滴灌种植模式下土壤水热盐及棉花生长研究

王萌萌，吕廷波，何新林，曹玉斌，王东旺

(1.石河子大学水利建筑工程学院，新疆 石河子 832000；2.现代节水灌溉兵团重点实验室，新疆 石河子 832000)

新疆地处西北内陆干旱区，凭借独特的自然环境成为我国优质棉的最大生产基地，同时也因为独特的自然环境，该地区作物生长季有效降雨少，水资源紧缺成为制约农业发展的重要因素[1]。为了保障新疆农业可持续发展，膜下滴灌技术迅速发展，凭借其具有的节水、保墒、抑盐效果在棉花的种植中得到了广泛应用。

种植模式是膜下滴灌的具体实施形式[2]，随着工业和农业水平的提高，棉花的种植模式也向着机械化方向发展。为了适应棉花全程机械化的发展，棉花的种植方式、覆膜宽度及滴灌带的布置方式都发生了很大的变化[3]，在北疆地区棉花的种植模式行距由30 cm+60 cm+30 cm变成了10 cm+66 cm+10 cm+66 cm+10 cm(机采种植行距)，相应的覆膜宽度由传统的1.45 m变成了2.05 m，滴灌带的布置方式部分地区也由一膜两管变为一膜三管。不同的种植模式对棉花的生长、产量、灌溉制度及水分利用效率会产生不同程度的影响[4-8]，如Liu Meixian等[9]发现在北疆地区传统种植模式下，滴灌毛管的布置方式不同对棉花的土壤盐分和根系有显著影响；曹伟等[10]对两种不同毛管布置方式下棉花根系干质量及空间分布进行了研究，发现一膜双管布置有利于棉花生长，产量也高于一膜单管布置；刘秀位等[11]发现不同种植方式对棉花土壤水分、土壤温度及水分利用效率有一定的影响；姚名泽等[12]研究了机采种植模式下棉花节水、高产、优质的灌溉制度；Oweis等[13]研究了棉花产量与土壤有机碳含量以及种植时土壤含水量的关系。

总的来说，已有的研究大多是关于传统种植模式，而机采种植模式已得到大面积推广，尚缺少对机采种植模式下棉花生长、产量等方面的研究，缺乏对不同种植模式进行对比分析。因此，本研究以田间测坑试验为主，对比分析了滴灌条件下机采模式、传统种植模式的棉花土壤水盐分布、土壤温度及生长生理指标，以探索出种植模式对棉花生长、产量及水分利用效率的影响机制，从而为北疆地区棉花的适宜种植模式的优化选择提供科学的理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 田间调查及试验区概况

本研究田间调查区为玛纳斯河流域中游平原灌区(简称玛河灌区)，该地区位于新疆天山北麓，准葛尔盆地南缘，属典型温带大陆性干旱气候，是国家重要的粮棉生产基地。田间调查开展于2014年9月，历时10 d，对整个玛河灌区棉花种植模式相关信息进行了调查，调查结果汇总如图1所示。

试验于2016年4—10月在新疆石河子市石河子大学农试场二连现代节水灌溉兵团重点实验室试验基地(东经85°59′47″、北纬44°19′29″、海拔412 m)进行。该站区为温带大陆性干旱气候，无霜期171 d，多年平均降水量在200 mm左右，多年平均蒸发量1 600 mm，多年平均日照时数2 700 h，地下水埋深5 m以下。

试验区前茬均为棉花，供试棉花品种为“农丰133号”，该品种适宜密植，群体间通风透光好，且早熟、高产，供试土壤为中壤土，田间持水率为21.24%。

图1 玛河灌区棉花种植模式相关信息Fig.1 The information summarized by cotton planting pattern

1.2 试验设计

试验在标准测坑(3 m×2 m)展开，测坑深3 m，采用水泥墙防止相邻测坑水分的测渗。于2016年4月20日播种(干播湿出)，4月24日灌出苗水，5月1日出全苗，5月12日定苗，9月13日开始采摘，10月23日全部收获。本试验种植模式如下：

机采棉种植模式(10 cm+66 cm+10 cm+66 cm+10 cm)，2种处理：处理编号M1，一膜两管六行(图2a所示)，一条滴灌带控制三行棉花灌溉，滴灌带布置在棉花宽行中间；处理编号M2，一膜三管六行(图2b所示)，一条滴灌带控制两行棉花灌溉，其中一条滴灌带布置在棉花窄行中间，其它的布置在距离棉花窄行内侧10 cm处。

