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【摘要】膜下滴灌技术已在生产上大面积推广应用，取得了显著的经济效益，社会效益和生态效益。
【关键词】膜下滴灌技术;需水规律和灌溉制度;棉花膜;应用研究;效果及效益
The Daejeon drip irrigation technology and applied research
Wang Xin-mei
（Experiment Station of the Xinjiang Production and Construction Corps irrigationUrumqiXinjiang830002）
【Abstract】Drip irrigation technology has been in production in large scale applications， has achieved significant economic， social and ecological benefits.
【Key words】Drip irrigation technology;Water requirement and irrigation system;Cotton membrane;Applied research;Effects and benefits
通过多年来对棉花膜下滴灌技术进行系统全面的试验研究和应用，在棉花膜下滴灌需水规律和灌溉制度、滴灌高效施肥施药技术、膜下滴灌在盐碱地上的应用技术、棉花膜下滴灌配套栽培技术、棉花膜下滴灌效果及效益等方面取得了很好的研究成果，节水率达到50%，增产15%以上，氮肥生产率提高50%以上。目前膜下滴灌技术已在生产上大面积推广应用，取得了显著的经济效益，社会效益和生态效益。
主要研究结果如下：
1. 棉花膜下滴灌条件下的需水规律和灌溉制度
1.1棉花膜下滴灌土壤水分运动规律。
通过对不同滴头流量、滴水量条件下不同土壤的湿润峰研究得出：
（1）滴头流量的增大，可使土壤的湿润宽度增大，而滴水量的增加，不仅能使湿润宽度增大，湿润深度也明显增加。
（2）对重壤土和中壤土，滴头流量不应大于3L/h，可以避免产生地面径流。地表湿润峰直径可达0.90～1.4m。在重壤土上，滴头间距选用0.50～0.60m即可，中壤土上，滴头间距，选用0.40～0.50m较经济。
（3）砂土湿润宽度较小，在不产生深层渗漏情况下（滴头流量3～4L/h），地表湿润直径仅为0.35m左右。水分运动主要以垂直入渗形式湿润土壤，因此滴头间距不宜大于0.3m。
1.2膜下滴灌棉花生育期耗水量。
棉花生育期耗水量不仅与棉花种植密度有关，还与气象条件及土壤水分状况有关，经过三年不同气象条件下的试验研究，当土壤含水率适中时，膜下滴灌棉花全生育期耗水量在300～353之间，花铃期耗水率最大，平均为3.98mm/d。
1.3灌溉制度。
棉花膜下滴灌适宜灌溉制度参数（较弱）为灌溉定额3000～3300m3/hm2，花铃期灌水定额39m3/hm2左右，蕾期300m3/hm2，苗期和吐絮期225m3/hm2左右，灌水周期为花铃期6天左右，蕾期10天左右，苗期和吐絮期15天左右，生育期灌水次数10～12次。
1.4计划湿润深度。
在适宜灌溉制度下，膜下滴灌棉花的最大湿润深度为0.6m，而沟灌一般在1.0m以下。
1.5湿润比。
田间直接测定湿润比难度较大，受到滴头流量、滴水量及土壤空间变异的影响。利用大量土壤水分测定结果，通过土壤水分平衡关系反推出土壤水分适宜情况下的平均湿润比为53%。
1.6干旱诊断指标。
用中子仪的进行干旱诊断，以土壤耗水率ETP与某时刻土壤耗水率ETa的比值作为诊断指标，当苗期ETP/ETa达到0.45时，就应该灌水，蕾期为0.65，花铃期为0.8～0.9。
用烘干法或张力计测定土壤水分进行干旱诊断，苗期土壤水分上下限宜控制在田间持水量的50～70%，蕾期控制在60～80%，花铃期控制在65～85%，吐絮期控制55～75%，可较好满足棉花各生育期对水分需求。
2. 棉花膜下滴灌高效施肥、施药和化控技术
