本發(fā)明涉及一種灌溉施肥方法，尤其涉及一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法。

背景技術(shù)：

1、棉花原本屬多年生植物，在土壤與氣候等環(huán)境條件適宜的情況下即前期營養(yǎng)生長過旺而后期生殖生長受限，主要表現(xiàn)為枝葉生長旺盛、蕾鈴脫落嚴重、開花結(jié)鈴延遲、生育期延長、產(chǎn)量和纖維品質(zhì)降低?？梢?，精準調(diào)控棉花生長過程，協(xié)調(diào)好營養(yǎng)生長和生殖生長間的關(guān)系，是確保棉花高效生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。長期以來，因見效快且操作簡便，以噴施縮節(jié)胺為典型代表的化學(xué)調(diào)控方法（簡稱為化控）得以廣泛應(yīng)用（cn103039152a；cn14402841b）。然而，實施化控不僅會大幅抬升棉花生產(chǎn)成本，還會帶來環(huán)境污染風(fēng)險。并且，由于受到生長調(diào)節(jié)劑種類、棉花品種與生育階段及種植模式、灌溉施肥制度、土壤與氣候等眾多因素的綜合影響，至今仍難以形成一套科學(xué)合理且精準的化控技術(shù)體系或規(guī)范，較強的主觀經(jīng)驗性致使其穩(wěn)定性大受影響，由此造成減產(chǎn)甚至絕收時有發(fā)生。

2、由棉花發(fā)生徒長的外部環(huán)境條件與內(nèi)在生理機制可知，除采用化學(xué)調(diào)節(jié)劑直接干預(yù)其生長發(fā)育過程外，在各生育階段通過灌溉施肥適時調(diào)節(jié)土壤水肥鹽環(huán)境條件、主動施加不同程度的脅迫進而調(diào)控其生長發(fā)育過程（簡稱為水肥鹽調(diào)控），不失為一種防止徒長的有效方法。顯然，棉花生長水肥鹽調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)乃是灌溉施肥。近年來，隨著智能灌溉施肥技術(shù)與系統(tǒng)的不斷發(fā)展，棉田水肥鹽調(diào)控精度已得到大幅提升（cn103477948b；cn112369176a），但仍需與化控相結(jié)合。因此，有必要進一步優(yōu)化灌溉施肥方法，以便在降低水肥鹽脅迫不利影響的同時充分利用其正面效應(yīng)，在減少營養(yǎng)器官生長冗余、促使同化產(chǎn)物向生殖器官轉(zhuǎn)移的同時減少水肥資源消耗，從而實現(xiàn)高產(chǎn)高效。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種零化控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，即在不噴施生長調(diào)節(jié)劑的前提下，通過優(yōu)化灌溉施肥制度對棉花生長過程予以調(diào)控，以便實現(xiàn)節(jié)水、省肥、抑鹽、增產(chǎn)、增收等目標。

2、一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，包括如下步驟：

3、設(shè)定植物水分虧缺指數(shù)閾值，根據(jù)棉花各生育階段對水分脅迫的敏感程度設(shè)定水分調(diào)節(jié)系數(shù)；

4、優(yōu)化確定棉花全生育期施肥總量，根據(jù)棉花各生育階段對養(yǎng)分脅迫的敏感程度確定養(yǎng)分調(diào)節(jié)系數(shù)；

5、連續(xù)獲取根區(qū)土壤水分與鹽分動態(tài)數(shù)據(jù)，評估植物水分虧缺指數(shù)；

6、當植物水分虧缺指數(shù)估算值大于所設(shè)閾值時開啟閥門灌水，根據(jù)灌水前根區(qū)土壤含水量剖面與所述水分調(diào)節(jié)系數(shù)計算灌水定額；

7、按照全生育期施肥總量與地上部干物質(zhì)積累曲線確定每次灌水過程中的施肥定額初值，再乘以所述養(yǎng)分調(diào)節(jié)系數(shù)予以修正，獲得施肥定額；

8、根據(jù)灌水定額、施肥定額以及灌區(qū)面積分別確定單次灌水過程中的灌水量與施肥量；

9、基于灌水量將灌水過程從開始至最后均勻分為 n段（ n≥1），將棉花根區(qū)從最大扎根深度至地表也分為 n段，計算從最大扎根深度處至地表各段對應(yīng)的相對根長密度閉合圖形的面積在根區(qū)全段總面積中所占百分比，并將此作為灌水過程中從開始至最后各時間段內(nèi)施肥所占百分比，即灌水第1階段對應(yīng)的施肥比例為根區(qū)最下部第 n段相對根長密度所占的百分比；

10、灌水過程采用水肥一體化技術(shù)同步施肥，各灌水階段的施肥量為單次灌水過程中的施肥總量與該階段施肥比例的乘積；

11、當實際灌水量達到計算值時，停止灌水，重新估算植物水分虧缺指數(shù)并為下一次灌水、施肥做好準備。

12、進一步地，所述棉花各生育階段包括苗期、蕾期、花鈴前期、花鈴后期、吐絮期；

13、在苗期、蕾期、花鈴后期與吐絮期，令所述水分調(diào)節(jié)系數(shù)小于1.0；

14、在花鈴前期，令所述水分調(diào)節(jié)系數(shù)等于或者大于1.0，并且隨著土壤含鹽量的升高，增大所述水分調(diào)節(jié)系數(shù)。