传统种植模式(30 cm+60 cm+30 cm)，2种处理：处理编号M3，一膜两管四行(图2c所示)，一条滴灌带控制两行棉花灌溉，滴灌带布置在棉花宽行中间；处理编号M4，对照，无膜无滴灌带的漫灌模式(图2d所示)，种植四行棉花。

如图2所示，以上种植模式株距均为10 cm，且每组各设3组重复试验，其中膜下滴灌采用的毛管为内镶式薄壁滴灌带，滴头流量2.6 L·h-1，滴灌间距30 cm。试验区通过单独的塑料桶灌系统控制各处理的灌水量，系统首部安装压力表及调节阀，在各处理设置单独的控制球阀。

各种植模式的灌溉定额、灌水定额、灌水日期、灌水次数均相同，生育期内灌溉定额为495 mm，肥料施量跟随实验基地。灌溉施肥全程同步，边灌水边施肥，棉花生育期的灌水及施肥管理如表2所示。

图2 棉花栽培模式示意图(单位：cm)Fig.2 Cotton planting pattern(unit：cm)

处理编号Treatment灌溉方式Irritate method是否覆膜Mulching覆膜宽幅/mFilm width理论种植密度/(万株·hm-2)Planting densityM1滴灌 Drip irrigation是 Yes2.0525.75M2滴灌 Drip irrigation是 Yes2.0525.75M3滴灌 Drip irrigation是 Yes1.4522.20M4漫灌 Flood irrigation否 No-22.20

表2 棉花各生育期的灌水及施肥管理

1.3 测定项目与方法

1.3.1 株高和叶面积 棉花生长指标项目主要包括棉花的株高、叶面积指数。从棉花蕾期开始，每个测坑内标记5株棉花，每隔15 d测定一次株高、叶面积。其中叶面积采用Yaxin-1241型叶面积仪获得。

1.3.2 产量测定 根据棉花吐絮情况分3次进行采摘并记录铃数，实测每个测坑的棉花产量作为最终的产量数据，并化为每公顷产量。

1.3.3 光合指标 采用CI-340便携式光合仪测定棉花光合有效辐射强度、光合作用速率、蒸腾速率。测定选在花铃期的晴朗天气，选取每个处理分别长势均匀且采光较好的3棵棉株的3片向阳冠层叶片。具体观测时间为8∶00～20∶00，每2 h观测1次。

1.3.4 土壤质量含水率 以每个生育期灌水前后为观测阶段，用土钻采集各测坑1/3-1/2处棉花窄行间和宽行间1 m深的土壤，从地表0 cm开始，每10 cm土层取1个样，每个测坑共取22个样，采用烘干称重法测得各层土壤平均质量含水率。

1.3.5 土壤盐分的测定 在灌水前分别在宽行与窄行进行取土，烘干磨碎后过5 mm的筛子，按照1∶5的水土比例配成悬浊液，震荡均匀后，静置两个小时后，提取50 ml液体，烘干称重后得到土壤全盐量。

1.3.6 地温 采用分度值为1℃的金属直角管地温计测量5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm处的土层温度，每组地温计有5支，插放在机采棉种植的宽行与窄行间，具体观测时间为8∶00～20∶00，每2 h观测1次。并利用距测坑1 m的自动气象站实时监测大气温度。

1.3.7 产量及水分利用效率 根据棉花吐絮状况分3次采摘，称量每次采摘的产量，通过获得实际产量换算每公顷总产量。水分利用效率WUEI和WUEET分别按式1和式2计算。

WUEI=Y/I

(1)

WUEET=Y/ET

(2)

式中，Y为籽棉产量(kg·hm-2)；I为灌溉定额(mm)；ET为实际耗水量(mm)，采用水量平衡方程计算。

1.4 数据处理

本研究采用SPSS 20.0软件进行试验数据整理和统计分析，用Origin 9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式对棉花土壤水盐分布的影响

2.1.1 不同种植模式对土壤水分分布的影响 不同种植模式下土壤湿润的范围、形状不同，对作物水分吸收及生长都有很大影响。全生育期不同种植模式下土壤水分分布如图3所示，从图中可以看出，整个生育期不同种植模式下各土层土壤水分分布存在差异，土壤质量含水率随着土层深度增加而增加，变化范围为7.17%～21.26%。

