滴灌棉花产量及构成因素对关键生育期施氮量的响应_蒲胜海.pdf

西 北 农 业 学 报 2 0 2 3,3 2(3):3 5 0-3 5 7A c t aA g r i c u l t u r a eB o r e a l i-o c c i d e n t a l i sS i n i c ad o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 4-1 3 8 9.2 0 2 3.0 3.0 0 2h t t p s:/d o i.o r g/1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 4-1 3 8 9.2 0 2 3.0 3.0 0 2滴灌棉花产量及构成因素对关键生育期施氮量的响应收稿日期:2 0 2 1-1 2-0 2 修回日期:2 0 2 2-0 3-1 6基金项目:农 业 部 西 北 绿 洲 农 业 环 境 重 点 实 验 室 开 放 基 金(NY B X B L Z-2 0 1 7 0 3,NY B X B L Z-2 0 1 8 0 5),国 家 重 点 研 发 计 划(2 0 1 8 Y F D 0 8 0 0 8 0 4);农业科技创新稳定支持项目(X J NKYWD Z C-2 0 2 2 0 0 5);新疆棉田面源污染定位监测预警田间标准实验室条件建设项目。第一作者:蒲胜海,男,副研究员,研究方向为水肥资源高效利用、面源污染防治。E-m a i l:a i q i n g 2 0 0 81 2 6.c o m通信作者:李 磐,男,副研究员,研究方向为养分资源高效利用、面源污染防治。E-m a i l:l i p a n x j s i n a.c o m蒲胜海1,2,马红红1,2,马兴旺1,2,李 磐1,2,涂永峰3,李小伟3,艾合买提哈力克4,李江峰4(1.新疆农业科学院 土壤肥料与农业节水研究所,乌鲁木齐 8 3 0 0 9 1;2.农业部西北绿洲农业环境重点实验室,乌鲁木齐8 3 0 0 9 1;3.新疆慧尔农业集团股份有限公司,新疆昌吉 8 3 1 1 0 0;4.哈密市农业技术推广中心,新疆哈密 8 3 9 0 0 0)摘 要 旨在探讨棉花产量及构成因素对关键生育期施氮量的响应,为棉花氮肥精准调控提供理论支撑。采用田间小区试验,分别在棉花蕾期、盛花期、盛铃期按同时期农户常规施氮量(C N F)的7 5%、1 0 0%、1 2 5%、1 5 0%和2 0 0%设计5个施氮水平,共1 3个处理,研究氮肥调控对棉花三桃个数、单铃质量、单株有效铃数、产量和氮肥偏生产力的影响。结果表明:农户常规蕾期1 4.2 9k gh m-2和盛铃期3 5.6 3k gh m-2的施氮量较为合理,棉花单铃质量、单株有效铃数和产量较高。盛花期增施氮肥有利于棉花高产形成,农户常规盛花期施氮量的2倍(N f l o w e r-2 0 0)处理与C N F相比,单铃质量、单株有效铃数和产量分别显著增加1 6.4 9%、1 5.7 5%和1 1.2 4%。C N F处理氮肥偏生产力最大为2 1.2 8k gk g-1,N f l o w e r-2 0 0处理经济效益最高为73 7 0.1 7元h m-2。可见,膜下滴灌水肥一体化技术可以实现棉花关键生育期精细化氮肥调控,建议当地农户在棉花盛花期适当加大氮肥施用量,可以获得较好的经济效益。关键词 生育期;施氮量;膜下滴灌;棉花;产量 世界棉花看中国,中国棉花在新疆。2 0 2 0年新疆棉花种植总面积、总产已连续2 7年位列全国首位,为中国巨大的棉花需求提供了有力保障1。氮肥施用对棉花产量的形成发挥着关键作用,其占单产的比重达3 3.5%5 6.1%2-5。然而,在棉花实际生产中农户为了追求产量,普遍存在 氮 肥 过 量 施 用,有 的 甚 至 高 达4 0 0k gh m-26-9。氮肥施用过量,不但会造成棉花贪青晚熟6,1 0、产量降低1 1、纤维品质下降1 2,硝态氮淋洗增加1 3,而且还会造成资源、能源浪费、耕地质量下降和环境污染等问题1 4。