不同基肥水平對棉苗生長和棉花產(chǎn)量的影響

吳 瓊，劉保軍，李 慧，趙志強(qiáng)，李 進(jìn)，郭慶元

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院核技術(shù)生物技術(shù)研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展正面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[1]。施用化肥過度，施肥方式不科學(xué)、不合理，導(dǎo)致肥料利用率低，造成肥料的浪費(fèi)和土壤的污染[2-6]。隨著棉花灌溉方式的轉(zhuǎn)變，棉花生育期內(nèi)傳統(tǒng)的施肥方式發(fā)生了徹底變革，由以前的撒施、溝施轉(zhuǎn)變?yōu)殡S水滴施[7]。基肥，是在播種或移植前施用的肥料，它主要供給植物整個生長期中所需要的基礎(chǔ)養(yǎng)分，為作物生長發(fā)育創(chuàng)造良好的土壤條件，也有改良土壤、培肥地力的作用[8]。掌握棉花吸收營養(yǎng)的基本規(guī)律，進(jìn)行合理施肥，對棉花生產(chǎn)節(jié)省成本投入和增效有舉足輕重的作用。由于棉花生長發(fā)育期較長，苗期吸收N、P、K的數(shù)量分別占整個生長期吸收量的5%、3%、3%左右，棉花出苗后，種子本身儲藏的養(yǎng)分基本上消耗完畢，加之此時土壤溫度低，養(yǎng)分分解慢，側(cè)根吸收能力差，故追施一定量的化肥對促進(jìn)壯苗有一定好處[9]。合理施用基肥，是減少肥料浪費(fèi)和流失，提高肥料利用率的有效途徑。【前人研究進(jìn)展】李慧[10]研究發(fā)現(xiàn)，在桉樹上基肥施肥量的多少直接影響著肥料的利用效率，施肥量以250、500和750 g/株的肥量，而為250 g/株基肥的氮磷鉀利用率最高分別達(dá)到了37.32%、15.4%和50.31%。趙士誠等[11]研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥生育期田間氮肥表觀損失主要來源于基肥，不施基肥對小麥前期生長影響不大或沒有影響，播前土壤肥力較低時，一定量的氮肥基施是必要的。張加路[12]研究發(fā)現(xiàn)油菜全施基肥抑制植株生長，越冬期基肥施用越多，根重比例越低，油菜功能葉葉綠素含量也越高，功能葉可溶性糖含量越低。張雪凌等[13]研究表明,優(yōu)化氮肥用量和基追比例能夠?qū)崿F(xiàn)氮肥減施以及肥料利用率的提高。【研究切入點(diǎn)】針對當(dāng)前棉花種植過程中基肥施用量較大、利用率不高問題，結(jié)合棉花種植農(nóng)藝特點(diǎn)，研究棉花基肥合理施用量。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究以棉花為供試作物，研究不同基肥施用水平下對棉花苗期生長和產(chǎn)量的影響，驗(yàn)證不同基肥水平下對棉花苗期生長和棉花產(chǎn)量的最終影響，為科學(xué)減施過量施用的基肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于是2019年5月7日至10月27日進(jìn)行，地點(diǎn)位于新疆昌吉市三坪農(nóng)場新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。試驗(yàn)田土壤偏堿性且質(zhì)地為輕壤土，土壤質(zhì)地較好，肥力相對單一。試驗(yàn)地前茬作物為棉花，品種也為新陸早46號。其土壤養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)17.98 g/kg，堿解氮33.07 mg/kg，速效磷23.09 mg/kg，速效鉀222.59 mg/kg，pH為8.77，電導(dǎo)率134 us/cm。播種前土壤中含有的微生物數(shù)量：細(xì)菌1.61×107cfu/g(mL)，放線菌9.76×105cfu/g(mL)，真菌3.29×104cfu/g(mL)。

供試棉花品種為新陸早46號購于新疆昌吉市新疆全優(yōu)農(nóng)資國際種子交易市場，新疆國成種業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，適宜在南北疆早中熟棉區(qū)種植，抗枯萎病，耐黃萎病。表1

