新疆阿克苏地区棉花苗期低温灾害风险评估及区划研究

【目的】低温灾害是新疆阿克苏地区棉花苗期的主要农业气象灾害之一,严重限制棉花生产的稳定性和安全性。明确阿克苏地区棉花苗期低温灾害的风险区域,可以有效提升该地区应对低温灾害的防御能力。【方法】基于阿克苏地区1961―2020年的气象资料,利用气候倾向率分析了阿克苏地区棉花苗期日最高气温、日最低气温、日平均气温和2种低温灾害(寒潮、晚霜冻)发生频次的变化趋势,并分析了4-5月寒潮和晚霜冻发生的时间分布特征。通过分析低温致灾因子的危险性指数,结合承灾体暴露度指数和防灾减灾能力,构建低温灾害的综合风险评估模型,并进行棉花苗期低温灾害的风险区划。【结果】1961―2020年阿克苏地区棉花苗期日最低气温、日最高气温和日平均气温均呈显著升高趋势,寒潮和晚霜冻发生频次呈减少趋势,寒潮在4月10日之后和晚霜冻在4月12日之后的发生率均低于20%。阿克苏地区春季低温致灾因子的危险性等级呈现出“北高南低、西高东低”的空间分布特征。综合风险区划结果表明,阿克苏地区中部和中东部的阿拉尔市、阿克苏市中部、阿瓦提县东北部、柯坪县东部边缘、新和县东部、库车市西南部与中部、沙雅县北部和温宿县东南部是低温灾害的高等级、较高等级风险区。【结论】尽管阿克苏地区春季气温升高,寒潮和晚霜冻的发生频次减少,但阿克苏地区的中部和中东部植棉区仍面临较高的低温灾害风险,需采取针对性措施以减轻低温灾害对棉花生产的影响。

新疆棉花优质高产关键生产技术分析

新疆棉花虽实现优质高产,但其技术引领与影响力仍不足。通过对新疆棉花高质量生产的关键技术进行分析,全面客观反映新疆棉花生产技术特征,以便其他棉区了解新疆棉花生产技术和向世界展示新疆棉花生产水平,并总结经验,加强先进技术的普及和进一步熟化,提高应用效率,促进新疆棉花生产技术向其他棉区推广。本文基于作者多年试验数据和研究结果,以及“新疆棉花产业化轻简高效关键技术创新与应用”“新疆棉花精量播种棉田保苗方法”等奖励、专利成果,结合文献查阅、学术交流、走访调研等,按照与棉花生育进程相对应的技术措施顺序和紧密性展开,总结出包括:精量播种及配套保苗技术、棉田全程矮、密、早群体调控技术、水肥一体化技术、管收全程机械化及其配套技术、病虫害防治技术等一系列关键技术,这些关键技术的改进、优化、熟化、创新与应用,构建了较为完善的新疆棉花生产技术体系,使新疆棉花生产技术水平大幅提升,促成新疆以全球占比不足9%的植棉面积,收获占比超全球20%的棉花,且单产水平世界领先,品质在世界中上水平,连续28年保持总产、单产、商品调拨量全国第一。对新疆棉花生产技术的创新、优化和实用性的深入剖析,可以使各棉区更好地理解新疆棉花高产优质的必然性和先进性,实践也证明,新疆棉花在这一系列技术的支撑下已经实现高质量生产,成为全国棉花单产和机械化程度最高的地区,其技术可以指导生产实践,并推广应用。

