分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-07-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 研究磷肥滴施条件下棉花生长对土壤温度的响应，旨在探索土壤温度调控棉花根系生长对提高棉花磷肥利用率方面的作用及机理。采用盆栽试验，设置三个土壤温度梯度：低温（LT：11~18 ℃）、中温（MT：22~26 ℃）和高温（HT：30~34 ℃);单因素试验，水浴锅控温。分析不同土壤温度对棉花生长性状、生物量、根系分布、土壤有效磷分布和棉花磷素利用效率的影响。结果表明：随着土壤温度的提高，棉花株高、茎粗、叶片数和生物量均表现出抛物线变化趋势，在中温（22~26 ℃）时最大；0~5 cm 土层棉花根系长度随土壤温度的增加而增加，高温处理下较低温和中温处理分别高 5.2%~126.9%、4.9%~62.3%，5 cm 土层以下，棉花根长随温度增加而减少，其中，中温处理根长最长，比低温和高温处理分别高 81.68%~98.43%、170.17%~218.35%；各处理土壤有效磷含量表现为温度越高土壤有效磷含量越低，中温和高温处理较低温处理分别降低了 13.7%和 20.5%；中温处理棉花磷素吸收量和磷素利用率均最高，低温次之，高温最低，其中，中温棉花磷素吸收量比低温和高温处理分别高 49.69%、89.36%，磷素利用率分别比高温和低温处理高了一倍和 50%。综合考虑土壤温度对棉花生长、根长和土壤有效磷分布、棉花磷素吸收量和磷素利用率的影响，适宜棉花生长并提高磷素利用效率的土壤温度范围为 22~26 ℃。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-07-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干旱区流域下游灌区盐渍化的问题加剧了土壤退化、作物减产及河水咸化，制约着农业生产与生态环境 的稳定。其形成受地下水埋深及灌排管理不当的影响，科学制定土壤水盐调控措施是解决上述问题的关键。本文在阿克苏河下游河岸带典型田块开展试验，基于动态观测和野外调查数据，采用 HYDRUS-1D软件建立非饱和模型，模拟棉花生育期内土壤水盐运移规律，确定合理调控方案并探讨地下水稳定蒸发深度与河岸带土壤结构的关系。结果表明：土壤含水率、TDS识别与验证精度分别为 0.862、0.752，均方根误差分别为 0.033、0.008，表明模型可靠性较高；灌溉入渗补给占土壤水总补给量的 85%，带入盐分 127.164 mg·cm-2，土壤水向潜水排泄占总排泄量的59.67%，排出盐分 267.78 mg·cm-2，水量均衡差为 9.2%，脱盐率为 33.89%；考虑作物需水规律和土壤盐分动态变化情况，将70 cm作为最佳的灌溉水量的同时控制地下水埋深在220 cm左右，可有效降低根系层土壤盐分；砂夹壤结构中壤土层位置对地下水的临界蒸发深度（150 cm）影响小，主要影响土壤稳定蒸发深度与实际蒸发量，壤土层越靠近地表，稳定蒸发深度越浅，实际蒸发量越小。研究结果可为干旱区盐渍化防治以及水资源的合理配置提供参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 为了缓解水资源供需矛盾，弥补淡水水资源的不足，利用微咸水和咸水灌溉成为了缓解用水危机的重要途径，同时在相同灌溉水矿化度下，灌溉水钠吸附比（SAR）的不同对棉花生长和产量的影响也会不同。因此，为了进一步探讨灌溉水矿化度和钠吸附比对棉花的影响，本试验以棉花为研究对象，设计了3种不同灌溉水矿化度水平，分别为3 g·L-1（T3）、5 g·L-1（T5）和7 g·L-1（T7);每种矿化度设计3种不同钠吸附比（SAR）水平，分别为10 (mmol·L-1)1/2（S10）、15 (mmol·L-1)1/2（S15）和20 (mmol·L-1)1/2（S20），并以当地淡水灌溉作为对照，共10个处理，研究不同灌溉水矿化度和SAR组合对土壤盐分、棉花生长、植株离子积累、产量及水分利用效率的影响。