王斌，原克波，萬(wàn)艷芳，王金鑫，孫九勝，槐國(guó)龍，崔磊，何振全，黃正宏，蓋國(guó)勝*

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊830091；2.山東藥品食品職業(yè)學(xué)院，山東 威海264210；3.清華大學(xué)材料學(xué)院，北京100084）

磷是棉花生長(zhǎng)發(fā)育必需的植物營(yíng)養(yǎng)元素之一[1]，施用磷肥能提高土壤速效磷含量，促進(jìn)棉花根系生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高[2-4]。但磷在土壤中移動(dòng)性小，易被“固定”；因此，磷肥的當(dāng)季利用率一般為10%～25%。施入土壤中的磷肥大部分以不同形態(tài)的磷酸鹽殘留于土壤[1,5]，導(dǎo)致大量未被作物吸收的磷素被土壤固定而累積于土壤，從而制約新疆棉花的產(chǎn)量。施有機(jī)肥能顯著提高土壤中速效磷的含量，減少磷肥施用量，避免淋失，而且能夠改善作物的磷素營(yíng)養(yǎng)，提高磷對(duì)作物的有效性，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量和吸磷量[6-8]。因此，開(kāi)展有機(jī)肥對(duì)棉田產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)以及供磷效應(yīng)的研究，能為改善棉田缺磷情況，合理利用和開(kāi)發(fā)有機(jī)肥提供科學(xué)依據(jù)。

目前，許多學(xué)者開(kāi)展了關(guān)于不同施磷量、施肥方式與棉花生物量、養(yǎng)分吸收、生理性狀和產(chǎn)量等方面的研究[9-11]。一方面增施適量磷肥能增加棉花生物量、單株鈴數(shù)，而且在一定范圍內(nèi)施肥量越高，對(duì)單株成鈴數(shù)的增加作用越顯著[9]，棉花在蕾期和花鈴期的吸磷量也越高。另一方面，磷肥作種肥條施能促進(jìn)棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量增加[10]。但針對(duì)富磷有機(jī)肥不同施肥水平對(duì)棉花產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)影響的研究較少。因此，本研究利用現(xiàn)代粉體加工技術(shù)與畜禽糞便發(fā)酵技術(shù)組合制備富磷有機(jī)肥，設(shè)置不同富磷有機(jī)肥施肥水平，以不施富磷有機(jī)肥為對(duì)照，進(jìn)行了富磷有機(jī)肥不同施肥水平對(duì)棉花出苗率、產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)影響的研究，以期為棉花生產(chǎn)中有機(jī)肥的合理施用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在烏魯木齊市新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院安寧渠綜合試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，全年日照時(shí)間在2 400～3 000 h，年均最高氣溫為38 ℃，年均最低氣溫-20 ℃，冬季平均氣溫為-15.2 ℃，夏季平均氣溫為23 ℃。年均降水量為260 mm，春季降水量占全年的40%左右，具有豐富的光熱資源。試驗(yàn)地0～40 cm 土壤基本理化性狀： 有機(jī)質(zhì)含量16.20 g·kg-1，速效氮56.7 mg·kg-1、 速效磷15.0 mg·kg-1、速效鉀230 mg·kg-1，pH 8.18，總鹽含量1.2 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)棉花品種為新陸早7 號(hào)。試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)處理，T1、T2 和T3 分別代表每公頃基施富磷有機(jī)肥900 kg、1 800 kg 和2 700 kg，以不施富磷有機(jī)肥為對(duì)照（CK）。各處理重復(fù)3 次。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)、寬分別為30 m 和19.2 m，隨機(jī)區(qū)組排列。

2017年5月6日播種，機(jī)械鋪膜、膜下滴灌一膜兩管四行栽培方式，種植行距（30＋50＋30＋30）cm，膜寬1.4 m，株距10 cm。試驗(yàn)播種方式依照當(dāng)?shù)亓?xí)慣，作物種植與管理方式同當(dāng)?shù)卮筇镆恢隆?/p>

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1出苗率。播種后第10 天調(diào)查棉花實(shí)際出苗數(shù)，計(jì)算出苗率。

1.3.2產(chǎn)量。棉花吐絮期，測(cè)定密度、單株鈴數(shù)以及鈴重，其中鈴重按棉株下、中、上部位分別采50 個(gè)完全吐絮棉鈴測(cè)定，按公式“產(chǎn)量＝密度×單株鈴數(shù)×鈴重”計(jì)算棉花產(chǎn)量。

1.3.3土樣采集與測(cè)定。在棉花播種前 （5月5日）、花鈴期（8月21日）和吐絮期（9月27日）3 個(gè)時(shí)期，取試驗(yàn)地0～20 cm 和20～40 cm 土樣，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩，測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量，速效N、P、K 和總鹽含量。

