王素萍等

摘要：開(kāi)展了棉田肥料效應(yīng)試驗(yàn)，設(shè)置了氮、磷、鉀3因素4水平的田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)施用肥料有顯著的增產(chǎn)效果。其中氮肥增產(chǎn)效果最明顯，增產(chǎn)子棉527 kg/hm2，增產(chǎn)率為18.3%，純?cè)鍪杖? 770元/hm2；磷肥經(jīng)濟(jì)效益最佳，增產(chǎn)子棉453 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.8%，純?cè)鍪杖? 996元/hm2；鉀肥增產(chǎn)子棉324 kg/hm2，增產(chǎn)率為10.4%，純?cè)鍪杖?23元/hm2。擬合一元二次肥料效應(yīng)模型，并結(jié)合試驗(yàn)實(shí)際情況，確定江漢平原棉田推薦施肥量，氮、磷和鉀的最高產(chǎn)量施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經(jīng)濟(jì)施用量分別為230、135和110 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：棉花（Gossypium spp.）； 施肥效果； 推薦施肥量； 肥料利用率

中圖分類(lèi)號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）12-2850-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.010

The Effect of Fertilization and Fertilizer Recommendation

on Hybrid Cotton in Jianghan Plain

WANG Su-ping1，CHEN Gang1，LU Jian-wei2，LI Xiao-kun2，HONG Juan1，HUANG Xiang1，LI Bin3，ZOU Jia-long3

（1. Wuhan Institute of Agricultural Sciences，Wuhan 430345，China； 2.Resources and Environment College of Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070，China； 3. Jingzhou Soil and Fertilizer Station of Hubei Province，Jingzhou 434020，Hubei，China）

Abstract： Studied the fertilization effects of cotton to provide scientific guidance to fertilization. Set up three factors （nitrogen，phosphorus and potassium），4 levels and 10 treatments. The result showed that the economic benefit of phosphorus fertilization on cotton yield was the largest， the next was nitrogen fertilization and potassium fertilization was the smallest.The highest increment of nitrogen，phosphorus and potassium was separately 527，453 and 324 kg/hm2， which were accordingly 18.3%，14.8% and 10.4% higher than the control. The net income of nitrogen， phosphorus and potassium was 1 770，1 996 and 323 kg/hm2 respectively.According to the model of fertilizer effect， it would reach the highest yield when nitrogen，phosphorus and potassium application rate was 322 kg/hm2，157 kg/hm2 and 245 kg/hm2， and the highest profit would be gotten when nitrogen，phosphorus and potassium application rate were 230 kg/hm2，135 kg/hm2 and 110 kg/hm2.

Key words： cotton（Gossypium spp.）； effect of fertilization； fertilizer recommendation； utilization ratio of fertilizers

中國(guó)棉花（Gossypium spp.）種植主要集中在長(zhǎng)江流域、黃河流域和西北內(nèi)陸。湖北省屬于長(zhǎng)江流域棉區(qū)，是產(chǎn)棉大省也是用棉大省，棉花生產(chǎn)對(duì)湖北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展作用重大[1]，江漢平原是湖北省的棉花主產(chǎn)區(qū)。近年來(lái)，高產(chǎn)棉花品種更新?lián)Q代很快，而針對(duì)棉花新品種的施肥技術(shù)包括施肥量及養(yǎng)分配比等方面的研究缺乏跟進(jìn)，棉農(nóng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)盲目施肥現(xiàn)象較為普遍。前人研究表明，正確增補(bǔ)養(yǎng)分是農(nóng)作物增產(chǎn)增收的有效措施[2，3]，但盲目地施肥不僅造成肥料浪費(fèi)和環(huán)境污染[4]，甚至導(dǎo)致棉花生長(zhǎng)不良，造成減產(chǎn)減收嚴(yán)重[5]。因此，針對(duì)主要棉區(qū)研究合理的施肥技術(shù)非常必要。

為給江漢平原棉花生產(chǎn)提供科學(xué)施肥指導(dǎo)，促進(jìn)棉花增產(chǎn)增收，2008年在江漢平原主要棉區(qū)（荊州市）布置了棉田肥料效應(yīng)試驗(yàn)。本研究分析了氮、磷、鉀肥的不同用量和配比對(duì)棉花產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響，分析了棉田中肥料的農(nóng)學(xué)利用率，得出氮、磷、鉀肥的增產(chǎn)效果，并擬合一元二次肥料效應(yīng)模型，結(jié)合試驗(yàn)實(shí)際情況，確定棉田的最高產(chǎn)量施肥量和最佳經(jīng)濟(jì)施肥量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

