魯西南地區(qū)氮肥減施對蒜套棉產(chǎn)量品質(zhì)以及效益的影響*

樊海潮，趙中亭，周亭英，許向陽，張志恒，曹光，張桂花

(1.菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 菏澤 274000；2.菏澤市經(jīng)濟(jì)作物站，山東 菏澤 274000；3.單縣經(jīng)濟(jì)作物站， 山東 菏澤 274300)

魯西南地區(qū)氣候條件有利于棉花的種植和生產(chǎn)，是山東省棉花主產(chǎn)區(qū)之一[1]。同時魯西南地區(qū)也是全國最大的大蒜產(chǎn)區(qū)，近年來，蒜套棉已成為魯西南植棉區(qū)普遍采用的種植模式[2-5]。施肥是目前棉花增產(chǎn)的主要措施之一，但過量施肥不利于棉花增產(chǎn)、破壞土壤中大量元素與微量元素的平衡，嚴(yán)重引起土壤質(zhì)量下降，危害環(huán)境[6]。如何平衡施肥發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益是當(dāng)前亟待解決的重要問題[7]。因此，作者在魯西南地區(qū)研究了蒜套棉種植模式下減施氮量對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響，以期為魯西南蒜套棉種植模式合理施肥提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試棉花品種為瑞雜818，由濟(jì)南鑫瑞種業(yè)科技有限公司提供。

1.2試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)在菏澤市巨野縣陶廟鎮(zhèn)后店子村進(jìn)行。試驗(yàn)地為黏壤土，土壤含全氮0.54 g/kg、有效磷8.7 mg/kg、速效鉀100.4 mg/kg、堿解氮61.05 mg/kg、有機(jī)質(zhì)10.16 g/kg。試驗(yàn)設(shè)施純氮量180 kg/hm2(N12水平，常規(guī)施肥，CK)和施純氮量0 kg/hm2(N0水平)、45 kg/hm2(N3水平)、90 kg/hm2(N6水平)、135 kg/hm2(N9水平)4個減氮梯度處理。全部氮肥分2次追施(即大蒜收獲后行間追施和棉花初花期追施各占一半)，所有處理均施磷肥(P2O5)90 kg/hm2、鉀肥(K2O)120 kg/hm2，磷鉀肥全部在大蒜收獲后行間追施。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，4行區(qū)等行距種植，行長為15.5 m，行距為1.075 m，小區(qū)面積為66.7 m2。4月2日育苗，4月25日移栽，密度為30000株/hm2，田間管理措施同大田生產(chǎn)一致。

1.3測定項(xiàng)目與方法

1.3.1氮肥殘留率

在棉花播種前和收花后進(jìn)行土壤取樣，在每小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取一個點(diǎn)，采0～20 cm土樣，同處理三重復(fù)樣混合，共5個樣品，測定養(yǎng)分含量，計算氮肥殘留率。

1.3.2 生育期和農(nóng)藝性狀調(diào)查

記載各小區(qū)棉花的生育時期 (各期達(dá)到50%的日期)和生育期(從出苗期到吐絮期的天數(shù))。調(diào)查棉花三桃形成情況和第一果枝節(jié)位(在棉花現(xiàn)蕾后調(diào)查)；于9月15日調(diào)查棉花株高、果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量測定

進(jìn)入吐絮期后，分3次收花：以處理N6為標(biāo)準(zhǔn)，待該處理的吐絮率達(dá)到40%左右時，第1次收花；20天后第2次收花；10月30日所有處理最后一次收花，剩余未開裂棉鈴不計產(chǎn)量。所有小區(qū)選取中間2行棉花收花計產(chǎn)，每小區(qū)在三次收花時均隨機(jī)選取50個棉鈴，曬干后稱重，取平均值作為平均鈴重，軋花后計算衣分，依據(jù)該衣分和籽棉產(chǎn)量計算出皮棉產(chǎn)量。

1.3.4 品質(zhì)測定

第二次收花時同處理取樣棉鈴的皮棉3個重復(fù)混合后取100 g棉樣，進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測分析。

1.4數(shù)據(jù)分析與處理

采用Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)及繪圖，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1 土壤氮肥殘留量

土壤中氮肥一部分被棉株吸收利用，一部分被淋溶，剩余的殘留在了土壤中。從表1可以看出， N0水平處理在棉花收獲后的氮含量比施肥前減少了10.10 mg/kg，N3水平處理減少了5.41 mg/kg，而N6水平、N9水平、N12水平處理分別增加了0.18 mg/kg、1.40 mg/kg、6.16 mg/kg。說明土壤中氮肥殘留量隨著施氮量的提高而增加。