结果表明：土壤盐分随着灌溉水矿化度或SAR的增加而增加，随着土壤深度的增加呈现先增加后降低的趋势；植株Na+含量随着灌溉水矿化度或SAR的增加而增加，二者的交互作用对植株Na+含量有极显著影响；而植株K+含量、K+/Na+和N含量均随着灌溉水矿化度或SAR的增加而降低。株高、茎粗、叶面积指数和干物质量均随着灌溉水矿化度或钠吸附比的增加呈现下降趋势，灌溉水矿化度或钠吸附比极显著地抑制了干物质量的积累。灌溉水矿化度或SAR对单株铃数、单铃重、籽棉产量和耗水量（ET）有极显著影响，灌溉水SAR对水分利用效率（WUE）有极显著影响。与CK处理相比，T3S10的产量和WUE分别增加了3.27%和1.09%，T5S10的产量和WUE分别提高了2.54%和0.47%，T3S15的产量增加了1.18%，说明适度降低灌溉水SAR可以缓解矿化度增加导致棉花减产程度。不同矿化度和SAR灌溉水增加了棉花植株Na+含量，降低了K+和N营养的吸收，增大了K+/Na+，所以，棉花株高、茎粗、叶面积和干物质积累量随着灌溉水矿化度或SAR的增加逐渐降低。与CK处理相比，T3S10、T3S15、T5S10处理的单株铃数和单铃重增加。综上，当利用灌溉水矿化度为3 g·L-1，SAR<15 (mmol·L-1)1/2或灌溉水矿化度为5 g·L-1，SAR<10 (mmol·L-1)1/2的咸水进行灌溉时能保证棉花产量不受影响，研究结果可为新疆及其他干旱地区的水资源管理和农业可持续发展提供理论依据和数据支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-06-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为明析覆膜滴灌条件下水盐氮调控对土壤水盐养分运移变化、棉花生长指标及产量的影响，通过两年三因素全组合大田试验，设置灌水量三水平（W1：2700 m3 ·hm-2、W2：3600 m3·hm-2和W3：4500 m3·hm-2）、含盐量三水平（S1：3 dS·m-1、S2：6 dS·m-1和S3：9 dS·m-1）、施氮量三水平（F1：105 kg·hm-2、F2：210 kg·hm-2和F3：315 kg·hm-2），研究了不同水盐氮组合对土壤水分、盐分、氮素分布及植株生长、产量的影响。结果表明：土壤水分主要聚集在30~40 cm 土层，不同土层深度的含水率基本呈先增大后减小的变化趋势；蕾期和花铃期的 S3F3W1 和 S2F3W1 比S1F3W1的0~40 cm土层平均含水率增大1.3%~21.8%；同一灌溉量下S1F3组合的平均含水率比S1F2和S1F1增大1.39%~13.83%。土壤盐分生育期内呈现先减少后增加的变化趋势；S1土壤盐分随施氮量的增大而先增大后减小，S2、S3土壤盐分随施氮量的增加而减少。W2、W3处理中，氮素在40~60 cm土层中缓慢积聚；S1处理的氮素含量明显高于S2、S3。土壤水分、盐分、氮素含量交互影响，在适宜的土壤水分、氮素条件下，较低的土壤含盐量，能使植株更好地利用养分，利于植株的生长进而促进产量的形成。为获得较高的经济效益，低、中盐土壤推荐灌溉量为3600 m3·hm-2，施氮量为210 kg·hm-2；高盐土壤推荐灌溉量为4500 m3·hm-2，施氮量为315 kg·hm-2。研究为探索干旱区多年膜下滴灌棉花农田生态系统水盐养分运移机制及水肥高效利用提供科学的理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为解决北疆淡水缺乏和土壤质量下降的问题，通过大田试验探明不同灌水矿化度及生物炭施加量对棉田土壤水热盐环境及棉花生长的影响。