馬宗斌， 嚴(yán)根土， 劉桂珍， 朱 偉， 胡銀慶， 黃 群， 李伶俐

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南 鄭州 450002； 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花生物學(xué)國家重點實驗室，河南 安陽 455000； 3.河南省種子管理站，河南 鄭州 450046；4.南陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，河南 南陽 473053)

近年來，有關(guān)作物施用控釋氮肥的研究成為國內(nèi)外熱點[1～4],尤其是棉花生育期較長，傳統(tǒng)的施氮技術(shù)也較為繁雜，采用控釋氮肥等簡化施肥技術(shù)有更重要的實踐價值.目前，棉花控釋氮肥在長江流域棉區(qū)[5，6]、黃河流域棉區(qū)[1，7，8]和西北內(nèi)陸棉區(qū)[9]均有研究報道，結(jié)果表明，施用控釋氮肥可以起到減少施氮次數(shù)和氮肥用量，提高氮肥利用率和棉花產(chǎn)量的效果，但控釋氮肥價格較高限制了其大面積推廣.為此，前人一方面進(jìn)行了控釋氮肥的減量施用研究，表明適度減量施用控釋氮肥并不會造成作物減產(chǎn)，且能提高氮肥的利用率[9].另一方面，也開展了控釋氮肥與普通氮肥摻混施用的研究，結(jié)果表明，合理摻混施用不僅能減少控釋氮肥用量，降低生產(chǎn)成本，還能更好地滿足棉花對養(yǎng)分的需求，達(dá)到增產(chǎn)的目的[7，8].但是，前人開展棉花施用控釋氮肥的研究均是在一般大田進(jìn)行.近年來，隨著中國糧食生產(chǎn)戰(zhàn)略的不斷提升，傳統(tǒng)的棉田越來越多地改種糧食作物，棉花的布局逐漸向鹽堿地和河灘地等轉(zhuǎn)移.黃河灘地土壤條件與一般大田有較大差異，土壤肥力較低，且沙性較強，漏水、漏肥現(xiàn)象嚴(yán)重[10].已有研究表明，在黃河灘區(qū)植棉，采用控釋尿素225 kg·hm-2，作基肥和花鈴肥2次施用效果較好[11]，但如何減少控釋氮量的用量、降低使用成本仍需進(jìn)一步研究.為此，在已有研究的基礎(chǔ)上，開展了棉花減量施用控釋氮肥的研究，以期為在黃河灘區(qū)植棉合理施氮提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1供試材料

試驗于2012—2013年在鄭州市惠濟(jì)區(qū)黃河灘區(qū)進(jìn)行.試驗地為春白地，土壤質(zhì)地偏沙，肥力較低(表1).供試品種為轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉中棉所75，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供.

設(shè)4個減量施用控釋氮肥處理.即T1：減量施用控釋氮肥；T2：基肥施用尿素，花鈴肥施用控釋氮肥；T3：基肥和花鈴肥均施用尿素和控釋氮肥摻混肥；T4：常量施用控釋肥氮肥(CK).氮肥均施用2次，基肥和花鈴肥各占50%(表2)，花鈴肥在2013-07-15施入.采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù).每小區(qū)6行，行長7 m，小區(qū)面積為46.2 m2.密度為37 875株·hm-2，株距24 cm，行距為1.1 m.供試速效氮肥為尿素，含純N 46.4%，由中石油天然氣股份有限公司生產(chǎn).控釋氮肥為內(nèi)質(zhì)包裹型控緩釋尿素，由河南心連心化肥有限公司生產(chǎn)，純N含量為44%.另外，播種前一次性施用過磷酸鈣450 kg·hm-2，硫酸鉀225 kg·hm-2.04-20播種，地膜覆蓋，保留葉枝，其他管理按高產(chǎn)田進(jìn)行.

1.2測定項目與方法

1.2.1 葉面積指數(shù)(LAI) 每小區(qū)取樣2株，測量葉長和葉寬, 按葉面積= 葉長×葉寬×0.75 計算LAI.

表1 供試土壤養(yǎng)分狀況

表2 試驗處理表

1.2.2 葉片SPAD值 使用日本Minolta生產(chǎn)SPAD-502型葉綠素計.打頂前測量主莖倒4葉，打頂后測量主莖倒1葉.每小區(qū)12株，3次重復(fù).

1.2.3 干物質(zhì)積累 每小區(qū)取樣3株，分成葉片、莖枝和蕾鈴(包括花)3部分，主莖從子葉節(jié)截取，烘干測量器官干質(zhì)量.3次重復(fù).

