湘中南棉區棉花配方施肥優化試驗

李 飛，郭利雙，吳遠帆，黃鐵平，李景龍，李 毅*

(1 湖南省棉花科學研究所，湖南常德 415000； 2 湖南省土壤肥料工作站，長沙 410005)

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湘中南棉區棉花配方施肥優化試驗

李 飛1，郭利雙1，吳遠帆2，黃鐵平2，李景龍1，李 毅1*

(1 湖南省棉花科學研究所，湖南常德 415000； 2 湖南省土壤肥料工作站，長沙 410005)

為探索和建立湘中南棉區油后棉花直播施肥指標體系，2014和2015年在衡陽縣開展油后直播棉花“3414”田間試驗，并進行回歸分析，綜合得出湘中南棉區子棉目標產量4000 kg/hm2，氮、磷、鉀養分最佳施用量為N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，即尿素487 kg/hm2、過磷酸鈣567 kg/hm2、氯化鉀363 kg/hm2。

棉花；施肥；回歸分析；湘中南棉區

隨著農村勞動力資源短缺及植棉收益下降，棉花產業的發展遇到瓶頸。棉花油后直播作為一種全新的耕作制度，不僅省工節本，而且降低勞動強度，可以適應棉花生產輕簡化和機械化的發展需求[1]。但是棉花直播要求品種早熟、適于密植、成鈴吐絮集中[2]，這與傳統雜交棉的種植方式差異很大，因此研究新形式下的棉花肥水管理模式十分關鍵。本研究基于輕簡植棉和增產增效的目的，系統開展棉花“3414”田間肥效試驗，探索和建立湘中南棉區油后棉花直播施肥指標體系，以推進我省棉花生產全程機械化。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014～2015年在湖南省衡陽縣進行，試驗地位于西渡鎮梅花村。選用在洞庭湖棉區常規棉品種篩選試驗中表現最好的‘中棉所915’。

試驗地土壤為堿紫泥田。供試土壤肥力水平：堿解氮160 mg/kg，有效磷7.1 mg/kg，速效鉀103 mg/kg，有機質32.7 mg/kg，pH7.4。

1.2 肥料與價格

試驗肥料如下：尿素(N，46.4%)、過磷酸鈣(P2O5，12.0%)、氯化鉀(K2O，60.0%)。根據兩年的市場行情，尿素1.76元/kg，過磷酸鈣0.70元/kg，氯化鉀3.00元/kg，子棉5.4元/kg。

1.3 試驗設計

本試驗采用 “3414”田間試驗設計[3，4]：氮、磷、鉀3個因子、4個水平、共14個處理(表1)。小區面積30.4 m2，不設重復，小區周圍設2.5 m保護行。施肥方式為溝施，全部磷、鉀肥和30%氮肥作基肥，播種時施入，70%氮肥于見花后追施。

表1 各處理施肥情況(kg/hm2)

1.4 田間管理

2014年和2015年均在5月中下旬播種，76 cm均行距種植，密度7.5萬株/hm2，其他管理方式和大田管理一致，10月下旬集中收花，11月上旬拔稈。

表2 田間栽培管理情況

1.5 調查與分析

產量統計：棉花吐絮后，分小區收花計產。

數據分析：用DPS數據處理系統(14.50版本)對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 產量結果

兩年的子棉平均產量表現為：處理6>處理10>處理9>處理7>處理5>處理11>處理9>處理14=處理12>處理3>處理4>處理13>處理2>處理1，其中處理6產量最高，達到4088.3 kg/hm2，處理1產量最低，為1968.8 kg/hm2，僅占處理6的48.14%。從表3可以看出，子棉產量隨著氮、磷、鉀3種肥料施用量的增加變化趨勢基本一致，呈現先升高后降低的變化，這說明施肥過多或過少均會對子棉產量造成影響。

表3 各處理兩年的棉花子棉產量(kg/hm2)

2.2 氮、磷、鉀單因子的產量效應分析

由表4可見，所有一元二次方程的二次項系數均為負值，而一次項系數均為正值，說明氮、磷、鉀的單因素產量效應曲線為拋物線；從方程的p值可以看出，2014年和2015年的方程擬合均不顯著，因此不能進行肥料施用量的優化。這表明氮、磷、鉀3種元素的肥料用量對棉花產量的獨立效應有限，需要考慮因子之間的互作效應。

表4 氮、磷、鉀肥單因子產量效應模型

2.3 氮、磷、鉀因子兩兩互作的產量效應分析

從表5可見，氮、磷、鉀因子兩兩互作對棉花產量的效應分析表現為：方程的一次項系數基本為正值(2015年的氮磷互作效應中一次項系數除外)，二次項系數均為負值，說明肥料施用量對棉花產量的影響效應曲線出現了轉折點。從氮、磷、鉀兩因子互作效應的分析來看，兩年的NP、PK互作為正效應，NK互作均為負效應。負效應表明兩種因子的施肥用量偏高，不在適宜范圍之內。

從方程的p值來看，僅2015的NP互作、NK互作方程擬合顯著，其余各項均不顯著，說明氮、磷、鉀因子兩兩互作仍存在一定的局限性，棉花產量需進一步作三因子互作分析。

表5 氮、磷、鉀肥因子兩兩互作產量效應模型

2.4 氮、磷、鉀3因子互作的產量效應模型

由表6可以看出，氮、磷、鉀3因子分析中，三元二次方程的一次項系數均為正值(2015年P因子除外)，二次項系數均為負值，與單因子、兩因子互作分析結果基本一致，說明3因子的互作效應分析仍

