摘 要：【目的】比较干播湿出条件下棉田正封土和侧封土的应用效果，分析适宜新疆阿克苏地区土壤类型和光热条件的干播湿出封土方式。【方法】采用完全随机试验设计，干播湿出条件下分正封土和侧封土2个处理，探索不同封土方式对土壤温度、湿度、出苗率、苗期地上部单株干物质重、株高、主茎茎粗、土壤总盐空间分布、产量及其构成因子的影响。基于变异系数权重的模糊综合评价法评价不同封土方式的11个性状。【结果】与侧封土相比，苗期正封土土壤日平均温度提高1.2℃、土壤日平均湿度始终保持在100%，出苗率提高13.7%，苗期地上部单株干物质重、株高、主茎茎粗均增加，667m2籽棉产量提高15.4 kg、单株铃数多1.58个、单铃重减轻0.1 g，衣分差别不大，产量及其构成因子差异不显著；正封土在0～10 cm、10～20 cm的种穴土壤脱盐率较侧封土分别低6.2%、6.8%；正封土、侧封土在0～10 cm和10～20 cm的土壤总盐含量均表现为窄行（滴灌带下）＜种穴＜宽行＜交接行，同一耕层深度下滴水后的土壤总盐含量小于滴水前，0～10 cm的土壤总盐含量小于10～20 cm；出苗率与窄行（滴灌带下）的土壤总盐含量呈显著负相关；正封土、侧封土播种模式下，出苗率与窄行（滴灌带下）的土壤总盐含量X的曲线回归方程分别为Y=117.035 6X0.389 8、Y=282.631 4X-0.852 1；正封土在土壤温湿度、出苗率、脱盐率、苗期棉株主要农艺性状、产量及其构成因子11个性状上的综合表现优于侧封土。【结论】土壤质地为黏土的棉田，在干播湿出条件下适合用正封土。
关键词：棉花；干播湿出；正封土；侧封土
中图分类号：S512 文献标志码：A 文章编号：1001-4330（2024）10-2341-10
收稿日期（Received）：2024-03-30
基金项目：新疆维吾尔自治区天山英才项目—南疆耕地土壤质量提升“干播湿出”技术创建推广（2022TSYCJC0049）；农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室开放课题—机采棉高效群体构建技术体系研究与应用（25107020-202101）；新疆维吾尔自治区重大科技专项“干旱绿洲现代农业高效用水关键技术研究”（2022A02003）
作者简介：马辉（1979-），女，新疆昌吉人，正高级农艺师，研究方向为棉花新品种、新技术推广，（E-mail） 1543043221@qq.com
通讯作者：杨涛（1979-），男，陕西武功人，研究员，研究方向为土壤学，（E-mail）2874519408@qq.com
田立文（1965-），男，安徽肥东人，研究员，研究方向为棉花轻简高效生产技术研发，（E-mail）1365400936@qq.com
0 引 言
【研究意义】干播湿出技术是一项无需冬春灌，干地播种后滴水补墒出苗的节水增效新技术。近年来，新疆阿克苏地区棉花干播湿出技术应用规模较大。生产中棉花干播湿出技术有正封土和侧封土两种播种模式，其在增温保墒、抵御风灾、抑制杂草、土壤板结方面各有优劣。确定适宜本地栽培的棉花干播湿出类型，对发展农艺节水、避灾减灾、实现增产增效具有重要意义。【前人研究进展】干播湿出棉田地温增加［1］，有利于棉种提早发芽［2-3］，生长发育提前、花铃期铃重提高、根系载铃量增加，虽有增产潜力，但根系具有根量较少、须根量较多、根冠比较小、根系入土浅［4］。干播湿出在适量高频滴出苗水的前提下，表层土壤板结度降低［5］，出苗率增加，苗期株高、茎粗增加，蕾期前干物质累积较快，提高籽棉产量和收获密度［6］。干播湿出棉田水盐分布呈现出土壤含水率膜内高于膜间，土壤盐分含量总体表现为膜间＞宽行＞窄行，土壤盐分纵向上主要积累在0～30 cm、横向上膜间盐分出现表聚现象的特点；窄行电导率、窄行含水率和表层覆土板结度与出苗率呈负相关，土壤含水率和窄行电导率与株高、茎粗亦具有负相关关系［5，7］。干播湿出棉田增施土壤改良剂，有助于种穴形成脱盐区、土壤紧实度降低、出苗率提高、产量增加［8］。【本研究切入点】前人关于棉花干播湿出的研究主要集中于出苗水滴水量、滴水频率和土壤盐碱改良剂，而在正封土和侧封土播种模式上鲜有报道。需立足阿克苏地区土壤盐碱较重、冬季干燥降水量少的客观实际，分析适宜阿克苏地区土壤类型和光热条件的干播湿出封土方式。【拟解决的关键问题】对比研究干播湿出棉田正封土、侧封土效果，探索不同封土方式对土壤温湿度、土壤水盐分布、出苗率、苗期生长发育以及产量的影响，分析适宜干播湿出封土方式，为棉花干播湿出技术在阿克苏地区更大面积的推广应用提供依据。
