氮肥對非充分灌溉下棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的補償作用

石洪亮，張巨松，嚴(yán)青青，李春艷，李健偉

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/教育部棉花工程研究中心，烏魯木齊 830052）

非充分灌溉是針對水資源的緊缺與用水效率低下的普遍性問題而提出的，糧食和經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)中先后出現(xiàn)了非充分灌溉，又稱為有限灌溉或虧缺灌溉，不追求單位面積的最高產(chǎn)量，允許一定限度的減產(chǎn)。

新疆棉區(qū)光熱資源充足，但作物生長季節(jié)降雨少，對灌溉水的需求非常大，水資源緊缺已成為新疆制約作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素[1]。膜下滴灌技術(shù)早已服務(wù)于棉花、番茄等作物，不僅可以對田間土壤進(jìn)行精量的水分控制，還能有效減少地表徑流、棵間蒸發(fā)和深層滲漏[2-3]。

水分虧缺是作物生長環(huán)境中普遍存在的一種逆境脅迫，也是影響干旱半干旱地區(qū)作物生產(chǎn)的主要因素，水分和養(yǎng)分具有強烈的交互作用，旱地農(nóng)業(yè)中植物營養(yǎng)的基本問題在于如何在水分受限制的條件下合理使用肥料，達(dá)到“以肥調(diào)水、以水促肥”的目的，提高作物的水分利用效率，增強抗旱性，促進(jìn)作物對有限水資源的充分利用[4-7]。但并不是每種作物、每個生育期、任何程度的水分虧缺都會對作物造成傷害和減產(chǎn)，作物在生理生化代謝和生長發(fā)育等方面具有一定的調(diào)節(jié)作用[8-9]。作物在干旱后增施氮肥可以產(chǎn)生補償效應(yīng)，通過施肥來補充土壤營養(yǎng)物質(zhì)不僅能解除水分脅迫因子的影響，而且通過調(diào)節(jié)作物的生理過程，有效地提高作物產(chǎn)量和水分利用效率，補償因水分不足而造成的損失[10]。研究結(jié)果顯示，水分虧缺抑制了作物的生長、產(chǎn)量和氮素吸收利用能力，氮素營養(yǎng)可增強作物抗干旱的能力，且能夠通過適量供氮減輕水分虧缺對作物生長發(fā)育的影響，促進(jìn)作物在干旱條件下的生長；同時水分虧缺會減少葉片對氮素的吸收，降低氮素向生殖器官的轉(zhuǎn)運[11-13]。但施氮過量會推遲作物干物質(zhì)積累起始時間和最大積累速率出現(xiàn)時間，不利于作物光合產(chǎn)物特征參數(shù)的協(xié)調(diào)，進(jìn)而影響產(chǎn)量[14]。吳自明等[15]研究表明，適量增施氮肥是降低水分虧缺危害、增強葉片光合功能、延長葉片功能期、防御早衰的有效措施。氮素顯著影響纖維品質(zhì)，適宜施氮可以改善棉纖維品質(zhì)，優(yōu)化氮肥管理措施能夠顯著提高纖維長度和比強度[16-19]。

前人對紫花苜蓿[4]、小麥[5-6,11]、水稻[7,15,20]、油菜[13]及果樹[12]水分虧缺灌溉下的氮肥效應(yīng)研究已較多，目前在棉花上的主要研究方向為調(diào)虧灌溉[21-22]和干旱后復(fù)水[9,23-24]，在全生育期非充分灌溉下增施氮肥對棉花產(chǎn)量形成的補償效應(yīng)還未見報道。本試驗研究在非充分灌溉下增施氮肥對棉花產(chǎn)量及氮肥利用率的影響，以期揭示氮肥對棉花產(chǎn)量的補償效應(yīng)，為干旱地區(qū)棉花水肥高效管理技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2015、2016年的4—10月份在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所實驗基地進(jìn)行，該基地位于新疆阿克蘇市阿瓦提縣豐收二場一連，地處北緯39°31′～40°50′、東經(jīng) 79°45′ ～81°5′之間，屬暖溫帶大陸性干旱氣候，無霜期183～227 d，年均日照2750～3029 h，全年 ≥ 10℃積溫3802.9℃，多年平均降水量46.7 mm，多年平均蒸發(fā)量1890.7 mm，土壤類型為灰漠土，土壤平均容重1.44 g/cm3，播種前土壤質(zhì)量含水率 (0—60 cm) 平均為16.24%。連續(xù)2年土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗設(shè)計

