麥棉套作模式下氮磷鉀用量對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育性狀及產(chǎn)量的影響

王樹(shù)林++祁虹++王燕++張謙++馮國(guó)藝++林永增++梁青龍

摘 要：在麥棉套作模式下，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，針對(duì)氮、磷、鉀3種元素分別設(shè)置了0，75，150，225，300 kg·hm-2 5個(gè)用量梯度，研究氮磷鉀肥用量對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)果表明，氮肥促進(jìn)棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，棉花單株鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量均顯著提高，磷鉀肥則無(wú)增產(chǎn)效果。在河北省南部高肥力地塊，麥棉套作模式下棉花季節(jié)合理肥料用量為N 225 kg·hm-2，K2O 75 kg·hm-2，免施磷肥。

關(guān)鍵詞： 麥棉套作；氮磷鉀；棉花；生長(zhǎng)發(fā)育性狀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.029

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)糧食安全問(wèn)題的日益重視[1-2]，以及棉花市場(chǎng)的持續(xù)低迷，傳統(tǒng)一熟棉區(qū)棉花種植面積銳減，棉花生產(chǎn)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在河北省南部的部分高水肥地區(qū)，由于光熱資源的增加，已經(jīng)具備了麥棉套作一年兩熟的條件，因此發(fā)展麥棉套作，提高復(fù)種指數(shù)，增加棉田收益勢(shì)在必行。在由棉花一熟向麥棉兩熟轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，如何利用小麥與棉花需肥規(guī)律的異同而合理施肥，是麥棉兩熟種植模式中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。關(guān)于麥棉套作適宜施肥量，前人曾有相關(guān)研究，董天浴等[3]在山東菏澤、王瑛等[4]利用盆栽、董合林等[5]在河南商丘市等地進(jìn)行了相關(guān)研究，但結(jié)果不盡相同，主要原因在于肥料試驗(yàn)受土壤基礎(chǔ)地力、氣候條件等影響較大，本試驗(yàn)在河北省中南部高肥力地塊開(kāi)展麥棉套作模式下的氮磷鉀肥料用量試驗(yàn)，旨在為該地區(qū)合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年在河北省邯鄲市曲周縣西漳頭村河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)田進(jìn)行，試驗(yàn)棉花品種為冀雜2號(hào)。試驗(yàn)田為粘壤土，地力均勻，地勢(shì)平坦，排灌方便。0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)14.6 g·kg-1，全氮0.998 g·kg-1，速效磷38.9 mg·kg-1，速效鉀285.8 mg·kg-1，屬高肥力地塊。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，氮、磷、鉀元素分別設(shè)置5個(gè)用量梯度，詳見(jiàn)表1。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)寬6.4 m，長(zhǎng)10.0 m。麥棉套種模式為4-2式，即小麥播種4行，幅寬80 cm，棉花預(yù)留行80 cm，套種2行棉花。棉花于4月24日播種，播種后澆蒙頭水，小麥6月10日收獲。

試驗(yàn)小區(qū)中氮肥處理每公頃施重過(guò)磷酸鈣325 kg，氯化鉀250 kg；磷肥處理每公頃施尿素486 kg，氯化鉀250 kg；鉀肥處理每公頃施尿素486 kg，重過(guò)磷酸鈣325 kg；所有肥料在小麥?zhǔn)斋@后溝施于棉花行間，隨后灌水。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 每小區(qū)固定20株棉花，于6月15日調(diào)查株高、真葉數(shù)，7月15日、8月15日調(diào)查株高、果枝數(shù)、成鈴數(shù)，9月10日調(diào)查成鈴數(shù)。收獲期每小區(qū)收取20株全部吐絮鈴，測(cè)定單鈴重、衣分，小區(qū)10月22日收獲一次霜前花，10月30日全部收獲并計(jì)算霜前花率、籽棉產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對(duì)棉花株高及果枝的影響

如表2所示，6月15日不同氮肥用量間株高差異不大，到7月15日與8月15日時(shí)不施氮肥的對(duì)照其株高低于施氮處理的，隨施氮量增加株高有增加趨勢(shì)；6月15日真葉數(shù)除不施氮肥處理偏低外，其它處理間差異不明顯，7月15日果枝數(shù)、8月15日果枝數(shù)結(jié)果相似，均是不施氮肥的對(duì)照低于施氮處理，隨施氮量增加，果枝數(shù)有增加的趨勢(shì)。這一結(jié)果表明，在麥棉套作模式下，不施氮肥會(huì)導(dǎo)致土壤中氮素供給不足，抑制棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，隨著氮肥用量的增加，棉株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)量逐漸增大。

2.2 氮肥用量對(duì)棉花三桃比例的影響

如表3所示，氮肥對(duì)伏桃數(shù)影響較大，不施氮肥處理其伏桃數(shù)最少，隨著氮肥用量增加，伏桃數(shù)增加，而過(guò)量施用氮肥又導(dǎo)致伏桃數(shù)量下降；伏桃比例以N4最高，其秋桃比例則最低。結(jié)果表明，在麥棉套作模式下，可以通過(guò)控制氮肥用量調(diào)節(jié)伏桃比例，達(dá)到多結(jié)優(yōu)質(zhì)成鈴的目的。

2.3 氮肥用量對(duì)棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表4所示，氮肥用量對(duì)單株鈴數(shù)、單鈴重與籽棉產(chǎn)量均有顯著影響，不施氮肥對(duì)照顯著降低，而不同氮肥量之間差異不顯著，單株鈴數(shù)N4最高，較對(duì)照多2.9個(gè)，籽棉產(chǎn)量也以N4最高，達(dá)到4 413 kg·hm-2，較對(duì)照增加16.9%。氮肥用量對(duì)衣分及霜前花率無(wú)明顯影響。根據(jù)以上結(jié)果，麥棉套作模式下氮肥用量控制在225 kg·hm-2為宜。