15、進一步地，在苗期、蕾期、花鈴后期、吐絮期，令所述養(yǎng)分調(diào)節(jié)系數(shù)小于1.0，在保持全生育期施肥總量不變的情況下根據(jù)棉花地上部干物質(zhì)積累曲線確定花鈴后期的所述養(yǎng)分調(diào)節(jié)系數(shù)。

16、進一步地，所述評估植物水分虧缺指數(shù)閾值按

17、；

18、評估，式中為考慮了脅迫滯后效應(yīng)的水鹽脅迫恢復(fù)系數(shù)；為水鹽脅迫交叉適應(yīng)因子；與分別為土壤水基質(zhì)勢與滲透勢（cm）；與分別為土壤水分與鹽分脅迫修正因子； z r為土層相對深度，，z為土層深度（cm）， l r為作物扎根深度（cm）；為相對根長密度分布，由式（2）獲得：

19、；

20、式中 p為根系形參，對于棉花而言， p＝1.96。

21、進一步地，所述灌水定額按

22、；

23、計算，式中 i為灌水定額（m3/畝）； β為土壤灌溉濕潤比； r為鹽分淋洗系數(shù)； d w為計劃濕潤層深度（cm），一般取為60?cm； c w為確定的棉花各生育階段的水分調(diào)節(jié)系數(shù)； θ f為田間持水量（cm3cm-3）； θ( z)為灌水前各深度處的土壤含水量（cm3cm-3）； η為田間水分有效利用系數(shù)。

24、進一步地，所述從最大扎根深度處至地表各段對應(yīng)的相對根長密度閉合圖形的面積在根區(qū)全段總面積中所占百分比，具體為根據(jù)式（2）所示相對根長密度分布圖分別計算。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、通過灌溉施肥適時調(diào)控土壤水肥鹽環(huán)境條件并進一步調(diào)控棉花生長過程，尤其是優(yōu)化營養(yǎng)生長與生殖生長之間的關(guān)系，在免施縮節(jié)胺等生長調(diào)節(jié)劑的前提下有效防止棉花徒長，實現(xiàn)節(jié)水、省肥、抑鹽、增產(chǎn)、增收等目標。在非敏感時期（苗期、蕾期、花鈴后期、吐絮期），棉花遭受一定程度的水肥鹽脅迫，即使在灌溉施肥后也不會出現(xiàn)“大水大肥”現(xiàn)象，從而抑制植株體內(nèi)赤霉素水平（進一步抑制細胞伸長與分裂速率），防止棉花營養(yǎng)生長過旺、貪青晚熟；而在棉花對水肥鹽脅迫十分敏感的關(guān)鍵生育期（花鈴后期），水分與養(yǎng)分供應(yīng)充足，鹽分脅迫大幅減輕，有效降低葉片衰老速度，更長久地保持較高的葉面積指數(shù)和凈光合速率，增加光合產(chǎn)物累積，促進棉鈴和纖維發(fā)育，提高棉花產(chǎn)量與纖維品質(zhì)。

技術(shù)特征：

1.一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，所述棉花各生育階段包括苗期、蕾期、花鈴前期、花鈴后期、吐絮期；

3.如權(quán)利要求1所述的一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，

4.如權(quán)利要求1所述的一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，所述評估植物水分虧缺指數(shù)閾值按

5.如權(quán)利要求1所述的一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，所述灌水定額按

6.如權(quán)利要求1所述的一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，其特征在于，所述從最大扎根深度處至地表各段對應(yīng)的相對根長密度閉合圖形的面積在根區(qū)全段總面積中所占百分比，具體為根據(jù)式（2）所示相對根長密度分布圖分別計算。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種零化學(xué)調(diào)控條件下棉花高效生產(chǎn)的灌溉施肥方法，包括設(shè)定植物水分虧缺指數(shù)閾值，根據(jù)棉花各生育階段對水分脅迫的敏感程度設(shè)定水分調(diào)節(jié)系數(shù)；優(yōu)化確定棉花全生育期施肥總量，根據(jù)棉花各生育階段對養(yǎng)分脅迫的敏感程度確定養(yǎng)分調(diào)節(jié)系數(shù)；連續(xù)獲取根區(qū)土壤水分與鹽分動態(tài)數(shù)據(jù)，評估植物水分虧缺指數(shù)；當植物水分虧缺指數(shù)閾值估算值大于所設(shè)閾值時開啟閥門灌水，計算灌水定額，水肥一體化實施過程中采用分階段脈沖注肥或連續(xù)變量注肥。本發(fā)明通過灌溉施肥適時調(diào)控土壤水肥鹽環(huán)境條件并進一步調(diào)控棉花生長過程，尤其是優(yōu)化營養(yǎng)生長與生殖生長之間的關(guān)系，在免施縮節(jié)胺等生長調(diào)節(jié)劑的前提下有效防止棉花徒長，實現(xiàn)節(jié)水、省肥、抑鹽、增產(chǎn)、增收等目標。

技術(shù)研發(fā)人員：石建初,馬寧,戴秋明,吳訓(xùn),左強
受保護的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19