采用裂區(qū)試驗設(shè)計，主區(qū)為總灌溉量，分別為非充分灌溉2800 m3/hm2(當(dāng)?shù)匾话忝尢锲骄? 和常規(guī)灌溉3800 m3/hm2(棉花正常生長灌溉水平)；副區(qū)為4個施氮 (N) 水平，即0、150、300、450 kg/hm2，分別以N0、N150、N300、N450表示。供試棉花品種為當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣種植的新陸中54號。采用機采棉種植模式，行距配置 (66 + 10)cm，膜間行距60 cm，株距11 cm，理論株數(shù)為24.25萬株/hm2。小區(qū)面積44.85 m2，重復(fù)3次，重復(fù)間距50 cm，占地面積為1159.2 m2。

根據(jù)本研究團(tuán)隊前期研究成果，基肥追肥比例為2∶8可使棉花對養(yǎng)分吸收達(dá)到最佳水平，棉花蕾期不灌溉對棉花的影響是不可修復(fù)的，對產(chǎn)量的形成有巨大的影響；同時，總結(jié)前人研究結(jié)果，棉花花鈴期需水需肥量為總量的70%，灌溉10次及每7 d灌溉一次對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成有最佳的調(diào)控效應(yīng)。因此，本試驗共滴灌10次，自現(xiàn)蕾(6月16—20日) 開始滴灌，一個灌溉周期為7 d，每次滴灌量由水表控制，施氮量經(jīng)電子秤稱量后，對應(yīng)各處理放入施氮罐中，隨水滴施，按照1水1肥進(jìn)行。施用的肥料為尿素、顆粒狀過磷酸鈣 (P2O512%) 和農(nóng)用顆粒鉀肥 (K2O 40%)?；剩耗蛩厥┯每偭康?0%，顆粒狀過磷酸鈣200 kg/hm2，農(nóng)用顆粒鉀肥100 kg/hm2。追肥：全部施用尿素 (總量的80%)，如表2所示。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì) 2015—2016年播種前按五點對角線方法取0—20、20—40、40—60 cm土層土樣，測定土壤全氮、速效氮、速效磷、速效鉀及有機質(zhì)含量。

1.3.2 植株地上部干物質(zhì)及全氮含量 于棉花現(xiàn)蕾期、盛蕾期、初花期、盛花期、盛鈴期和吐絮期取樣，選取具有代表性的6株棉花，按葉、莖、蕾、鈴殼和棉纖維等不同器官分開，105℃殺青30 min，然后于80℃恒溫烘至恒重，測定其干物質(zhì)量。烘干的棉株樣品經(jīng)粉碎，過0.5 mm篩，備用。采用奈氏比色法測定棉株不同部位的全氮含量。

表2 各處理每次灌溉水量和施氮量Table 2 Irrigation and nitrogen amount in the listed irrigation cycle in the treatments

