不同灌溉頻次對(duì)陸地棉生長(zhǎng)指標(biāo)和產(chǎn)量的影響

中圖分類號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）05-1064-1

0 引言

【研究意義】新疆光照充足，降水稀少，獨(dú)特的氣候具有種植棉花的自然資源條件[]，隨著我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)逐漸向西北內(nèi)陸地區(qū)轉(zhuǎn)移，新疆棉花種植面積逐漸增長(zhǎng)2；而南疆作為新疆最大的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地[3]，種植面積約為 132×10⁴hm² ，占新疆棉花總種植面積的 63% 左右4，農(nóng)業(yè)用水量364.1×10⁸m³ ，占南疆用水總量的 95.9%^[5] ，較大的種植面積使南疆地區(qū)近年來(lái)水資源緊缺、供需矛盾日益突出。隨著智能灌溉控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，通過構(gòu)建遠(yuǎn)程無(wú)線控制模式，利用智能模糊控制算法對(duì)農(nóng)作物灌溉時(shí)間和灌溉用水量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)高頻灌溉技術(shù)，使高頻灌溉技術(shù)的推廣具有可行性，節(jié)約了灌溉管理的時(shí)間成本。因此在智能化灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)上開展不同頻次的灌溉試驗(yàn)，為提高南疆棉花的高質(zhì)、高產(chǎn)和精準(zhǔn)灌溉技術(shù)在該地區(qū)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】灌溉頻次是確定作物灌溉制度的重要指標(biāo)，直接影響土壤中水分與養(yǎng)分如何分布，其高低改變了水和氮在土壤中的轉(zhuǎn)移及根系的吸收情況，提升作物養(yǎng)分再利用的效率，還可以調(diào)控土壤的溫度，進(jìn)一步影響根部對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收，從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成[6-9]。余美等[°研究認(rèn)為，低頻灌溉（10d）的含水量最高，對(duì)綜合控鹽效果略優(yōu)于高頻，但高頻灌溉（3d）的棉花產(chǎn)量最高。當(dāng)灌水周期為4、7、10d時(shí)，灌水頻次 7d 次有利于維持作物生長(zhǎng)的水鹽分環(huán)境，促進(jìn)棉花干物質(zhì)向蕾鈴器官分配，有利于棉花產(chǎn)量及水分利用效率的協(xié)同提高[11-13]。Jordan等[14]和Wang等[15]研究認(rèn)為，高灌溉頻率優(yōu)點(diǎn)能提供作物根系吸收水肥的有利條件，缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致水和養(yǎng)分向根區(qū)以下移動(dòng)，同時(shí)增加勞動(dòng)力的消耗，而灌水頻率過低時(shí)，可能使作物肥料不足，從而生長(zhǎng)受限?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前對(duì)于新疆南疆灌溉制度，在少于傳統(tǒng)灌溉總量的基礎(chǔ)上，高頻灌溉下不同灌水量和灌溉次數(shù)對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響尚不明確。需探尋出適用于南疆膜下滴灌棉花的最優(yōu)灌溉頻次，達(dá)到節(jié)水提質(zhì)增效的目標(biāo)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣為研究區(qū)域，分析膜下滴灌棉花的生長(zhǎng)指標(biāo)、產(chǎn)量構(gòu)成及水分利用效率等對(duì)不同灌溉頻次的響應(yīng)，為提高南疆棉花高產(chǎn)創(chuàng)建提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1材料

2023年6月初至10月下旬，試驗(yàn)在新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣托依堡勒迪鎮(zhèn)進(jìn)行（ E82^°49^′56^′′ N41^°3^′34^′′ ，海拔為 970m 左右），屬于溫帶大陸性氣候，降水稀少、空氣干燥，常年平均日照時(shí)數(shù)3 031h ，年平均降水量 47.3mm ，年均蒸發(fā)量2000.7mm 。供試區(qū) 0～60cm 深度土壤質(zhì)地以砂質(zhì)壤土為主，地下水位在 3m 以下。表1～2

Tab.1 Physical propertiesof soil in the experimental area

表1試驗(yàn)區(qū)土壤物理性質(zhì)

表2試驗(yàn)區(qū)土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量

Tab.2 Basicnutrient content of soil in the experimental area

1.2 方法

1. 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試棉花品種為新陸中54號(hào)，2023年4月5日播種（2023年4月25日 ～2023 年5月20日補(bǔ)種2次），2023年7月18日打頂，2023年11月10日收獲。采用單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置5個(gè)處理（每個(gè)處理重復(fù)3次），灌水周期分別為2、4、6和8d，編號(hào)分別為 D₂、D₄、D₆ 和 ΔD₈ ，灌溉定額均為 3750m³/hm² ，由智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行，常規(guī)灌溉編號(hào)為CK，灌溉定額為 4095m³/hm² 。棉花生育期的總施肥量為：尿素 450kg/hm² ，磷酸一銨75kg/hm² ，硫酸鉀 270kg/hm² ，硝基水溶性復(fù)合肥330kg/hm² ，黃腐酸鉀 75kg/hm² 。種植模式為1膜4行 （64+12）cm 的機(jī)采棉，寬窄行配置，平均行距 38cm ，株距 9cm ，滴灌帶鋪設(shè)在膜下窄行中間，膜寬 1.25m 。于6月15日～8月30日進(jìn)行滴灌處理，渠水和井水并用，智能水表計(jì)量，施肥罐進(jìn)行施肥。除滴水量不同外，棉田生育期內(nèi)其他管理均按常規(guī)大田進(jìn)行。表3，圖1