利用滴灌系统进行施肥、施药和化学调控可有效提高肥料、农药和生长调节剂的利用率。节约肥、药费用及机力费和人工费。
（1）水、肥耦合试验结果，在中上肥力条件下，以灌溉定额3000～3300m3/hm2，每公倾施纯N180～225Kg，N：P2O5：K2O=1：0.3～0.4：0.1～0.12的水肥耗合效益最佳，在滴灌配套技术合理情况下，可使皮棉产量达到2250Kg/hm2左右。
（2）通过滴灌和沟灌氮肥产出效率分析，滴灌氮肥生产率比沟灌提高52.5%，肥料产出效率增加十分显著。
（3）多效唑（PP333，有效含量15%）是一种适合于随水滴施，而且价格低廉，效果显著的植物生长调节剂。缩节安作为一种有效的叶面喷施植物生长调节剂，其易被土壤固定的特性决定了不适合随水滴施。
（4）干播湿出棉田，滴出苗水时，随水滴施多效唑（有效含量15%）30～60g/hm2，蕾期75～120g/hm2，打顶后225～300g/hm2，实施旱调轻控，可获得较理想的株型。
（5）滴灌棉田的虫害防治应以预防为主，防治结合，尽量靠天敌灭久杀害虫，随水滴施高效磷和氧化乐果900g/hm2，对棉花主要害虫蚜虫等有良好的防治作用。如果虫害十分严重，随水滴施久效磷1500～1800g/hm2，可获得很好的灭虫效果。 3. 棉花膜下滴灌技术在盐碱地上的应用研究。
通过对膜下滴灌在重盐碱地（总盐含量4%左右）上的脱盐效果试验和棉花膜下滴灌技术在盐碱地（盐分含量1.23～1.76%）上的应用效果看出：
（1）采用膜下滴灌技术脱盐不仅能获得良好的脱盐效果，而且用水量比淹灌脱盐明显减少。在地下水埋深5m时，棉花苗期累计滴水1215m3/hm2，0～0.4m土层盐分已从4%左右脱到1%以下。滴灌总滴水量6273～9417m3/hm2，可使重盐碱土0～1.5m土层脱盐率达22～40%。
（2）在地下水埋深较小的地区，应首先解决好排水问题，才能充分发挥滴灌脱盐效果。
（3）在盐碱含量小于2%的盐碱地上采用棉花膜下滴灌技术，可加快土壤改良进程，并取得较好的经济效益。
4. 棉花膜下滴灌配套栽培技术
4.1膜下滴灌对棉花生长发育的影响。
4.1.1棉花生育过程加快。
通过生育进程调查，膜下滴灌棉花生育期较沟灌提前4～7天。
4.1.2有利于棉花早出苗、出全苗。
滴灌采用干播湿出，播前土壤水分少，地温回升快，可提早播种、出苗，同时，滴灌水量不受地形高低影响，土壤水分较均匀，有利于棉花出全苗。据调查，膜下滴灌采用干播湿出，棉花出苗率一般都在90%以上，而且出苗整齐。
4.1.3促进棉株前期生长。
由于膜下滴灌棉花根层土壤水分适中，土壤温度高，水热条件好，促进了棉花前期生长速度加快，棉花株高、叶片数、蕾数的生长均比沟灌快。
4.1.4有利于棉花中后期生长发育。
膜下滴灌是一种控制灌溉技术，生育期施肥是利用首部施肥罐，通过封闭管网和灌水同步进行，可以将棉花各生育时期所需的水和养份适时，适量地供应给棉花根部附近土壤。因此，水、肥的有效利用率高，土壤疏松不板结，土壤通透性好，为棉花的中后期生长创造了良好的水、肥、气、热环境。有利于棉花中后生长发育。
4.1.5提高棉花品质。
通过棉花考种，膜下滴灌棉花的单铃重、衣分、纤维长均较沟灌棉花有所提高。
4.1.6膜下滴灌对棉花根系生长的影响。
（1）棉花膜下滴灌根系总量特点。
膜下滴灌棉花苗期根量比沟灌平均减少22.3%，蕾期平均减少5.9%，进入开花结铃期，滴灌棉花根系发育量超过了沟灌棉花，平均增加3.4～4.4%。
（2）棉花膜下滴灌根系垂直分布特点。
膜下滴灌和沟灌棉花主根的最大分布深度均可达到1.6m，因此，根系最大深度二者没有明显差别。但膜下滴灌棉花侧根重直分布与沟灌棉花不同。据测定，沟灌棉花0～0.2m土层根系分布量占总根量的25.5%，0～0.4m为55.1%，0～0.6m为82.2%，膜下滴灌棉花三个层次的侧根分布占总根量分别为48.4%、91.5%和95.6%;比沟灌分别增加22.9、36.4和13.4个百分点。
4.2棉花膜下滴灌增产机理。
4.2.1滴灌为棉花生长创造了良好的土壤水分环境。
4.2.2滴灌棉花水、肥的有效性高，有利于根系吸收利用。
4.2.3棉田土壤团粒结构保持较好。