在棉花生育前期(播种与苗期)，棉花生长缓慢，降雨相对较少，表层土壤蒸发量小，故不同种植模式下土壤质量含水率变化趋势基本一致，土壤水分分布较一致，质量含水率相差不大。在生育中后期，棉花植株生长加快，蒸散发加剧，表层和根系层土壤含水率较为剧烈，故不同种植模式土壤质量含水率变化存在明显差异，M4模式下各土层质量含水率明显高于其它种植模式，生育中后期其质量含水率平均达到17.17%，相比M1、M2及M3模式高出31.1%、13.7%、24.0%，这是因为M4模式是一种粗放的灌水方式，以不均匀的水量运移到土层深处，使土壤水分聚积在下层土壤，其土壤水分分布不利于作物根系吸收；M1模式下，其土壤质量含水率较M2模式与M3模式低13.2%、5.4%，滴灌带铺设在棉花宽行间，虽然土壤水分入渗均匀，但水分分布较高区在棉花宽行间，棉花根系四周水分较低；M3模式下，滴灌带布设于棉花窄行间，土壤水分较高区域分布在两行棉花间，较有利于棉花植株体的生长，而M2模式土壤水分较高区域分布也在两行棉花间，但其根区0～60 cm土壤质量含水率相比M3模式高13.0%，说明其耕层中上部保水能力更优于M3模式。

花铃期是棉花需水的敏感时期，土壤适宜含水量保持相对田间持水量的70%，可满足棉花生长对水分的基本需要。对比四种不同种植模式下0～60 cm(棉花根系区)深土体内的质量含水率进行了计算。结果表明，M1、M2、M3及M4模式下0～60 cm土体的平均质量含水率分别为13.15%、14.50%、13.76%、17.50%，相对田间持水率分别为62%、68%、65%、82%，生育期内产生了不同程度的水分胁迫。结合上述所有分析，M2模式下的土壤水分分布对棉花吸收利用水分更为有利。

2.1.2 不同种植模式对土壤盐分分布的影响 各种植模式灌溉条件不同，滴灌带铺设位置不同，因此土壤盐分分布存在一定差异。全生育期不同种植模式下土壤盐分分布如图4所示，相同灌水量下，由于土壤初始含盐率的影响，整个生育期不同种植模式下各土层土壤盐分分布存在差异，但整体上土壤含盐量从地表到深层呈现先减小后增大的分布特征。

对M1、M2及M3模式生育期棉田盐分动态变化进行分析可知：从播种到苗期，期间无灌溉，在蒸发作用下，浅层土壤积累了大量的盐分；进入蕾期后，开始进行灌溉，浅层盐分变化显著；进入花铃期后，需水量增大，需肥量也增加，花铃前期浅层盐分分布变化显著，出现了返盐现象，随着灌水次数与灌水定额的增加，使得花铃后期浅层土壤盐分含量有所减小；进入吐絮期后，灌水停止，导致含盐量再次有所增加。

图3 不同种植模式下土壤水分分布变化Fig.3 Distributions of soil water contents under different planting modes

M4模式下，进入花铃期的浅层盐分变化与上述三种模式不相符，因为无膜覆盖，且随着灌水施肥次数的增加，大气温度较高，在大气蒸发驱动下，花铃前期到花铃后期浅层盐分继续增加；进入吐絮期，大气温度降低，蒸发减小，降雨量增加，浅层含盐量显著减小。

为了探讨不同种植模式对土壤盐分的影响，对棉花根系区0～60 cm深土壤盐分进行数据分析。将播种与吐絮期的0～60 cm深土壤盐分进行了计算(见表3)，M1、M2、M3模式下吐絮期较播种时的棉花根层土壤平均盐分呈不同程度减小趋势，0～60 cm土层盐分含量相比播种时分别减小了16.34%、2.67%、0.72%，且无明显的盐分累积，是因为这三种模式滴水方式均属于滴灌，滴灌的淋洗作用下可以为作物根系营造一个良好的盐分环境，滴灌带相对棉花的生长位置而言，其中M2与M3模式其滴灌带布置在棉花植株较近地方，使得棉花根区处于湿润体中心，水分再分布过程中棉花主根区的盐分被驱于根系层外；在M1模式下，其滴灌带布设距离棉花植株较远，湿润峰边缘距离棉花窄行较近，在一定程度上会使得棉花根区受盐分的胁迫；在M4模式下棉花根层土壤平均盐分增加了17.89%，主要是因为滴灌模式下地膜几乎覆盖整个表层，因而地表蒸发量较小，而漫灌模式下无地膜覆盖，在大气蒸发驱动力的作用下，土壤盐分随着水分向地表迁移，易形成表层盐分聚积。