表3試驗(yàn)處理

Tab.3 Experimenttreatments

圖1 棉花種植方式及滴灌帶布置示意Fig. 1 Schematic diagram of cotton plantingpatternanddripirrigationbeltlayout

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

1. 2. 2. 1 生理性狀

待棉花出苗后，在各小區(qū)隨機(jī)標(biāo)記3株長(zhǎng)勢(shì)均勻的棉花樣株掛牌觀測(cè)，自蕾期開始使用卷尺（ 1mm 以及游標(biāo)卡尺 '0.01mm 記錄每個(gè)生育期作物的株高、莖粗和葉面積指數(shù)。同時(shí)在每個(gè)小區(qū)內(nèi)自蕾期開始每個(gè)生育期隨機(jī)選取3株具有代表性的棉花，采樣后按根、莖、葉和蕾鈴分離并裝進(jìn)網(wǎng)兜袋，放入 105% 烘箱中殺青 30min 后降溫到 75% 烘至恒重，使用精度為 天平稱量各部分干重并計(jì)算地上部干物質(zhì)量。

1. 2. 2. 2 產(chǎn)量及水分利用效率

采用樣田法，在吐絮期選取3塊面積為6.67m² 的小區(qū)測(cè)產(chǎn)，在植株上、中、下部分各取30朵棉花，風(fēng)干后測(cè)出單鈴重和衣分，同時(shí)統(tǒng)計(jì)各樣點(diǎn)株數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)，水分利用效率計(jì)算公式[16]：

式中， WUE 為水分利用效率（ hm² ））; y 為籽棉產(chǎn)量（ kg/hm² ）； ET 為棉花生育期內(nèi)耗水量（ 。

1. 2. 2. 3 棉花生長(zhǎng)曲線

采用以播后天數(shù)為自變量來(lái)模擬生物量生長(zhǎng)規(guī)律的Logistic 模型[17-18] 。

式中， F 為單株棉花地上部干物質(zhì)積累量（g）；A為地上部干物質(zhì)積累量的理論最大值Ξ（Λ_g）_：t 為播種后天數(shù) （d）;b，c 為參數(shù)。

對(duì)Logistic模型方程求導(dǎo)，可得到地上部干物質(zhì)積累的有關(guān)參數(shù)指標(biāo)。對(duì)Logistic方程的二階導(dǎo)函數(shù)求解并令其等于0，得干物質(zhì)積累速率最快的時(shí)間點(diǎn)，即 ，帶人一階導(dǎo)函數(shù)得最大速率 對(duì)方程三階導(dǎo)函數(shù)求解并令其等于0，得干物質(zhì)快速積累開始時(shí)間（ 和結(jié)束時(shí)間（ t₂ = ）， Δt=t₂-t₁ ，代表棉花處于旺盛生長(zhǎng)階段的時(shí)間長(zhǎng)短。

1. 2.2.4 熵權(quán)法

熵權(quán)法是結(jié)合熵值信息來(lái)確定權(quán)重值的研究方法，某個(gè)指標(biāo)的信息熵值e越小，則信息效用值d越小，因而權(quán)重也越大[19] 。

式中， P_ij 為棉花第 χ_i 個(gè)處理的第 j 個(gè)指標(biāo)值占全部 j 個(gè)指標(biāo)值之和的比重， P_ij∈[0，1];N 為棉花測(cè)定指標(biāo)個(gè)數(shù)， e_j 為棉花第 j 個(gè)指標(biāo)的信息熵值， e_j∈[0，1] ; W_j 為棉花第 j 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值， W_j∈[0，1] 。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用MicrosoftExcel2010整理，Mi-crosoft Excel 2010 和 Origin 2018 制作圖表，SPSS20.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌溉頻次對(duì)棉花株高和莖粗的影響

研究表明，不同灌溉頻次處理棉花株高和莖粗在全生育期的變化規(guī)律基本一致。蕾期，各處理間株高和莖粗無(wú)顯著差異（ Pgt;0.05 ，試驗(yàn)初始階段，各處理間有較好一致性。從花期開始，不同灌溉頻次處理，棉花株高和莖粗存在顯著差異（ Plt;0.05， ），7月18日打頂后，吐絮期棉花株高與鈴期不變。同一生育期，灌溉頻次越高，株高和莖粗越大，從花期到吐絮期， D₂、D₄、D₆、D₈ 處理棉花株高比CK處理分別增加為 17.58% 、11. 79% 110.17% 和 4.83% ： 9.53% ！ 6.98% 、 2.75% 和0.33% ： 9.53% ） 6.98% .2.75% 和 0.33% 。其中D₂ 處理株高最高，比 D₄，D₆ 和 ΔD₈ 處理分別顯著增加了 5.18% 、 6.73% 、 12.17% 6 2.39% 、 6.60% 和9. 17% ；2. 39% 、6. 60% 和9. 17% （ Plt;0.05， ，且在鈴期達(dá)到最高，為 73.18cm 。從花期到吐絮期， ΔD₂、D₄、D₆、D₈ 處理莖粗比CK處理分別增加為 15.81% 、 14.89% ） .4.83% 和 0.31% ： 19.31% 、14.81% 、 6.76% 和 0.10% ; 20.83% 、16. 77% 、7.37% 和 2.30% 。相較于 D₄?D₆ 和 ΔD₈ 處理， D₂ 處理的莖粗分別顯著增加 0.80% ！ 10.48% 和15. 46% ： 3.89% ！ 11.76% 和 19.20% ; 3.47% 、12.53% 和 18.11% （ Plt;0.05 ），且在吐絮期達(dá)到最大，為 13.11mm 。在同一生育期下，株高和莖粗由大到小表現(xiàn)為 D₂gt;D₄gt;D₆gt;D₈gt;CK ，灌溉頻次越高的處理土壤相對(duì)含水率高，水分越充足，株高增長(zhǎng)越顯著，莖粗也有一定程度的增加，各處理之間棉花的株高和莖粗存在顯著差異。圖2～3

