基于SHAW模型的南疆典型棉田适宜冬春灌盐分淋洗策略

为探究南疆地区棉田休闲期土壤水热盐运移过程及适宜的冬春灌盐分淋洗策略,基于当地棉田测坑连续两年作物休闲期(2019—2020年、2020—2021年)0~80 cm的土壤水、热、盐监测数据,对SHAW模型进行率定和验证;并设置64个冬春灌情景,包括8个冬灌定额(0、600、1 200、1 800、2 400、2 700、3 000、3 600 m^(3)/hm^(2))和8个春灌定额(0、300、600、900、1 200、1 800、2 100、2 400 m^(3)/hm^(2)),进一步模拟了不同冬春灌组合模式下休闲期的土壤水热盐运移规律。结果表明:SHAW模型能够较可靠地模拟南疆地区休闲期冻融土壤水热盐运移规律。其中,土壤温度的模拟精度最高,不同土壤深度R2均不小于0.95;而土壤含水率和含盐量受到土壤水分相变的影响导致模拟精度稍差,最小R2分别为0.61和0.73。不同冬灌处理在冻结期未冻水含量大幅降低,冬灌定额越大的处理,未冻水含量越少。冬灌水量越大,冻结期表层土壤温度变化幅度越小,且至融化期土壤增温缓慢,但春灌后不同处理的温度差别减小。土壤表层含盐量在灌水后显著降低,而在冻结过程中出现明显的上升现象,且深层土壤盐分上升明显滞后于表层土壤。土壤冻结水融化后对表层土壤盐分进行了二次淋洗,因此补充少量的春灌便可显著降低土壤表层含盐量,满足棉花出苗期的盐分要求。综合考虑南疆地区水资源现状及不同冬春灌组合模式对播前土壤水热盐的影响,推荐采用的节水灌溉模式为冬灌+少量春灌造墒,适宜灌水定额为冬灌2 250 m^(3)/hm^(2)、春灌300 m^(3)/hm^(2)。提出的冬春灌组合盐分淋洗模式可为南疆地区农业水资源可持续利用和土壤次生盐渍化治理提供理论依据。

Hap1型棉蚜在5种春季杂草上的生长发育情况

棉蚜Aphis gossypii Glover是重要的棉花Gossypium hirsutum和葫芦科蔬菜害虫,严重影响寄主植物的生长发育、产量和品质。棉蚜在冬季寄主上产卵越冬,早春孵化后进行寄主转移扩散。阿拉伯婆婆纳Veronica persica、猪殃殃Galium spurium、飞蓬Erigeron canadensis等是早春时期的优势杂草,可能是棉蚜向棉花转移过程中的中间寄主。本试验选用Hap1型棉蚜,记录其取食棉花以及阿拉伯婆婆纳、猪殃殃、飞蓬、荠菜Capsella bursa-pastoris、飞廉Carduus nutans等5种早春优势杂草时的生长发育、产仔量等数据,并通过计算、对比各组的生命表参数,从而得出Hap1型棉蚜在此5种春季杂草上的适合度。试验表明,Hap1型棉蚜在不同寄主上的若虫发育历期及各龄若虫的发育时间存在明显差异。相较于取食棉花叶片的Hap1型棉蚜,取食杂草的棉蚜总生殖前期缩短0.2~0.9 d,每雌生殖力最多减少50%。Hap1型棉蚜取食5种杂草及棉花的生命表参数显示,Hap1型棉蚜最适寄主为棉花,寿命比取食杂草高0.4~0.9倍。Hap1型棉蚜在杂草上能建立种群,内禀增长率高于0.29。Hap1型棉蚜在取食荠菜时体型最大,其平均体长可达1 100μm以上,取食其余4种杂草的棉蚜平均体长与取食棉花叶片的棉蚜没有显著差异。体宽方面除了取食飞蓬叶片的棉蚜较小以外,其余均无明显差别。本研究证实春季杂草可以作为Hap1型棉蚜的寄主,可能是棉花苗蚜的重要虫源地。研究结果对于揭示棉蚜寄主间转移规律,制定棉花苗蚜防治策略具有重要的意义。

