机采棉已在新疆得到了大面积推广,并取得了良好的效益。但其管网布置方式,尤其是毛管布置方式还未得到系统的研究。出现同一地区毛管的布置方式各异,沿用传统膜下滴灌人工采摘种植模式下的灌水计划,单纯为了方便机采而使用机采模式等不良现象。鉴于此,本文从机采棉滴灌管网布置优化设计的角度出发,选取当前机采棉种植中常用的几种毛管布置方式、毛管布置长度占设计毛管极限长度的比例值、毛管滴头流量,作为设计基本参数,进行机采棉滴灌管网布置方案设计。通过经济评价与田间土壤水分运移试验的方法,从设计方案投入与灌水效果上对各设计方案进行优化比选研究。研究主要结论如下:(1)通过对不同机采棉滴灌管网布置方案的设计,对《滴灌工程设计图集》中的部分计算公式做了改进与完善。机采棉毛管布置方式的滴灌管网布置设计方案下,同一膜内的相邻毛管间距与相邻膜的相邻毛管间距不相同,故在利用公式P = Sw/SL×100%计算土壤湿润比时,式中的SL应该为整个地块的平均毛管布置间距。同理在计算管网系统一次灌水时间、毛管用量和每条支管上的毛管条数时,带入公式中的毛管布置间距,也应该是整个地块的平均毛管布置间距,如果按同一膜内的相邻毛管布置间距计算,得到的结果会出现偏差。目前《滴灌工程设计图集》中利用一膜内的毛管布置间距计算上述各量,只适用于整个地块上的毛管均为等间距布置的情况。(2)对研究设置的18个机采棉滴灌管网布置方案进行经济评价,得出在使用相同毛管布置方式的每6个设计方案中,经济评价结果最优的设计方案分别是方案1-4、2-2和3-5。使用SPSS对18个设计方案选取的设计基本参数与设计管网系统每亩一次性投入的关系进行逐步回归分析。结果显示设计方案每亩一次性投入,主要受到一膜下的毛管条数(X1)、滴头流量(Z2)、毛管布置长度占设计毛管极限长度的百分比(Z3)3个因素的影响。回归拟合得出回归模型Y= 106.205X1 + 42.325X2+112.222X3-78.849(R2=0.975),在本研究方案的条件下可以通过此模型来计算设计方案每亩一次性投入。(3)设计试验条件下,滴头流量为2.6 L/h的土壤表面湿润锋运移速度,大于滴头流量为1.8 L/h的;滴头流量为2.6 L/h的土壤表面湿润锋运移速度呈平缓减小趋势,滴头流量为1.8 L/h的土壤表面湿润锋运移速度也呈减小趋势,但会出现突变。采用机采棉毛管布置方式的方案灌水效果要优于使用传统毛管布置方式的方案。对比a、b、c三个采用机采棉毛管布置方式的方案发现,适当减小同一膜下的毛管布置间距,可以提高膜下表层土壤的湿润均匀度,改善棉花生长的土壤水分环境;采用一膜三管毛管布置方式的方案a、b的灌溉土壤湿润均匀度要优于采用一膜两管毛管布置方式,且灌水量更大的方案c。(4)本文通过对18个机采棉膜下滴灌管网布置设计方案进行经济评价与灌水试验,确定的最优设计方案为方案2-2。方案毛管段的具体布置模式为:1膜3管6行,棉花按10cm,66cm,10cm,66cm,10cm的宽窄行布置,中间毛管布置于棉花中间窄行的正中位置,两侧毛管布置于宽行中,距中间毛管56 cm的位置,滴头流量采用2.6 L/h,毛管布置长度采用设计毛管极限长度的80%。根据研究结果,给出了机采棉滴灌管网布置优化设计方案。