2.2 不同灌溉頻次對(duì)棉花葉面積指數(shù)的影響

研究表明， D₂ 與 D₄?D₆?D₈ 處理之間無(wú)顯著差異（ Pgt;0.5 ）， D₂ 比CK處理顯著高 20.77% （ P lt;0.5） 。3個(gè)時(shí)期中，從蕾期到花鈴期時(shí)間段內(nèi)，各處理增速基本相同，葉面積指數(shù)在花鈴

注：不同字母表示不同處理間0.05水平差異顯著，（ Plt; 0.05），下同

Notes：Different letters indicate significant differences between treatmentsattheO.O5level，（ Plt;0.05） ，thesameasbelow

圖2 不同灌溉頻次處理棉花株高的變化 Fig. 2 Changes in cotton plant height under different irrigation frequencies

圖3 不同灌溉頻次處理棉花莖粗的變化Fig.3 Changesin Cotton Stem ThicknessunderDifferentIrrigation Frequencies

期達(dá)到最大值， D₂、D₄、D₆、D₈ 處理葉面積指數(shù)均高于CK，分別增加了 34.93%.27.05%.7.19% 和4.11% ，且 D₂ 處理顯著高于 ΔD₆，D₈ 處理，分別為25.88% 和 29.61% （ Plt;0.5 ）， D₂ 處理與 ΔD₄ 處理無(wú)顯著差異（ Pgt;0.5） 。葉面積指數(shù)在花鈴期趨于穩(wěn)定，因?yàn)樵诨ㄢ徠诤?，棉田停正滴灌，受干旱影響葉子隨著棉株的衰老開始脫落，所以葉面積指數(shù)會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降，但 D₂ 處理的葉面積指數(shù)仍是最高，比 D₆.D₈.CK 處理分別顯著增加17.92% （20 .23.58% 、27. 48% （ Plt;0.5） ，此時(shí) D₂ 比D₄ 處理高 5.62% ，不顯著（ Pgt;0.5） 。灌溉頻次影響了試驗(yàn)棉田的土壤條件，有效防止了土壤水分向深層的滲透，使葉面積增長(zhǎng)較快，對(duì)增強(qiáng)光合作用有一定作用。圖4

圖4不同灌溉頻次處理棉花葉面積指數(shù)的變化

2.3 不同灌溉頻次對(duì)棉花地上部干物質(zhì)分配的影響及Logistic模擬

研究表明，棉花各器官及整株地上部干物質(zhì)積累量從蕾期到吐絮期呈增加趨勢(shì)，并隨著灌溉頻次的不同，處理間差異顯著。隨著棉花的生長(zhǎng)，生物量中營(yíng)養(yǎng)器官的分配比例逐漸減小，而生殖器官逐漸增大。葉、莖稈和蕾鈴占比從蕾期到吐絮期分別為 45.33%～47.97% 減至 4.31% ～6.07% ） 48.32%～48.89% 減至 21.58% ～22.93% 和 3.71%～5.78% 增至 71.64% ～73.30% 。蕾期整株地上部干物質(zhì)積累量各處理表現(xiàn)為 D₄gt;D₂gt;D₆gt;D₈gt;CK ，花鈴期是棉花重要生長(zhǎng)階段，干物質(zhì)會(huì)快速增長(zhǎng)，整株地上部干物質(zhì)積累量各處理表現(xiàn)為 D₂gt;D₄gt;D₆gt;D₈gt;CK， 0到吐絮期，因?yàn)橹仓甑乃ダ虾腿~片脫落，所以生殖器官占主要部分，生殖器官所占比例 D₂ 處理最大，達(dá) 1214.1kg/hm²，D₂ 處理比 D₄，D₆，D₈ 、CK處理分別顯著增加 5.10%.21.76% ， .30.28% 和32.62% （ Plt;0.05 ），整株地上部干物質(zhì)總積累量D₂、D₄、D₆、D₈ 處理比CK處理顯著增加 32.03% 126.99% 、11. 08% 和 3.59% （ Plt;0.05 。 D₂ 處理的地上部干物質(zhì)積累量在整個(gè)生育期均顯著高于其他處理（ Plt;0.05 ）， D₂ 處理的灌溉模式可以提高棉花生殖器官分配比例，有助于棉花經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成。圖5

通過Logistic動(dòng)態(tài)模型對(duì)各處理地上部干物質(zhì)積累進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù) R² 均超過0.95。對(duì)于棉花的整個(gè)生長(zhǎng)階段，地上部干物質(zhì)積累增長(zhǎng)速度由緩慢到快速再到緩慢。棉花播種時(shí)間在4月5日，高頻灌溉開始時(shí)間6月15日，各處理出現(xiàn)第一次拐點(diǎn)的時(shí)間距試驗(yàn)開始僅 20d 左右，所以高頻灌溉處理間出現(xiàn)第一次拐點(diǎn)的時(shí)間基本相同。 D₂"處理出現(xiàn)2次拐點(diǎn)的時(shí)間是出苗后的96和160d，快速積累持續(xù)期64d，CK處理出現(xiàn)兩次拐點(diǎn)時(shí)間是出苗后的90和134d，快速積累持續(xù)期"⁴⁴d，D₂"處理出現(xiàn)第一次拐點(diǎn)的時(shí)間較CK處理晚6d，同時(shí)速度特征值（ V_m"）比CK低 9.6% ，但快速增長(zhǎng)時(shí)間段最長(zhǎng)，而且 D₂gt;D₄gt;D₆gt;D₈gt; CK。干物質(zhì)積累最大量 Y_max"顯示， D₂"較 D₄"多1.04% ， D₄"比 D₆"多 22.9% ， D₆"比 ΔD₈"多 7.57% ，D₈"較CK多 0.06% 。增加灌溉頻次，不僅延長(zhǎng)棉花快速增長(zhǎng)的時(shí)間，而且提高單株最大積累量。表4