连作棉田土壤养分、棉花产量对减施氮肥的响应

【目的】研究多年连作棉田减氮量对棉花产量和土壤氮磷钾养分的影响,以及减氮与棉花产量、土壤氮磷钾养分有效性间的关联,为科学减施氮肥、维持新疆棉花的高产高效提供理论支撑。【方法】2020年和2021年在连作10年的棉田进行定位田间试验,供试棉花品种为新农大棉4号。设置常规施氮(375 kg/hm^(2),CK)、减氮20%(300 kg/hm^(2),N2)、减氮40%(225 kg/hm^(2),N4)和减氮100%(0 kg/hm^(2),N0)4个处理。调查了棉花产量,分析了0—20、20—40 cm土层土壤全量和速效氮、磷、钾含量。【结果】在北疆棉田300 kg/hm^(2)氮肥用量处理提高了土壤全磷、速效磷和速效钾含量,两年均值分别比CK处理高出4.04%、44.58%、9.94%(0—20 cm)和2.05%、44.47%、22.60%(20—40 cm);促进了棉花干物质积累,两年棉花平均干物质积累量较对照提高15.66%,利于产量形成,较对照处理分别增产了13.88%(籽棉)和18.10%(皮棉),有效提高了氮素利用效率。灰色关联分析可知,与减氮密切关联的土壤养分指标为土壤硝态氮、铵态氮含量,但与作物产量密切关联的土壤养分指标为土壤速效钾、全磷含量。【结论】在北疆长期连作棉田,将施氮量由375 kg/hm^(2)减至300 kg/hm^(2)可有效提升土壤有效态氮磷含量,进而增加棉花的干物质积累,提高籽棉和皮棉产量,实现节氮增产。

播期与密度双因素对陆地棉生长发育及产量的影响

【目的】研究不同播期与密度双因素对棉花生长的影响,分析不同播期下棉花高产的适宜种植密度。【方法】2022年于新疆塔城地区沙湾市进行裂区试验,设置3个播期主区(4月11日、18日和25日,记作B_(1)、B_(2)、B_(3)),3个密度副区(18×10^(4)、22.5×10^(4)和27×10^(4)株/hm^(2),记作M_(1)、M_(2)、M_(3)),研究播期与密度双因素对棉花出苗率、生育进程、农艺性状、干物质积累及产量的影响。【结果】播后膜下5 cm地温高有利于棉花早出苗,且出苗率提高。在同一播期下,随种植密度的增加,棉花生育期延长,株高、茎粗、果枝数及单株铃数的平均值均显著降低。在同一密度下,播期推迟,棉花的平均生育期缩短,平均单株及群体干物质积累量下降,单株铃数显著降低,平均籽棉产量降低。早播条件下,高密度(M_(3),27×10^(4)株/hm^(2))籽棉产量最高,为7519.70 kg/hm^(2)。中播或晚播条件下,中等密度(M_(2),22.5×10^(4)株/hm^(2))产量较高,分别为7671.90和6913.27 kg/hm^(2)。【结论】在气候适宜的情况下应适期提早播种,播期为4月11日时适宜的种植密度为27×10^(4)株/hm^(2)(M_(3)),播期为4月18日(B_(2))或4月25日(B_(3))时种植密度为22.5×10^(4)株/hm^(2)(M_(2))有利于棉花产量的提高。

氮肥用量对棉花生长发育及产量的影响

采用双因素裂区大田试验设计,探究适宜于东疆哈密地区棉花高产低投的氮肥施用量,以品种为主区,选用‘新陆中46’和‘新陆中67’两个品种,氮肥用量为副区,设置0、90、180、270、360、450 kg/hm^26个施氮水平(纯氮),分析不同品种棉花施氮水平对其农艺性状、棉铃时空分布及产量的影响。结果表明,两品种棉花各项指标间均存在不同程度的差异,主要表现为‘新陆中67’的结铃性更强,对氮肥用量变化的响应一致,表现为株高、茎粗、果枝数、叶枝数均随氮肥用量的增加而增大,施氮量超过360 kg/hm^2后,氮肥对各指标无影响,两品种均以伏桃占比最高,伏桃个数、籽棉产量均在施肥量为270 kg/hm^2时达到最大,分别为5.91、6.71个和6201.65、6365.79 kg/hm^2;模拟寻优得出‘新陆中46’和‘新陆中67’籽棉产量最佳施氮量分别为298.18、288.72 kg/hm^2,符合本试验实测结果;‘新陆中46’和‘新陆中67’经济效益最佳施氮量分别为287.11、270.80 kg/hm^2,而180 kg/hm^2施氮水平下,两品种棉花皮棉产量最高为2802.56、2831.36 kg/hm^2,同时也能保证较高籽棉产量。本试验条件下,氮肥用量在270~300 kg/hm^2可获得最高的籽棉产量和经济效益,分别达6300.00 kg/hm^2和25000.00元/hm^2;该地区有很大的减氮潜力,可以180 kg/hm^2氮肥用量作为减氮的最低标准线。