综上所述，在生育期末，除M4模式外，M1、M2、M3模式都没出现返盐现象，相对滴灌带铺设位置，结合盐分的变化，M2模式下的盐分分布更利于棉花生长。

图4 不同种植模式下土壤盐分分布变化Fig.4 Distributions of soil salt contents under different planting modes

种植模式Planting modes播种/(g·kg-1)Sowing吐絮期/(g·kg-1)Boll-opening变化量/(g·kg-1)Variation脱盐率/%Ratio of desalinizationM12.241.880.3716.34M21.741.690.052.68M32.052.030.010.72M41.772.09-0.32-17.89

2.2 不同种植模式对土壤温度的影响

适宜的土壤温度对作物棉花生长发育及产量的形成具有密切的关系[14]，为了探讨不同种植模式对棉花土壤温度日变化的影响，利用观测的土壤温度试验资料绘制了土壤日变化过程曲线图(图5)。由图5可以看出不同种植模式下的地温日变化与大气温度变化过程具有类似趋势，土深为5、10、15 cm处日变化幅度较大，趋势明显相同，而深层20、25 cm处的土壤变化相对缓慢，其中M4模式整体日变化幅度最大，这表明M4模式下土壤温度对太阳辐射比较敏感。这是因为M4模式下没有地膜的覆盖，无法减缓太阳辐射对表层地温的作用，故其试验结果与其它种植模式相比有明显差异。为了更清楚表达不同种植模式对土壤温度的影响，利用不同时间段的地温增量来反映种植模式对地温的影响。

根据测得地温，计算不同种植模式下不同时间段温度增量，由表4数据可见在16∶00之间四种种植模式的地温都在增加，M4模式下土壤温度增量幅度大于其它三种种植模式，在8∶00～12∶00时间段M4模式下5 cm土层升高了7.6℃，而其它三种模式分别升高了3.9℃、3.2℃、3.8℃。在16∶00～20∶00时间段四种模式下土壤表层土壤5 cm～10 cm处的地温开始随着大气温度的降低而降低，而深层土壤的地温处在增加阶段，此时M4模式下土壤温度增量幅度还是大于其它三种种植模式，其表层5 cm处降低了2.1℃，这是因为大气温度降温快，而覆膜具有保温作用，因此短时间内覆膜下降幅度相对未覆膜的较小。

图5 不同种植模式下土壤温度日变化Fig.5 Daily soil temperature in different planting modes

种植模式Planting modes土层深度/cmSoil depth8∶00～12∶0012∶00～16∶0016∶00～20∶00均值Average53.92.1-0.11.97102.22.40.41.67M1151.01.20.91.03200.30.90.90.70250.30.90.50.5753.25.4-1.12.50103.44.0-1.32.03M2150.93.6-0.61.30201.01.60.30.9725010.80.6053.85.1-1.72.40104.04.3-0.72.53M3150.62.90.51.33200.31.40.60.772500.70.90.5357.62.7-2.12.73103.24.6-1.22.20M4151.33.8-11.37200.62.40.31.102501.10.70.60

2.3 不同种植模式对棉花生长的影响

2.3.1 不同种植模式对棉花光合的影响 光合作用是棉花生长发育和产量形成的基础，为了研究不同种植模式下光合有效辐射的变化，绘制了不同种植模式下的光合有效辐射日变化曲线，由图6a可知，四种种植模式下棉花的光合有效辐射日变化趋势基本相同，整体趋势呈抛物线型，在16∶00出现最大值后，逐渐下降，这是因为该地区日照时间长、光照强度大，故光合有效辐射持续时间长，同时表明光合有效辐射受种植模式的影响较小。

花铃期是棉花生育的最旺盛的时期，对光照条件有很高的要求，光合速率的大小直接反映棉花光合作用的强度，决定了棉花的生长状态。不同种植模式棉花的净光合速率日变化如图6b所示。从图中可看出，不同种植模式棉花净光合速率日变化均呈双峰型曲线。在上午叶片净光合速率随着光照强度的增加而逐渐上升，在12∶00左右达到第1个高峰，随着光照强度的加强和温度上升，光合速率逐渐下降，在14∶00左右出现光合午休现象，随后光合速率继续上升，在16∶30左右达到第2个高峰，此后叶片净光合速率逐渐降低。在花铃期，不同种植模式下其净光合速率大小为：M4>M2>M3>M1，四种种植模式灌水量相同，但是净光合速率不同，存在明显差异，研究表明这是由于土壤水分环境不同造成的，本试验中，花铃期四种模式下0～60 cm土层土壤平均质量含水率分别为13.15%、14.50%、13.76%、17.50%，说明土壤含水率在一定范围内，土壤含水率越高，净光合速率也较大。