地上部棉株干物質(zhì)與氮積累量的增長符合Logistic曲線，其基本模型為y = k/[1 + e(a+bt)]。式中：y為棉株干物質(zhì)或氮積累量；k為理論的最大值；t為出苗后的天數(shù)；a、b為待定系數(shù)。分別對方程求導(dǎo)數(shù)，可得相應(yīng)Logistic曲線生長特征值：進(jìn)入快速增長期時間拐點t1= (a-1.317)/b；結(jié)束快速增長期時間拐點t2= (a + 1.317)/b；最大生長速率Vm=-bk/4；最大生長速率出現(xiàn)時間t0= -a/b；快速增長持續(xù)時間Δt = t2-t1；快速增長期特征值GT = -bkΔt/4，為干物質(zhì)與氮積累量已達(dá)到最大積累量的65%以上。1.3.3 產(chǎn)量及纖維品質(zhì) 2015—2016年在棉花吐絮期，記錄每小區(qū)株數(shù)和鈴數(shù)，選取有代表性的棉株，從上至下取棉花樣品100朵，測其鈴重，將采集的棉花纖維樣品，送往新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花纖維檢測中心檢測，重復(fù)3次。

1.3.4 計算公式 水分利用率 (kg/m3) = 籽棉產(chǎn)量/總灌溉量；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率 (kg/kg) = (施氮區(qū)產(chǎn)量 - 不施氮區(qū)產(chǎn)量)/施氮量；

氮肥利用率 (%) = (施氮區(qū)植株總吸氮量 - 不施氮區(qū)植株總吸氮量)/施氮量 × 100；

氮素轉(zhuǎn)運率 (%) = (盛鈴期前營養(yǎng)體氮素積累量 -吐絮期營養(yǎng)體氮素積累量)/盛鈴期前營養(yǎng)體氮素積累量 × 100。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2013、SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用General Linear Model-Univariate Proce-Dure進(jìn)行兩因素方差分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 非充分灌溉下增施氮肥對棉花地上部干物質(zhì)積累量的影響

非充分灌溉下增施氮肥對棉花地上部干物質(zhì)的動態(tài)累積模型參數(shù)見表3。非充分灌溉下干物質(zhì)積累的最大生長速率出現(xiàn)時間、進(jìn)入快速增長期的時間、結(jié)束快速增長期時間及快速增長持續(xù)時間較常規(guī)灌溉分別平均提前了5 d、2 d、6 d及4 d。非充分灌溉與常規(guī)灌溉下各氮肥處理干物質(zhì)積累最大生長速率出現(xiàn)時間、進(jìn)入快速增長期的時間、結(jié)束快速增長期時間及快速增長持續(xù)時間由早到晚順序為N0、N150、N300、N450；最大積累速率與快速增長期生長特征值 (GT) 均表現(xiàn)為 N300 ＞ N450 ＞ N150 ＞N0。非充分灌溉下N150、N300、N450處理干物質(zhì)積累量較N0處理分別增加了11.7%、37.1%、38.6%，最大積累速率較N0處理分別提高了6.9%、30.4%、28.7%，GT較N0處理增加了12.4%、44.6%、42.1%；常規(guī)灌溉下N150、N300、N450處理干物質(zhì)積累量較N0處理分別增加了11.6%、36.9%、38.9%，最大積累速率較N0處理提高了8.1%、29.8%、18.7%，GT較N0處理增加了10.5%、36.2%、31.9%；且非充分灌溉下N300處理補償效應(yīng)較常規(guī)灌溉下N300處理干物質(zhì)積累量、最大積累速率及GT分別提高了0.4%、1.9%及18.8%。

表3 不同處理棉花地上部干物質(zhì)積累Logistic模型及其特征值Table 3 Coefficients of the logistic models for aboveground dry matter accumulation of cotton under different treatments

2.2 非充分灌溉下增施氮肥對棉花干物質(zhì)分配的影響

由圖1可知，非充分灌溉與常規(guī)灌溉下各氮肥處理營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)積累和分配比例均隨生育進(jìn)程的推移而逐漸增加，初花期前營養(yǎng)生長速度快，初花期后生殖器官生長逐步加大。同一氮肥處理下，非充分灌溉較常規(guī)灌溉下各氮肥處理營養(yǎng)器官和生殖器官積累分別平均降低了4.1%、9.4%。同一灌溉量下，隨著氮肥施用量的增加，營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累量呈增加趨勢，表現(xiàn)為N450 ＞ N300 ＞N150 ＞ N0；生殖器官干物質(zhì)積累量呈先升后降的趨勢，表現(xiàn)為 N300 ＞ N450 ＞ N150 ＞ N0。非充分灌溉與常規(guī)灌溉下均以N300處理利于營養(yǎng)生長及時向生殖生長轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運率分別為30.7%和31.8%，且非充分灌溉下N300處理補償生殖器官干物質(zhì)分配比例補償效應(yīng)較常規(guī)灌溉下N300處理提高了24.0%(表4)。