新疆农业科学第61卷 第10期马 辉等：干播湿出棉田正封土、侧封土效果对比
1 材料与方法
1.1 材 料
播种机械：棉花干播湿出正封土、侧封土专用播种机。
盐碱改良剂：禾康、克碱王。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
试验于2023年在新疆阿克苏地区阿克苏市柳源农场进行，土壤质地为黏土，膜宽 2.05 m，采用1膜3管6行种植模式，行距配置模式为10 cm+66 cm+10 cm+66 cm+10 cm，膜间宽度为66 cm，株距为10 cm，覆膜方式为单膜。滴灌带的滴头流量为2.7 L/h，滴头间距为30 cm，滴灌带在宽行之间距棉行间距10 cm处。4月18日播种，覆土厚度为1～2 cm，播种深度为3 cm。试验采取完全随机区组设计，种穴覆土模式设为正封土、侧封土2个处理，每个处理各占地10 hm2。
1.2.2 指标测定
1.2.2.1 土壤温湿度、湿度
在棉花苗期，采用土壤温湿度检测仪（S21A），在每个处理膜上中行相邻2株棉株间实时监测土壤温度和湿度日变化值，导出每日土壤温度和湿度的平均值。
1.2.2.2 出苗率
5月7日调查棉花的出苗状况，共测58个点，其中正封土27个点、侧封土31个点，每个点边行、次边行和中行共数100穴棉苗，统计棉花的出苗数与空穴数。
出苗率=出苗数/总穴数－空穴数×100%。
1.2.2.3 苗期地上部单株干物质重
于5月17日、5月24日、5月31日，每处理选取有代表性的连续10株棉花，在近地面用小刀将棉株地上部割断，装袋后置于105 ℃烘箱中杀青30 min，调至80 ℃烘至恒重，采用百分之一电子天平称重。
1.2.2.4 株高、主茎茎粗
从每个处理中选取有代表性的3个点，每个点分边行、次边行、中行各10株连续棉株，用卷尺、游标卡尺，分别于5月17日、5月24日、5月31日和6月6日量株高，于5月24日、5月31日和6月6日测主茎茎粗。
1.2.2.5 土壤含水量、含盐量
滴出苗水的前1 d、后1 d，在各处理膜间、窄行（滴灌带下）、种穴、宽行处使用土钻取土，取样深度为10和20 cm。委托新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第八地质大队检测土壤含水量、土壤含盐量。用脱盐率衡量脱盐效果，脱盐率大于0时表示脱盐。
脱盐率=
滴水前土壤总盐含量－滴水后土壤总盐含量滴水前土壤总盐含量×100%。
1.2.2.6 产量及其构成因子
9月13日，数取6.67 m2的株数和成铃数，折算单株成铃数和667m2成铃数。10月13日，取连续整株棉株吐絮铃100朵，测定单铃重的同时，轧花后称皮棉重，计算衣分；按6.67 m2实收棉花，称籽棉重，折算667m2籽棉产量。
1.2.3 模糊综合评价法
1.2.3.1 评价指标体系的建立
将各处理土壤温度、土壤湿度，出苗率、苗期地上部单株干物质重、苗期株高、苗期主茎茎粗，种穴在0～20 cm脱盐率，667m2籽棉产量、铃重、单株铃数、衣分11个指标作为衡量干播湿出棉田不同封土模式效果的评价体系。
1.2.3.2 基于熵权的模糊综合评价
（1）建立从优隶属度矩阵。土壤温度、土壤湿度，出苗率、苗期地上部单株干物质重、苗期株高、苗期主茎茎粗，种穴在0～20 cm脱盐率，667m2籽棉产量、铃重、单株铃数和衣分为越大越优型指标，隶属度rij表达式如下越大越优型指标：
rij=xij－xjmin/xjmax－xjmin.
