本研究为探索滴灌棉花调亏关键时期,明确棉花高产和水氮高效利用种植策略,于2016-2017年在新疆昌吉回族自治州玛纳斯县六户地镇棉花高产试验基地,以新陆早45号为材料,在滴灌棉花生长季的整个灌水操作期内,设置不同生育期水分亏缺田间试验。研究了不同生育期水分亏缺对滴灌棉花地上部生长、细根现存量、细根周转、产量及水氮利用效率的影响。主要研究结果如下:1.不同生育期水分亏缺对滴灌棉花细根动态变化的影响【目的】探究不同生育期水分亏缺对滴灌棉花细根动态变化的影响,明确适宜的水分亏缺滴灌时期。【方法】通过田间单因素随机试验,利用CI-600植物根系生长监测系统,对棉花细根动态变化实施精准监测,获取细根根长、直径等相关数据,通过分析,得到现存量、生长速率、死亡速率及生死之比等参数,研究各水分亏缺处理条件下棉花细根生长、死亡及周转的差异。【结果】(1)不同生育期水分亏缺处理下细根现存量变化趋势与对照一致,均呈“单峰型”变化规律,且峰值均出现在盛铃期。蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理的细根现存量最大值与对照相比均无显著差异;(2)蕾期水分亏缺抑制了细根生长,复水后,生长速率迅速提升,不会对棉花细根现存量峰值产生显著影响;花铃前期水分亏缺会抑制细根生长,复水后,细根现存量峰值仍低于对照;花铃后期水分亏缺会促进细根死亡,造成细根现存量迅速下降;多个连续时期水分亏缺处理会对棉花细根现存量造成不可逆的消极影响;(3)在全生育期内,细根动态变化表现为生死同步,且生长处于优势地位。各水分亏缺处理的细根周转(2种估算方式下)均高于对照,且蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理的盛花期、盛铃期细根现存量均保持在较高水平。【结论】花铃前期是棉花细根现存量对水分亏缺处理的敏感时期,在此期间,应避免进行亏水操作。选择合理的水分亏缺滴灌策略(本研究中K-F-F、F-F-K、K-F-K处理),可以优化棉花细根特征参数,达成棉花高产的目的。2.不同生育期水分亏缺对滴灌棉花地上部生长及产量的影响【目的】探究不同生育期水分亏缺对滴灌棉花地上部生长,干物质积累,产量及产量构成因素的影响,明确适宜的水分亏缺滴灌时期。【方法】通过田间单因素随机试验,研究棉花株高,LAI,干物质量,干物质分配比例,产量及产量构成因素变化特征。【结果】(1)花铃前期水分亏缺(F-K-F)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-K-F)、花铃前期+花铃后期水分亏缺(F-K-K)、蕾期+花铃前期+花铃后期水分亏缺(K-K-K)处理明显降低了株高和叶面积指数;(2)蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)处理的吐絮期生殖器官干物质量,与对照相比均无明显差异,其他处理在不同程度上抑制了生殖器官干物质量的积累。各水分亏缺处理下生殖器官干物质量分配比例均高于对照,其中蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理最高,达59.90%(2016)、61.21%(2017);(3)花铃前期水分亏缺(F-K-F)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-K-F)、花铃前期+花铃后期水分亏缺(F-K-K)、蕾期+花铃前期+花铃后期水分亏缺(K-K-K)处理均对籽棉产量、产量构成因素造成严重的消极影响。蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理的籽棉产量均达到了高产水平。【结论】采用适宜的水分亏缺滴灌处理:蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K),节约了灌溉用水,同时实现棉花的高产、稳产。3.不同生育期水分亏缺对滴灌棉花水分利用效率及氮素利用效率的影响【目的】探究不同生育期水分亏缺对滴灌棉花水分利用效率和氮素利用效率的影响。【方法】采用田间单因素随机试验,研究了棉花水分吸收利用,各器官氮素累积量和氮素分配特征。【结果】(1)蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理在本试验中均取得了高于对照的灌溉水利用效率和水分利用效率;(2)各水分亏缺处理的吸氮量分配情况均表现为趋向于分配氮素到生殖器官,使各水分亏缺处理的养分收获指数均高于对照。蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃前期水分亏缺(F-K-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理的NUE均高于对照。【结论】结合各处理的籽棉产量来看,采用蕾期水分亏缺(K-F-F)、花铃后期水分亏缺(F-F-K)、蕾期+花铃后期水分亏缺(K-F-K)处理可以实现水分、氮素高效利用和籽棉高产统一的目标。