王樹林++祁虹++王燕++張謙++馮國藝++林永增++梁青龍

摘 要：在麥棉套作模式下，采用隨機區(qū)組試驗，針對氮、磷、鉀3種元素分別設(shè)置了0，75，150，225，300 kg·hm-2 5個用量梯度，研究氮磷鉀肥用量對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量性狀的影響。結(jié)果表明，氮肥促進棉花營養(yǎng)生長，棉花單株鈴數(shù)、單鈴重、籽棉產(chǎn)量均顯著提高，磷鉀肥則無增產(chǎn)效果。在河北省南部高肥力地塊，麥棉套作模式下棉花季節(jié)合理肥料用量為N 225 kg·hm-2，K2O 75 kg·hm-2，免施磷肥。

關(guān)鍵詞： 麥棉套作；氮磷鉀；棉花；生長發(fā)育性狀；產(chǎn)量

中圖分類號：S562 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.029

近年來，隨著國家對糧食安全問題的日益重視[1-2]，以及棉花市場的持續(xù)低迷，傳統(tǒng)一熟棉區(qū)棉花種植面積銳減，棉花生產(chǎn)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在河北省南部的部分高水肥地區(qū)，由于光熱資源的增加，已經(jīng)具備了麥棉套作一年兩熟的條件，因此發(fā)展麥棉套作，提高復種指數(shù)，增加棉田收益勢在必行。在由棉花一熟向麥棉兩熟轉(zhuǎn)變的過程中，如何利用小麥與棉花需肥規(guī)律的異同而合理施肥，是麥棉兩熟種植模式中的一個重要環(huán)節(jié)。關(guān)于麥棉套作適宜施肥量，前人曾有相關(guān)研究，董天浴等[3]在山東菏澤、王瑛等[4]利用盆栽、董合林等[5]在河南商丘市等地進行了相關(guān)研究，但結(jié)果不盡相同，主要原因在于肥料試驗受土壤基礎(chǔ)地力、氣候條件等影響較大，本試驗在河北省中南部高肥力地塊開展麥棉套作模式下的氮磷鉀肥料用量試驗，旨在為該地區(qū)合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在河北省邯鄲市曲周縣西漳頭村河北省農(nóng)林科學院棉花研究所試驗田進行，試驗棉花品種為冀雜2號。試驗田為粘壤土，地力均勻，地勢平坦，排灌方便。0～20 cm土層有機質(zhì)14.6 g·kg-1，全氮0.998 g·kg-1，速效磷38.9 mg·kg-1，速效鉀285.8 mg·kg-1，屬高肥力地塊。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，氮、磷、鉀元素分別設(shè)置5個用量梯度，詳見表1。試驗設(shè)3次重復，小區(qū)寬6.4 m，長10.0 m。麥棉套種模式為4-2式，即小麥播種4行，幅寬80 cm，棉花預留行80 cm，套種2行棉花。棉花于4月24日播種，播種后澆蒙頭水，小麥6月10日收獲。

試驗小區(qū)中氮肥處理每公頃施重過磷酸鈣325 kg，氯化鉀250 kg；磷肥處理每公頃施尿素486 kg，氯化鉀250 kg；鉀肥處理每公頃施尿素486 kg，重過磷酸鈣325 kg；所有肥料在小麥收獲后溝施于棉花行間，隨后灌水。

1.2.2 測定項目及方法 每小區(qū)固定20株棉花，于6月15日調(diào)查株高、真葉數(shù)，7月15日、8月15日調(diào)查株高、果枝數(shù)、成鈴數(shù)，9月10日調(diào)查成鈴數(shù)。收獲期每小區(qū)收取20株全部吐絮鈴，測定單鈴重、衣分，小區(qū)10月22日收獲一次霜前花，10月30日全部收獲并計算霜前花率、籽棉產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用DPS 7.05軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥用量對棉花株高及果枝的影響