Fig. 4Changes in Cotton Leaf Area Index underDifferentIrrigationFrequencies

圖5 不同灌溉頻次處理棉花地上部干物質(zhì)的變化

Fig. 5Changes in above ground dry matterofcottontreatedwithdifferent irrigation frequencies

2.4 不同灌溉頻次對(duì)棉花產(chǎn)量構(gòu)成及水分利用效率的影響

研究表明，單株鈴數(shù)和單鈴重均與灌溉頻次呈正比， D₂、D₄ 處理間無(wú)顯著差異（ Pgt;0.05） ，但D₂ 處理與其他處理差異均達(dá)顯著水平（ Plt; 0.05）， D₂ 比CK處理的單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量分別顯著增加 20.08% 和 1.89% （ Plt;0.05， 。籽棉產(chǎn)量與單鈴質(zhì)量的趨勢(shì)基本一致，各處理之間籽棉產(chǎn)量存在顯著差異（ Plt;0.05） ，其中 D₂ 處理籽棉產(chǎn)量最高，達(dá)到 7546.35kg/hm²，D D₂ 處理比D₄ 、 D₆ 1 ΔD₈ 、CK處理分別顯著提高 2.17% ！

10.73% .17.91% 、 13.04% 0 （Plt;0.05） 。 D₄ 處理水分利用效率最高，為 1.59kg/m³ ， ΔD₄ 處理比D₆、D₈、CK 處理分別顯著增加了 4.61%9.66% ！11.97% （ Plt;0.05 ）， D₂ 與 ΔD₄ 處理間沒有顯著性差異 （Pgt;0.05） 。適當(dāng)?shù)脑黾庸喔阮l次，減少灌水量，可以提高棉花對(duì)土壤水分的吸收作用，提高水分利用效率，避免了灌溉水資源的無(wú)效浪費(fèi)。

全生育期灌溉定額相同，各處理棉花都消耗了土壤儲(chǔ)水量， D₂，D₄，D₆ 和 ΔD₈ 處理分別消耗土壤水為 102.8，89.71，73.39 和 64.51mm，D₂ 處理的耗水量最大， D₂gt;D₄gt;D₆gt;D₈ ，增大灌溉頻次會(huì)降低土壤儲(chǔ)水量的消耗。對(duì)棉花收獲指數(shù)、衣分，高頻灌溉處理之間無(wú)顯著差異（ Pgt;0.05， ，與CK之間存在顯著差異（ Plt;0.05） 。表5

表4棉花干物質(zhì)量與播種后天數(shù)的Logistic函數(shù)擬合

注： V_m ：干物質(zhì)最大積累速率； t₀ ：干物質(zhì)積累速率最快的時(shí)間點(diǎn)； t₁ 干物質(zhì)快速積累開始時(shí)間; t₂ ：干物質(zhì)快速積累結(jié)束時(shí)間; Δt ：干物質(zhì)快速積累持續(xù)時(shí)間Notes： V_m ：Maximum accumulation rate of dry matter; t₀ ：The time point with the fastest rate of dry matter accumulation; t₁ ：Start time of rap-id accumulation of dry matter; t₂ ：End time of rapid accumulation of dry matter; Δt ：Duration of rapid accumulation of drymatter

[ab.4Fiting relation of cotton dry biomass and days after sowing by Logistic function

表5不同灌溉頻次下棉花產(chǎn)量和水分利用效率的變化

Tab.5The effect of different irrigation frequencies on cotton yield and water use efficien

注：不同小寫字母代表具有顯著差異（ Plt;0.05 ）Notes：Different lowercase letters represent significant differences（ ?Plt;0.05 ）

2.5 不同灌溉頻次方案的綜合評(píng)價(jià)

研究表明，單株鈴數(shù)、單鈴重、衣分、耗水量、產(chǎn)量、水分利用效率的影響情況，降低主觀因素對(duì)單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)灌溉效應(yīng)的不準(zhǔn)確性。根據(jù)熵權(quán)法將單株鈴數(shù)、單鈴重、衣分、耗水量、產(chǎn)量、水分利用效率依次定義為 Y₁～Y₆ ，其信息熵分別為0.194，0.241，0.141，0.223，0.228 和0.226，分析權(quán)重占比各指標(biāo)排序?yàn)閱吴徶?gt; 耗水量 gt; 水分利用效率 gt; 產(chǎn)量 gt; 單株鈴數(shù) gt; 衣分，利用信息熵的差異程度計(jì)算的權(quán)重值更加客觀，得出綜合權(quán)重最高的指標(biāo)為單鈴重 Y₂（0.192） ，其次為產(chǎn)量 Y₅ （0.182）。各處理的得分情況為 D₂gt;D₄gt;D₆gt; D₈gt;CK ，最高分值 D₂ 處理為0.8110，最低分值CK處理為 0.1340 。綜合評(píng)價(jià)得出的最優(yōu)處理方案為 D₂ 處理。表6

表6 各處理方案評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值、信息熵及權(quán)重

Tab. 6 Standardized values，information entropy，and weightsof evaluation indicatorsforeach processingplan