式中，xjmax为第j个指标的最大值，xjmin为第j个指标的最小值，xij为第i个处理、第j个指标的的测量值。
（2）确定变异系数权重。权重表示各个指标的重要程度。采用变异系数法进行权重赋值。对于m个评价指标、n个处理，其第i个处理、第j个指标的变异系数δ定义为：
变异系数：
变异系数权重：
（3）计算模糊评价的综合指数。把各评价指标的权重ωj与相应评价指标的从优隶属度值相乘并累加，可得模糊综合评价的综合指数值Zi。
1.3 数据处理
采用 EXCEL2010 和 DPS7.05 数据处理软件统计分析试验数据，方差分析使用最小显著差异法（LSD）进行，皮尔逊相关分析、曲线回归及所有数据用OriginPro 2021作图。
2 结果与分析
2.1 棉花正封土、侧封土对土壤温度的影响
研究表明，棉花播种至出苗、苗期，干播湿出正封土土壤日平均温度整体上高于侧封土，其中正封土、侧封土土壤日平均温度分别为23.9、22.7℃，正封土土壤日平均温度较侧封土高1.2℃，正封土增温作用明显，主要原因可能是与侧封土种穴裸露相比，正封土种穴覆土，相对更加保温。图1
2.2 不同封土方式对土壤湿度的影响
研究表明，在棉花播种至出苗、苗期，干播湿出正封土土壤湿度高于侧封土，其中正封土土壤日平均湿度自始至终均保持在100%，而侧封土土壤日平均湿度变化幅度在99.1%～100%，表现为滴出苗水后土壤湿度立即增至100%，随着时间的推移、土壤中的水分蒸发，土壤含水量逐渐降低，正封土在保墒上优于侧封土，正封土种穴覆土，较种穴裸露的侧封土更加保墒。图2
2.3 不同封土方式对棉花出苗率的影响
研究表明，正封土的棉花出苗率极显著高于侧封土，其中正封土、侧封土出苗率分别为70.7%、57%，正封土的出苗率高出侧封土13.7个百分点。图3
2.4 不同转土方式对棉花苗期生长发育的影响
2.4.1 地上部单株干物质重
研究表明，在棉花苗期，正封土的地上部单株干物质重高于侧封土。与侧封土相比，5月17日、5月24日和5月31日，正封土的地上部单株干物质重分别增加93.4%、66.1%和12.1%，随着时间的后移，正封土干物质积累趋于减缓，而侧封土干物质积累趋于加快，正封土和侧封土在干物质积累上的差异在逐步减小。图4
2.4.2 正封土、侧封土方式下棉花株高的变化
研究表明，在苗期，正封土的株高极显著高于侧封土，5月17日、5月24日、5月31日和6月6日，正封土的株高较侧封土分别高1.8、2.3、2.8和2.5 cm，株高增长量呈先增加后减小的态势。图5
2.4.3 正封土、侧封土方式下棉花主茎茎粗的变化
研究表明，在棉花苗期，正封土的主茎茎粗极显著高于侧封土。与侧封土相比，5月24日、5月31日和6月6日，正封土的主茎茎粗分别增加0.71、0.96和0.88 cm，主茎茎粗呈先增加后减小的趋势。图6
2.5 不同封土方式对土壤总盐空间分布的影响
研究表明，干播湿出侧封土、正封土在耕层深度0～10 cm和10～20 cm的土壤总盐含量均表现为窄行（滴灌带下）＜种穴＜宽行＜交接行，滴水能起到一定作用的水平排盐效果。同时，不论正封土还是侧封土，同一耕层深度下，滴水后的土壤总盐含量小于滴水前，就侧封土而言，种穴在0～10 cm和10～20 cm的脱盐率分别为18.2%、16.2%，正封土种穴在0～10 cm、10～20 cm的脱盐率分别为12.0%和9.4%。此外，同一封土方式下，交接行、种穴、窄行（滴灌带下）和宽行在0～10 cm的土壤总盐含量小于10～20 cm，说明盐分随水在重力作用下向下运移。图7、图8
2.6 出苗率和膜间、种穴、窄行、宽行土壤含水率皮尔逊相关性
研究表明，出苗率与膜间、种穴、窄行（滴灌带下）、宽行的土壤含水率相关均不显著，但种穴与窄行（滴灌带下）、宽行的土壤含水率均呈显著正相关，相关系数分别为0.702、0.674；窄行（滴灌带下）与宽行的土壤含水率呈显著正相关，相关系数为0.742。图9
2.7 出苗率和膜间、种穴、窄行、宽行土壤含盐率皮尔逊相关性
研究表明，出苗率与窄行（滴灌带下）的土壤含盐率呈显著负相关，相关系数为-0.841；但种穴与窄行（滴灌带下）、宽行的土壤含水率均呈显著正相关，相关系数分别为0.881、0.971；窄行（滴灌带下）与宽行的土壤含水率呈显著正相关，相关系数为0.893。图10
2.8 出苗率与土壤含盐量曲线回归
研究表明，干播湿出播种模式条件下，对出苗率Y和窄行（滴灌带下）的土壤总盐含量X进行曲线回归，正封土回归方程为Y=117.035 6X-0.389 8、相关度R2=0.999 9，侧封土回归方程为Y=282.631 4X-0.852 1，相关度R2=0.985 6。图11、图12
2.9 不同封土方式对产量及其构成因子的影响
研究表明，与侧封土相比，正封土下667m2籽棉产量高15.4 kg、单株铃数多1.58个/株、铃重轻0.1 g、衣分差别不大，但正封土与侧封土间产量及其构成因子差异均不显著。图13