4.2.4前期增温作用为棉花生长创造良好温度环境。
4.2.5滴灌棉花的干物质积累增多。
4.2.6膜下滴灌加快了棉花生育进程，延长棉花的较高光合时间。
4.2.7膜下滴灌棉株的成铃特点有利于形成高产。
（1）滴灌棉花第一果节的平均成铃率比沟灌棉花提高13.3～14.0%，其中1～3果枝滴灌棉花成铃率为75～92.5%，沟灌田棉株为70～82.5%;4～10果枝第一果节成铃率滴灌田为36.5%，沟灌田为21.1%。
（2）滴灌棉株第2果节成铃率较沟灌田提高，滴灌棉花1～10果枝第2果节的平均成铃率为9.8～10.5%。比沟灌棉株第2果节成铃率高43.8～48.5%。
5. 棉花膜下滴灌效果及效益
（1）节水效果。
棉花膜下滴灌节水效果十分显著，平均节水率达53.96%;滴灌水产比（单方水产籽棉）平均为1.61Kg/m3，沟灌水产比平均0.62Kg/m3，滴灌比沟灌提高159.7%;滴灌水效益（单方水生产产值）平均为5.64元/m3，沟灌水效益平均为2.18元/m3，滴灌比沟灌提高158.7%。
（2）增产效果。
通过多年来的试验和生产应用，棉花膜下滴灌较沟灌增产18.4～39.0%，籽棉单产增幅为870.0～1411.5Kg/hm2，平均增产籽棉1031.88Kg/hm2，增产效果十分显著。
（3）保土保肥效果。
膜下滴灌可有效避免土、肥流失，其保土保肥作用在大坡度地区更加显著。
（4）降低生产成本。
棉花膜下滴灌可有效降低生产成本，主要表现在节水、节地、省工、省机力、提高肥效的效果上，通过试验和应用团场大面积调查，膜下滴灌平均可降低棉花生产成本1333.6元/hm2。
（5）增加管理定额，提高劳动生产率。
棉花膜下滴灌技术是棉花覆膜栽培和滴灌技术的有机合，并配以膜上点播、随水施肥、施药、化挖等技术，灌溉效率和劳动生产率高，田间人工作业（包括定苗、除草、灌溉、施肥、修渠、平埂、病虫害防治等）和机械作业农事活动大大减少，人工管理定额可大幅度提高。采用常规灌溉，一个职工最多只能管理2hm2棉花，而采用膜下滴灌技术，一个职工可以管理到5.3～6.67hm2，有利于充分发挥规模化经营效益，有效缓解普遍存在的地多人少的矛盾，使职工增收，团场增效。
【关键词】膜下滴灌技术;需水规律和灌溉制度;棉花膜;应用研究;效果及效益
The Daejeon drip irrigation technology and applied research
Wang Xin-mei
（Experiment Station of the Xinjiang Production and Construction Corps irrigationUrumqiXinjiang830002）
【Abstract】Drip irrigation technology has been in production in large scale applications， has achieved significant economic， social and ecological benefits.
【Key words】Drip irrigation technology;Water requirement and irrigation system;Cotton membrane;Applied research;Effects and benefits
通过多年来对棉花膜下滴灌技术进行系统全面的试验研究和应用，在棉花膜下滴灌需水规律和灌溉制度、滴灌高效施肥施药技术、膜下滴灌在盐碱地上的应用技术、棉花膜下滴灌配套栽培技术、棉花膜下滴灌效果及效益等方面取得了很好的研究成果，节水率达到50%，增产15%以上，氮肥生产率提高50%以上。目前膜下滴灌技术已在生产上大面积推广应用，取得了显著的经济效益，社会效益和生态效益。
主要研究结果如下：
1. 棉花膜下滴灌条件下的需水规律和灌溉制度
1.1棉花膜下滴灌土壤水分运动规律。
通过对不同滴头流量、滴水量条件下不同土壤的湿润峰研究得出：
（1）滴头流量的增大，可使土壤的湿润宽度增大，而滴水量的增加，不仅能使湿润宽度增大，湿润深度也明显增加。