3討論

3.1 不同灌溉頻次對(duì)棉花形態(tài)指標(biāo)的影響

棉花株高和莖粗受土壤含水率影響較大，水分越充足，株高和莖粗增長(zhǎng)越顯著，在不同的灌水處理下株高和莖粗隨生育期的變化存在顯著差異[20]。試驗(yàn)通過比較分析表明，隨著灌溉頻次的增加，棉花的株高和莖粗呈正相關(guān)性，與楊九剛[21]研究結(jié)果一致， D₂ 處理株高和莖粗最大，分別為 73.18cm 和 13.11mm ;此時(shí)CK處理株高和莖粗最小，分別為 66.85cm 和 10.81mm 。同一生育期，棉花葉面積指數(shù)隨灌溉頻次的增加而增加，研究結(jié)果在蕾期時(shí)，各處理之間 LAI 有差別，但差異不顯著（ Pgt;0.05 ）， LAI 隨生育進(jìn)程推進(jìn)隨作物的生長(zhǎng)而增加，在作物葉片達(dá)到最大值后降低，呈先增加后降低趨勢(shì)，在花鈴期和吐絮期前LAI 都表現(xiàn)為 D₂gt;D₄gt;D₆gt;D₈gt;CK，D₂ 處理 LAI 數(shù)據(jù)分別為3.94和2.83，與前人的研究結(jié)果一致[22] 。

3.2 不同灌溉頻次對(duì)棉花地上部干物質(zhì)分配的影響

作物關(guān)鍵生育期少量多次灌水方式，有目的地使作物經(jīng)受水分脅迫，從而影響光合產(chǎn)物向不同組織器官重新分配[9。該試驗(yàn)以灌溉頻次為研究，同一生育期，隨著灌溉頻率的增加，各處理棉花生物量呈增加趨勢(shì)，且能夠提高蕾鈴生物量在干物質(zhì)的分配比例，即 D₂ 處理最大，吐絮期時(shí)，分別為 1654.35kg/hm²?73.39% ，顯著高于其他處理（ Plt;0.05. ），與邢小寧[23]、冉輝[24]研究結(jié)果類似。以往研究發(fā)現(xiàn)，灌溉頻率的增加不僅可以提高干物質(zhì)的最大積累速率[25還可以提高棉花干物質(zhì)積累量[26]。試驗(yàn)結(jié)果表明，滴灌棉花的地上部總干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化符合Logistic曲線，高頻灌溉與中、低頻灌溉之間干物質(zhì)快速積累起始時(shí)間無(wú)差異，與前人研究相悖[25]，原因可能是高頻灌溉試驗(yàn)開始較晚，距干物質(zhì)快速積累起始時(shí)間間隔較短；隨著灌溉頻次的增加地上部干物質(zhì)積累終止時(shí)間有所推遲，快速生長(zhǎng)持續(xù)期延長(zhǎng)，有助于干物質(zhì)總量的增加[27]

3.3 不同灌溉頻次對(duì)棉花產(chǎn)量構(gòu)成及水分利用效率影響

棉花最終產(chǎn)量由收獲株數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重及衣分共同決定[28-29]，其中單株結(jié)鈴數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大。在棉花生殖生長(zhǎng)的階段，適當(dāng)?shù)脑黾庸嗨螖?shù)，對(duì)棉花產(chǎn)量構(gòu)成和水分利用效率有較大的影響。王一民等[30]和王小兵等[31]通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著灌水頻率的增大，使單株鈴數(shù)增多，從而提高棉花產(chǎn)量。同樣崔永生等[32]研究得到，當(dāng)灌溉定額為 4200m³/hm² 時(shí)，南疆最優(yōu)的灌溉制度為蕾期灌水間隔7d，花鈴期的灌水間隔少于蕾期為 5d 。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著灌溉頻次的增加，單鈴重、單株結(jié)鈴數(shù)、衣分和籽棉產(chǎn)量逐漸增大， D₂ 處理最高，分別為 5.39g，9.21 個(gè) ，45.57% 和 7546.35kg/hm² ，與崔永生等[33]、王峰等[34]研究結(jié)果類似。但 D₂ 處理耗水量最高，為477.80mm ，水分利用效率僅低于 ΔD₄ 處理，主要是因?yàn)椋?dāng)耗水量達(dá)到一定程度后棉花產(chǎn)量不再隨之增大，所以 D₂ 與 D₄ 處理產(chǎn)量差距不大，但是 ΔD₄ 比D₂ 耗水量小，所以 D₄ 水分利用效率高。

因?yàn)槔肧PSS僅對(duì)單一指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，僅僅只用產(chǎn)量或其他單一指標(biāo)對(duì)灌溉頻次進(jìn)行評(píng)價(jià)是片面的[35]，而熵權(quán)法是建立在指標(biāo)觀測(cè)值的基礎(chǔ)上，用區(qū)分度來(lái)確定權(quán)重，克服了權(quán)重主觀賦值法帶來(lái)的缺點(diǎn)，提高了評(píng)價(jià)的客觀性[36]

4結(jié)論

在固定灌溉定額為 3750m³/hm² 時(shí)，灌溉頻次對(duì)棉花的農(nóng)藝性狀、水分利用效率、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均有顯著影響。灌水周期為2d時(shí)，有利于棉花農(nóng)藝性狀的增加，棉花地上部干物質(zhì)積累量的提高，延長(zhǎng)了速增期的持續(xù)時(shí)間，有利于提高產(chǎn)量。此灌溉模式較傳統(tǒng)的灌溉籽棉產(chǎn)量提高13.04% ，水分利用效率提高 11.27% ，耗水量增加 2.09% ，產(chǎn)量提高的同時(shí)消耗土壤中的儲(chǔ)存水較多， D₂ 處理最優(yōu)。選用 D₄（4d 次）灌溉模式，耗水量與傳統(tǒng)灌溉相差不大，但籽棉產(chǎn)量提高10.83% ，水分利用效率提高 11.97% ，同時(shí)其他的農(nóng)藝指標(biāo)顯著高于傳統(tǒng)灌溉。

參考文獻(xiàn)（References）

[1］張山清，普宗朝，馮志敏，等．氣候變暖對(duì)新疆棉花種植氣 候適宜性分區(qū)的影響[J]．沙漠與綠洲氣象，2023，17（5）： 167 -174. ZHANG Shanqing，PU Zongchao，F(xiàn)ENG Zhimin，et al.Impact ofclimate warming on cotton cultivation in Xinjiang[J]. Desert and OasisMeteorology，2023，17（5）：167-174.