1.2.4 棉花四桃 每小區(qū)調(diào)查中間2行棉花的成鈴數(shù).3次重復(fù).

1.2.5 棉花產(chǎn)量 每小區(qū)選定中間3行，調(diào)查成鈴數(shù).收獲10株棉花的全部吐絮鈴，測定鈴重和衣分，測算產(chǎn)量.

2 結(jié)果與分析

2.1減量施用控釋氮肥對棉花葉面積指數(shù)(LAI)和葉片SPAD值的影響

2.1.1 減量施用控釋氮肥對棉花LAI的影響 從表3可以看出，2013-08-15之后，棉花LAI呈下降趨勢.減量施用控釋氮肥對棉花LAI有一定影響，在不同生育時期各處理均表現(xiàn)為控釋氮肥與尿素混施>控釋氮肥常量(CK)>基施尿素+追施控釋氮肥>控釋氮肥減量.說明控釋氮肥與尿素混施有利于棉花葉片生長.方差分析表明，2013-08-15和2013-09-15調(diào)查，控釋氮肥與尿素混施的棉花LAI顯著高于控釋氮肥減量處理.

表3 減量施用控釋氮肥對棉花葉面積指數(shù)的影響

2.1.2 減量施用控釋氮肥對棉花葉片SPAD值的影響 棉花葉片的SPAD值與葉綠素含量呈顯著的正相關(guān).表4表明，2013-07-15和2013-08-15調(diào)查，不同處理棉花葉片SPAD值無顯著差異.至2013-09-15，各處理表現(xiàn)為控釋氮肥與尿素混施>控釋氮肥常量(CK)>基施尿素+追施控釋氮肥>控釋氮肥減量，控釋氮肥與尿素混施的棉花LAI顯著高于控釋氮肥減量處理.由此看來，不同控釋氮肥處理對棉花葉片SPAD值總體影響不大.

2.2減量施用控釋氮肥對棉花器官干物質(zhì)積累的影響

2.2.1 減量施用控釋氮肥對棉花營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累的影響 棉花營養(yǎng)生長是生殖生長和產(chǎn)量形成的基礎(chǔ).由表5可以看出，在各調(diào)查時期，棉株葉片干物質(zhì)量表現(xiàn)為控釋氮肥與尿素混施>控釋氮肥常量(CK)>基施尿素+追施控釋氮肥>控釋氮肥減量.其中，控釋氮肥與尿素混施的葉片干物質(zhì)量顯著高于控釋氮肥減量處理.莖枝的干物質(zhì)量表現(xiàn)為：2013-08-15，控釋氮肥與尿素混施以及基施尿素、追施控釋氮肥處理顯著高于控釋氮肥減量處理；2013-09-15，控釋氮肥與尿素混施處理顯著高于控釋氮肥減量處理；2013-10-15，控釋氮肥與尿素混施顯著高于基施尿素、追施控釋氮肥和控釋氮肥減量的2個處理.總體來看，控釋氮肥與尿素混施有利于棉花莖枝和葉片的營養(yǎng)生長.

2.2.2 減量施用控釋氮肥對棉花生殖器官干物質(zhì)積累的影響 表6表明，棉花控釋氮肥減量處理的生殖器官的干質(zhì)量低于其余3個處理.其中，在2013-08-15，基施尿素+追施控釋氮肥的生殖器官的干質(zhì)量顯著高于控釋氮肥減量處理；2013-09-15，控釋氮肥減量處理的生殖器官干質(zhì)量顯著低于其余3個處理；至2013-10-15，控釋氮肥與尿素混施處理顯著高于控釋氮肥減量處理.說明在本試驗條件下，減少施氮量對棉花蕾花鈴的形成不利，而控釋氮肥與尿素混施則有利于棉花生殖器官發(fā)育.由表6還可看出，生殖器官干質(zhì)量占全株的比例在不同生育時期無顯著差異，這說明處理對棉花營養(yǎng)器官和生殖器官干物質(zhì)積累的影響一致.

2.3減量施用控釋氮肥對棉花成鈴的影響

由表7可見，不同的減量施用控釋氮肥主要影響棉花伏前桃、早秋桃和晚秋桃，進(jìn)而影響棉花總成鈴數(shù)，但對棉花的伏桃、優(yōu)質(zhì)鈴數(shù)以及優(yōu)質(zhì)鈴占總成鈴的比例無明顯影響.其中，控釋氮肥與尿素混施的伏前桃、早秋桃和總成鈴數(shù)最大，并顯著高于控釋氮肥減量.CK的晚秋桃最多，并顯著高于基施尿素、追施控釋氮肥和控釋氮肥減量.