2.3 非充分灌溉下增施氮肥對棉花地上部氮素積累量的影響

非充分灌溉下增施氮肥對棉花地上部氮素的動態(tài)累積模型參數(shù)見表5。非充分灌溉下氮素積累的最大生長速率出現(xiàn)時間、進(jìn)入快速增長期的時間、結(jié)束快速增長期時間及快速增長持續(xù)時間較常規(guī)灌溉分別平均提前了4 d、3 d、5 d及2 d。非充分灌溉與常規(guī)灌溉下各氮肥處理氮素積累最大生長速率出現(xiàn)時間、進(jìn)入快速增長期的時間、結(jié)束快速增長期時間及快速增長持續(xù)時間均表現(xiàn)為N450 ＞ N300 ＞N150 ＞ N0；最大積累速率與快速增長期生長特征值(GT) 均表現(xiàn)為 N300 ＞ N450 ＞ N150 ＞ N0。非充分灌溉下N150、N300、N450處理棉花最大積累速率較N0處理分別提高了15.2%、27.3%、26.9%，GT較N0處理增加了31.8%、56.5%、53.0%；常規(guī)灌溉下N150、N300、N450處理棉花最大積累速率較N0處理分別提高了14.4%、26.4%、21.5%，GT較N0處理增加了31.9%、56.2%、47.4%；且非充分灌溉下N300處理補償效應(yīng)較常規(guī)灌溉下N300處理最大積累速率和GT分別提高了3.1%、0.4%。

2.4 非充分灌溉下增施氮肥對棉花地上部氮素積累與分配的影響

由表6可知，非充分灌溉與常規(guī)灌溉下各氮肥處理在不同生育時期均存在顯著性差異 (P ＜ 0.05)。

非充分灌溉下各氮肥處理在盛蕾期至盛花期 (營養(yǎng)生長為主) 營養(yǎng)器官 (莖、葉) 與生殖器官 (蕾、鈴殼、纖維) 中氮素平均分配為53.9%～76.4%、23.6%～46.1%，較常規(guī)灌溉營養(yǎng)器官中氮素分配減少了3.7%～8.8%，但在生殖器官中氮素分配增加了11.2%～12.6%；2種灌溉下在營養(yǎng)器官中氮素分配均表現(xiàn)為N450 ＞N300 ＞ N150 ＞ N0，在生殖器官中氮素分配表現(xiàn)為N0 ＞ N150 ＞ N300 ＞ N450。

非充分灌溉下各氮肥處理在盛鈴期至吐絮期 (生

殖生長為主) 營養(yǎng)器官、生殖器官中氮素分配及莖葉轉(zhuǎn)移率平均為32.0%～42.5%、57.5%～68.0% 及33.4%～62.5%，較常規(guī)灌溉營養(yǎng)器官中氮素分配減少了6.9%～7.3%，但在生殖器官中氮素分配增加了3.5%～5.9%；盛鈴期莖葉轉(zhuǎn)移率提高了5.8%，吐絮期莖葉轉(zhuǎn)移率降低了0.3%；2種灌溉下在營養(yǎng)器官中氮素分配均表現(xiàn)為 N450 ＞ N300 ＞ N150 ＞ N0，生殖器官中氮素分配表現(xiàn)為 N0 ＞ N150 ＞ N300 ＞N450，但營養(yǎng)器官莖葉氮素轉(zhuǎn)移率表現(xiàn)為N300 ＞N450 ＞ N150 ＞ N0。