如表2所示，6月15日不同氮肥用量間株高差異不大，到7月15日與8月15日時不施氮肥的對照其株高低于施氮處理的，隨施氮量增加株高有增加趨勢；6月15日真葉數(shù)除不施氮肥處理偏低外，其它處理間差異不明顯，7月15日果枝數(shù)、8月15日果枝數(shù)結(jié)果相似，均是不施氮肥的對照低于施氮處理，隨施氮量增加，果枝數(shù)有增加的趨勢。這一結(jié)果表明，在麥棉套作模式下，不施氮肥會導致土壤中氮素供給不足，抑制棉花營養(yǎng)生長，隨著氮肥用量的增加，棉株營養(yǎng)生長量逐漸增大。

2.2 氮肥用量對棉花三桃比例的影響

如表3所示，氮肥對伏桃數(shù)影響較大，不施氮肥處理其伏桃數(shù)最少，隨著氮肥用量增加，伏桃數(shù)增加，而過量施用氮肥又導致伏桃數(shù)量下降；伏桃比例以N4最高，其秋桃比例則最低。結(jié)果表明，在麥棉套作模式下，可以通過控制氮肥用量調(diào)節(jié)伏桃比例，達到多結(jié)優(yōu)質(zhì)成鈴的目的。

2.3 氮肥用量對棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表4所示，氮肥用量對單株鈴數(shù)、單鈴重與籽棉產(chǎn)量均有顯著影響，不施氮肥對照顯著降低，而不同氮肥量之間差異不顯著，單株鈴數(shù)N4最高，較對照多2.9個，籽棉產(chǎn)量也以N4最高，達到4 413 kg·hm-2，較對照增加16.9%。氮肥用量對衣分及霜前花率無明顯影響。根據(jù)以上結(jié)果，麥棉套作模式下氮肥用量控制在225 kg·hm-2為宜。

2.4 磷肥用量對棉花生育性狀的影響

如表5所示，磷肥對棉花營養(yǎng)生長影響不大，不施磷肥的對照其棉花株高、真葉數(shù)、果枝數(shù)與施磷處理的基本沒有差異，表明在當前土壤肥力下，麥棉套作模式下的土壤中磷素足以供應(yīng)棉花正常生長需求。

2.5 磷肥用量對棉花三桃比例的影響

如表6所示，磷肥對棉花三桃的比例影響不明顯，不同處理的棉花伏桃比例在31.3%～33.8%之間。

2.6 磷肥用量對棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表7所示，磷肥對單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分、霜前花率、籽棉產(chǎn)量均無顯著影響，究其原因，主要是土壤中磷素積累量過高，速效磷含量達到了38.9 mg·kg-1，這與前些年農(nóng)民大量施用磷酸二銨有關(guān)，而棉花是需磷量很少的作物，因此導致土壤中磷素大量富集，另一方面在麥棉套作模式下，小麥季節(jié)施用了較多的磷肥，更弱化了磷肥的效應(yīng)。據(jù)此結(jié)果，在麥棉套作模式下，棉花季節(jié)可免施磷肥，僅利用上季殘留磷素就可滿足棉花生長的需要。

2.7 鉀肥用量對棉花生育性狀的影響

如表8所示，鉀肥對棉花營養(yǎng)生長效應(yīng)不明顯，不同時期株高在不施鉀肥與施用鉀肥處理間無差異，真葉與果枝數(shù)亦無明顯差異。

2.8 磷肥用量對棉花三桃比例的影響

如表9所示，鉀肥對三桃數(shù)量與三桃比例沒有明顯的影響，不同處理間差異不明顯。

2.9 鉀肥用量對棉花產(chǎn)量性狀的影響

如表10所示，鉀肥對棉花單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分、霜前花率、籽棉產(chǎn)量均沒有顯著影響，其中以K2單株鈴數(shù)最高，產(chǎn)量也高于其他處理，達到了4 006 kg·hm-2。

本試驗中，土壤基礎(chǔ)地力速效鉀含量高達285.8 mg·kg-1，是導致鉀肥效應(yīng)不明顯的主要因素，而土壤中鉀素積累量高的原因有兩個方面：一方面是粘土地中普遍存在鉀素含量偏高的現(xiàn)象，另一方面是近年來在棉花施肥中鼓勵多施鉀肥，對于棉花來說土壤鉀素已處于過量水平。根據(jù)籽棉鉀素含量及棉花產(chǎn)量計算得出每公頃產(chǎn)4 000 kg籽棉需從土壤中帶走K2O約40 kg，結(jié)合本試驗結(jié)果，在高肥力地塊麥棉套作模式下，棉花季節(jié)鉀肥用量控制在75 kg·hm-2左右完全可滿足棉花生長需要。