2008年于湖北省荊州市荊州區(qū)彌市鎮(zhèn)合興村設(shè)置試驗(yàn)，試驗(yàn)田塊為冬閑地，2007年種植棉花。供試土壤為長(zhǎng)江沖積物發(fā)育的潮土，養(yǎng)分狀況[6]為pH 7.7，有機(jī)質(zhì)15.7 g/kg，堿解氮123.2 mg/kg，速效磷7.7 mg/kg，速效鉀59.8 mg/kg。根據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)[7]，試驗(yàn)點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量屬中等水平；堿解氮屬中等水平；速效磷含量屬嚴(yán)重缺乏水平；速效鉀含量屬中度缺乏水平。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

棉花品種為鄂雜棉17，是湖北省37個(gè)雜交棉品種中惟一的兼抗枯黃萎病品種[8]。2008年4月18日營(yíng)養(yǎng)缽育苗，5月15日移栽，移栽密度為24 000株/hm2。

試驗(yàn)小區(qū)面積20 m2，設(shè)計(jì)了氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）3因素4水平共10個(gè)組合處理，分別為等磷（72 kg/hm2）和等鉀（180 kg/hm2）條件下的不同施氮量，即N0、N1、N2、N3分別表示氮肥用量為0、180、225、270 kg/hm2；等氮（225 kg/hm2）和等鉀（180 kg/hm2）條件下的不同施磷量，即P0、P1、P2、P3分別表示磷肥用量為0、45、72、90 kg/hm2；等氮（225 kg/hm2）和等磷（72 kg/hm2）條件下的不同施鉀量，即K0、K1、K2、K3分別表示鉀肥用量為0、150、180、210 kg/hm2。各處理設(shè)兩次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

氮、磷、鉀肥分別用尿素（含氮46%）、過(guò)磷酸鈣（含磷14%）、氯化鉀（含鉀60%）。施肥方法為氮肥30%做基肥，10%做苗肥，45%做花鈴肥，15%做補(bǔ)桃肥；磷肥70%做基肥，30%做花鈴肥；鉀肥50%做基肥，50%做花鈴肥。

1.3 取樣及數(shù)據(jù)分析

子棉產(chǎn)量。各處理單打獨(dú)收，2008年8月25日開(kāi)始收獲子棉，11月10日收獲結(jié)束，共收獲6次，產(chǎn)量為6次累加值。

利用Excel對(duì)子棉產(chǎn)量和純收益進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用DPS對(duì)施肥效果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥的產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益

分析了不同施肥處理對(duì)子棉產(chǎn)量結(jié)果的影響（表1），由表1可知，氮、磷、鉀肥的施用均促進(jìn)了子棉產(chǎn)量的增加，其中平均產(chǎn)量最低的為缺氮處理，產(chǎn)量為2 884 kg/hm2，產(chǎn)量最高的為P3處理，產(chǎn)量為3 512 kg/hm2，其氮、磷、鉀肥的施用量分別為225、90、180 kg/hm2，因此，僅從子棉產(chǎn)量方面來(lái)考慮，本研究的10個(gè)施肥處理中以P3處理的效果最佳，即氮、磷、鉀肥的用量分別為225、90、180 kg/hm2，養(yǎng)分比例為1.0∶0.4∶0.8。

2.1.1 氮肥的產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益 在施用等量磷、鉀肥的基礎(chǔ)上，子棉產(chǎn)量隨著施氮量的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，不同施氮水平條件下，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高的都是施氮225 kg/hm2的處理，3個(gè)施氮處理與缺氮處理相比，產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，施氮處理之間差異不顯著。與缺氮處理相比，施氮225 kg/hm2的處理增產(chǎn)子棉527 kg/hm2，增產(chǎn)率為18.3%，純?cè)鍪杖? 770元/hm2。

2.1.2 磷肥的產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益 在施用等量氮、鉀肥的基礎(chǔ)上，子棉產(chǎn)量隨著施磷量的增加而增加，不同施磷水平條件下，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益最高的都是施磷90 kg/hm2的處理，與其余3個(gè)處理間的產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，3個(gè)施磷處理與缺磷處理相比，產(chǎn)量差異也均達(dá)顯著水平。與缺磷處理相比，施磷90 kg/hm2的處理增產(chǎn)子棉453 kg/hm2，增產(chǎn)率14.8%，純?cè)鍪杖? 996元/hm2。