表1 使用肥料信息Table 1 Information on fertilizer use

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)劃分采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共5個處理。在播種前需平整土地，各處理均施用磷酸二銨20 kg/667m2，在此施肥水平上各處理分別增施基肥10、20、30和40 kg/667m2(增施的基肥量按3∶3∶4添加磷酸一銨、尿素和農(nóng)業(yè)用硫酸鉀)，即各處理基肥施用量分別為(1)20 kg/667m2、(2)30 kg/667m2、(3)40 kg/667m2、(4)50 kg/667m2和(5)60 kg/667m2。

試驗(yàn)于2019年5月7日開始，選取健康、飽滿、均一的新陸早46號棉種進(jìn)行覆膜播種，膜寬70 cm，占地90 cm，按1膜4行，1穴2粒進(jìn)行，窩距10 cm，穴播深度約3 cm人工點(diǎn)播。各小區(qū)按單行隨機(jī)設(shè)置，長度20 m，小區(qū)面積為18 m2，每處理重復(fù)3次，各處理面積為54 m2(20 m×0.9 m×3)，試驗(yàn)地周圍設(shè)置保護(hù)行。所有試驗(yàn)區(qū)均采用膜下滴灌灌水方式，出苗前5月14日和23日下雨，5月26日澆頭水。各處理在棉花初蕾期和初花期隨水追施化肥各1次，每次施用氮磷鉀復(fù)合肥10 kg/667m2，其他栽培管理措施均同一般大田。

1.2.2 測定指標(biāo)

在棉花采收期測定各處理棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、計(jì)算衣分。表2

在棉花2葉期、4葉期、6葉期每個試驗(yàn)小區(qū)分別采摘棉株30株，分別測定棉株株高和鮮重，將鮮樣105℃殺青30 min后70℃烘干至恒重后稱量并記錄干重，計(jì)算干物質(zhì)比。表2

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用WPS2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，IBM SPSS Statistics 23對試驗(yàn)數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和單因素 ANOVA 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基肥水平下棉花苗期棉株株高、鮮重、干重測定

2.1.1 棉花2葉期棉株株高、鮮重、干重測定

各處理棉株株高、鮮重?zé)o明顯差異，施基肥量為30 kg/667m2的棉株干重和干物質(zhì)比最高，其次是施基肥量為20和60 kg/667m2的。表3

表2 棉花測產(chǎn)目標(biāo)和測產(chǎn)方法Table 2 Objectives and methods of cotton yield measurement

表3 不同處理下2葉期棉株株高、鮮重、干重和干物質(zhì)比Table 3 Plant height, fresh weight, dry weight and dry matter ratio of 2-leaf stage cotton under different treatments

注：不同字母表示0.05差異顯著水平
Note:A column followed by a different letter is significant different at 0.05 probability

2.1.2 棉花4葉期棉株株高、鮮重、干重測定

研究表明，在棉花4葉期時，施基肥量為30 kg/667m2的棉株株高和鮮重最高分別為14.92 cm和5.92 g。各處理棉株株高與鮮重：30 kg/667m2>60 kg/667m2>20 kg/667m2(CK)>50 kg/667m2>40 kg/667m2。各處理棉株干重、干物質(zhì)比無明顯差異。表4

2.1.3 棉花6葉期棉株株高、鮮重、干重測定

研究表明，在棉花6葉期時，不同肥力水平對棉株干重和干物質(zhì)比無明顯影響，對株高和鮮重有一定影響。施基肥量為50 kg/667m2的棉株株高、鮮重、干重和干物質(zhì)比均為最高，分別達(dá)到22.92 cm、14.04 g、1.53 g、10.90%，而干重、干物質(zhì)比和其他處理無明顯差異。表5

表4 不同處理下4葉期棉株株高、鮮重、干重和干物質(zhì)比Table 4 Plant height, fresh weight, dry weight and dry matter ratio of 4-leaf stage cotton under different treatments

注：不同字母表示0.05差異顯著水平
Note:A column followed by a different letter is significant different at 0.05 probability