表5 減量施用控釋氮肥棉花營養(yǎng)器官干物質(zhì)積累的影響

表6 減量施用控釋氮肥對棉花生殖器官干質(zhì)量的影響

表7 控釋氮肥對棉花單株成鈴的影響

2.4減量施用控釋氮肥對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

由表8可見，棉花總成鈴數(shù)、鈴重以及子棉和皮棉產(chǎn)量均表現(xiàn)為控釋氮肥與尿素混施>控釋氮肥常量(CK)>基施尿素+追施控釋氮肥>控釋氮肥減量處理.其中，控釋氮肥和尿素混施處理與控釋氮肥常量(CK)、基施尿素+追施控釋氮肥、控釋氮肥減量的處理相比，棉花總成鈴數(shù)分別增加5.14%，6.00%和11.06%，棉花鈴重分別增加0.35%，1.78%和2.15%，子棉產(chǎn)量分別增加5.33%，7.85%和13.67%，皮棉產(chǎn)量分別增加4.32%，7.43%和12.88%.但不同處理間衣分差異不大.方差分析表明，控釋氮肥和尿素混施處理的總成鈴數(shù)、鈴重以及子棉和皮棉產(chǎn)量均顯著高于控釋氮肥減量處理，控釋氮肥和尿素混施處理的子棉產(chǎn)量顯著高于基施尿素+追施控釋氮肥處理.

表8 減量施用控釋氮肥對棉花產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

3 結(jié)語與討論

目前，作物使用控釋氮肥的效果已經(jīng)得到充分肯定，但應(yīng)用成本高于常規(guī)氮肥限制了其大面積推廣.如何降低使用成本成為控釋氮肥的研究重點之一.目前，主要途徑有2個：一是直接降低控釋氮肥的使用量；二是普通尿素部分代替控釋氮肥進(jìn)行摻混施用.

前人研究表明，棉花減少控釋氮肥數(shù)量20%左右仍可以達(dá)到普通氮肥處理的產(chǎn)量水平[9].但本試驗條件下，直接將控釋氮肥的用量由225 kg·hm-2降至180 kg·hm-2時，棉花葉面積和葉片、莖枝和蕾花鈴干質(zhì)量下降，單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重降低，子棉和皮棉產(chǎn)量分別減少7.34%和7.28%，子棉減產(chǎn)達(dá)顯著水平.這可能與鄭州市黃河灘區(qū)的土壤肥力較低，土質(zhì)偏沙，漏肥嚴(yán)重有關(guān).

關(guān)于棉花使用尿素部分代替控釋氮肥進(jìn)行摻混施用也有一些研究報道.陳宏坤等[7]和魏建林等[8]的研究表明，控釋氮肥和普通尿素?fù)交焓┯貌粌H能促進(jìn)棉株前期生長發(fā)育，還能提高產(chǎn)量和氮肥利用率；從節(jié)本增效的角度考慮，控釋氮肥和普通尿素的摻混比例(質(zhì)量比)為7∶3時效果最佳.但李學(xué)剛等[1]設(shè)計了100%樹脂包膜尿素基施、50%普通尿素+50%樹脂包膜尿素基施和棉花專用肥基施3種控釋氮肥處理，以100%普通尿素為對照，結(jié)果表明，仍以100%樹脂包膜尿素處理增產(chǎn)效果最顯著, 氮肥利用效率最高.這可能與采用的控釋氮肥的種類和試驗地點的生態(tài)條件差異有關(guān).本研究設(shè)計了2個普通尿素部分替代控釋氮肥的處理，即基肥使用尿素、追施控釋氮肥處理以及基肥和追肥均采用尿素和控釋氮肥的摻混肥處理.結(jié)果表明，與常量施用控釋氮肥相比，基肥和追肥均采用尿素和控釋氮肥的摻混肥能促進(jìn)棉花生育，增加葉面積和營養(yǎng)器官、生殖器官的干質(zhì)量，提高單株結(jié)鈴數(shù)、鈴重，子棉和皮棉分別增產(chǎn)5.33%和4.33%，但均未達(dá)到顯著水平.這可能是因為采用尿素和控釋氮肥的摻混肥能為棉花生長提供速效和緩效的氮素營養(yǎng)，氮素的供應(yīng)更符合棉花的需求規(guī)律.而基肥使用尿素、追施控釋氮肥的處理比常量施用控釋氮肥的子棉和皮棉分別減產(chǎn)2.34%和2.89%，未達(dá)到顯著水平.對普通尿素和控釋氮肥的摻混比例及其增產(chǎn)機(jī)理仍需進(jìn)一步研究.

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