[2]孫莉，張清，陳曦，等．精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)集成在新疆棉花 種植中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（8）：83-88. SUNLi，ZHANG Qing，CHENXi，et al. Application of the integrated precision farming system of cotton growing in Xinjiang Region[J].Transactions ofthe Chinese Society ofAgricultural Engineering，2005，21（8）：83-88.

[3]潘偉，楊德剛，楊莉，等．新疆棉花種植面積的時(shí)空變化及 適度規(guī)模研究[J]．中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19（2）：415 -420. PANWei，YANGDegang，YANGLi，etal.Spatio-temporal dynamics and optimal development scale of cotton industry in Xinjiang[J].ChineseJournalofEco-Agriculture，2011，19 （2）：415-420.

[4］王興鵬，辛朗，杜江濤，等．基于DSSAT模型的南疆膜下滴 灌棉花生長(zhǎng)與產(chǎn)量模擬[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2022，53（9）： 314 -321. WANGXingpeng，XINLang，DU Jiangtao，etal.Simulation of cottongrowth and yield under film drip irrigation condition based on DSSATmodel in southern Xinjiang[J].Transactions of the Chinese Societyfor AgriculturalMachinery，2022，53（9）：314-321.

[5］毛遠(yuǎn)輝，李江．南疆水資源稟賦及節(jié)水潛力分析[J]．水利 規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2023，（4）：10-14，22. MAO Yuanhui， LI Jiang. Analysis of water resources endowment and water saving potential in southem Xinjiang[J]. Water Resources Planning and Design，2023，（4）：10-14，22.

[6]Assouline S. The effects of microdrip and conventional drip irrigation on water distribution and uptake[J].Soil Science Society of America Journal，2002，66（5）： 1630-1636.

[7］郭文忠，曲梅，韋彥，等．灌溉頻率對(duì)日光溫室黃瓜生長(zhǎng)發(fā) 育及干物質(zhì)積累的響應(yīng)［J]．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（5）： 467 -470. GUO Wenzhong，QU Mei， WEI Yan，et al. The primary study on response of growth，yield and dry mater of cucumber under different irrigation frequency in solar greenhouse[J].Chinese Agricultural ScienceBulletin，2007，23（5）：467-470.

[8］劉芳婷．膜下滴灌條件下灌溉與棉花生長(zhǎng)對(duì)土壤 CO₂ 排放 的影響研究[D]．石河子：石河子大學(xué)，2019. LIU Fangting.A study on the effects of irrigation and cotton growth on soil CO2 emissions under subsurface drip irrigation conditions[D].Shihezi：Shihezi University，2019.

[9]Dodd IC，Puertolas J，Huber K，et al.The importance of soil drying and re-wetting in crop phytohormonal and nutritional responses to deficit irigationJ].JournalofExperimental Botany， 2015，66（8）：2239-2252.

［10］余美，楊勁松，劉梅先，等．不同膜下滴灌模式對(duì)土壤水分 及棉花產(chǎn)量的影響[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，29（12）： 2368 -2374. YU Mei，YANG Jinsong，LIU Meixian，et al.Study on effects of diffrent mulched drip irrigation modes onsoil moisture and cotton yield[J].Journal of Agro-Environment Science，2010，29 （12）：2368 -2374.

[11］崔建平，程強(qiáng)，陳平，等．深松條件下滴灌頻次對(duì)土壤理化 指標(biāo)及棉花產(chǎn)量的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J]．水土保持學(xué)報(bào)，2019，33 （1）： 263-269，276. CUI Jianping，CHENG Qiang，CHEN Ping，et al.Effects of drip irrigation frequencyon soil physical and chemical characteristics and cotton yieldunder subsoiling condition[J].Journal of Soil and Water Conservation，2019，33（1） ： 263-269，276.

[12］王新燕，龔照龍，鄭巨云，等．不同頻率膜下滴灌對(duì)棉花農(nóng) 藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]．棉花科學(xué)，2017，39（3）：20 -24. WANG Xinyan，GONG Zhaolong，ZHENG Juyun，et al.The effectof dripirrigationunderdifferentfrequencyfilmsonthe agronomic traitsand yield of cotton[J].CottonSciences，2017，39 （3）： 20-24.

[13］郭仁松，陳平，程強(qiáng)，等．深松條件下灌溉頻次對(duì)棉花水分 利用效率及產(chǎn)量的影響[J]．灌溉排水學(xué)報(bào)，2019，38（7）： 17 -22. GUO Rensong， CHEN Ping， CHENG Qiang，et al. Effectof irigation frequency on water use efficiency and yield of cotton after loosenng thedeepsoilJ]JourmalofIrrgationandrainge， 2019，38（7）：17-22.

[14]JordanJE，WhiteRH，VietorDM，et al.Effect of irrigation frequencyon turf quality，shoot density，and root length density of five bentgrass cultivars[J].Crop Science，2003，43（1） ： 282 -287.