因此,合理的氮肥运筹管理是促进新疆棉花产业绿色、可持续发展的关键1 5。学者对棉花氮肥运筹开展了大量研究。氮肥用量能有效调控棉花植株农艺性状1 6,影响棉花株型塑造1 7、群体冠层结构和产量1 8。随着氮肥施用量的增加,棉花花铃期叶面积指数和单株光合产物积累量呈先增后降1 9。合理施氮量能够有效促进棉株生长发育,使得花铃期叶面积指数、净光合速率2 0、蒸腾速率及单株光合产物积累量适宜1 9,有效增加蕾铃数,从而保证高产2 1。精细化水氮运筹,可优化棉花产量结构1 6,促进氮 吸 收 利 用 效 率,进 而 改 善 品质9。但目前有关滴灌棉田关键生育时期氮肥调控对棉花的产量及构成要素、氮肥偏生产力的影响缺乏系统研究。因此,本研究通过对棉花关键生育时期(蕾期、盛花期和盛铃期)的氮肥调控,分析各时期不同氮肥调控对棉花三桃个数、单铃质量、单株铃数、产量和氮肥偏生产力的影响,明确各生育期棉花生长对氮肥施用量的响应,为生产中优化施氮提供科学依据,研究具有一定的理论和实践指导意义。1 材料与方法1.1 试验区概况试验于2 0 2 1年在新疆库尔勒市包头湖农场新疆棉田面源污染防控技术研究示范基地(东经8 5.8 7,北纬4 1.6 8)开展。试验区属于典型干旱气候,年平均降 雨量5 6.2 mm,年平均蒸 发量24 9 7.4mm,年均日照时数28 7 8h,1 0积温42 5 2.2,无霜期2 0 5d,地下水位6.08.5m,纯灌溉农业,棉花多年连作。供试土壤为壤土,中等肥力,03 0c m土壤有机质8.1 gk g-1,速效氮4 3.2m gk g-1,速效磷1 9.9m gk g-1,速效钾1 2 9m gk g-1,p H7.9。1.2 试验设计以当地农户常规施氮量(C N F-1 0 0)为基础,分别 在 蕾 期、盛 花 期、盛 铃 期 按C N F-1 0 0的7 5%、1 0 0%、1 2 5%、1 5 0%和2 0 0%设计5个水平,共1 3个 处 理。蕾 期C N F-1 0 0为1 9.0 5k gh m-2,盛 花 期C N F-1 0 0为6 9.7 5k gh m-2,盛铃期C N F-1 0 0为2 8.5k gh m-2。各处理具体氮肥调控见表1。各处理重复3次,共计3 9个小区,小区面积均为3 3.1 2m2。棉花生育期灌溉定额4 8 0mm,共灌水9次,灌水周期71 0d。氮肥使用尿素,3 0%基施、7 0%追施。磷、钾肥全部基施,施用量为重过磷酸钙4 0 4.9 8k gh m-2,硫酸钾1 6 8.7 4k gh m-2。具体灌水量和氮肥追施比例见表2。供试品种为 新陆中7 3号,棉花采用膜下滴灌,种植模式:6 6c m+1 0c m,株距9.5c m,宽膜2.0 5m,1膜3带6行。试验地2 0 2 1-0 4-2 1播种,4月2 5日滴出苗水,其他管理措施均相同。表1 各处理氮肥调控T a b l e1 N i t r o g e nf e r t i l i z e rm a n a g e m e n t o f e a c ht r e a t m e n tk gh m-2处理T r e a t m e n t基肥B a s e蕾期B u d花蕾期B u d d i n g盛花期F l o w e r i n g花铃期B l o o m i n g盛铃期B o l l吐絮期I n i t i a l b o l l总氮量N i t r o g e na m o u n tC N F-1 0 09 5.1 01 9.0 52 5.3 56 9.7 56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 1 7.1 0N b u d-7 59 5.1 01 4.2 92 5.3 56 9.7 56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 1 2.3 4N b u d-1 2 59 5.1 02 3.8 12 5.3 56 9.7 56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 