不同類型酸化劑對棉花生長發育及產量的影響

李建峰 ，馬雪麗 ，李小鵬 ，孫文廣 ，孟永康 ，張寶帥 ，劉昊選 ，林世卿 ，段淮鈞 ，鄭繼亮 ＊

1.新疆心連心能源化工有限公司產品研發部，新疆昌吉 832205

2.河南心連心化肥有限公司技術中心，河南新鄉 453731

磷酸脲與硫酸脲溶于水后均呈酸性，可有效調節土壤酸堿度，改良作物根部生長環境。由于其具有以上優點，二者成為各肥料廠商酸性水溶肥的重要備選原料。其在農業生產的應用研究較多，張莉等研究表明菠菜施用磷酸脲能有效減輕堿脅迫程度，對改良土壤酸堿度、提高干重具有重要作用[1]；張勇等研究表明施用硫酸脲復合肥可明顯提高玉米產量，增產率達21.09%[2]。有鑒于此，開展二者肥效對比試驗，對于確定酸化劑原料篩選具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2017年4～10月在瑪納斯縣包家店鎮塔西河村新疆心連心能源化工有限公司試驗田（44.27°N，86.41°E）進行。試驗田土壤為灌耕灰漠土，養分狀況見表1。供試棉花常規種為瑪納斯縣主栽品種新陸早66號。

試驗設置磷酸脲酸化（T1）、硫酸脲酸化（T2）、不施酸化劑（T3，CK）三個處理。試驗田肥料用量以當地常規棉田施肥量計算：N 162 kg·hm2、P2O578 kg·hm2、K2O 58.5 kg·hm2為標準，分別采用尿素、硫酸脲、磷酸脲、磷酸一銨、氯化鉀進行施肥。T1處理施肥所需P2O5全部由磷酸脲提供，用量為177.3 kg·hm2。磷酸脲與硫酸脲溶于水后分別轉化為磷酸、尿素和硫酸、尿素，每1 mol磷酸電離3 mol H+，每1 mol硫酸電離 2 mol H+，以等量H+為原則，則硫酸銨用量為266.0 kg·hm2。各處理施肥量見表2。

試驗采用1膜6行寬窄行 （66 cm+10 cm），平均行距38 cm，1穴1株，株距12.0 cm，理論密度24萬株·hm-2，實際保苗16.5萬株·hm-2。每個處理3次重復，小區面積55 m2。其余農事操作與當地高產田保持一致。全生育期施肥6次，依次采用總量的 10%、15%、15%、25%、25%、10%。4月 28日播種，5月15日滴出苗水，全生育期共灌水5550 m3·hm-2、中耕 2 次、化控 6 次，7 月 6 日人工打頂，9月7日噴施脫葉催熟劑。其余農事操作與當地高產田保持一致。

表1 土壤養分含量

表2 試驗處理（單位：kg·hm-2）

1.2 測定項目與方法

1.2.1 棉株高度

從棉花現蕾期（出苗后25 d）至盛蕾期（出苗后57 d），各小區選取長勢均勻、具有代表性的棉株5株，每隔7 d定點定株調查棉花株高的變化。

1.2.2 棉花干物質積累量及葉片SPAD值

在棉花盛蕾期（出苗后57 d）、開花期（出苗后73 d）、盛花期（出苗后 84 d）、盛鈴前期（出苗后92 d）、盛鈴后期（出苗后101 d）關鍵生育時期，各小區連續采集20片葉（打頂前倒3葉，打頂后倒2葉），采用SPAD-502（日本）測定SPAD值；各個小區取具有代表性棉株5株，將植株分成莖、葉、蕾（鈴），裝袋后帶回實驗室，105℃殺青30 min后80℃烘干至恒質量，稱干物質質量。

1.2.3 產量及構成因素

收獲期（出苗后153 d），每個小區選取2個樣點，每樣點面積 6 m2（2.0 m×3.0 m），調查樣點全部棉花株數和總鈴數，換算出單株結鈴數及單位面積總鈴數；每個樣點選擇10株長勢均勻、具有代表性棉株，收取全部棉鈴，分開裝袋、稱重，計算鈴重；以棉田實收籽棉產量計產。

1.3 數據分析

采用Microsoft Office 2013分析處理數據。

2 結果與分析

2.1 棉花植株高度的變化

由表3可知，棉花植株高度隨生育期推進呈逐漸上升趨勢。盛蕾后期(出苗后57 d)，T2處理下株高顯著高于T1、T3處理，分別高出2.7%、7.8%；T1處理株高較T3高出5.0%，表明在施肥量相同的情況下，施入土壤酸化劑對棉花株高有明顯促進作用，酸化劑采用硫酸脲效果優于磷酸脲。

表3 棉花植株高度的變化（單位：cm）

2.2 葉片SPAD值的變化

隨生育期推進，棉花葉片SPAD值呈先升后降趨勢，盛鈴后期(出苗后101 d)達到最大值（表4）。盛鈴后期，T2處理葉片SPAD值較T1、T3增加不明顯，僅高出0.5%、1.3%。T2處理葉片SPAD值較T1高出0.7%。

表4 棉花葉片SPAD值的變化

2.3 棉花干物質積累的變化

棉花干物質積累量隨生育進程推進呈逐漸上升趨勢（表 5）。盛鈴后期(出苗后 101 d)，T2處理下干物質積累量顯著高于T1、T3，分別高出1.2%、3.3%；T1處理下干物質積累量較T3高出2.0%，表明在施肥量相同的情況下，施入土壤酸化劑對棉花干物質積累量的增加有明顯促進作用，酸化劑采用硫酸脲效果優于磷酸脲。

表5 棉花干物質積累量的變化（單位：kg·hm-2）

2.4 產量及形成因素的變化

不同施肥處理對棉花產量及構成因素影響較為明顯（表6）。T2處理籽棉產量顯著高于T1、T3處理，分別高出3.5%、10.9%，T1處理籽棉產量較T3高出7.2%。

表6 棉花產量及形成因素的變化

3 討論與結論

株高是反映棉花生長的表觀指標，其適宜與否反映出作物群體結構的好壞[3]。SPAD值用于表達葉片葉色情況，可較直觀表達出葉片中光合色素的含量[4]，進而間接表達出棉株光合作用情況。干物質是光合作用的產物，在營養與生殖器官之間的分配則直接影響棉株發育，最終影響到作物產量形成和品質提高[5]。

通過結果可看出，施用酸化劑的棉田生長較對照處理有明顯的促進作用，在株高、葉片SPAD、干物質重方面優勢明顯。采用硫酸脲作為酸化劑較磷酸脲效果更優，這可能是優于硫酸脲水溶液PH值(1:250)更低，對于新疆鹽堿地的改良效果更優，同時施用硫酸脲帶入硫元素，進一步優化了棉株生長發育條件，獲得高產。下一步，本試驗將在同樣的成本下，進一步比較二者的酸化效果。