（2）对重壤土和中壤土，滴头流量不应大于3L/h，可以避免产生地面径流。地表湿润峰直径可达0.90～1.4m。在重壤土上，滴头间距选用0.50～0.60m即可，中壤土上，滴头间距，选用0.40～0.50m较经济。
（3）砂土湿润宽度较小，在不产生深层渗漏情况下（滴头流量3～4L/h），地表湿润直径仅为0.35m左右。水分运动主要以垂直入渗形式湿润土壤，因此滴头间距不宜大于0.3m。
1.2膜下滴灌棉花生育期耗水量。
棉花生育期耗水量不仅与棉花种植密度有关，还与气象条件及土壤水分状况有关，经过三年不同气象条件下的试验研究，当土壤含水率适中时，膜下滴灌棉花全生育期耗水量在300～353之间，花铃期耗水率最大，平均为3.98mm/d。
1.3灌溉制度。
棉花膜下滴灌适宜灌溉制度参数（较弱）为灌溉定额3000～3300m3/hm2，花铃期灌水定额39m3/hm2左右，蕾期300m3/hm2，苗期和吐絮期225m3/hm2左右，灌水周期为花铃期6天左右，蕾期10天左右，苗期和吐絮期15天左右，生育期灌水次数10～12次。
1.4计划湿润深度。
在适宜灌溉制度下，膜下滴灌棉花的最大湿润深度为0.6m，而沟灌一般在1.0m以下。
1.5湿润比。
田间直接测定湿润比难度较大，受到滴头流量、滴水量及土壤空间变异的影响。利用大量土壤水分测定结果，通过土壤水分平衡关系反推出土壤水分适宜情况下的平均湿润比为53%。
1.6干旱诊断指标。
用中子仪的进行干旱诊断，以土壤耗水率ETP与某时刻土壤耗水率ETa的比值作为诊断指标，当苗期ETP/ETa达到0.45时，就应该灌水，蕾期为0.65，花铃期为0.8～0.9。
用烘干法或张力计测定土壤水分进行干旱诊断，苗期土壤水分上下限宜控制在田间持水量的50～70%，蕾期控制在60～80%，花铃期控制在65～85%，吐絮期控制55～75%，可较好满足棉花各生育期对水分需求。
2. 棉花膜下滴灌高效施肥、施药和化控技术
利用滴灌系统进行施肥、施药和化学调控可有效提高肥料、农药和生长调节剂的利用率。节约肥、药费用及机力费和人工费。
（1）水、肥耦合试验结果，在中上肥力条件下，以灌溉定额3000～3300m3/hm2，每公倾施纯N180～225Kg，N：P2O5：K2O=1：0.3～0.4：0.1～0.12的水肥耗合效益最佳，在滴灌配套技术合理情况下，可使皮棉产量达到2250Kg/hm2左右。
（2）通过滴灌和沟灌氮肥产出效率分析，滴灌氮肥生产率比沟灌提高52.5%，肥料产出效率增加十分显著。
（3）多效唑（PP333，有效含量15%）是一种适合于随水滴施，而且价格低廉，效果显著的植物生长调节剂。缩节安作为一种有效的叶面喷施植物生长调节剂，其易被土壤固定的特性决定了不适合随水滴施。
（4）干播湿出棉田，滴出苗水时，随水滴施多效唑（有效含量15%）30～60g/hm2，蕾期75～120g/hm2，打顶后225～300g/hm2，实施旱调轻控，可获得较理想的株型。
（5）滴灌棉田的虫害防治应以预防为主，防治结合，尽量靠天敌灭久杀害虫，随水滴施高效磷和氧化乐果900g/hm2，对棉花主要害虫蚜虫等有良好的防治作用。如果虫害十分严重，随水滴施久效磷1500～1800g/hm2，可获得很好的灭虫效果。 3. 棉花膜下滴灌技术在盐碱地上的应用研究。
通过对膜下滴灌在重盐碱地（总盐含量4%左右）上的脱盐效果试验和棉花膜下滴灌技术在盐碱地（盐分含量1.23～1.76%）上的应用效果看出：
（1）采用膜下滴灌技术脱盐不仅能获得良好的脱盐效果，而且用水量比淹灌脱盐明显减少。在地下水埋深5m时，棉花苗期累计滴水1215m3/hm2，0～0.4m土层盐分已从4%左右脱到1%以下。滴灌总滴水量6273～9417m3/hm2，可使重盐碱土0～1.5m土层脱盐率达22～40%。
（2）在地下水埋深较小的地区，应首先解决好排水问题，才能充分发挥滴灌脱盐效果。
（3）在盐碱含量小于2%的盐碱地上采用棉花膜下滴灌技术，可加快土壤改良进程，并取得较好的经济效益。
4. 棉花膜下滴灌配套栽培技术
4.1膜下滴灌对棉花生长发育的影响。
4.1.1棉花生育过程加快。
通过生育进程调查，膜下滴灌棉花生育期较沟灌提前4～7天。