圖1 不同處理棉花地上部干物質(zhì)在營養(yǎng)器官與生殖器官中的分配量Fig. 1 Aboveground dry matter distribution in vegetative and reproductive organs of cotton under different treatments

表4 不同處理吐絮期棉花地上部干物質(zhì)積累量及其在營養(yǎng)器官與生殖器官中的分配比例Table 4 Aboveground dry matter accumulation amount and distribution ratio in vegetative and reproductive organs of cotton at boll opening period under different treatments

表5 不同處理棉花地上部氮素積累Logistic模型及其特征值Table 5 Logistic models and coefficients for aboveground N accumulation of cotton under different treatments

至吐絮期，2種灌溉下N0、N150處理棉花生殖器官氮素分配比例大，但總氮素積累量較小，干物質(zhì)積累量也較小 (表4)，籽棉產(chǎn)量與N300、N450處理存在顯著差異 (表7)，說明N0、N150處理存在不同程度的早衰；非充分灌溉較常規(guī)灌溉下N300處理生殖器官中分配比例僅差0.4%，但向生殖器官中補償效應(yīng)有明顯提高，表現(xiàn)在轉(zhuǎn)移率提高了5.1%。

2.5 非充分灌溉下增施氮肥對棉花產(chǎn)量及水、氮利用率的影響

由表7可知，2015年灌溉對籽棉產(chǎn)量的影響未達(dá)到顯著性差異，2016年對籽棉產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著性差異 (P ＜ 0.05)；連續(xù)2年對氮肥利用率的影響達(dá)到顯著性差異 (P ＜ 0.05)；連續(xù)2年對水分利用率與氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響達(dá)到極顯著差異 (P ＜ 0.05)。氮肥在連續(xù)2年對籽棉產(chǎn)量、水分利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥利用率的影響均達(dá)到極顯著差異(P ＜ 0.05)。灌溉與氮肥的交互作用在連續(xù)2年對氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響達(dá)到顯著性差異 (P ＜ 0.05)；2016年對水分利用率的影響達(dá)到極顯著差異 (P ＜0.05)，對氮肥利用率達(dá)到顯著性差異 (P ＜ 0.05)。2015和2016年非充分灌溉與常規(guī)灌溉下N300和N450處理間連續(xù)2年氮肥農(nóng)學(xué)利用率與氮肥利用率存在顯著性差異，但這兩個處理與N150處理間除氮肥農(nóng)學(xué)利用率外各指標(biāo)大都存在顯著性差異；連續(xù)2年籽棉產(chǎn)量與水分利用率均表現(xiàn)為N300 ＞ N450 ＞N150 ＞ N0，氮肥利用率均表現(xiàn)為 N300 ＞ N450 ＞N150。非充分灌溉下連續(xù)2年N150、N300、N450處理籽棉產(chǎn)量較N0處理分別增加了13.5%～15.0%、28.5%～39.7%、25.2%～36.7%，水分利用率較N0處理提高了13.5%～15.0%、28.5%～39.9%、25.2%～36.7%。常規(guī)灌溉下連續(xù)2年N150、N300、N450處理籽棉產(chǎn)量較N0處理分別增加了10.9%～12.7%、26.0%～37.5%、23.1%～33.2%，水分利用率較N0處理提高了10.7%～12.7%、26.0%～37.5%、23.1%～33.2%。2015～2016年非充分灌溉與常規(guī)灌溉下增施氮肥均以N300處理提高幅度較大，且非充分灌溉下N300處理補償效應(yīng)較常規(guī)灌溉下N300處理籽棉增產(chǎn)率、水分利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥利用率分別提高了6.1%～8.8%、6.1%～8.8%、4.3%～8.2%及17.3%～18.0%。

表6 不同處理地上部棉花各器官氮素積累與分配Table 6 Aboveground nitrogen accumulation and distribution in different organs of cotton under different treatments