表6 氮、磷、鉀肥3因子互作產量效應模型

為拋物線的變化趨勢。在NP、NK、PK的互作項中，兩年的NP互作和PK互作均為正值，NK互作均為負值，但由于系數較小，對產量基本不構成影響。

從方程的p值來看，2組方程均達到極顯著水平；從方程的擬合度可以看出：2組方程的擬合度均在97%以上，其中2015年高達99.19%。方程的p值和擬合度均表明方程可以比較真實的反應氮、磷、鉀施用量對棉花產量的綜合影響。

2.5 肥料配比與產量、經濟效益分析

通過三元二次方程可以計算出產量最高和效益最佳模式下的氮、磷、鉀的最佳配比。由表7可以看出，兩年的產量最高和效益最佳模式下的氮、磷、鉀的最佳配比有所差異，這可能是因為土壤中的養分消耗、氣候變化及產量情況均有所不同；同一年份，產量最高和效益最佳模式下的氮磷鉀的最佳配比也有所差異。整體來看，效益最佳模式下的氮、磷、鉀肥的用量要少于產量最高模式，但純收益略高于產量最高模式。

表7 棉花肥料用量優化結果

3 小結與討論

本試驗中，一元二次回歸方程僅能反映單因子與子棉產量的關系，二元二次方程可以反映因子兩兩互作與子棉產量的關系，三元二次回歸方程則可以比較精確、全面反應氮、磷、鉀3因子互作對產量的影響，因此三元二次回歸方程可以進行肥料用量的優化分析。

通過兩年的試驗與分析，初步得出了產量最高和效益最佳兩種模式下的氮磷鉀施肥配比。結合湘中南棉區土壤肥力、棉花的需肥規律及收益情況，初步提出湘中南棉區子棉目標產量4000 kg/hm2，氮、磷、鉀施用量為N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，即尿素487 kg/hm2、過磷酸鈣567 kg/hm2、氯化鉀363 kg/hm2。

本研究為棉花高密度直播在湘中南棉區的初步探索，試驗用種為北方引進常規棉品種，因此品種適應性可能會在一定程度上影響試驗結果的準確性。根據湖南省統計局統計，2011～2014年(尚無2015年統計數據)湖南省棉花皮棉產量分別為1225.5、1455.5、1240.9、991.5 kg/hm2，而本試驗中的棉花子棉目標產量4000 kg/hm2，按照本品種的衣分率40%～42%計算，皮棉產量為1600～1680 kg/hm2，明顯高于我省棉區的平均產量，因此本試驗所得出的結論頗具參考價值，但仍然需要多點、多次試驗，才能全面掌握基礎數據，進一步完善測土配方施肥指標體系。

[1] 肖才升，李育強，李 庠. 洞庭湖植棉區油后直播棉的發展前景探討[J]. 中國棉花，2013，40(11)：21-22.

[2] 李育強，劉愛玉，李 毅，等. 湖南棉花生產現狀及全程機械化發展思路[J]. 湖南農業科學，2013(21)：94-97.

[3] 李 飛，郭利雙，吳遠帆，等. 油后直播棉配方施肥優化試驗初探[J]. 湖南農業科學，2015(12)：42-43.

[4] 李 飛，郭利雙，吳遠帆，等. 洞庭湖濱植棉區棉花配方施肥優化試驗初探[J]. 中國棉花，2016，43(4)：14-17.

全國優秀農業期刊、中國核心期刊(遴選)數據庫收錄期刊

《中國種業》

《中國種業》是由農業部主管，中國農業科學院作物科學研究所和中國種子協會共同主辦的全國性、專業性、技術性種業科技期刊。刊物目標定位：以行業導刊的面目出現，并做到權威性、真實性和及時性。覆蓋行業范圍：大田作物、蔬菜、花卉、林木、果樹、草坪、牧草、特種種植、種子機械等，信息量大，技術實用。讀者對象：各級種子管理、經營企業的領導和技術人員，各級農業科研、推廣部門人員，大中專農業院校師生，農村專業戶和廣大農業生產經營者。

月刊，大16開，每期8元，全年96元。國內統一刊號：CN 11-4413/S，國際標準刊號：ISSN 1671-895X，全國各地郵局均可訂閱，亦可直接匯款至編輯部訂閱，掛號需每期另加3元。郵發代號：82-132，地址：(100081)北京市中關村南大街12號，電話：010-82105796，網址：www.chinaseedqks.cn，Email: chinaseedqks@163.com，微信公眾號：zgzy2000。

Optimization of Cotton Fertilization in Central-South of Hunan

LI Fei1，GUO Lishuang1，WU Yuanfan2，HUANG Tieping2，LI Jinglong1，LI Yi1*

(1 Hunan Cotton Science Institute，Changde，Hunan 415000，China；2 Soil and Fertilizer Station of Hunan Province，Changsha，Hunan 410005，China)

In order to explore and establish the index system of fertilizer application of direct seeding cotton after rape，field experiment with “3414” design was carried out in Central-southern Hunan，and the data were analyzed by regression. The results showed that at the target of 4000 kg/hm2seed cotton yield，the best fertilize amount is N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，namely，urea 487 kg/hm2，super phosphate 567 kg/hm2and muriate of potash 363 kg/hm2.

cotton；fertilization；regression analysis；Central-Southern Hunan cotton region

2016-05-10

李 飛(1985-)，男，碩士，從事棉花栽培研究，Email：taifeiya0821@163.com。*通信作者。

國家財政測土配方施肥補貼項目；國家棉花產業技術體系項目(CARS-18)。

S562.062

A

1001-5280(2016)05-0531-04

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.05.12