不同类型棉田昆虫群落结构研究

运用群落生态学原理和方法,于2007年6月26日至8月20日系统调查了平作春棉田和夏棉田主要害虫的种群数量动态,并利用相对丰富度、优势度指数、优势集中性指数、多样性指数和均匀度分析了其群落结构和时间动态。结果表明:两类棉田昆虫群落组成较为丰富,由10目35科48种组成。其中春棉田昆虫群落为9目30科39种,夏棉田昆虫群落为10目30科43种;优势种是棉蚜(Aphis gossypii Glover.)、烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)和朱砂叶螨[Tetranychus cinnarinus(Bois)]。在6月底至7月上旬春棉田优势种主要有朱砂叶螨,7月初数量达最多;两类棉田在7月中旬以后优势种均为棉蚜,7月底至8月中旬优势种均为烟粉虱。两类棉田昆虫群落的总个体数变化较大,但春棉田中昆虫群落和害虫亚群落总个体数始终高于夏棉田;春棉田害虫的相对丰富度较大,而夏棉田天敌的相对丰富度较大;两类棉田以寄生性天敌群落相似系数最高(0.9494),植食性害虫群落最低(0.4394);春棉田昆虫群落多样性指数最高为1.8953,夏棉田昆虫群落多样性指数最高为2.0951,均匀度的变化趋势与多样性指数变化基本一致,而优势集中性指数的变化趋势与多样性指数和均匀度的变化正好相反,优势集中性指数越大,多样性指数和均匀度越小。

少免冬春灌对棉田非生育期土壤水盐分布的影响

为了探寻南疆节水灌溉棉花种植的最佳非生育期灌水量。通过对棉田非生育期进行少免冬春灌水定额控制试验,研究了少免冬春灌对棉田水盐分布的影响。少免冬春灌处理棉田的非生育期土壤水盐分布由不同土层含水率、含盐量的变化幅度可知,在土层0～40cm之内变化较大,说明在40cm深度的含水量、含盐量受灌水量影响较大。在相同灌水定额下,冬灌对土壤盐分的淋洗效果高于春灌灌水。由于水资源紧缺,又要达到洗盐保墒的目的,建议采取冬灌＋春灌的模式,冬春灌水定额应控制在3 750m^3/hm^2。适宜的少免冬春灌灌溉定额可以充分淋洗非生育期土壤的盐分,为棉种出苗提供适宜水盐保证。

冬春灌条件下棉田水盐对产量的影响研究

南疆灌区是以棉花为主栽作物的灌溉农业区,土壤普遍含盐量高,且棉花收获至来年春播棉田休闲期长,蒸发返盐明显,采取冬春灌可压盐提墒促进棉花生长发育。然而大定额的冬春灌又使灌区地下水位普遍抬升,土壤次生盐渍化问题日益凸显。为此,本文开展了冬春灌不同灌水定额下棉田水盐变化及其对棉花产量的影响研究。结果表明:各处理生育期灌溉制度相同时,冬春灌总灌溉定额较高的处理,全生育期土壤含水率相对较高;在冬春灌条件下棉田盐分含量呈现以下变化趋势:苗期到蕾期下降,蕾期到花铃期上升,花铃期到吐絮期下降;冬灌2 000 m3/hm2与春灌1 000 m3/hm2的组合灌溉定额下增产效果明显,能够确保棉田实现较高产量。

春小麦复播绿肥对连作棉田土壤肥力的影响

为了解决由于棉花长期连作带来的种种弊端,主要通过在连作棉田上进行春小麦复播绿肥(草木樨、油菜、油葵、大豆)试验,研究各种绿肥生物量,养分含量及其绿肥翻压后对棉田土壤有机质,速效养分的影响,来筛选出适应棉田轮作倒茬的最佳绿肥种类。研究结果表明:4种绿肥中草木樨的生物量最高;4种绿肥翻压后对土壤有机质和速效养分含量均有一定的影响,其中草木樨、大豆翻压后土壤有机质分别提高了8.58%,1.01%;4种绿肥翻压后土壤速效氮提高了0.30%～5.96%,除大豆外,其他3个处理的土壤速效钾含量平均是对照的1.08倍;研究发现油葵、油菜的富钾作用较为突出。4个处理中春小麦复播草木樨是相对较好的一组轮作作物。