2.10 综合评价
2.10.1 评价指标变异系数权重
研究表明，各指标的权重表现为种穴在0～20 cm脱盐率gt;单株铃数gt;出苗率gt;苗期主茎茎粗gt;苗期株高gt;苗期地上部单株干物质重gt;土壤温度gt;667m2籽棉产量gt;铃重gt;衣分gt;土壤湿度，其中，种穴在0～20 cm脱盐率、单株铃数和出苗率累计权重为64.82%，3个指标在干播湿出棉田不同封土方式评价指标体系中占有重要作用。此外，种穴在0～20 cm脱盐率的权重远远高于其余指标，在综合评价中影响较大。表1
2.10.2 不同封土方式模糊评价综合指数
研究表明，用模糊综合评价法对干播湿出棉田不同封土方式的效果进行评价，由综合指数值的大小判断综合性状的优劣表现。综合指数越大、综合表现越优的原则，不同处理综合指数优劣排序为正封土gt;侧封土，综合考虑土壤温湿度、出苗率、脱盐率、苗期棉株主要农艺性状、产量及其构成因子11个性状，正封土的综合性状优于侧封土。表2
3 讨 论
3.1 温度对出苗率、苗期生长的影响
低温是棉花种子萌发的主要胁迫因子［9］，播种出苗阶段出现5～12℃的低温，会导致种子萌发期延长、出苗率降低［10-11］，长时间、高强度的低温，可能使种子质膜结构破坏、通透性增大，种子内可溶性糖、氨基酸等物质外渗，导致代谢紊乱，造成种子霉烂、发芽迟缓和发芽率低［12-15］。试验研究中，棉花播种-出苗期间即4月中下旬～5月上旬遭遇了历史罕见的较长时间低温天气，造成干播湿出条件下侧封土和正封土出苗率不高，分别为57%、70.7%。同时，土壤日平均温度对棉花出苗影响最大，土壤日平均温度高，有利于出苗和幼苗地上部生长，幼苗地上部干物质重较高［13，16-19］。试验研究中，棉花播种-出苗、苗期，正封土土壤日平均温度较侧封土高1.2℃，其出苗率高出侧封土13.7个百分点，地上部单株干物质重、株高、茎粗均高于侧封土。
3.2 不同封土方式对盐分空间分布的影响
干播湿出滴灌条件下，不管是正封土还是侧封土，土壤盐分均随水分运移到以滴头为中心向下的半椭球型湿润峰的边缘［20］。水平方向上，土壤盐分在水分对流和弥散的作用下，在距离滴头较近的窄行、种穴和部分宽行区域形成脱盐区，而在距离滴头较远的膜间交接行裸地表层区域形成积盐区，盐分呈现出膜内向膜间迁移的特性［20］，使得膜间土层含盐量高于膜内窄行、种穴、宽行，出现盐分表聚现象。垂直方向上，滴水后，土壤表层盐分在重力作用下随水分从地表向下入渗，0～10 cm的土壤总盐含量小于10～20 cm；停止滴水后，土壤下层和湿润锋边缘的盐分在蒸发和棉花根系吸水及水分的弥散作用下从地下向上移动，滴水前的土壤总盐含量高于滴水后。
3.3 不同封土方式对脱盐率的影响
土壤脱盐率是衡量灌溉淋洗效果的主要指标之一［20］，当脱盐率大于0时表示土壤脱盐，当脱盐率小于0时表示土壤积盐，当脱盐率等于0时表示盐分平衡［21］。试验研究中，不管是正封土还是侧封土，种穴的土壤脱盐率均大于0，表明干播湿出条件下正封土和侧封土对盐分均具有淋洗的作用，随着土壤中的部分盐分被排出种穴，种穴处于脱盐区，更有利于棉种在低盐环境下萌动、发芽。其中侧封土在0～10 cm、10～20 cm的种穴土壤脱盐率分别高于正封土6.2个百分点、6.8个百分点，说明侧封土的排盐效果好于正封土，主要原因可能是侧封土滴灌模式下滴灌带压力较高，滴头流量相对较大，湿润锋在水平和垂直方向上的运移距离增大［22］，盐分随水分被转移到更大半径、更深深度的湿润锋边缘，土壤盐分含量在水平和垂直方向上随之降低，侧封土下种穴的土壤脱盐率增大。
4 结 论
正封土在增温保墒上较侧封土效果佳，出苗率更高，苗期地上部单株干物质重、株高和主茎茎粗偏高，但产量及其构成因子差异不大，种穴在0～10 cm、10～20 cm的土壤脱盐率降低；正封土、侧封土的土壤总盐含量均表现为窄行（滴灌带下）＜种穴＜宽行＜交接行，同一耕层深度下滴水后的土壤总盐含量小于滴水前，0～10 cm的土壤总盐含量小于10～20 cm；出苗率与窄行（滴灌带下）的土壤土壤总盐含量呈显著负相关；正封土、侧封土播种模式下，出苗率与窄行（滴灌带下）的土壤总盐含量X的曲线回归方程分别为Y=117.035 6X-389 8、Y=282.631 4X-0.852 1；正封土在土壤温湿度、出苗率、脱盐率、苗期棉株主要农艺性状、产量及其构成因子11个性状上的综合表现优于侧封土。
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Comparative study on the effect of top sealing soil and side sealing soil in dry sowing and wet emergence cotton field
MA Hui1， LI Xingxing1， XI Yuxian1， Aimaierjiang Abulitifu1，YANG Tao1，2， TIAN Liwen3，OU Huan1，LUO Dan1， Abuduaini Abuduweili1