[15]Wang FX，Kang YH，Liu SP.Effects of drip irrigation frequency on soil wetting pattern and potato growth in North China Plain[J].Agricultural Water Management，2006，79（3）：248 -264.

[16］劉翔，張富倉(cāng)，向友珍，等．虧缺灌溉對(duì)南疆棉花生長(zhǎng)和水 分利用的影響［J]．排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2020，38（12）： 1270 -1276. LIU Xiang，ZHANG Fucang， XIANG Youzhen， et al. Efects of deficit irrigation on cotton growth and water use in southern XinjiangofChina[J].Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering，2020，38（12）：1270-1276.

[17］潘俊杰，付秋萍，阿布都卡依木·阿布力米提，等．蕾期和 花鈴期不同灌水下限對(duì)滴灌棉花產(chǎn)量的影響[J]．干旱地區(qū) 農(nóng)業(yè)研究，2019，37（5）：27-32. PAN Junjie，F(xiàn)UQiuping，Abudukayimu Abulimiti，et al. Effects of irrigation limitsatbudstage andflowering stage on yieldof drip irrigationcotton[J]. Agricultural Research in theArid Areas，2019，37（5）：27-32.

［18］何平如，張富倉(cāng)，侯翔皓，等．土壤水分調(diào)控對(duì)南疆滴灌棉 花產(chǎn)量及土壤水鹽分布的影響[J]．水土保持研究，2020， 27（2）： 84 -92. HE Pingru， ZHANG Fucang，HOU Xianghao， et al. Effects of soil water regulation on coton yield and soil water-salt distribution under drip irrigation in southern Xinjiang[J]．Research of Soil andWater Conservation，2020，27（2）：84-92.

［19］常浩，洪明，陳志卿，等．土壤水分上下限對(duì)北疆滴灌春玉 米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J]．水資源與水工程學(xué)報(bào)，2023，34 （1）：207-215. CHANG Hao， HONG Ming， CHEN Zhiqing，et al. Efect of upper and lower soil moisture limits on yieldand qualityof drip irigated spring maize in the northern Xinjiang[J].Journal of Water Resources and Water Enginering，2023，34（1） ：207-215.

[20]張，王振華，王久龍．不同灌溉定額對(duì)棉花墑情及產(chǎn)量 影響的研究[J]：農(nóng)機(jī)化研究，2015，37（12）：172－176. ZHANG Ao，WANG Zhenhua，WANG Jiulong. Different irrigation quota on cottn research on the effects of soil moisture and yield[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research，2015， 37（12）： 172 -176.

［21］楊九剛，何繼武，馬英杰，等．灌水頻率和灌溉定額對(duì)膜下 滴灌棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J]．節(jié)水灌溉，201（3）：29- 32，38. YANGJiugang，HE Jiwu，MAYingjie，etal.Effectsof irrigation frequency and quota on cotton growth and yield with drip irrigation under plastic film[J]． Water Saving Irrigation，2011 （3）：29 -32，38.

[22]Yao HS，ZhangYL，YiXP，et al.Characters in light -response curves of canopy photosynthetic use efciency of light and N in responses to plant density in field-grown cotton[J].Field Crops Research，2017，203：192-200.

[23］王肖娟，危常州，陳林．不同灌溉頻率對(duì)滴灌棉花生長(zhǎng)及 產(chǎn)量的影響研究[J].新疆農(nóng)墾科技，2014，37（7）：55-58. WANGXiaojuan，WEI Changzhou，CHENLin.A studyon the effectsof different irrigation frequencies on thegrowth and yield ofcotton under drip irrigation[J].Xinjiang Farm Research of Science and Technology，2014，37（7）：55-58.

［24］邢小寧，姚寶林，孫三民．不同灌溉制度對(duì)南疆綠洲區(qū)膜下滴灌棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響［J]．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，25（2）：227-236.XING Xiaoning，YAO Baolin， SUN Sanmin. Effects of differentirrigation regimes on cotton growth and yield with drip irrigationunder plastic film in oasis region of south Xinjiang[J].Acta Ag-riculturaeBoreali-occidentalis Sinica，2016，25（2）：227-236.

［25］冉輝，蔣桂英，徐紅軍，等．灌溉頻率和施氮量對(duì)滴灌春小麥干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響[J]．麥類作物學(xué)報(bào)，2015，35（3）： 379-386.RAN Hui， JIANG Guiying，XU Hongjun，et al.Effect of iriga-tion frequency and nitrogen application rate on dry matter accu-mulation and yieldof drip- irigated SpringWheat[J]. Journalof Triticeae Crops，2015，35（3）：379-386.

[26］姜東燕，于振文，許振柱．灌溉量和施氮量對(duì)冬小麥產(chǎn)量和土壤硝態(tài)氮含量的影響［J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22（2）：364-368.JIANG Dongyan，YU Zhenwen，XU Zhenzhu.Effects of irriga-tion amount and nitrogen fertilization rate on wheat yield and soilnitratecontent[J].ChineseJournal ofAppliedEcology，2011，22（2）：364-368.

［27］吳鳳全，湯秋香，王亮，等．灌溉頻率對(duì)棉花干物質(zhì)積累及水分利用效率的影響[J]．新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，55（4）：601-608.WU Fengquan， TANG Qiuxiang，WANG Liang， et al. Effects ofirigation frequencies on dry matter accumulation and water useefficiency of cotton[J]. Xinjiang Agricultural Sciences，2018，55（4）：601-608.

[28]BakerDN，LambertJR，McKinio. GOSSYM：A simulatorof -cotton crop growth and yield[J]. Technical Bulletin，1983.