皖西南春棉田主要害虫和天敌种群时序动态格局

为探索直播春棉田害虫与其天敌之间的相互作用和竞争共存机制,采用直接观察法,系统研究了棉田主要害虫和天敌种群的时间动态变化,及其生态位宽度和生态位重叠值。研究结果表明,在直播春棉的不同生育期,棉田害虫和天敌的优势种不同。主要害虫和天敌的发生高峰期多集中在6—7月,而棉蚜高峰期在5月下旬,棉叶蝉高峰期在9月下旬。不同种群的时间生态位不同,害虫中棉盲蝽的生态位宽度最大,其次是棉铃虫,棉叶蝉和棉叶螨的生态位宽度较小;天敌中蜘蛛类天敌的生态位宽度最大,其次是小花蝽,黑襟毛瓢虫的生态位宽度最小。而黑襟毛瓢虫和瓢虫类天敌与棉蚜、棉叶螨生态位重叠度较大。因此,皖西南棉区直播春棉田可利用瓢虫类天敌抑制棉蚜和棉叶螨的危害,保护并利用好蜘蛛类天敌,需重点防治棉盲蝽和棉铃虫。

棉田昆虫群落及时间生态位研究

通过对棉田昆虫群落结构和时间生态位的研究,共记录昆虫39种,隶属9个目,30个科。在害虫种群中,棉叶蝉种内竞争最为激烈,棉蚜的竞争最缓和;大青叶蝉与棉叶蝉的竞争作用强,朱砂叶螨与棉叶蝉的竞争作用弱;在天敌种群中,异色瓢虫种内竞争最激烈,龟纹瓢虫最为缓和;龟纹瓢虫与异色瓢虫的生态位重叠最大,异色瓢虫与棉蚜茧蜂的生态位重叠最小。龟纹瓢虫、中华草蛉与棉田主要害虫的重叠较大,说明龟纹瓢虫和中华草蛉对棉田主要害虫的跟随和控制作用较强。

棉田早春套种玉米方玉3号栽培技术探讨

套种能有效提高复种指数,增加经济收入。从一次性施肥、头秋整地、早春覆膜、集中种植、适时早播等方面探讨了棉田早春套种方玉3号玉米栽培技术,指出早春棉田套种极早熟玉米方玉3号,技术可行,效益可观,值得大力推广。

干旱绿洲区膜下滴灌棉田土壤盐分时空变化特征研究

基于Penman-Monteith公式设计一定梯度的灌水定额和灌水次数双因素组合试验,通过2012—2014年连续3a免冬、春灌膜下滴灌棉花田间定位试验研究,测定分析土壤盐分时空变化规律及其对棉花产量的影响。结果表明：膜下滴灌棉花生育期0-30 cm土壤盐分变幅大于40-100 cm,较小的灌水定额和灌水次数使0-30 cm盐分变幅增大,棉花苗期和花铃期变幅最为明显。灌水定额对土壤剖面盐分变异程度影响弱于灌水次数。增加灌水定额有利于减小棉花各生育阶段0-30 cm土壤盐分含量。土壤剖面盐分呈＂C＂形分布,0-40 cm土壤盐分含量灌水12次比灌水16次大1.74%,50-80 cm土层土壤盐分含量灌水16次比灌水12次大1.71%,灌水次数对90-100 cm土层土壤盐分影响不明显。同一灌水次数下,460 mm灌溉定额籽棉产量最高,适宜灌溉定额下,16次灌水次数籽棉产量高于灌水12次籽棉产量。灌溉水利用效率随灌水定额的降低和灌水次数的增加而提高,在南疆水资源短缺情况下高频次小定额灌溉可获得最大的灌溉水利用效率。当0-30 cm初始土壤含盐量（2.03 g/kg）小于3.0 g/kg时,棉花生育期460 mm灌溉定额、16次灌水次数,不会产生土壤盐分累积情况,可作为南疆干旱区免冬、春灌适宜棉花灌溉制度。

