜溫差大．試驗(yàn)地區(qū)土壤為中壤土，土壤平均容重為1.42 g/cm3，平均密度為1.60 g/cm3，田間持水率為18.38 g/g．試驗(yàn)區(qū)灌溉供水水源為地下水，礦化度小于1.0 g/L.試驗(yàn)站設(shè)有小型氣象站，用于記錄日均溫度、日降雨、日相對濕度等氣象指標(biāo).2022年棉花生育期內(nèi)逐日降雨量P0及空氣溫度T如圖1所示．

1.2" 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)灌水頻率、灌溉定額和施氮量3個(gè)因素．根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐及前人試驗(yàn)研究［10］，設(shè)置3個(gè)灌水頻率：7 d（D1），10 d（D2），13 d（D3），2個(gè)灌溉定額：4 400 m3/hm2（W1），3 300 m3/hm2（W2）和2個(gè)施氮量：300 kg/hm2（F1），225 kg/hm2（F2）．共設(shè)置12個(gè)處理，3次重復(fù)，其中，參照當(dāng)?shù)毓喔戎贫?，設(shè)定D2W1F1為對照組．

供試棉花品種為“新陸早42號”．膜下滴灌棉花種植模式采用“一膜三管六行”，覆蓋2.05 m寬的聚乙烯普通塑料地膜，地膜由新疆天業(yè)公司生產(chǎn)，滴灌帶為新疆天業(yè)公司生產(chǎn)的單翼迷宮式滴灌帶．棉花種植間距10 cm，棉花種植密度為270 000株/hm2，膜下滴灌帶間距76 cm，膜間距40 cm，滴頭間距為30 cm，滴頭設(shè)計(jì)流量為2.6 L/h．

試驗(yàn)棉花于2022年4月17日播種，9月29日收獲，生育期共165 d，棉花生育時(shí)期劃分為苗期、蕾期、花期、鈴期、吐絮期．根據(jù)當(dāng)?shù)孛藁ü喔仁┓柿?xí)慣以及參考前期相關(guān)研究［11］，設(shè)定蕾期與花鈴期的灌水施肥量分別占全生育期40%和60%．采取“一水一肥”的灌溉施肥方式，播種后，滴出苗水30 mm（不施肥），苗期及吐絮期未進(jìn)行灌水處理，蕾期、花期隨滴水施肥，為消除各灌水頻率水平的處理單次灌溉不同灌水定額對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，每次灌水定額及施肥量均相同，全生育期D1處理的灌水次數(shù)為12次，D2處理的灌水次數(shù)為9次，D3處理的灌水次數(shù)為7次．氮肥選用尿素（含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的N），磷肥和鉀肥選用磷酸二氫鉀（KH2PO4，全生育期施肥量為300 kg/hm2），灌水定額通過水表進(jìn)行計(jì)量，滴灌施肥采用1/4-1/2-1/4模式，即前1/4水量灌清水，中間1/2打開施肥罐施肥，后1/4再灌清水沖洗.其余除草殺蟲等田間管理均遵從當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植習(xí)慣．各生育時(shí)期灌水施肥方案如圖2所示，圖中I為灌溉定額，r為施氮比例．