［29］蔡曉莉，馬麗娟，逯濤，等．不同種植模式和密度對(duì) Z1112產(chǎn)量及纖維品質(zhì)的影響[J]．中國(guó)棉花，2018，45（6）：24-26，42.CAI Xiaoli，MALijuan，LU Tao，et al. Effects of different culti-vation patterns and densities on yield and fiber quality of acottonvariety Z1112[J].China Cotton，2018，45（6）：24-26，42.

［30］王一民，虎膽·吐馬爾白，張金珠，等．膜下滴灌不同灌溉定額及灌水周期對(duì)棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響[J]．新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，47（9）：1765-1769.WANG Yimin，Tumaerai，ZHANG Jinzhu，et al.Effect of dif-ferentirrigationquotaandcycleundermulched dripirigationoncotton growth and yield[J]. Xinjiang Agricultural Sciences，2010，47（9）：1765-1769.

[31］王小兵，李明思，何春燕．膜下高頻滴灌棉花田間耗水規(guī)律的試驗(yàn)研究[J]．水資源與水工程學(xué)報(bào)，2008，19（1）：39-42.WANGXiaobing，LI Mingsi，HE Chunyan.Experimental research on water consumption of the cotton under high -frequencydripirrigationmulchedwithplasticfilms[J].JournalofWaterResourcesandWater Engineering，2008，19（1）：39-42.

[32］崔永生，王峰，孫景生，等．南疆機(jī)采棉田灌溉制度對(duì)土壤水鹽變化和棉花產(chǎn)量的影響[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，29（11）：3634-3642.CUIYongsheng，WANG Feng，SUN Jingsheng，etal.Effectsofirrigationregimes onthe variation of soil water and salt and yieldofmechanically harvested cotton in Southern Xinjiang，China[J].ChineseJournal ofAppliedEcology，2018，29（11）：3634-3642.

[33]王峰，孫景生，劉祖貴，等．灌溉制度對(duì)機(jī)采棉生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]．棉花學(xué)報(bào)，2014，26（1）：41-48.WANG Feng，SUN Jingsheng，LIU Zugui，et al.Effects of irri-gationschedulingongrowth，yield and fiber qualityofcotton un-der mechanical harvest cropping model[J]．Cotton Science，2014，26（1）：41-48.

［34］林濤，郭仁松，徐海江，等．滴灌頻率對(duì)南疆棉田水分蒸散特征及WUE的影響［J]．新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52（7）：1224 -1229.

LINTao，GUORensong，XUHaijiang，etal.The impact of irrigation frequency on the characters of evapotranspiration and WUE which use plastic film under drip irigation in southern Xinjiang [J].XinjiangAgricultural Sciences，2015，52（7）：1224- 1229.

[35]熊雪，邵玲智，董建新，等，承德壩上御道口地區(qū)不同燕麥品種生產(chǎn)性能及飼用價(jià)值［J]．草業(yè)科學(xué)，2022，39（7）：1412-1418.XIONGXue，SHAOLingzhi，DONGJianxin，etal.Comparisonofproduction performanceand feeding valueof differentoat varie-tiesinYudaokou，Bashang，Chengde[J].Pratacultural Sci-ence，2022，39（7）：1412-1418.

[36］李若帆，馬娟娟，孫西歡，等．不同水肥管理模式下糯玉米水氮利用及熵權(quán)TOPSIS綜合評(píng)價(jià)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2020，38（4）：111-120.LIRuofan，MA Juanjuan，SUNXihuan，etal.Comprehensive e-valuation of water and nitrogen utilization ofwaxy corn based onentropy weight TOPSIS model underdifferent water and fertilizertreatments[J].Agricultural Research inthe Arid Areas，2O20，38（4）：111-120.

The effect of different irrigation frequencies on the growth indicators and yield of upland cotton

ZHANG Mengke，LIN Li，LIN Hao，HUI Ruihan，YANG Kepan （College of Water Conservancy and Civil Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 To explore the optimal irigation frequency for cotton under film drip irrigation in southern Xinjiang.【Methods】 This experiment used Xin luzhong 54 as the experimental cotton. Through field experiments， four different irrigation frequency treatments were set up ： 2dV time （ ），4d/time（ D₄ ）， 6d/ time （ D₆ ），and 8 dV time（ _ν8 ）. The conventional irrigation （CK） of farmers was used as a control treatment to studythe response of cotton growth indicators，yield composition，and wateruse effciency todifferent irrigation frequencies.Finaly，the objective analysis entropy weight method was used to optimizethe irrigation frequency suitable forsubsurface drip irrigation insouthern Xinjiang.【Results】Increasing irrigation frequency could promote the growth of cotton plant height，stem diameter，and biomass，and reach the maximum value during the opening period. D₂ treatment significantly increased by 9. 53% ， 20.83% ，and 32.03% compared to CK treatment （ Plt;0.05 ）；with the increase of irrigation frequency，the number of bolls per plant and yield of cotton gradually increased. The D₂ treatment produced the highest number，reaching 9.21 and 7，546.35 kg/hm² respectively，but the water consumption was also the highest，at 477.8O mm. The D₄ treatment had the highest water use efficiency，at 1.59kg/m³ ； The entropy weight results showed that D₂ treatment had the highest evaluation result.【Conclusion】The experimental results show that under the film drip irrigation of sandy loam soil in southern Xinjiang，when the irrgation quota during the growth period is 3，750m³/hm² ，the entire growth period is irrigated 4O times，and the optimal irrigation cycle is 2 days.

Key words：cotton； underfilm drip irrigation； irrigation frequency； yield；water use effciency； entropyweight method