2.3.2 不同种植模式对棉花生长指标及产量的影响 株高与叶面积是衡量棉花群体长势的重要指标。不同种植模式下棉花的株高、叶面积如图7所示。从图7a可看出，不同种植模式棉花的株高在播种后的58 d开始进入迅速增长阶段，至88 d时生长变缓，103 d时生长基本不再变化，M1、M2、M3、M4模式的株高分别为62.7、69.9、59.2和75.2 cm，存在着较大的差异。从图7(b)可看出，叶面积在棉花播种88 d时生长变缓，至103 d时达到最大，此时不同模式叶面积为M4>M2>M1>M3，经过喷洒生长抑制剂，叶面积在达到最大值后逐渐下降。

图7表明，M1、M2与M3模式下棉花的株高、叶面积呈现出比较一致的变化趋势，各个生长发育阶段，M2模式的棉花株高、叶面积均处于最高水平，M1棉花的株高、叶面积略高于M3；M4模式因为没有地膜的覆盖，相比其它模式，在生育前期株高与叶面积均处于较低水平，在7-8月地区降雨比较充沛，故其株高与叶面积均开始迅速增长，直至生育末期处于几种模式的最高水平；这与各模式间土壤水分分布对棉花光合作用及吸收利用水分的影响程度基本吻合，表明根区土壤水分分布是影响作物的重要因素；此外，地温也是影响棉花生长的重要因素，棉花是喜温作物，覆膜下的棉花前期生长表现出了良好的水平。

图6 不同种植模式下光合日变化Fig.6 Daily photosynthetic under different planting modes

图7 不同种植模式下棉花株高、叶面积的变化Fig.7 Cotton plant height and leaf area of different planting modes

不同种植模式对棉花生长发育所产生的影响不同，最终将反映在各处理的籽棉产量和水分利用效率上。从表5可以看出，在相同灌溉定额、灌溉频率下，M2模式的籽棉产量处于较高水平，较M1、M3和M4模式增加6.1%、11.0%和36.5%。同时对WUE进行了对比分析，结果表明虽然灌水定额、灌溉频率相同，但耗水量不同，故水分利用效率存在差异，M2模式下棉花具有最高的WUEET，达到1.07 kg·m-3，M1和M3模式次之，M4模式最低，仅0.77 kg·m-3。各处理WUEI的表现规律与WUEET基本一致。水分利用效率取决于产量和耗水量，而棉花的产量和耗水量与种植模式紧密相关，在灌水定额相同下，由于M3和M4模式的种植密度小，在一定程度上水分利用效率低于其它两种模式；M1与M2模式种植条件相同，但是滴灌带布设位置不同，在M2模式下棉花根区水盐分布更利于棉花生长，土壤保温、提温效果好，棉花植株大，果枝果节多，能够获得较高的产量及水分利用效率。

表5 不同种植模式下棉花产量及水分利用效率

注：依据水量平衡方程耗水量为储水量变化、有效降雨量与灌溉定额相加所得，地下补给量、深层渗透量及地表径流量忽略不计。

Note：According to the water balance equation, the crop evapotranspiration is the change of soil water storage added to the precipitation and the irrigation quota, the underground supply, the deep penetration and the surface runoff are neglected.

3 讨 论

新疆是典型的大陆性干旱气候，农业生产灌溉水不足和水资源利用率过低的矛盾共存，棉花节水灌溉技术的实施势在必行，同时由于人工采棉效率低、成本高等原因，棉花生产机械化也在迅速发展，所以在利用棉花节水技术的同时并实行配套的机械化技术，能够实现棉花产业的低耗、高效、优质的目标。而在实际生产中灌溉方式、种植密度、覆膜宽度及滴灌带的铺设方式与数量等因素都会影响着棉花的土壤水热环境，并最终影响棉花的生长发育及产量，因此合理的种植模式对促进棉花生长发育、产量有重要意义。

在新疆石河子地区，冬天降雪较大，棉花播种前土壤初始含水率较高，加上受上一年种植的影响，M1、M2、M3及M4模式的初始含水率分别为16.31%、16.81%、17.23%、16.68%。可知四种模式下土壤初始含水率存在差异，但相差不大，但在一定程度上会对生育期内水分、盐分、温度变化等产生影响，这种影响是相对较小的，主要还是由于种植模式的不同导致土壤水分、盐分、温度变化等存在显著差异。