表7 不同處理棉花籽棉產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)利用率及水、氮利用率Table 7 Seed cotton yield and efficiency of nitrogen and water use of cotton under different treatments

2.6 非充分灌溉下增施氮肥對棉花纖維品質(zhì)的影響

由表8可知，灌溉只在2016年對棉花纖維長度與整齊度的影響達(dá)到顯著差異 (P ＜ 0.05)。氮肥連續(xù)2年對棉花纖維長度、纖維整齊度及斷裂比強度的影響均達(dá)到極顯著差異 (P ＜ 0.01)。灌溉與氮肥的交互作用連續(xù)2年對棉花纖維長度、纖維整齊度及斷裂比強度的影響均未達(dá)到顯著性差異。2015—2016年非充分灌溉與常規(guī)灌溉下各氮肥處理的影響如下：N300和N450處理下各指標(biāo)均無顯著性差異(2016年常規(guī)灌溉下纖維長度除外)，但兩者與N0及N150處理間各指標(biāo)大都存在顯著性差異；連續(xù)2年棉花纖維長度、纖維整齊度及斷裂比強度均表現(xiàn)為N300 ＞ N450 ＞ N150 ＞ N0。非充分灌溉下連續(xù) 2 年N150、N300、N450處理纖維長度較N0處理分別增加了3.8%～5.4%、8.2%～9.5%、8.0%～9.2%；纖維整齊度較N0處理分別增加了2.3%～3.5%、5.9%～7.9%、5.4%～7.5%；斷裂比強度較N0處理分別增加了4.1%～4.4%、7.3%～8.7%、6.5%～7.7%。常規(guī)灌溉下連續(xù)2年N150、N300、N450處理纖維長度較N0處理分別增加了3.7%～4.2%、7.6%～7.9%、4.0%～7.6%；纖維整齊度較N0處理分別增加了2.4%～3.3%、5.5%～7.5%、4.4%～7.4%；斷裂比強度較N0處理分別增加了3.9%～4.9%、7.1%～7.6%、5.0%～6.1%。2015～2016年非充分灌溉與常規(guī)灌溉下增施氮肥均以N300處理增加幅度較大，且非充分灌溉下N300處理補償效應(yīng)較常規(guī)灌溉下N300處理纖維長度、纖維整齊度及斷裂比強度分別提高了4.3%～20.1%、5.7%～7.3%及2.2%～12.5%。

3 討論

土壤水分虧缺和營養(yǎng)不足是限制干旱、半干旱地區(qū)作物生長、生存和產(chǎn)量的兩大主要因子，不僅直接影響植物生長和生存，也影響植物對養(yǎng)分的吸收和利用[25-27]。王曉英等[28]研究表明，同一氮素水平下，水分虧缺處理的植株生長量及氮素累積量都低于正常供水處理。祁有玲等[29]研究表明，水分虧缺條件下施用氮肥對作物植株干物質(zhì)累積及氮吸收具有明顯的促進(jìn)作用。王朝輝等[30]研究顯示，在水分虧缺條件下，增施一定量的氮肥后，作物干物質(zhì)質(zhì)量及植株氮素積累補償效果提高顯著。且干旱條件下增施氮肥能夠促進(jìn)同化物的形成及其向籽粒的轉(zhuǎn)運，提高轉(zhuǎn)移干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率，提高淀粉的積累速率[31-32]。本試驗與前人研究結(jié)果一致，同一氮素水平，非充分灌溉處理的干物質(zhì)及氮素積累量與分配比例及積累速率均低于常規(guī)灌溉處理；2種灌溉量下各氮肥處理均以N300處理表現(xiàn)出較高的干物質(zhì)與氮素積累量，且向生殖器官分配的比例較高；非充分灌溉下N300處理較常規(guī)灌溉下N300處理干物質(zhì)與氮素積累補償效應(yīng)分別提高了15.0%、0.7%，干物質(zhì)與氮素積累速率補償效應(yīng)分別提高了0.9%、3.1%，干物質(zhì)與氮素向生殖器官分配補償效應(yīng)分別提高了2.5%、5.1%。