1.3" 測試項(xiàng)目與方法

1.3.1" 株高、葉面積指數(shù)的測定

各處理選取3株代表性植株標(biāo)記，分別于苗期、蕾期、花期、鈴期和吐絮期測定棉花的株高和葉面積指數(shù)．

葉面積指數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式［12］計(jì)算

LAI=（0.73lhρ）/10 000，（1）

式中：LAI為葉面積指數(shù)，cm2/cm2；l為葉片長度，cm；h為葉片寬度，cm；ρ為種植密度，株/hm2．

1.3.2" 地上部生物量的測定

分別于苗期、蕾期、花期、鈴期和吐絮期，在每個(gè)處理選取長勢均勻的3株植株，采用烘干法測定地上部干物質(zhì)．

1.3.3" 產(chǎn)量

在棉花收獲期（9月29日），各小區(qū)以實(shí)收籽棉產(chǎn)量折算每公頃棉花產(chǎn)量．

1.3.4" 水分利用效率

水分利用效率［13］的計(jì)算公式為

WUE=0.1Y/ET，（2）

式中：Y為棉花籽棉產(chǎn)量，kg/hm2；ET為棉花全生育期內(nèi)的耗水量，mm．

耗水量ET采用水量平衡法［14］計(jì)算，即

ET=P1+U+I－D－R－ΔW，（3）

式中：P1為有效降雨量，mm；U為地下水補(bǔ)給量，mm；D為深層滲漏量，mm；R為徑流量，mm；ΔW為試驗(yàn)初期和末期0～100 cm土壤水分變化量，mm．

由于試驗(yàn)區(qū)地下水埋深8 m以下，地勢平坦，故U，D和R均忽略不計(jì)．

式（3）簡化為

ET=P1+I－ΔW.（4）

1.4" 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 365對指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析（Tukey HSD）和多重比較（Tukey），用Origin 2021作圖．

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同處理對棉花生長指標(biāo)的影響

2.1.1" 株高

圖3為不同處理對膜下滴灌棉花株高的影響．

各生育時(shí)期，灌水頻率、灌溉定額和施氮量對株高的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．從圖3可以看出，各處理棉花株高在蕾期至花期增長迅速，增長幅度為0.64～0.94 cm/d；在花鈴期增長減緩，增長幅度為0.18～0.40 cm/d．吐絮期前，對棉花進(jìn)行人工打頂，抑制營養(yǎng)器官生長，使水肥養(yǎng)分向生殖器官補(bǔ)給．D3株高顯著高于D1和D2，D1的株高較D2，D3分別降低2.90%和7.96%，而W1F1株高則顯著高于其他水氮組合．此外，施氮量對株高的影響大于灌溉定額，以鈴期為例，D1W1F1處理的株高較D1W1F2，D1W2F1處理分別提升了4.78%和4.76%，D1W2F2處理的株高較D1W2F1，D1W1F2處理分別降低了7.81%和7.79%，D2和D3下，各處理之間存在相同規(guī)律，且各個(gè)處理之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．株高最大值出現(xiàn)在D3W1F1鈴期，為54.88 cm．

2.1.2" 葉面積指數(shù)

圖4為不同處理對膜下滴灌棉花LAI的影響．

各生育時(shí)期，灌水頻率、灌溉定額、施氮量對棉花LAI的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．由圖4可以看出，相同水氮組合水平下，除苗期，其他生育時(shí)期內(nèi)的LAI隨灌水頻率的增加而增加，各灌水頻率水平處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．以鈴期為例，D1水平的棉花LAI較D2，D3水平分別提高了1.96%和7.28%；W1水平的棉花LAI較W2水平提高了3.06%;F1水平的棉花LAI較F2水平提高了4.12%．各處理LAI在鈴期達(dá)到最大，且D1W1F1處理LAI最大，為5.52 cm2/cm2．鈴期之后，棉花逐漸成熟，葉片脫落，各個(gè)處理LAI明顯降低．

2.2" 不同處理對棉花地上部生物量的影響

表1為不同處理對膜下滴灌棉花吐絮期地上部生物量的影響，表中m1，m2，m3分別為葉莖、蕾鈴和地上部生物量（干物質(zhì)質(zhì)量）．灌水頻率、灌溉定額、施氮量對棉花地上部生物量的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．當(dāng)灌水頻率一定時(shí)，棉花葉莖生物量均隨灌溉定額和施氮量的增加而增加．相同灌水頻率和施氮量條件下，W1葉莖生物量顯著大于W2．D1W1F1處理的蕾鈴生物量較高，為13 763 kg/hm2，與其他處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．作物的營養(yǎng)生長和生殖生長相互依存且相互競爭，用蕾鈴生物量占地上部生物量的比來反映棉花生殖器官的生長權(quán)重．隨著灌水頻率提高，蕾鈴生物量占地上部生物量的比增大，其中D1W2F1和D1W2F2處理較高，分別為0.655和0.673，與其他處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；W2F1中，D1蕾鈴生物量占地上部生物量的比均顯著高于D2和D3，分別提高0.051和0.107．D1W1F1處理地上部生物量最大，為22 787 kg/hm2，與其他處理差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．