3 結(jié)論與討論

肥料試驗結(jié)果受土壤基礎(chǔ)地力、氣候條件的影響較大，因此，在不同地區(qū)試驗結(jié)果往往大相徑庭。本試驗在河北省南部高肥力地塊進行，結(jié)果顯示，氮肥對棉花營養(yǎng)生長具有明顯促進作用，提高了單株鈴數(shù)、單鈴重與籽棉產(chǎn)量，磷鉀肥則無增產(chǎn)效果，其原因可能與下列因素有關(guān)：一是在傳統(tǒng)一熟棉區(qū)，化學肥料的應(yīng)用在前些年經(jīng)歷了重施磷肥（主要是磷酸二銨、過磷酸鈣等）階段[6]，由于棉花對磷肥的需要量較少，因此導致土壤中富集了大量的磷素，近年來隨著轉(zhuǎn)基因棉花品種的推廣，其需鉀量大的特點被廣泛認知[7]，棉田大量增施鉀肥，導致棉田鉀素含量逐漸上升，而氮素由于易分解[8-9]，同時存在反硝化等作用[10]，在土壤中較難累積；二是試驗田土壤磷素與鉀素含量均處于相當高的水平，影響到了試驗結(jié)果。因此，在由棉田一熟制向麥棉兩熟模式轉(zhuǎn)變的過程中，氮肥表現(xiàn)出了明顯的增產(chǎn)效果，而磷鉀肥則未表現(xiàn)出增產(chǎn)效果。

考慮到麥棉套作模式下小麥季節(jié)施用磷肥較多，而棉花對磷素吸收量小的特點，在棉花季節(jié)可免施磷肥，盡管鉀肥同樣未表現(xiàn)出增產(chǎn)效應(yīng)，但轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種需鉀量較大，因此根據(jù)籽棉鉀素含量[11]及棉花產(chǎn)量計算出棉花季節(jié)鉀素的田間移出量，推薦鉀肥用量控制在75 kg·hm-2，可實現(xiàn)土壤鉀素的平衡，有利于土壤肥力的維持，氮肥用量則以225 kg·hm-2為宜。

參考文獻：

[1] 張元紅，劉長全，國魯來. 中國糧食安全狀況評價與戰(zhàn)略思考[J]. 中國農(nóng)村觀察，2015（1）：14-27.

[2] 周慧秋，侯金華. 關(guān)于我國糧食安全的幾點思考[J]. 哈爾濱商業(yè)大學學報，2005（2）：14-16.

[3] 董天浴，邵珠合，李國全，等. 菏澤市麥套棉氮磷鉀肥用量研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2015，43（24）：71-72.

[4] 王瑛，周治國，陳兵林，等. 麥棉套作復合根系群體對棉株氮素吸收與分配的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學報，2006，17（12）：2341-2346.

[5] 董合林，李鵬程，劉敬然，等. 鉀肥用量對麥棉兩熟制作物產(chǎn)量和鉀肥利用率的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2015，21（5）：1159-1168.

[6] 董合林. 我國棉花施肥研究進展[J]. 棉花學報，2007，19（5）：378-384.

[7] 展曼曼，王寧，田曉莉. 棉花鉀營養(yǎng)效率的基因型差異研究進展[J]. 棉花學報，2012，24（2）：176-182.

[8] 李欠欠，李雨繁，高強，等. 傳統(tǒng)和優(yōu)化施氮對春玉米產(chǎn)量、氨揮發(fā)及氮平衡的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2015，21（3）：571-579.

[9]朱兆良. 農(nóng)田中氮肥的損失與對策[J]. 土壤與環(huán)境，2000，9（1）：1-6.

[10] 張玉銘，胡春勝，董文旭. 華北太行山前平原農(nóng)田氨揮發(fā)損失[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2005，11（3）；417-419.

[11] 蔡立旺，陳源，王永慧，等. 棉花鉀素吸收利用效率與產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2014（5）：972-979.