（1. Agricultural Technology and Popularization Center of Aksu Prefecture， Aksu Xinjiang 843000，China；2. Xinjiang University， Urumqi 830046，China；3.Research Institute of Economic Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091，China）
Abstract：【Objective】 To compare the effects of top sealing soil and side sealing soil under dry sowing and wet emergence conditions and to clarify the dry sowing and wet emergence soil sealing approaches which will be suitable for soil types and light and heat conditions in Aksu area.【Methods】 A completely randomized experimental design was used to explore the effects of different soil sealing approaches on soil temperature and humidity， the seedling emergence rate， dry matter weight per plant of above-ground parts， plant height， main stem diameter， spatial distribution of soil total salt， yield and components under dry sowing and wet emergence conditions that were divided into top sealing soil and side sealing soil. Meanwhile， fuzzy comprehensive evaluation method based on variation coefficient weight was used to evaluate the 11 characters of different ways of sealing soil.【Results】 Compared with the side sealing soil， the soil daily average temperature of the top sealing soil in the seedling stage was 1.2℃ higher， the soil daily average humidity was maintained at 100%， the seedling emergence rate was 13.7% higher， and the dry matter weight per plant of above-ground parts， plant height and main stem diameter increased， the yield of seed cotton per 667 m2 was 15.4 kg higher， the bolls number per plant was 1.58 more， the boll weight was 0.1g lighter， and the lint percentage was not much different. However， there was no significant difference in yield and yield components; The soil desalination rates of the top sealing soil in 0-10 cm and 10-20 cm of seed hole were 6.2% and 6.8% lower respectively than the side sealing soil. The soil total salt content of top sealing soil and side sealing soil in 0-10 cm and 10-20 cm showed narrow row （under drip belt） ＜ seed hole ＜ wide row ＜intermembrane junction line， the soil total salt content after drip irrigation was less than that before drip irrigation at the same tillage layer depth， and the soil total salt content in 0-10 cm was less than that in 10-20 cm. There was a significant negative correlation between seedling emergence rate and soil total salt content in narrow row （under drip belt）.Under the sowing mode of top sealing soil and side sealing soil， the regression curve equation between the seedling emergence rate and the soil total salt content X in narrow row （under drip belt） is Y=117.035 6X0.389 8，Y=282.631 4X-0.852 1 respectively. The comprehensive performance of top sealing soil was better than that of side sealing soil in soil temperature and humidity， the seedling emergence rate， desalination rate， main agronomic traits of cotton plants at seedling stage， yield and yield components 11 traits.【Conclusion】 If the soil texture is clay in cotton field， under the condition of dry sowing and wet emergence， it is suitable to use top sealing soil.
Key words：cotton; dry sowing and wet emergence; top sealing soil; side sealing soil
Fund projects：Tianshan Talent Project of Xinjiang—The Technology Establishment and Promotion of “Dry Sowing and Wet Emergence” for Improving Soil Quality of Cultivated Land in Southern Xinjiang（2022TSYCJC0049）; Open Project of Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Desert Oasis Region， Ministry of Agriculture and Rural Areas—Research and Application of Technical System for the Construction of Efficient Cotton Population in Machine-Picked Cotton Fields（25107020-202101）; Major Science and Technology Project of Xinjiang—Key Technology Research on Efficient Water Use for Modern Agriculture in Arid Oasis（2022A02003）
Correspondence author：YANG Tao（1979-），male， from Wugong， Shaanxi， professor， research direction： soil science， （E-mail）2874519408@qq.com
TIAN Liwen （1965-）， male，from Feidong， Anhui， professor， research direction： research and development of light， simple and efficient cotton production technology， （E-mail） 1365400936@qq.com