设置4个生物炭施加水平（B0：0 t∙hm-2、B1：20 t∙hm-2、B2：40 t∙hm-2、B3：60 t∙hm-2）和3个灌水矿化度水平（S1：1 g∙L-1、S2：3 g∙L-1、S3：5 g∙L-1），采用双因素完全随机组合试验，研究不同处理对土壤水盐温分布、棉花生长指标、干物质积累量、产量及水分利用率的影响。结果表明：施加生物炭与灌水矿化度的增加均使得土壤含水率和含盐量升高。生物炭施加量的增加使得平均土壤温度升高，升高幅度介于5.9%~15.1%，灌水矿化度对平均土壤温度存在显著影响，但各处理间差异不显著。生物炭施加提高棉花株高、叶面积指数和地上部干物质量。棉花籽棉产量和水分利用率最大值均出现在B2S2处理，为6526.4 kg·hm-2和2.01 kg·hm-2；最小值均出现在B0S3处理，较B2S2处理分别减少18.50%和26.87%。构建多元回归方程，基于棉花高产、高水分利用率；结合归一化处理和空间分析得出最佳生物炭施加量、灌水矿化度区间分别为26~46 t∙hm-2和2.45~3.04 g∙L-1。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-12-16 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 叶绿素含量是表征植被生长状况的重要参考指标，利用高光谱技术快速，精确地监测棉花叶片叶绿素含 量，以新疆125个苗期棉花叶片样本为研究对象，通过测定其叶绿素含量与光谱数据，采用多种光谱预处理和多植 被指数相结合的方法，构建了WOA-RFR棉花叶片叶绿素含量定量反演模型，并与SVR和RFR模型结果进行对比 分析。结果表明：（1）光谱变换方法中对数变换、分数阶微分和连续小波变换均能有效地提高植被指数与叶绿素含 量的相关性。（2）基于分数阶微分0.9阶变换的Vogelmann3、RVI、DVI、SR［675-700］、Mndvi705、ND、VOG1、NVI、TVI和 VOG2植被指数组合的WOA-RFR模型反演效果最佳，其建模集和验证集模型R2分别为0.920和0.955，RMSE分别 为0.987和0.986，MRE分别为0.013和0.014，与RFR和SVR模型相比，预测精度有所提高，WOA算法优化模型效果 明显。研究结果可为棉花叶片叶绿素含量定量反演提供决策依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 作物水分生产率的准确和定量化评价是提高干旱区作物产量的基础，对缓解水资源短缺和农业可持续发展具有重要意义。以塔里木盆地北岸的渭干河-库车河绿洲（渭库绿洲）为典型区域，基于Google Earth Engine（GEE）云平台，通过建立20092020年流域SEBAL遥感蒸散发模型、棉花分布识别模型及估产模型，对流域棉花水分生产率进行评价。结果表明：（1） 渭库绿洲棉花产量从2009年的1610.10 kghm-2增长到2020年的1855.05 kghm-2，增长率为13.20%，棉花种植面积逐年向绿洲边缘延伸，棉花产量重心整体自西向东移动2485 m。（2） 棉花生长期2009年蒸散发均值为686.80 mm，2020年为738.66 mm，整体呈上升趋势，其增长率为7.02%，棉花生长期蒸散发最大值为花铃期和吐絮期，蒸散发较高值主要分布在绿洲内部与塔里木河北岸边缘。（3） 2009年水分生产率均值为0.21 kgm-3，2020年均值为0.25 kgm-3，12 a间水分生产率均值增长率为16%。在空间上，渭库绿洲水分生产率重心在红旗镇自东北向西南移动1832 m，年均移动速度为152.67 ma-1。绿洲棉花水分生产率呈现东西方向大于南北方向扩张趋势，空间分布方向趋势增强，空间格局趋向集聚化。（4） 12 a间产量的增长速度超过了蒸散发的上升速度，促使水分生产率提高。