4.1.2有利于棉花早出苗、出全苗。
滴灌采用干播湿出，播前土壤水分少，地温回升快，可提早播种、出苗，同时，滴灌水量不受地形高低影响，土壤水分较均匀，有利于棉花出全苗。据调查，膜下滴灌采用干播湿出，棉花出苗率一般都在90%以上，而且出苗整齐。
4.1.3促进棉株前期生长。
由于膜下滴灌棉花根层土壤水分适中，土壤温度高，水热条件好，促进了棉花前期生长速度加快，棉花株高、叶片数、蕾数的生长均比沟灌快。
4.1.4有利于棉花中后期生长发育。
膜下滴灌是一种控制灌溉技术，生育期施肥是利用首部施肥罐，通过封闭管网和灌水同步进行，可以将棉花各生育时期所需的水和养份适时，适量地供应给棉花根部附近土壤。因此，水、肥的有效利用率高，土壤疏松不板结，土壤通透性好，为棉花的中后期生长创造了良好的水、肥、气、热环境。有利于棉花中后生长发育。
4.1.5提高棉花品质。
通过棉花考种，膜下滴灌棉花的单铃重、衣分、纤维长均较沟灌棉花有所提高。
4.1.6膜下滴灌对棉花根系生长的影响。
（1）棉花膜下滴灌根系总量特点。
膜下滴灌棉花苗期根量比沟灌平均减少22.3%，蕾期平均减少5.9%，进入开花结铃期，滴灌棉花根系发育量超过了沟灌棉花，平均增加3.4～4.4%。
（2）棉花膜下滴灌根系垂直分布特点。
膜下滴灌和沟灌棉花主根的最大分布深度均可达到1.6m，因此，根系最大深度二者没有明显差别。但膜下滴灌棉花侧根重直分布与沟灌棉花不同。据测定，沟灌棉花0～0.2m土层根系分布量占总根量的25.5%，0～0.4m为55.1%，0～0.6m为82.2%，膜下滴灌棉花三个层次的侧根分布占总根量分别为48.4%、91.5%和95.6%;比沟灌分别增加22.9、36.4和13.4个百分点。
4.2棉花膜下滴灌增产机理。
4.2.1滴灌为棉花生长创造了良好的土壤水分环境。
4.2.2滴灌棉花水、肥的有效性高，有利于根系吸收利用。
4.2.3棉田土壤团粒结构保持较好。
4.2.4前期增温作用为棉花生长创造良好温度环境。
4.2.5滴灌棉花的干物质积累增多。
4.2.6膜下滴灌加快了棉花生育进程，延长棉花的较高光合时间。
4.2.7膜下滴灌棉株的成铃特点有利于形成高产。
（1）滴灌棉花第一果节的平均成铃率比沟灌棉花提高13.3～14.0%，其中1～3果枝滴灌棉花成铃率为75～92.5%，沟灌田棉株为70～82.5%;4～10果枝第一果节成铃率滴灌田为36.5%，沟灌田为21.1%。
（2）滴灌棉株第2果节成铃率较沟灌田提高，滴灌棉花1～10果枝第2果节的平均成铃率为9.8～10.5%。比沟灌棉株第2果节成铃率高43.8～48.5%。
5. 棉花膜下滴灌效果及效益
（1）节水效果。
棉花膜下滴灌节水效果十分显著，平均节水率达53.96%;滴灌水产比（单方水产籽棉）平均为1.61Kg/m3，沟灌水产比平均0.62Kg/m3，滴灌比沟灌提高159.7%;滴灌水效益（单方水生产产值）平均为5.64元/m3，沟灌水效益平均为2.18元/m3，滴灌比沟灌提高158.7%。
（2）增产效果。
通过多年来的试验和生产应用，棉花膜下滴灌较沟灌增产18.4～39.0%，籽棉单产增幅为870.0～1411.5Kg/hm2，平均增产籽棉1031.88Kg/hm2，增产效果十分显著。
（3）保土保肥效果。
膜下滴灌可有效避免土、肥流失，其保土保肥作用在大坡度地区更加显著。
（4）降低生产成本。
棉花膜下滴灌可有效降低生产成本，主要表现在节水、节地、省工、省机力、提高肥效的效果上，通过试验和应用团场大面积调查，膜下滴灌平均可降低棉花生产成本1333.6元/hm2。
（5）增加管理定额，提高劳动生产率。
棉花膜下滴灌技术是棉花覆膜栽培和滴灌技术的有机合，并配以膜上点播、随水施肥、施药、化挖等技术，灌溉效率和劳动生产率高，田间人工作业（包括定苗、除草、灌溉、施肥、修渠、平埂、病虫害防治等）和机械作业农事活动大大减少，人工管理定额可大幅度提高。采用常规灌溉，一个职工最多只能管理2hm2棉花，而采用膜下滴灌技术，一个职工可以管理到5.3～6.67hm2，有利于充分发挥规模化经营效益，有效缓解普遍存在的地多人少的矛盾，使职工增收，团场增效。