不同种植模式下土壤水分运移不同。不同灌溉方式下，以漫灌方式灌水，浅层土壤含水量较低，存在较大数量水分渗漏损失，而以滴灌方式灌水，水分入渗均匀，土壤表层始终处于湿润状态[15,16]；以滴灌方式灌水，棉花根系绝大部分分布在0～40 cm，故浅层土壤质量含水率较高，有利于棉花植株生长发育[17]；且滴灌双管布置能够为主要根系层形成充足的供水空间，而单管布置棉花易受水分胁迫[18,19]，这与本文得到的结论相呼应。本文试验表明在相同灌水定额下，M4模式下土壤质量含水率较相比M1、M2及M3模式的高，但是其分布并不利于根系的吸收；在相同灌水条件下，M2模式其质量含水率在0～40 cm相比M3模式下高，说明在该模式下其耕层中上部保水能力更优于M3模式；相同种植条件下，M2模式土壤水分高于M1模式，这是由于滴灌带布设位置，M2模式相比M1模式其滴灌带的布设能够给予棉花根系充足的水分空间，有效减小棉花的水分胁迫。

不同种植模式下土壤盐分运移不同。不同灌溉方式下，相对漫灌方式，滴灌方式进行更能够有效保持土壤水分，均匀驱离盐分[15]；以滴灌方式进行灌溉，双管布置湿润锋在宽行形成交汇，盐分随水分淋洗出主要根系层，控盐效果较单管布置好[18]。本研究中0～60 cm土层，M1、M2、M3模式下吐絮期较播种时的棉花根层土壤平均盐分呈不同程度减小趋势，仅M4模式下棉花根层土壤平均盐分增加，其中M2模式下模式根层土壤盐分动态变化较其它模式稳定，这与上述研究结论保持一致。

不同种植模式下土壤温度变化不同。已有研究发现地膜覆盖在作物生育前期具有明显的增温效应[14]，短时间内覆膜下降幅度相对未覆膜的较小[11]，本文研究结论与上述研究结论基本保持一致，但同时已有研究表明[20]在新疆棉花生长中，膜下土壤温度与有效积温随覆膜宽度的变化而存在较大差异，且覆膜宽度增大，增温效果更加明显，而本研究中M1、M2与M3模式在5 cm处日积温分别为6.9℃、7.5℃、7.8℃，与上述研究结论不太一致，这可能因为棉花生长期处于花铃前期，地膜完整性因为自然环境因素等已经被破坏。

本文研究的M1与M2模式都属于超宽膜机采模式，相比传统的M3与M4模式，实现了采收与种植的机械化，极大缓解了采棉劳动力不足、人工采棉成本增加等问题，在水分利用效率与产量上也表现出较高的水平，建议在北疆地区可大力推广超宽膜机采模式，尤其是一膜三管六行模式(M2)。但该试验为一年棉花生育期资料，试验土壤本底盐分含量及水分含量在不同的年季气候变化下都有所不同，建议应因地制宜地选择棉花节水、高产的种植模式。

4 结 论

1)种植模式不同使得土壤水盐运移有所差异，各生育期土壤水分运移和盐分运移不同，M4模式下各土层质量含水率明显高于其它种植模式，但其水分分布并不利于棉花植株吸收；M2模式根系层土壤含水率次之，其土壤水分分布对于棉花的生长和水分吸收利用却是最为有利的。除M4模式外，各种植模式根层土壤盐分含量前期增加、中期降低、后期增加，M1模式下，湿润峰边缘距离棉花窄行较近，在一定程度上会使得棉花根区受盐分的胁迫，因M2及M3模式滴灌带的布设距离棉花植株较近，在主要根系层形成适宜棉花生长的淡化脱盐区，结合盐分变化，M2模式下的盐分分布更利于棉花生长。

2)种植模式不同使得土壤温度变化有所差异，M4模式下的土壤温度，增温快，降温也快，不利于保温，所以不利于棉花的生长；而其它三种覆膜种植模式下土壤温度增温快，降温慢，表现出了较好的保温、提温作用，有利于棉花的生长发育，其中M2模式表现的最优。

3)不同种植模式对棉花所产生的影响将最终反映在籽棉产量和WUE，结果表明：M2模式的产量(6 701 kg·hm-2)明显高于其它三种种植模式，且其WUEET最高，为1.07 kg·m-3，M4模式最低，仅0.77 kg·m-3。