摘要
优化磁化水灌源模式和构建棉花生长模型对干旱地区合理利用有限水资源、保障农业可持续发展具有重要意义。本文通过磁化处理的小区春灌和大田轮灌试验以及对棉花生长数据的统计分析，研究了磁化水春灌、磁化与未磁化淡水和微咸水轮灌处理对土壤水盐分布及棉花生长特征的影响，建立了普适的棉花生长模型，分析了棉花最大叶面积指数与全生育期灌水量、施氨量、种植密度及产量之间的关系，为高效合理的田间管理提供了科学依据，主要研究结果如下: (1)在播种前对微威水进行磁化处理能增强土境的持水能力。淮后3天和灌后40天磁化微咸水处理的土壤平均含水量均大于微咸水处理。在播种前对淡水和微成水进行磁化处理能降低土境的积盐率和抑制土壤返盐。在40cm内的土体内，与淡水相比，磁化济水灌后3天的脱盐率提高了为81%灌后40天的返盐率减少了为9.1%;与微咸水相比破化微咸水灌后3天的积盐率降低了8.2%，灌后40天的返盐率减少了为6.1%左右。播种前对微咸水和淡水进行磁化，提高了棉花出苗率，促进了棉花苗期的生长。与微咸水相比，磁化微威水棉花出苗率提高15.1%。播种前对微咸水或淡水进行磁化，提高了棉花营养器官的生长，使得棉花对强光的利用效率增强，提高了叶绿素含量，在一定程度上促进了叶片的光合作用能力，提高了棉花对光能的利用率。 (2)与棉花整个生育期淡水灌溉相比，在棉花营养生长阶段磁化淡水灌溉而生殖生长阶段淡水灌溉处理，棉花总耗水量提高4.3%左右，耗水量的增加主要在营养生长阶段与整个生育期淡水灌溉相比,在棉花营养生长阶段磁化淡水灌溉而生殖生长阶段淡水灌波处理，每公顷大田脱盐率提高了8.2%产量和水分利用效率分别增加了8.3%和3.6%:在棉花营养生长阶段进行磁化淡水灌溉，有利于棉花利用强光，减缓了氧气和有机物质的消耗速率，有利于作物生殖器官干物质的累积和棉花高产。 (3)与棉花整个生育期微咸水灌溉相比，全生育期进行磁化微咸水灌溉，总耗水景提高了4.1%左右，增加的耗水量主要集中在苗期和蕾期;不同灌溉处理下，全生育期进行磁化微咸水灌溉，其耗水量值相对最大。在0~60cm土体内微威水和磁化微咸水满波各处理棉花生育期呈现积盐现象，其中全生育期磁化微咸水灌溉土壤积盐率最低。与棉花整个生育期微咸水灌溉相比，在全生育期进行磁化微咸水灌溉，棉花产量和水分利用效率分别增加了15.4%和10.8%。在全生育期进行磁化微咸水灌溉能够为棉花生殖器官干物质的累积创造基础，使得棉花利用强光和弱光的能力都得到了增强，同时减少了暗呼吸时消耗氧气和有机物质的速率，可以显著提高棉花的产量和水分利用效率。 (4)综合分析磁化与未磁化淡水和微咸水灌溉处理得到，淡水与磁化淡水灌溉处理在各个生育期平均含水量相对较高，磁化与未磁化微咸水灌溉处理在整个生育期耗水量相对较高。微咸水与磁化微咸水灌溉处理棉花生育期呈现积盐现象，淡水与磁化淡水灌溉处理棉花生育期呈现脱盐效果。淡水与磁化淡水灌溉处理产量和水分利用效率明显大于微咸水与磁化微咸水灌溉处理，其中在营养阶段磁化淡水而生殖生长阶段淡水灌溉处理产量和水分利用效率最大，全生育期进行磁化微咸水灌溉处理产量和水分利用效率接近全生育期淡水灌溉。 (5)采用Logistic模型和修正的Logistic模型能很好的模拟不覆膜地面灌溉、磁化水和未磁化水膜下滴灌棉花的生长指标随GDD的变化趋势。磁化水和未磁化水膜下滴灌棉花的株高和干物质积累量都呈现为“S”型的增长趋势，增长表现为“中期快、前后期慢”的特点；磁化水、未磁化水膜下滴灌和不覆膜地面灌溉棉花的叶面积指数都呈现“先增后减”的变化趋势，其中磁化水膜下滴灌叶面指数最大时的有效积温为1495℃，未磁化水膜下滴灌棉花叶面指数最大时为1450℃，不覆膜地面灌溉叶面指数最大时的有效积温1627℃。有效积温“相对化”的方法可以将不同品种和田间管理措施等棉花相对叶面积指数进行统一分析，来体现我国棉花生长总体特征。综合考虑灌水量、施氮量和种植密度的作用可以较为准确描述最大叶面积指数和产量的变化特征，当最大叶面积指数为4.93时籽棉产量最大达6066.2kg·hm-2。 对于极度缺水的地区，利用磁化微咸水春灌可以为作物前期生长提供相对良好的环境。在田间淡水灌溉时，在营养生长阶段使用磁化淡水灌溉有利于土壤保水、洗盐和增产。在田间微咸水灌溉时，在全生育期使用磁化微咸水灌溉可以增强棉花的光合和各项生长指标，显著提高棉花的产量和水分利用效率。
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