滴灌棉田非生育期春灌温度和灌水量对土壤盐分的影响

【目的】分析非生育期春灌温度和灌水量对土壤盐分的影响,为灌区提供较为合理的非生育期灌水方案。【方法】制定6种棉田灌水方案,开展田间试验,检测不同方案下的土壤盐分含量,分析非生育期春灌的灌水量和温度对土壤盐分的影响。【结果】在设置的三个灌水量2 250、1 800和1 350 m^3/hm^2方案中,2 250m^3/hm^2为较优灌水量;地温5℃,气温12℃时灌水的脱盐效果比地温10℃,气温17℃时灌水的效果要好。【结论】灌水量越多,土壤洗盐效果越好;在相同灌水量下,温度对土壤脱盐效果影响极大;由于试验区蒸发强烈,导致土壤返盐速率很快,春灌时间不宜过早。

膜下滴灌棉田不同春灌淋洗定额压盐效果分析

随着节水灌溉技术的发展,新疆节水灌溉面积已达到178.53万hm2,其中膜下滴灌棉田面积达到59.133万hm2。滴灌棉田盐碱化是节水灌溉中产生的新问题,春灌是水利措施改良盐碱地的方法之一。通过对新疆巴州试验站膜下滴灌棉田的现场试验数据进行分析,得出合理的春灌淋洗定额,以减轻盐碱对土壤的影响。

春灌定额对棉田水温盐分布及棉花苗期生长发育的影响

【目的】研究新疆南疆小海子灌区不同春灌定额对棉田水温盐和棉花苗期生长的影响,为小海子灌区棉花苗期的春灌定额提供科学依据。【方法】设置3个春灌水分处理(W_(1):1350 m^(3)/hm^(2)、W_(2):1800 m^(3)/hm^(2)、W_(3):2250 m^(3)/hm^(2)),分析不同春灌定额对棉田水温盐与棉花苗期生长发育的影响。【结果】0~60 cm土层平均土壤含水率W_(3)处理高于W_(1)和W_(2)处理,在其上部耕作层保水能力更好。W_(3)处理较W_(1)、W_(2)处理不同土壤深度地温低,膜下地温均高于2膜间裸行地温。W_(1)处理表层含盐量低于W_(2)和W_(3)处理,0~50 cm的盐分淋洗率分别为6.77%、22.22%和30.03%,春灌水量越大淋洗盐分的效果越好,50~100 cm土壤平均积盐率分别为-39.89%、-58.95%和-68.91%,随着灌水量的增加,盐分被水分带入深层增多。W_(1)处理棉花幼苗的株高、茎粗与叶面积最大,一定的水分亏缺有利于棉花幼苗的生长。【结论】不同春灌定额均有一定程度的洗盐增墒作用,表现为W_(3)>W_(2)>W_(1)处理。

微咸水膜下滴灌棉田春灌压盐效果的初步分析

在塔里木盆地平原灌区,微咸水灌溉意义重大。而微咸水灌溉的最大问题是土壤积盐,经过1 a的微咸水灌溉后,来年播种前是否需要冬灌或春灌压盐是人们关注的焦点。通过对比尉犁县3个微咸水膜下滴灌棉田监测区(S1,S2,S3),2010年春灌前0～60 cm土壤易溶盐含量和棉籽发芽期、苗蕾期、花铃期与吐絮期棉花生长的耐盐指标(分别为7.1 g/kg,6.9 g/kg,8.2 g/kg和9.2 g/kg),得出了S1和S2隔年压盐一般能满足棉花发芽及生长的要求,而S3监测区仍需要春灌压盐的结论。计算得出3个监测区的春灌前后土壤脱盐率分别为11.9%～84.2%,20.7%～71.1%和32.9%～78.8%,表明3个监测区的春灌压盐效果均很明显。