2.4 磷肥用量對(duì)棉花生育性狀的影響

如表5所示，磷肥對(duì)棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)影響不大，不施磷肥的對(duì)照其棉花株高、真葉數(shù)、果枝數(shù)與施磷處理的基本沒(méi)有差異，表明在當(dāng)前土壤肥力下，麥棉套作模式下的土壤中磷素足以供應(yīng)棉花正常生長(zhǎng)需求。

2.5 磷肥用量對(duì)棉花三桃比例的影響

如表6所示，磷肥對(duì)棉花三桃的比例影響不明顯，不同處理的棉花伏桃比例在31.3%～33.8%之間。

2.6 磷肥用量對(duì)棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表7所示，磷肥對(duì)單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分、霜前花率、籽棉產(chǎn)量均無(wú)顯著影響，究其原因，主要是土壤中磷素積累量過(guò)高，速效磷含量達(dá)到了38.9 mg·kg-1，這與前些年農(nóng)民大量施用磷酸二銨有關(guān)，而棉花是需磷量很少的作物，因此導(dǎo)致土壤中磷素大量富集，另一方面在麥棉套作模式下，小麥季節(jié)施用了較多的磷肥，更弱化了磷肥的效應(yīng)。據(jù)此結(jié)果，在麥棉套作模式下，棉花季節(jié)可免施磷肥，僅利用上季殘留磷素就可滿足棉花生長(zhǎng)的需要。

2.7 鉀肥用量對(duì)棉花生育性狀的影響

如表8所示，鉀肥對(duì)棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)效應(yīng)不明顯，不同時(shí)期株高在不施鉀肥與施用鉀肥處理間無(wú)差異，真葉與果枝數(shù)亦無(wú)明顯差異。

2.8 磷肥用量對(duì)棉花三桃比例的影響

如表9所示，鉀肥對(duì)三桃數(shù)量與三桃比例沒(méi)有明顯的影響，不同處理間差異不明顯。

2.9 鉀肥用量對(duì)棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表10所示，鉀肥對(duì)棉花單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分、霜前花率、籽棉產(chǎn)量均沒(méi)有顯著影響，其中以K2單株鈴數(shù)最高，產(chǎn)量也高于其他處理，達(dá)到了4 006 kg·hm-2。

本試驗(yàn)中，土壤基礎(chǔ)地力速效鉀含量高達(dá)285.8 mg·kg-1，是導(dǎo)致鉀肥效應(yīng)不明顯的主要因素，而土壤中鉀素積累量高的原因有兩個(gè)方面：一方面是粘土地中普遍存在鉀素含量偏高的現(xiàn)象，另一方面是近年來(lái)在棉花施肥中鼓勵(lì)多施鉀肥，對(duì)于棉花來(lái)說(shuō)土壤鉀素已處于過(guò)量水平。根據(jù)籽棉鉀素含量及棉花產(chǎn)量計(jì)算得出每公頃產(chǎn)4 000 kg籽棉需從土壤中帶走K2O約40 kg，結(jié)合本試驗(yàn)結(jié)果，在高肥力地塊麥棉套作模式下，棉花季節(jié)鉀肥用量控制在75 kg·hm-2左右完全可滿足棉花生長(zhǎng)需要。

3 結(jié)論與討論

肥料試驗(yàn)結(jié)果受土壤基礎(chǔ)地力、氣候條件的影響較大，因此，在不同地區(qū)試驗(yàn)結(jié)果往往大相徑庭。本試驗(yàn)在河北省南部高肥力地塊進(jìn)行，結(jié)果顯示，氮肥對(duì)棉花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)具有明顯促進(jìn)作用，提高了單株鈴數(shù)、單鈴重與籽棉產(chǎn)量，磷鉀肥則無(wú)增產(chǎn)效果，其原因可能與下列因素有關(guān)：一是在傳統(tǒng)一熟棉區(qū)，化學(xué)肥料的應(yīng)用在前些年經(jīng)歷了重施磷肥（主要是磷酸二銨、過(guò)磷酸鈣等）階段[6]，由于棉花對(duì)磷肥的需要量較少，因此導(dǎo)致土壤中富集了大量的磷素，近年來(lái)隨著轉(zhuǎn)基因棉花品種的推廣，其需鉀量大的特點(diǎn)被廣泛認(rèn)知[7]，棉田大量增施鉀肥，導(dǎo)致棉田鉀素含量逐漸上升，而氮素由于易分解[8-9]，同時(shí)存在反硝化等作用[10]，在土壤中較難累積；二是試驗(yàn)田土壤磷素與鉀素含量均處于相當(dāng)高的水平，影響到了試驗(yàn)結(jié)果。因此，在由棉田一熟制向麥棉兩熟模式轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，氮肥表現(xiàn)出了明顯的增產(chǎn)效果，而磷鉀肥則未表現(xiàn)出增產(chǎn)效果。

考慮到麥棉套作模式下小麥季節(jié)施用磷肥較多，而棉花對(duì)磷素吸收量小的特點(diǎn)，在棉花季節(jié)可免施磷肥，盡管鉀肥同樣未表現(xiàn)出增產(chǎn)效應(yīng)，但轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉品種需鉀量較大，因此根據(jù)籽棉鉀素含量[11]及棉花產(chǎn)量計(jì)算出棉花季節(jié)鉀素的田間移出量，推薦鉀肥用量控制在75 kg·hm-2，可實(shí)現(xiàn)土壤鉀素的平衡，有利于土壤肥力的維持，氮肥用量則以225 kg·hm-2為宜。

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