2.3" 不同處理對棉花產(chǎn)量、水分利用效率的影響

表2為不同處理對膜下滴灌棉花產(chǎn)量Y、水分利用效率WUE的影響．灌水頻率、灌溉定額、施氮量對棉花產(chǎn)量、WUE和耗水量的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）．相同水氮投入條件下，棉花產(chǎn)量隨灌水頻率的增加而增加，D1下棉花平均產(chǎn)量最高，為5 243 kg/hm2，分別比D2，D3提高3.84%和11.76%，其中，D1W1F1，D1W2F1和D2W1F1處理的產(chǎn)量差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）．棉花產(chǎn)量隨灌溉定額的增加而顯著增加，相同灌水頻率和施氮量下，W1水平的棉花平均產(chǎn)量較W2提高了5.56%；棉花產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，相同灌水頻率和灌溉定額條件下，F(xiàn)1水平的棉花平均產(chǎn)量較F2提高了13.49%．相同水氮投入條件下，棉花WUE隨灌水頻率的增加而增加，D1下棉花平均WUE最高，為1.317 kg/m3，分別比D2，D3提高2.75%和9.80%，其中，D1W2F1處理WUE最大，為1.575 kg/m3．棉花WUE隨施氮量的增加而增加，相同灌水頻率和灌溉定額下，F(xiàn)1水平的棉花平均WUE較F2提高了11.37%；棉花WUE隨灌溉定額的增加而降低，相同灌水頻率和施氮量下，W2水平的棉花WUE最高，較W1提高了22.71%．各處理總耗水量在343.09～465.85 mm．相同灌水頻率和灌水量條件下，各施氮處理總耗水量F1處理大于F2處理，相同水氮條件下，各灌水頻率處理總耗水量按處理從大到小排序依次為D1，D2，D3.CK總耗水量較D3W1F1處理提高0.42%，D1W1F1處理較對照D2W1F1提高3.31%．

3" 討" 論

文中結(jié)果表明，相同水氮投入條件下，D1處理的株高低于D2和D3，但D1處理的LAI和產(chǎn)量顯著高于D2和D3，且D1水平下，棉花蕾鈴生物量占地上部生物量的比高于D2和D3，說明增加灌水頻率，能夠合理分配棉花地上部各部分生物量的比例，這與王興鵬等［15］采用不同灌水頻率對滴灌棉花的試驗(yàn)結(jié)果一致．此外，高頻灌水提高了棉花LAI，增強(qiáng)了棉花植株個(gè)體光合作用能力，從而提高了棉花群體的光合生產(chǎn)能力，有利于光合產(chǎn)物更多向生殖器官分配，并且隨著灌水頻率的提高，蕾鈴生物量占地上部生物量的比增大，這與王峰等［16］試驗(yàn)結(jié)果相似．文中低頻灌水（D3）水平，單次灌溉定額較大，間隔較長，造成該頻率下棉花營養(yǎng)生長和生殖生長失調(diào)，而高頻灌水（D1）水平，能夠滿足棉花水分和養(yǎng)分需求，生物量分配比例均衡，有利于棉花保產(chǎn)．并且在相同灌水頻率水平的條件下，棉花株高、LAI和地上部生物量均隨灌溉定額的增加而增加，隨施氮量的增加而增加［17］，說明水氮耦合效果對棉花生長的影響并未因灌水頻率的不同而變化．綜上所述，造成株高隨灌水頻率降低而增高，與LAI和產(chǎn)量趨勢相反的原因是高頻灌水，多次少灌的方式能長時(shí)間滿足棉花根系濕潤層的需水需求，避免棉花“徒長”，同時(shí)提高棉花群體發(fā)展過程，提高群體光合作用和物質(zhì)生產(chǎn)能力［16］，保證地上部生物量生殖生長，達(dá)到優(yōu)化株型的效果．

