淺析測土配方施肥技術(shù)在新疆棉花生產(chǎn)上的應(yīng)用

收稿日期：2023-07-05

作者簡介：謝家迅（1988—），男，山東菏澤人，碩士，畜牧師，從事土壤改良與鹽堿地治理。E-mail：xjx19888989@163.com。

謝家迅.淺析測土配方施肥技術(shù)在新疆棉花生產(chǎn)上的應(yīng)用[J].南方農(nóng)業(yè)，2023，17（16）：-257.

摘 要 以棉花為研究對象，發(fā)現(xiàn)測土施肥具有提高棉花產(chǎn)量、提升棉花品質(zhì)、增加經(jīng)濟(jì)效益等方面的作用。為了促進(jìn)棉花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，介紹了棉花測土配方施肥的意義，包括降低用肥成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；提高棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)；避免農(nóng)業(yè)面源污染，推動棉花產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。概述了測土施肥的步驟，如施肥調(diào)查、取土、土壤檢測指標(biāo)與檢測方法、對檢測數(shù)值進(jìn)行分析，針對性地提出合理取土、精準(zhǔn)監(jiān)測、科學(xué)分析等方面的措施，制訂新形勢下適宜在新疆棉花上推廣和應(yīng)用的精準(zhǔn)測土配方施肥方案。

關(guān)鍵詞 測土配方；施肥技術(shù)；棉花；新疆

中圖分類號：S562 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.16.079

新疆是我國重要的棉產(chǎn)區(qū)，其高品質(zhì)的棉花不僅暢銷國內(nèi)，甚至遠(yuǎn)銷國外，然而近年來，伴隨著產(chǎn)棉區(qū)的持續(xù)擴(kuò)大，以及種植戶為追求短期經(jīng)濟(jì)效益，在施肥過程中存在化肥隨意使用、過度施用的問題，不僅易造成土壤的鹽漬化、次生鹽堿化、板結(jié)化，影響棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且會造成土壤、水源、大氣污染，進(jìn)而影響該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。筆者從科學(xué)角度出發(fā)，依據(jù)新疆棉花種植現(xiàn)狀和用肥現(xiàn)狀，提出以測土配方為基礎(chǔ)的科學(xué)施肥方案，以期指導(dǎo)棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定、健康、可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 棉花測土配方施肥概述

棉花測土施肥以棉花栽培學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)等學(xué)科知識為基礎(chǔ)，通過合理運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)棉花在各生長周期不同營養(yǎng)物質(zhì)的精準(zhǔn)供應(yīng)，促進(jìn)根、莖、葉、花、果實(shí)、種子六大器官的發(fā)育，保障棉花光合、呼吸、蒸騰作用的順利進(jìn)行，在有效提升棉花品質(zhì)與產(chǎn)量的同時(shí)，改良土壤環(huán)境，避免環(huán)境污染[2]。

2 棉花測土配方施肥的意義

2.1 降低用肥成本，提高經(jīng)濟(jì)效益

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，新疆棉花種植面積達(dá)250萬hm2，占全國總面積的80%左右，棉花的年產(chǎn)量達(dá)500萬t，占全國總產(chǎn)量的87%以上，而農(nóng)戶在使用肥料的過程中，常以尿素（CH4N2O）、磷酸氫二銨[（NH4）2HPO4]等單元素肥料為主，雖然短期內(nèi)促進(jìn)莖葉的生長，但是氮素的過多使用也抑制了棉花對磷鉀肥的吸收。相關(guān)機(jī)構(gòu)通過對棉花的碳足跡進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)肥料的有效利用率不足40%，也就是說棉農(nóng)以單一氮元素為主的施肥習(xí)慣存在較大的浪費(fèi)。測土配方施肥技術(shù)，可以依據(jù)棉花在種子萌發(fā)期、苗期、現(xiàn)蕾期、采摘期對不同營養(yǎng)物質(zhì)的需求特點(diǎn)，進(jìn)行底肥、追肥品種、數(shù)量及施用時(shí)間的合理規(guī)劃，從而保障棉花在需肥臨界期、肥料最大吸收利用期各種營養(yǎng)物質(zhì)的有效供應(yīng)，有效降低施肥成本，提高棉農(nóng)的實(shí)際收益[3]。