土壤pH 用數(shù)顯酸度計(jì)測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定用重鉻酸鉀外加熱法，土壤速效氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，土壤速效磷含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法，土壤速效鉀含量測(cè)定采用火焰光度法，土壤總鹽含量測(cè)定用烘干質(zhì)量法[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)利用MS Excel 2016 和Origin 8.0 軟件進(jìn)行初步分析和作圖，采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行方差分析，數(shù)據(jù)間比較采用Duncan's 多重比較分析方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥水平對(duì)棉花出苗率的影響

富磷有機(jī)肥不同施肥水平下，棉花出苗率有所不同（圖1）。其中，T1 的出苗率最高（78.75%），其次是CK（72.84%）和T3（72.50%），T2 的出苗率最低（67.34%）。與CK 的出苗率相比，T1 增加了5.91百分點(diǎn)，而T2 和T3 分別減小5.5 和0.34 百分點(diǎn)。不同施肥水平對(duì)棉花出苗率影響不顯著。

圖1 不同施肥處理對(duì)棉花出苗率的影響

2.2 不同施肥水平對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

從棉花產(chǎn)量構(gòu)成要素來(lái)看，與CK 相比，T1 的密度增加，而T2 和T3 的減?。ū?）。單株成鈴數(shù)、鈴重和籽棉產(chǎn)量均呈現(xiàn)出不同程度的增加，其中，施肥處理單株成鈴數(shù)比CK 增加11.9%～31.2%；T1 和T2 的鈴重均較CK 增加了近3%，而T3 的鈴重略微降低；各施肥處理籽棉產(chǎn)量比CK 增加12.0%～32.6%。方差分析顯示，T1、T2 和T3 的密度、 單株成鈴數(shù)和鈴重與CK 相比差異均不顯著，T1 的籽棉產(chǎn)量顯著高于CK （P＜0.05），而T2 和T3 的籽棉產(chǎn)量與CK 差異不顯著。

表1 不同施肥水平對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥水平對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.3.1對(duì)0～20 cm 土層土壤養(yǎng)分的影響。棉花花鈴期，0～20 cm 土層土壤速效氮、速效磷、速效鉀和總鹽含量的最大值均出現(xiàn)于CK（表2），而土壤pH 最大值為T(mén)2（8.38），土壤有機(jī)質(zhì)含量最大值也為T(mén)2（17.042 g·kg-1）。棉花吐絮期，土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀和總鹽含量均隨富磷有機(jī)肥量的增加而增加，最大值均出現(xiàn)于T3 處理。方差分析結(jié)果顯示，同一時(shí)期T1、T2、T3 處理和CK 相比土壤養(yǎng)分、 土壤pH 及土壤總鹽含量差異均不顯著，但花鈴期T2 處理的土壤pH 顯著高于T3 處理，吐絮期T3 處理的土壤速效鉀含量顯著高于T1 和CK。

表2 不同處理對(duì)0～20 cm 耕層土壤理化性質(zhì)的影響

2.3.2對(duì)20～40 cm 土層土壤養(yǎng)分的影響。棉花花鈴期，20～40 cm 土層，土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量的最大值均出現(xiàn)于CK（表3）。棉花吐絮期，土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量均隨富磷有機(jī)肥量的增加而增加，最大值均出現(xiàn)于T3 處理。方差分析顯示，同一時(shí)期除了吐絮期T3 處理的土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量顯著高于CK、T1 和T2 外，T1、T2、T3 處理和CK 相比土壤養(yǎng)分、土壤pH、土壤總鹽含量差異均不顯著。

3 結(jié)論

富磷有機(jī)肥900 kg·hm-2處理的出苗率較CK（不施富磷有機(jī)肥） 高5.91 百分點(diǎn)，而1 800 kg·hm-2和2 700 kg·hm-2處理的出苗率較CK低5.50 百分點(diǎn)和0.34 百分點(diǎn)，但3 個(gè)施肥水平棉花出苗率差異均不顯著。3 個(gè)施肥處理的籽棉產(chǎn)量均高于CK，增幅介于12.0%～32.6%；其中，900 kg·hm-2處理的籽棉增產(chǎn)幅度最大，顯著高于CK，而1 800 kg·hm-2和2 700 kg·hm-2處理的籽棉產(chǎn)量與CK 差異均不顯著；富磷有機(jī)肥施肥處理間棉花產(chǎn)量差異不顯著。棉花生育期內(nèi)，0～20 cm 和20～40 cm 土層，施肥處理與CK 間土壤養(yǎng)分（土壤速效氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量）、 土壤pH 和土壤總鹽含量基本無(wú)顯著差異。

表3 不同處理對(duì)20～40 cm 耕層土壤理化性質(zhì)的影響