文中發(fā)現(xiàn)增加灌溉定額，可增加棉花產(chǎn)量，降低WUE，但不能使棉花產(chǎn)量和WUE同時(shí)達(dá)到最優(yōu)，這與王秀康等［18］的研究結(jié)果相似．這是因?yàn)椴煌幚韺γ藁ê乃康牟煌瑢?dǎo)致．灌水頻率分別與灌溉定額和施氮量的交互效應(yīng)對耗水量的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），說明由于灌水頻率不同，使得棉花全生育期投入水量、肥料的分配不同，灌水頻率提高，影響棉花0～40 cm根層水分，而灌溉定額增大，導(dǎo)致維持在該土層的水分增加，且補(bǔ)水及時(shí)，易出現(xiàn)蒸發(fā)損失；反之灌水頻率降低，影響棉花60～100 cm土層［6］，灌溉定額增大，單次水量水分向該土層下滲，遠(yuǎn)離作物主要根層，所以耗水量相比于高頻、定額大的處理有所降低．故高頻下減水灌溉，有利于根系吸收氮素，而適宜氮素與水分互相促進(jìn)，所以增加施氮量，能夠提高棉花根部的生長，增強(qiáng)棉花根部吸水吸養(yǎng)的能力，并促進(jìn)養(yǎng)分運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高耗水量．綜上所述，高頻高水高氮的灌溉制度，雖然獲得最高產(chǎn)量5 722 kg/hm2，但是與D1W2F1和D2W1F1處理的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），高頻減水高氮處理受灌水頻率影響，能維持根層水分適宜，與氮肥互相促進(jìn)棉花生長，滿足棉花耗水，減少蒸發(fā)浪費(fèi)，從而提高WUE.由于灌水頻率降低，適頻高水高氮處理易導(dǎo)致土壤水分過度蒸發(fā)，降低WUE．

在作物的栽培過程中，應(yīng)同時(shí)以高產(chǎn)節(jié)水為目標(biāo)，由表2可知，D1W1F1處理的棉花產(chǎn)量最高，為5 722 kg/hm2，WUE為1.228 kg/m3；D1W2F1處理的棉花WUE最高，為1.575 kg/m3，產(chǎn)量為5 571 kg/hm2，兩處理的產(chǎn)量差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），但是WUE差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），綜合節(jié)水高產(chǎn)考慮，D1W2F1（高頻、低水、高氮）應(yīng)為文中最優(yōu)處理．

4" 結(jié)" 論

1） 多次少灌的方式能夠長時(shí)間滿足棉花根系濕潤層的需水需求，避免棉花“徒長”，同時(shí)提高棉花群體發(fā)展過程，提高群體光合作用能力和物質(zhì)生產(chǎn)能力，保證地上部生物量有效生殖生長．

2） 高頻高水高氮處理的產(chǎn)量最高，但與高頻減水高氮處理相比差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）.高頻減水高氮處理能夠維持根層水分適宜，促進(jìn)棉花生長，并減少蒸發(fā)浪費(fèi)，相比之下，適頻高水高氮處理由于土壤水分過度蒸發(fā)，導(dǎo)致水分利用效率降低.因此，高頻減水高氮處理在滿足棉花穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，提高了水分利用效率.

3） 綜合考慮作物產(chǎn)量和水分利用效率，推薦D1W2F1（灌水頻率7 d，灌溉定額3 300 m3/hm2，施氮量300 kg/hm2）為較優(yōu)管理模式．

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