表5 不同處理下6葉期棉株株高、鮮重、干重和干物質(zhì)比Table 5 Plant height, fresh weight, dry weight and dry matter ratio of 6-leaf stage cotton under different treatments

注：不同字母表示0.05差異顯著水平
Note:A column followed by a different letter is significant different at 0.05 probability

2.2 不同基肥水平對棉花產(chǎn)量的影響

在所設(shè)5個不同基肥水平之間棉花單株鈴數(shù)隨著施基肥量的增加而有所增加，基肥量為60 kg/667m2的單株結(jié)鈴數(shù)最高，為4.68個/株。各處理單鈴重先增加后降低且都略高于最低施基肥量(20 kg/667m2)處理，施基肥量為30 kg/667m2的棉花單鈴重最高，為5.39 g。各處理籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量隨著施基肥量的增加而增加，皮棉產(chǎn)量無明顯差異。各處理與最低施基肥量處理相比棉花籽棉增產(chǎn)量分別為3.33、10.31、15.38和19.50 kg/667m2，皮棉增產(chǎn)量分別為0.99 3.69、5.66和7.20 kg/667m2。表6

表6 不同處理對棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化Table 6 Effects of different treatments on cotton yield and yield components

注：不同字母表示0.05差異顯著水平
Note:A column followed by a different letter is significant different at 0.05 probability

3 討 論

陳亮[14]在氮肥分次施用比例對棉花生長發(fā)育、干物質(zhì)和氮素累積的影響的研究中發(fā)現(xiàn)前期氮肥太多氮肥容易流失，對棉株生長產(chǎn)生抑制，同時導(dǎo)致后期氮肥不足不能滿足棉株對氮肥的需求。單株籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、成鈴數(shù)、衣分均隨著前期施肥量的增加先增后降。前期施肥量少的處理有利于生殖器官快速增長期的延長。湯清秋等[15]研究發(fā)現(xiàn)少、免施基肥，減少基肥用量、增加追肥比例能達(dá)到棉花增產(chǎn)增效的目的能顯著增加棉花鈴重和衣分，提高產(chǎn)量。研究中隨著基肥施肥量的增加，在苗期時，棉株的株高、鮮重、干重、干物質(zhì)比差異不大，基肥的施用量在低水平時，肥料吸收率和干物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率較高。隨著基肥施肥量的增加，雖然籽棉產(chǎn)量隨基肥施用量的增加而增加，但棉花衣分逐漸減小，較高的基肥水平影響了棉花衣分的增加。研究結(jié)果從另一側(cè)面驗(yàn)證了陳亮[14]、湯清秋[15]等的研究結(jié)論。再次為基肥減施及化肥減施增效提供了理論依據(jù)。

底肥主要影響營養(yǎng)器官干物重，而對生殖器官干物重沒有明顯影響，適量的底肥有利于在蕾期和初花期獲得較高的生物量[16]，但過度增施氮肥并不利于棉花葉綠素的增加、氮肥利用率的提高和棉花產(chǎn)量的增加[17]。根據(jù)研究各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果，差異性指標(biāo)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、和應(yīng)用的代表性與普適性等方面的綜合考慮，在一般棉田推薦基肥施用量為30 kg/667m2。雖然該施肥量處理，不是最佳產(chǎn)量處理，但可通過后期的合理追肥得到補(bǔ)償。這一推薦與劉素華等[18]研究結(jié)果基本一致。但在一些特殊棉田，如通常的高產(chǎn)棉田和土壤肥力過低的棉田，可適當(dāng)增量。

4 結(jié) 論

不同基肥水平對棉花苗期的株高、鮮重、干重及干物質(zhì)比影響不大。對棉花產(chǎn)量的影響，隨著基肥施肥量的增加，棉花產(chǎn)量有所增加，但棉花衣分有所降低，皮棉產(chǎn)量無顯著性差異。30 kg/667m2處理的各試驗(yàn)綜合指標(biāo)較好，經(jīng)濟(jì)性最佳。在后期追肥實(shí)現(xiàn)水肥一體化及合理追肥條件下，基肥施用量為30 kg/667m2。