2.2 提高棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)

新疆棉整個(gè)生長周期對于大量元素氮、磷、鉀的需求量約為3.1∶1.0∶2.5，其中不同生長周期對于營養(yǎng)物質(zhì)的需求不同（比如現(xiàn)蕾期后對肥料的吸收率是前期的3倍以上）。棉農(nóng)盲目施肥，不僅易造成植株各器官之間生長不協(xié)調(diào)，影響?zhàn)B分從營養(yǎng)器官（莖、葉）向生殖器官（花蕾、種子）轉(zhuǎn)移，進(jìn)而影響棉花的品質(zhì)與產(chǎn)量，而且易增加某些病害的發(fā)生概率（如田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近年來新疆棉的枯萎病、黃萎病、立枯病等土傳性病害的發(fā)生概率持續(xù)增大），造成單位面積棉花產(chǎn)量的降低。測土配方施肥則可以實(shí)現(xiàn)各類營養(yǎng)物質(zhì)的精準(zhǔn)供應(yīng)，顯著增強(qiáng)棉花植株的抗病蟲害能力和抵抗高溫、干旱、霜凍的能力，從而顯著增加棉花產(chǎn)量、提高棉花品質(zhì)。主要可以從以下兩方面進(jìn)行分析。1）依托于土壤墑情、土壤中有機(jī)質(zhì)及可被棉花有效利用的大量元素（氮、磷、鉀）、中量元素（鈣、鎂、硫）、微量元素（鐵、硼、鎳、鋅等），進(jìn)行豆粕、糞肥、麥麩、稻糠及大中微量元素的合理使用，從而有效改良土壤的碳氮比、改良土壤的透氣性，抑制土壤中鐮刀菌、腐霉菌等厭氧菌的繁殖，促進(jìn)根系的發(fā)育，提高根系的發(fā)達(dá)程度，降低土傳病害的發(fā)生概率。2）營養(yǎng)物質(zhì)的科學(xué)搭配可以使土壤中被固定的各類營養(yǎng)元素解離出來，提高土壤中各類營養(yǎng)物質(zhì)的有效性，且按照合適的比例進(jìn)行吸收，可保障其吸收的合理性，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)器官和生殖器官之間的協(xié)同發(fā)育，提高棉花內(nèi)纖維的含量和品質(zhì)。

2.3 避免農(nóng)業(yè)面源污染，推動棉花產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展

棉花過度施肥造成農(nóng)業(yè)面源污染，主要體現(xiàn)在以下3方面。1）水源污染。土壤中過量的銨態(tài)氮、磷酸根隨地表水、淋洗水流入河流，易造成水體富營養(yǎng)化，進(jìn)而影響水生動物的繁衍生息。2）土壤污染。土壤中肥料的剩余，易造成土壤鹽堿化、次生鹽堿化、板結(jié)化，導(dǎo)致可以儲存水分和氧氣的空隙減少，土壤中的有益微生物持續(xù)減少，不僅使得種植地棉花品質(zhì)與產(chǎn)量下降，甚至還造成部分地區(qū)的土壤沙化。3）大氣污染。權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放量占比約為20%，且這個(gè)數(shù)據(jù)仍處于持續(xù)上升中，主要原因就是化肥生產(chǎn)，而這將大幅度制約我國2030年達(dá)到“碳達(dá)峰”的目標(biāo)。綜合而言，化肥的不合理使用必然造成種植地的水源、土壤、大氣污染，甚至引發(fā)農(nóng)業(yè)面源污染。