其次，水分生产率与棉花种植面积和合理的水量灌溉技术密切相关，水分生产率高值主要分布于沙雅县新垦农场和新和县桑塔木农场，由于农场规模化种植和集约化管理，促进了棉花增产、农业水资源的稳定分配和高效利用。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 研究了不同灌溉量对新疆棉花生长发育及产量形成的影响，旨在为新疆高产棉田水分高效利用提供理论 依据。在膜下滴灌条件下开展大田试验，以正常灌溉量为对照（3071 m3 hm-2，I100），设3个亏缺梯度，轻度亏缺 （2686 m3 hm-2，I85），中度亏缺（2421 m3 hm-2，I75），重度亏缺（1955 m3 hm-2，I60），在不同生育期测定了棉花株高、 主茎节数、果枝数、结铃和脱落特征，在采收期测定了棉花产量构成，并计算了灌溉水利用效率。结果表明：（1）各 亏缺灌溉处理比正常灌溉处理下棉花的蕾期、花期、盛铃期、吐絮期分别提前了1~2 d、2~4 d、3~8 d、4~11 d；（2）在 进入铃期之前，棉花株高、主茎节间长度表现出随着灌溉量减少呈现先增加后降低的趋势，铃期之后均随着灌溉量 的减少而降低；棉花在中部和下部冠层的结铃数和坐果数均随着灌水量的降低而减少，其中中部冠层的坐果数在 不同灌溉处理间差异显著（P<0.05）；（3）在采收期，I100处理的籽棉产量为6090 kghm-2，分别比亏缺灌溉处理高出 7.4%~27.3%；灌溉水利用效率随着灌溉量的减少而提高，最高为2.27 kgm-3。在综合考虑农业生产、水资源高效利 用和生态环境等方面效益时，建议对新疆棉花进行适度亏缺灌溉，在保证较高作物产量的同时，提高灌溉水利用效 率、节约水资源，实现社会经济和生态环境效益的最优化。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-12-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 乌兹别克斯坦作为中亚干旱区重要的农业大国，由于其独有的气候条件，灌溉是决定其农 业生产的主要控制因素，因此，研究其灌溉农业发展历程对于保障农业生产与自然环境安全具有 重要意义。通过查阅乌兹别克斯坦灌溉农业发展领域的相关文献，结合联合国粮食及农业组织、 联合国数据检索系统等官方网站提供的资料数据，总结灌溉农田面积、人口、主要作物产量及农业 产值等数据的变化规律，阐述了乌兹别克斯坦灌溉农业的发展历程，分析讨论由农业灌溉引起的一系列环境问题及其对社会经济的影响。结果表明：（1）由于气候干旱少雨，乌兹别克斯坦灌溉用水主要来自阿姆河及锡尔河，下游河道径流量及咸海蓄水量持续下降，暴露河床内大量松散沉积 物并导致频繁的沙尘天气。（2）乌兹别克斯坦整体农业灌溉技术较为落后，过度引水使得部分地表径流汇聚在灌区低洼地带，抬升地下水位，最终引发严重的区域土壤盐渍化，故全面推广先进灌排 技术，是该国未来灌溉农业与生态环境健康发展的主要方向。（3）农业生产是乌兹别克斯坦重要的经济来源，对国内生产总值有显著的正向影响。此研究可为干旱区农业发展及水资源管理提供借鉴。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 膜下滴灌结合暗管排水技术是一种复合型节水灌排技术，为了进一步研究在新疆的影响，在新疆生产建设兵团141团安集海地区通过设置膜下滴灌结合暗管排水（T1）、膜下滴灌无暗管排水（T2）和无膜下滴灌无暗管排水（T3）3个不同处理进行棉花田间试验。