2.1.3 鉀肥的產(chǎn)量效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益 在施用等量氮、磷肥的基礎(chǔ)上，子棉產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，不同施鉀水平中，產(chǎn)量最高的是施鉀210 kg/hm2的處理，經(jīng)濟(jì)效益最高的是施鉀150 kg/hm2的處理，3個(gè)施鉀處理與缺鉀處理相比，產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，施鉀處理之間差異不顯著。與缺鉀處理相比，施鉀210 kg/hm2時(shí)，增產(chǎn)子棉324 kg/hm2，增產(chǎn)率為10.4%，施鉀150 kg/hm2時(shí)，純?cè)鍪杖?23元/hm2。

2.2 肥料農(nóng)學(xué)效率

肥料農(nóng)學(xué)利用效率[9]（AE）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-缺肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量

農(nóng)學(xué)利用率表示施用每千克氮、磷、鉀肥料增產(chǎn)子棉的能力。肥料農(nóng)學(xué)利用率分析結(jié)果（圖1）表明，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率為N2>N1>N3，當(dāng)施氮量為225 kg/hm2時(shí)，氮肥的農(nóng)學(xué)利用率最大，單位質(zhì)量的氮肥增產(chǎn)效果最大；磷肥的農(nóng)學(xué)利用率為P1>P3>P2，當(dāng)施磷量為45 kg/hm2時(shí)，磷肥的農(nóng)學(xué)利用率最大，單位質(zhì)量的磷肥增產(chǎn)效果最大，不同水平間農(nóng)學(xué)利用率差異不顯著；鉀肥的農(nóng)學(xué)利用率為K1>K2>K3，當(dāng)施鉀量為150 kg/hm2時(shí)，鉀肥的農(nóng)學(xué)利用率最大，鉀肥的農(nóng)學(xué)利用率隨施鉀量的增加而減小，不同水平間農(nóng)學(xué)利用率差異不顯著。

該試驗(yàn)氮、磷、鉀肥的農(nóng)學(xué)利用率為磷肥>氮肥>鉀肥，可見(jiàn)該地區(qū)單位質(zhì)量的磷肥增產(chǎn)效果最大，其次是氮肥，鉀肥最低。

2.3 肥料效應(yīng)模型與推薦施肥量

2.3.1 一元二次肥料效應(yīng)模型 該試驗(yàn)擬合的三元二次肥料效應(yīng)模型不典型，選擇擬合一元二次肥料效應(yīng)模型（表2），所有模型均屬于典型模型，R2均達(dá)顯著水平。

2.3.2 推薦施肥量的確定 試驗(yàn)通過(guò)擬合一元二次肥效模型確定推薦施肥量（表3），棉田最高產(chǎn)量的氮、磷、鉀肥施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經(jīng)濟(jì)氮、磷和鉀肥施用量分別為230、135和110 kg/hm2，子棉最高產(chǎn)量范圍是3 379～3 594 kg/hm2，最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量范圍是3 338～3 584 kg/hm2。

2.3.3 通過(guò)邊際收益和邊際成本分析推薦施肥量 對(duì)數(shù)據(jù)分析表明，施氮量為225 kg/hm2時(shí)，邊際收益-邊際成本>0，施用氮肥增加收益，施氮量270 kg/hm2時(shí)，邊際收益-邊際成本<0，過(guò)量施用氮肥造成浪費(fèi)，所以推薦施肥量應(yīng)在225～270 kg/hm2之間。施磷量90 kg/hm2時(shí)，邊際收益-邊際成本>0，增施磷肥仍有增收的潛力，所以磷肥的推薦施用量應(yīng)在90 kg/hm2以上。施鉀量150 kg/hm2時(shí)，邊際收益-邊際成本<0，所以鉀肥推薦施用量應(yīng)低于150 kg/hm2。