而測土配方施肥技術(shù)可以從以下兩方面有效降低農(nóng)業(yè)面源污染的程度，加速我國棉花產(chǎn)業(yè)向綠色、穩(wěn)定、可持續(xù)的方向發(fā)展。1）測土配方施肥可以實(shí)現(xiàn)短期肥效與長期肥效的有機(jī)結(jié)合（比如依據(jù)土壤中有效氮的含量進(jìn)行硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、酰胺態(tài)氮的合理搭配），依據(jù)棉花生長的實(shí)際需求進(jìn)行各類營養(yǎng)物質(zhì)的合理釋放，從而減少肥料在土壤、水中的殘留，降低環(huán)境污染，與此同時(shí)，縮減肥料的使用量可以有效降低肥料的生產(chǎn)量，從而降低大氣中溫室氣體的含量。2）測土施肥可以有效改良土壤質(zhì)地，增加土壤中微生物種群的數(shù)量，提高微生物活性，微生物可以分解土壤中的污染物，增強(qiáng)土壤儲蓄水分和營養(yǎng)物質(zhì)的能力，有效緩解因肥料過量使用而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染問題[4]。

3 測土施肥的應(yīng)用技術(shù)分析

3.1 測土的具體步驟

測土的科學(xué)性及步驟的合理性是保障其精準(zhǔn)度的關(guān)鍵，一般而言，實(shí)驗(yàn)室測土施肥包括以下4個(gè)步驟。

3.1.1 施肥調(diào)查

施肥情況調(diào)查及土壤土質(zhì)匯總可以實(shí)現(xiàn)對土壤土質(zhì)的動態(tài)監(jiān)測，從而為測土配方施肥提供良好的數(shù)據(jù)支撐。1）施肥習(xí)慣調(diào)查，對新疆尉犁縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)整個(gè)棉花生長周期的大量元素使用總量進(jìn)行調(diào)查，其各類元素的使用量如下：純氮量250～400 kg·hm-2。純磷量137～370 kg·hm-2，純鉀量4～41 kg·hm-2，不難看

出，不同地區(qū)的用肥量存在較大的差異，尤其是鉀肥的使用量差距達(dá)到了10倍左右。2）通過查閱數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，自20世紀(jì)80年代以來，新疆棉花地的土壤中主要元素含量的變化如下：有機(jī)質(zhì)含量下降10%左右，全氮含量下降10%左右，堿解氮的含量翻了近1倍，有效磷的含量翻了7倍左右，速效鉀含量變化不大。由此可以看出，伴隨著棉花連茬現(xiàn)象及化肥的不合理使用，新疆棉花種植地的總體品質(zhì)呈現(xiàn)出下降趨勢[5]。

3.1.2 取土

測土配方施肥的數(shù)據(jù)來源是土樣，為保障所取土樣具有代表性，所測得的數(shù)據(jù)具有科學(xué)性，在取土過程中，應(yīng)注意以下3點(diǎn)。1）當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門及時(shí)組建以技術(shù)人員為核心的專業(yè)取土小組，并以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，在對種植面積、種植范圍進(jìn)行科學(xué)調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇具有代表性的種植田進(jìn)行取樣，一般在15～20 hm2

的種植面積取一個(gè)檢測點(diǎn)（通過走訪調(diào)查農(nóng)戶和查閱資料確定）。2）在取樣過程中，要嚴(yán)格按照《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》（NY/T 1118—2006）中的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)檢測點(diǎn)按照隨機(jī)取樣法或者多點(diǎn)取樣法取15～20個(gè)位點(diǎn)（取樣位點(diǎn)要避開施肥集中區(qū)域、低洼區(qū)域，避免影響檢測結(jié)果）；在取土深度上，主要取棉花毛根吸收營養(yǎng)物質(zhì)相對集中的區(qū)域（一般為0～25 cm土層），且要垂直取土。3）取土結(jié)束后，技術(shù)人員應(yīng)將土樣均勻混合，并做好取土記錄（取土地點(diǎn)、取土?xí)r間、取土人等信息要標(biāo)注清楚），將其封存后送至實(shí)驗(yàn)室，為保障取土的精準(zhǔn)性，應(yīng)對技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，且同一位點(diǎn)的取樣應(yīng)由一個(gè)技術(shù)人員完成[6]。

