《北方干旱半旱区棉花节水控盐高效用水关键技术与应用》

基于保障粮食安全和优化区域布局的需求,中国的棉花生产逐步向西北旱区和滨海盐碱地转移,对节水、控盐、高产技术有着强烈需求;同时由于棉花生产成本的急剧增加,迫切需要轻简化栽培技术给予支撑。该项目针对北方主要棉区的相关需求,系统地开展了北方主要棉区棉花节水控盐高效用水关键技术创新,创制了一批具有完全自主知识产权的核心技术与关键设备,集成构建了适合各生态类型区的棉花轻简化节水灌溉模式,并在生产中得到规模化应用。取得的主要创新性成果如下:

1、首创了黄淮半干旱区麦后移栽棉轻简化高效灌溉技术。首次确证了麦后移栽棉的需水关键期为蕾期,修正了麦后移栽棉与直播春棉需水关键期同在花铃期的错误认识,并确定了移栽棉各生育期最佳土壤水分控制指标;发现滴灌和微喷带灌溉可促进根系生长、缩短缓苗时间、加速群体发育,籽棉产量较传统畦灌分别增加19%和12%;研制出轻简化移动式灌溉装置,解决了固定式灌溉系统投资成本高、使用不灵便等问题;集成了适用于麦后移栽棉的轻简化灌溉技术与配套栽培模式,并制定了相应的技术操作规程。

2、构建了环渤海低平原区盐碱地棉花水盐综合调控技术。创建了“沟播覆膜+滴灌补墒”保苗技术,通过垄沟覆膜种植的增温保墒和集雨淋盐作用,以及滴灌补灌的补水驱盐作用,解决了传统种植因地温低、墒情差、盐分表聚造成棉花出苗困难的问题;针对环渤海低平原区淡水缺乏而地下微咸水储藏丰富的现实,构建了保持棉花根区水盐补排平衡的咸淡水混灌技术,在确保产量不降的前提下,亩节约深层淡水用量50立方米以上,为解决区域地下水严重超采问题提供了新的技术途径。

3、创制了西北极端干旱区膜下滴灌棉花节水控盐高效用水技术。通过不同冬春灌对土壤盐分运移规律的系统研究,确定了典型盐渍化土壤适宜的盐分淋洗定额,创制出“秸秆覆盖+冬灌”的休耕期节水控盐技术,使土壤储水量和盐分淋洗率分别提高29.1%和27.6%,改善了棉花种子萌发出苗期间的土壤水盐环境;研创了基于ETgage模拟蒸散器的膜下滴灌棉花水、肥、盐综合调控模式,有效淋洗根层土壤盐分,节水12%,增产10%,节肥12.5%。

4、创建了适用于规模化棉田的智能灌溉决策技术。构建了测墒传感器田间布设技术,确定了棉田测墒传感器的合理布设位置、方法和数量;创建了基于红外热像仪的棉花水分状况诊断技术,解决了冠层温度获取受土壤、大气干扰的问题;首创了具有自动补水功能的便携式灌溉预警装置,构建了西北极端干旱区棉花不同生育期的灌溉预警指标,耗水量监测误差在5%以下,灌溉预警时间误差小于2天;构建了基于土壤、作物、大气等多源信息融合的灌溉决策系统,显著提高了灌溉决策的可靠性。

研究成果发表学术论文61篇,其中SCI收录7篇,EI收录9篇;获国家发明专利3件、实用新型专利3件、计算机软件著作权3件,制定地方标准2项;成果在河南、河北、新疆累计推广240.6万亩,共计增产籽棉11.0万吨,节水7466万立方米,经济和社会效益显著。

成果说明

根据不同区域的生态条件特点,项目创制出适合不同生态条件的节水控盐高效用水关键技术;研究成果覆盖了北方主要棉区,应用情况具体如下: (1)本项目研发的“麦茬棉花轻简化高效灌溉技术”,2013~2018年连续6年在河南省新乡、安阳、开封、许昌、驻马店、南阳等地市进行示范推广,累积应用面积86万亩,成果应用后,在整个棉花生长季亩灌溉用水量平均降低25.6立方米,亩产量平均提高21.3公斤,水分利用效率提高21%。 (2)项目集成的“滨海盐碱旱地植棉节水补灌综合技术模式”,2013~2018年连续6年在河北省

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