表8 不同處理棉花纖維長度、整齊度及斷裂比強度Table 8 Fiber length, uniformity and strength of cotton under different treatments

王寅等[33]試驗發(fā)現(xiàn)，在干旱脅迫下施肥對油菜籽的增產(chǎn)效果明顯高于適時灌溉條件，施肥是作物干旱脅迫下正常生長發(fā)育和提高產(chǎn)量的有效措施。褚麗麗等[34]研究表明，大豆產(chǎn)量的補償或超補償效應(yīng)的產(chǎn)生是水分脅迫和氮素營養(yǎng)合力作用的結(jié)果，任一條件的缺失都會影響產(chǎn)量補償效應(yīng)的產(chǎn)生。郝樹榮等[35]研究發(fā)現(xiàn)，高水高肥并不一定高產(chǎn)，輕旱與低氮具有明顯的協(xié)同互作效應(yīng)，在保產(chǎn)的同時達(dá)到節(jié)水的目的，可顯著提高水、氮利用率。范雪梅等[36]研究認(rèn)為，水分逆境明顯降低小麥粒重、產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量，且干旱處理下增施氮肥有利于粒重、產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量的提高。谷曉博等[37]研究顯示，適宜增施氮肥對水分脅迫存在補償效應(yīng)，對產(chǎn)量表現(xiàn)出一定的補償效應(yīng)，補償效果隨施氮量的增加先增加后降低，且顯著提高作物水分利用率。本試驗與前人研究結(jié)果一致，非充分灌溉下增施氮肥的補償效果表現(xiàn)為N300 ＞ N450 ＞ N150 ＞ N0；非充分灌溉下各氮肥處理的籽棉產(chǎn)量均低于常規(guī)灌溉；非充分灌溉下增施氮肥均以N300處理補償效應(yīng)較為明顯，表現(xiàn)在籽棉增產(chǎn)率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率及水、氮利用率方面，較常規(guī)灌溉下N300處理補償效應(yīng)分別提高了6.1%～8.8%、4.3%～8.2%、6.1%～8.8%、17.3%～17.9%。

鄒小云等[13]研究認(rèn)為，水分對油菜生長發(fā)育的影響大于氮素養(yǎng)分；本試驗結(jié)果表明，氮肥對棉花生長發(fā)育的影響大于水分，原因可能為本試驗田土壤水分狀況良好、土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量較高的原因，也有可能是不同作物和水分虧缺時期的原因，這有待于進(jìn)一步研究。水分脅迫對作物的影響一定程度上是從根部引起的[13]。本試驗主要研究棉花地上部分，因此，非充分灌溉下增施氮肥對棉花根系發(fā)育特征的影響有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

施氮300 kg/hm2下，非充分灌溉與常規(guī)灌溉相比，籽棉產(chǎn)量差異不顯著，但籽棉增產(chǎn)率提高了6.1%～8.8%，主要是因為氮肥對棉株養(yǎng)分供應(yīng)補償較多，在一定程度上補償了棉花因水分不足所造成的影響；干物質(zhì)向生殖器官分配比例提高了24.0%，氮素向生殖器官轉(zhuǎn)移率提高了5.1%，從而使氮肥農(nóng)學(xué)利用率及氮肥利用率提高。非充分灌溉下補償作用是通過棉株干物質(zhì)向生殖器官分配比例和氮素轉(zhuǎn)移率提高而達(dá)到的。因此，在南疆自然生態(tài)條件下，以非充分灌溉下施氮300 kg/hm2時棉花具有適宜干物質(zhì)與氮素積累量，生殖器官分配比例及氮素轉(zhuǎn)移率較高，水、氮利用率最高，分別為2.1%～2.3%、32.9%～37.4%，且節(jié)水26.3%。

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