2 1.8 6N b u d-1 5 09 5.1 02 8.5 82 5.3 56 9.7 56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 2 6.6 3N b u d-2 0 09 5.1 03 8.1 02 5.3 56 9.7 56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 3 6.1 5N f l o w e r-7 59 5.1 01 9.0 52 5.3 55 2.3 16 0.3 02 8.5 01 9.0 52 9 9.6 6N f l o w e r-1 2 59 5.1 01 9.0 52 5.3 58 7.1 96 0.3 02 8.5 01 9.0 53 3 4.5 4N f l o w e r-1 5 09 5.1 01 9.0 52 5.3 51 0 4.6 36 0.3 02 8.5 01 9.0 53 5 1.9 8N f l o w e r-2 0 09 5.1 01 9.0 52 5.3 51 3 9.56 0.3 02 8.5 01 9.0 53 8 6.8 5N b o l l-7 59 5.1 01 9.0 52 5.3 56 9.7 56 0.3 02 1.3 81 9.0 53 0 9.9 8N b o l l-1 2 59 5.1 01 9.0 52 5.3 56 9.7 56 0.3 03 5.6 31 9.0 53 2 4.2 3N b o l l-1 5 09 5.1 01 9.0 52 5.3 56 9.7 56 0.3 04 2.7 51 9.0 53 3 1.3 5N b o l l-2 0 09 5.1 01 9.0 52 5.3 56 9.7 56 0.3 05 7.0 01 9.0 53 4 5.6 0表2 生育期灌水定额及氮肥施用比例T a b l e2 I r r i g a t i o nq u o t aa n dn i t r o g e nf e r t i l i z e ra p p l i c a t i o nr a t i o i ng r o w t hp e r i o d项目I t e m灌水次数N u m b e ro f i r r i g a t i o n123456789灌水量/mmI r r i g a t i o nq u o t a4 54 56 06 06 06 05 2.55 2.54 5氮肥施用比例/%N i t r o g e np r o p o r t i o n3 0-682 21 996-1.3 监测指标与方法三桃个数及三桃单铃质量:每小区分3次采收9 0个完全吐絮棉铃,测定平均铃质量,7月1 5日所结的棉铃为伏前桃,7月1 6日至8月1 5日所结的棉铃为伏桃:秋桃则是8月1 6日以后所结的棉铃。产量:在吐絮期测定各小区内所有株数及铃数,同时随机分别采集5 0朵上、中、下3个部位的棉花测定单铃质量,最后采收小区内棉花记产。氮肥偏生产力:氮肥偏生产力(k gk g-1)=施氮区籽棉产量/施氮区施氮量。经济效益:在其他投入相同、肥料投入有差异的前提下,经济效益(元h m-2)=增产效益-增氮成本。1.4 数据分析方法用M i c r o s o f tE x c e l 2 0 1 6软件对数据进行整1533期蒲胜海等:滴灌棉花产量及构成因素对关键生育期施氮量的响应理,采用S P S S 2 0.0(S P S SI n c.U S A)软件O n e-w a yANOVA对棉花产量、构成因子,地上部吸氮量、三桃分布个数和单铃质量、偏生产力进行方差分析。多重比较用D u n c a ns法,统计显著性假设为P盛铃期蕾期。在其他投入相同、肥料投入有差异的前提下,在盛花期增施氮肥农户将能获得较好的经济效益(表5)。与C N F相比,盛花期增施2 0 0%的氮肥,可获得纯收益73 7 0.1 7元h m-2。表4 氮肥调控下棉桃分布和单