3 小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)2008年荊州市棉田肥料效應(yīng)試驗(yàn)研究表明，該試驗(yàn)擬合的一元二次肥料效應(yīng)模型，確定三江平原棉田推薦施肥量，氮、磷、鉀的最高產(chǎn)量施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經(jīng)濟(jì)施用量分別為230、135和110 kg/hm2。與房衛(wèi)平等[10]的研究結(jié)果一致，雜交棉在后期有較強(qiáng)的積累優(yōu)勢(shì)。雜交棉一生中吸氮量為243 kg/hm2，而常規(guī)棉吸氮量為195 kg/hm2[11]。與通過(guò)邊際收益和邊際成本分析得到的最佳施肥量范圍相同，且在長(zhǎng)江流域棉區(qū)根據(jù)土壤養(yǎng)分確定的推薦施肥量范圍為磷肥105～135 kg/hm2，鉀肥 90～135 kg/hm2[7]，所以一元二次肥效模型擬合得到的結(jié)果符合實(shí)際情況。

本研究的10個(gè)施肥方案中的氮磷鉀肥的量以N2P3K2組合的產(chǎn)量最高，氮、磷、鉀肥的養(yǎng)分比例為1.0∶0.4∶0.8，與賈仁清等[12]研究的長(zhǎng)江中下游棉區(qū)棉花需肥規(guī)律氮、磷、鉀肥的養(yǎng)分比例為1.00∶0.31∶0.82基本吻合。

農(nóng)學(xué)利用率是評(píng)價(jià)肥料增產(chǎn)效果比較準(zhǔn)確的指標(biāo)[9]，通過(guò)農(nóng)學(xué)利用率分析，在設(shè)計(jì)的不同施肥水平中，施氮量為225 kg/hm2時(shí)，氮肥增產(chǎn)效果最大，農(nóng)學(xué)利用率為2.3 kg/kg；在施磷量為45 kg/hm2時(shí)，磷肥增產(chǎn)效果最大，農(nóng)學(xué)利用率為6.3 kg/kg；在施鉀量為150 kg/hm2時(shí)，鉀肥增產(chǎn)效果最大，農(nóng)學(xué)利用率為1.9 kg/kg。本試驗(yàn)中磷肥的增產(chǎn)效果最高，其次為氮肥，鉀肥最低，磷肥效果最佳的原因可能是該地區(qū)土壤速效磷嚴(yán)重缺乏，具體原因需進(jìn)一步通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1] 梅漢成，陳善杰，周建元.湖北棉花產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].中國(guó)種業(yè)，2007（2）：11-12.

[2] 楊京平，姜 寧，陳 杰.施氮水平對(duì)兩種水稻產(chǎn)量影響的動(dòng)態(tài)模擬及施肥優(yōu)化分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（10）：1654-1660.

[3] MICHAEL S，WATT，PETER W，et al.Above-ground biomass accumulation and nitrogen fixation of broom （Cytisusscoparius L.） growing with juvenile pinusradiata on a dry land site[J]. Forest Ecology and Management，2003，184：93-104.

[4] 段 亮，段增強(qiáng)，夏四清.農(nóng)田氮、磷向水體遷移原因及對(duì)策[J].中國(guó)土壤與肥料，2007（4）：6-11.

[5] 陳署晃，張 炎，劉 俊，等.新疆棉花施肥現(xiàn)狀、問(wèn)題與對(duì)策[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，45（1）：147-150.

[6] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2007.25-109.

[7] 魯劍巍.測(cè)土配方與作物配方施肥技術(shù)[M].北京：金盾出版社.2006.117，175-179.

[8] 趙世春，姚曲峋，楊元欣，等.湖北省雜交棉品種現(xiàn)狀與育種思路[A].中國(guó)棉花學(xué)會(huì).中國(guó)棉花學(xué)會(huì)2009年年會(huì)論文集[C].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2009.50-51.

[9] 張福鎖，王激清，張衛(wèi)峰，等.中國(guó)主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報(bào)，2008，45（5）：915-923.

[10] 房衛(wèi)平，李伶俐，謝德意，等.雜交棉與常規(guī)棉干物質(zhì)積累和氮、磷、鉀吸收分配及產(chǎn)量比較[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2009，15（6）；1401-1406.

[11] 馬宗斌，房衛(wèi)平，謝德意，等.氮肥基追比對(duì)抗蟲(chóng)雜交棉葉片衰老和產(chǎn)量的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2008，28（10）：2062-2066.

[12] 賈仁清，葉德柱，石吟梅，等.高產(chǎn)棉花的干物質(zhì)積累和氮磷鉀養(yǎng)分的吸收分配規(guī)律探討[J].中國(guó)棉花，1981，8（5）：27-30.