结果表明：（1）相同土层下T1、T2、T3处理土壤含水率的变化幅度依次为6.32%、10.03%、14.32%，即：T1T2>T3；（2）T1处理在0~60 cm土层土壤含盐量均降低，20 cm、40 cm、60 cm土层土壤含盐量分别下降了63.06%、60.62%、48.42%；在棉花生育后期，T2处理在20 cm、40 cm土壤含盐量下降，60 cm土壤含盐量增加，即表层土壤脱盐会造成深层土壤积盐；T3处理生育期末期出现表层返盐现象；（3）棉花生育末期，T1处理下20 cm、40 cm、60 cm土层土壤有机质含量均增加，未铺设暗管的T2、T3处理有机质含量减少；（4）膜下滴灌结合暗管排水技术0~60 cm以内随土层深度增加土壤渗透性改善越好。（5）暗管排出水的pH、含盐量均大于灌溉水，说明暗管排水的同时带走了土壤中的盐分，有助于土壤盐碱的改良。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了阐明覆膜滴灌棉田地膜残留对棉花生长的影响，结合绿洲覆膜滴灌棉田残膜累积特点，设计对应覆膜年限为5 a、10 a、15 a、20 a、25 a、30 a共6个不同残膜累积梯度，利用桶栽试验，分析了不同覆膜年限棉田中残膜累积对棉花生长和产量的影响。结果表明：残膜对棉花地上部株高和叶面积影响显著，随残膜量的增加株高和叶面积逐渐降低，当覆膜滴灌20 a时各时期株高和叶面积均显著减小。覆膜滴灌20 a时残膜量的增加开始显著降低棉花地下部根系指标，与CK相比，覆膜滴灌20 a的根长密度降低8.2%，根表面积密度降低10%，根体积降低7.2%，根系直径降低19.4%。残膜量与棉花干物质积累量和产量呈显著负相关，覆膜滴灌20 a后相比于CK，地上部干物质量降低20.3%，根部干物质量降低38.4%；棉花产量相比新疆近5 a地区平均单位面积产量降低10.96%。残膜量的增加对棉花的正常生长影响显著，当覆膜滴灌年限达到15~20 a时，棉花的生长与根系指标和产量显著降低。研究结果可为新疆滴灌棉田可持续发展提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 膜下滴灌植棉易发生年内土壤积盐与年际间盐分持续累积，因此，为探索全生育期棉田土壤盐分对暗管不同布设参数的响应，在本地区多年膜下滴灌高水位盐渍化棉田开展暗管改良试验，分析膜下滴灌-暗管排水模式对新疆南部特质盐渍土管控及淋洗效果。结果表明：利用暗管对棉田进行盐分管控时，棉花可在适宜的土壤盐分环境中生长，并在生育期末使盐渍化棉田由年内积盐转变为脱盐，同时可在理论上减免冬春灌用水量，而土壤盐分平衡点的范围值与域值随暗管间距增加而升高，对土壤盐分管控效果随之降低；未铺设暗管时，生育期灌水后土壤会发生返盐现象，而铺设暗管后灌水会具有不同程度的淋洗效果，且淋洗效果随间距增加而降低；根据土壤脱盐率差异性及回归分析得知，W1与W2、W3存在显著差异（P<0.1），暗管间距对土壤脱盐率的影响相比埋深更为明显；确定了W1D1、W1D2为试验设计中较优方案；由于间距20 m亦具有较好的排盐、控盐效果，基于经济性考虑，若非重盐渍化棉田，建议采用20 m作为合理间距。本研究能为干旱区盐渍土改良和暗管排水技术在新疆南部的推广应用提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用2000—2015年农业生产统计数据，运用空间自相关、生产贡献度和PSR模型，分析新疆棉花生产格局变化及增产贡献因素，根据耕地生态安全评价结果测算各县市棉花种植调减面积，结论如下：2000年以来，棉花生产空间格局发生显著变化，形成天山南北坡两个主产区，“南增北减”趋势增强，单产高值区由点及面向天山南北两侧扩张，形成多个集中连片高产中心；棉花生产存在空间集聚效应，表现出持续的稳定性，高值聚集区集中分布于南疆区域；棉花增产主要归因于播种面积的持续扩大；耕地生态安全为临界安全或较不安全状态并呈集中连片分布；新疆棉花种植调减重点集中于南疆区域。在种植结构调整中，综合考虑水资源和土地管理制度约束、农业灌溉用水效率和替代作物选择等问题，科学有序调减棉花种植面积。
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