表1 各處理的土壤速效氮含量及氮肥殘留情況

2.2棉花生長發(fā)育情況

由表2可知，移栽后施用氮肥開花期和吐絮期分別后移，隨著施氮量的增加而延長， N0水平處理開花期和吐絮期最早，而N12水平處理最晚，開花期和吐絮期分別推遲到了7月5日和8月26日，開花期相比N0水平處理推遲了9天，吐絮期相比N0水平處理推遲了10天。生育期隨著施氮量的增加而延長，N12處理的生育期最長，達(dá)到了140天。

表2 各處理的棉花生育時期及生育期

2.3 棉花農(nóng)藝性狀情況

從表3可以看出，施氮量對第一果枝著生節(jié)位和果枝數(shù)影響不明顯，而對株高和單株結(jié)鈴數(shù)有不同的影響，株高和單株結(jié)鈴數(shù)均隨著施氮量的增加先升高后降低，分別在N9水平處理達(dá)到最大值，最大值時株高為91.33 cm，單株結(jié)鈴數(shù)為24.47個。

表3 各處理的棉花農(nóng)藝性狀情況

2.4 棉花“三桃比例”情況

由表4可以看出，隨著施氮量的增加棉花伏前桃減少，N0、N3和N6處理之間差異不顯著，而N9和N12處理伏前桃減少明顯；伏桃隨著施氮量的增加呈先增加后減少趨勢，在N9處理時達(dá)到最大值；而秋桃隨著施氮量的增加而增加，N12處理增加量達(dá)到顯著水平，可能是由于施氮量過大造成后期的貪青旺長。

表4 各處理的棉花“三桃”及比例情況

2.5棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)

從表5可以看出，隨著施氮量的增加，籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量均先升高后降低，峰值出現(xiàn)在N6處理，分別為5228.9 kg/hm2和2134.5 kg/hm2；施氮量對棉花的品質(zhì)指標(biāo)有不同的影響，上半部平均長度和整齊度指數(shù)均隨著施氮量的增加而降低，而斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值隨著施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，于N6處理達(dá)到最大值，斷裂比強(qiáng)度最大值為35.2 cN/tex，馬克隆值最大值為5.1(負(fù)向)。

表5 各處理的棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)情況

2.6 經(jīng)濟(jì)效益

由表6可知，產(chǎn)品收益與產(chǎn)量變化規(guī)律基本一致，均隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢，N6處理產(chǎn)品收益最高，而去除氮肥投入成本后的收益由高到低為：N6>N9>N3>N12>N0，N6處理收益達(dá)到32053.0元/hm2。

表6 各處理的棉花收益減投和經(jīng)濟(jì)效益情況

3 討論與結(jié)論

提高氮肥施用量是棉花獲得高產(chǎn)的主要技術(shù)手段之一，而過量施氮造成氮肥利用效率下降，提高了土壤氮肥殘留量，加劇氮素的淋溶，導(dǎo)致農(nóng)田環(huán)境受到污染[8-9]。董合林[10-12]等研究表明，施用氮肥能夠顯著提高棉花鈴重及其單株成鈴數(shù)。李鵬程[13-14]等研究表明，棉花單株籽棉量與干物重隨施氮量的增加而增加。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在磷肥和鉀肥施用量固定的情況下，施氮量對蒜套棉的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)有不同的影響；土壤中氮肥殘留量在N6處理出現(xiàn)氮肥過剩，說明施純氮量為90 kg/hm2時已經(jīng)滿足蒜套棉的生長發(fā)育，超過這個施用量就造成氮肥過剩；株高和單株結(jié)鈴數(shù)均隨著施氮量的增加呈先升高后降低趨勢，而施氮量對第一果枝著生節(jié)位和單株果枝數(shù)影響不明顯；施氮量的增加會推遲棉花的開花期和吐絮期，延長生育期；不同施氮量對棉花“三桃比例”影響顯著，隨著施氮量的增加伏前桃減少而秋桃增加，可能是由于氮肥過多造成棉株后期的貪青。

棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)是獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，本試驗(yàn)中，棉花產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈先升高后降低趨勢，在N6處理下達(dá)到最高值，去除氮肥投入后的凈收益與籽棉產(chǎn)量規(guī)律一致，在N6處理下達(dá)到最大凈收益，為32053.0元/hm2；而上半部平均長度和整齊度指數(shù)隨著施氮量的增加而減小，斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值隨著施氮量的增加先升高后降低，最大值均為N6處理。因此，魯西南植棉區(qū)蒜套棉種植模式下，氮肥追施量以90 kg/hm2較為適宜。