富磷有機肥對北疆棉花產(chǎn)量和土壤理化性質的影響

王斌，原克波，萬艷芳，王金鑫，孫九勝，槐國龍，崔磊，何振全，黃正宏，蓋國勝*

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

磷是棉花生長發(fā)育必需的植物營養(yǎng)元素之一[1]，施用磷肥能提高土壤速效磷含量，促進棉花根系生長和產(chǎn)量提高[2-4]。但磷在土壤中移動性小，易被“固定”；因此，磷肥的當季利用率一般為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養(yǎng)，提高磷對作物的有效性，進而提高作物產(chǎn)量和吸磷量[6-8]。因此，開展有機肥對棉田產(chǎn)量、土壤理化性質以及供磷效應的研究，能為改善棉田缺磷情況，合理利用和開發(fā)有機肥提供科學依據(jù)。

目前，許多學者開展了關于不同施磷量、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棉花生長和產(chǎn)量增加[10]。但針對富磷有機肥不同施肥水平對棉花產(chǎn)量和土壤理化性質影響的研究較少。因此，本研究利用現(xiàn)代粉體加工技術與畜禽糞便發(fā)酵技術組合制備富磷有機肥，設置不同富磷有機肥施肥水平，以不施富磷有機肥為對照，進行了富磷有機肥不同施肥水平對棉花出苗率、產(chǎn)量和土壤理化性質影響的研究，以期為棉花生產(chǎn)中有機肥的合理施用提供理論依據(jù)和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗在烏魯木齊市新疆農(nóng)業(yè)科學院安寧渠綜合試驗場進行，該區(qū)域屬溫帶大陸性氣候，全年日照時間在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。試驗地0～40 cm 土壤基本理化性狀： 有機質含量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 試驗設計

試驗棉花品種為新陸早7 號。試驗設3 個處理，T1、T2 和T3 分別代表每公頃基施富磷有機肥900 kg、1 800 kg 和2 700 kg，以不施富磷有機肥為對照（CK）。各處理重復3 次。試驗小區(qū)長、寬分別為30 m 和19.2 m，隨機區(qū)組排列。

2017年5月6日播種，機械鋪膜、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。試驗播種方式依照當?shù)亓晳T，作物種植與管理方式同當?shù)卮筇镆恢隆?/p>

1.3 測定項目與方法

1.3.1出苗率。播種后第10 天調查棉花實際出苗數(shù)，計算出苗率。

1.3.2產(chǎn)量。棉花吐絮期，測定密度、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 個完全吐絮棉鈴測定，按公式“產(chǎn)量＝密度×單株鈴數(shù)×鈴重”計算棉花產(chǎn)量。

1.3.3土樣采集與測定。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 個時期，取試驗地0～20 cm 和20～40 cm 土樣，每個處理3 個重復，風干、磨細、過篩，測定土壤pH、有機質含量，速效N、P、K 和總鹽含量。

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

1.4 數(shù)據(jù)處理

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

2 結果與分析

2.1 不同施肥水平對棉花出苗率的影響

富磷有機肥不同施肥水平下，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，而T2 和T3 分別減小5.5 和0.34 百分點。不同施肥水平對棉花出苗率影響不顯著。

圖1 不同施肥處理對棉花出苗率的影響

2.2 不同施肥水平對棉花產(chǎn)量的影響

從棉花產(chǎn)量構成要素來看，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 不同施肥水平對棉花產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥水平對土壤養(yǎng)分的影響

2.3.1對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T2（8.38），土壤有機質含量最大值也為T2（17.042 g·kg-1）。棉花吐絮期，土壤有機質、速效氮、速效磷、速效鉀和總鹽含量均隨富磷有機肥量的增加而增加，最大值均出現(xiàn)于T3 處理。方差分析結果顯示，同一時期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0～20 cm 耕層土壤理化性質的影響

2.3.2對20～40 cm 土層土壤養(yǎng)分的影響。棉花花鈴期，20～40 cm 土層，土壤有機質、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，土壤有機質、速效氮、速效磷和速效鉀含量均隨富磷有機肥量的增加而增加，最大值均出現(xiàn)于T3 處理。方差分析顯示，同一時期除了吐絮期T3 處理的土壤有機質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 結論

富磷有機肥900 kg·hm-2處理的出苗率較CK（不施富磷有機肥） 高5.91 百分點，而1 800 kg·hm-2和2 700 kg·hm-2處理的出苗率較CK低5.50 百分點和0.34 百分點，但3 個施肥水平棉花出苗率差異均不顯著。3 個施肥處理的籽棉產(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質含量）、 土壤pH 和土壤總鹽含量基本無顯著差異。

表3 不同處理對20～40 cm 耕層土壤理化性質的影響