3.1.3 土壤檢測指標(biāo)與檢測方法

土壤指標(biāo)的檢測是施肥的基礎(chǔ)，棉花測土配方施肥的檢測指標(biāo)主要包括以下2個(gè)。1）直接營養(yǎng)元素指標(biāo)。主要是氮、磷、鉀含量的檢測，在檢測過程中要注意對元素不同狀態(tài)的含量進(jìn)行檢測（比如氮肥的NH4+、NO3-、CH4N2O），從而判斷其速效性和持效期，營養(yǎng)元素種類、含量、配比的檢測主要是為大量元素的科學(xué)配比與合理使用提供參考。2）有機(jī)物質(zhì)的檢測。主要是對土壤中的有機(jī)質(zhì)、pH值、鹽堿度，還有對土壤墑情及土壤儲蓄營養(yǎng)物質(zhì)的能力進(jìn)行科學(xué)的檢測。在檢測過程中，要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，在技術(shù)應(yīng)用、試劑選擇方面，要做到科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，并注意設(shè)置重復(fù)試驗(yàn)、校正試驗(yàn)、空白試驗(yàn)，保障檢測結(jié)果的科學(xué)性、有效性[7]。

3.1.4 對檢測數(shù)值進(jìn)行分析

依據(jù)《全國第二次土壤普查推薦的土壤肥力分級標(biāo)準(zhǔn)》，及時(shí)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的分析，是指導(dǎo)測土施肥的關(guān)鍵步驟。1）有機(jī)質(zhì)是決定土壤質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，新疆部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)含量在5.30～26.00 g·kg-1，均值在12.00～15.00 g·kg-1，屬于第4級（見表1），總體而言處于較低的狀態(tài)，尤其是部分連年種植棉花的生產(chǎn)基地的有機(jī)質(zhì)含量甚至低于10 g·kg-1，相對板結(jié)的土壤成為制約棉花種植的重要因素。2）新疆土壤全氮含量在0.28～1.00 g·kg-1，均值在0.80～0.90 g·kg-1，屬于第4級，總體供氮能力較弱，且呈現(xiàn)下降趨勢；而新疆土壤速效氮含量在31～85 mg·kg-1（屬于第

4級至第5級），均值在64～70 mg·kg-1，可以看出新疆棉花種植田的速效氮含量總體上較低。3）新疆棉花種植地的速效磷含量在6～42 mg·kg-1，其中平均值為10.00～42.00 mg·kg-1，屬于第1級至第

4級，其中林灌草甸土、水稻土的含磷量較高，普遍在

20 mg·kg-1以上，達(dá)到2級標(biāo)準(zhǔn)，綜合而言，棉花種植地有效磷的含量相對充足。4）新疆土壤速效鉀含量在90～350 mg·kg-1（見表1），屬于第1級至第4級

（其中2級耕地、3級耕地占比在90%以上，只有積塵土的速效鉀含量在100 mg·kg-1以內(nèi)，相對較低），平均值為130～160 mg·kg-1，雖然總體而言處于中上水平，但是查閱資料發(fā)現(xiàn)，速效鉀的含量呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢，尤其是在鉀肥施用較少的區(qū)域，速效鉀含量持續(xù)降低。5）在土壤鹽分方面，通過分析發(fā)現(xiàn)，鹽分總體含量在4.5～5.0 g·kg-1，出現(xiàn)輕度鹽堿化的情況，而部分地區(qū)的鹽分總含量超過15 g·kg-1，鹽堿化較為嚴(yán)重。

3.2 測土施肥的應(yīng)用指導(dǎo)

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，新疆主要棉產(chǎn)區(qū)呈現(xiàn)出部分大量元素匱乏、土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低及鹽分偏高的狀態(tài)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況，從以下3方面改良施肥方案。1）增加有機(jī)質(zhì)及有益微生物菌的使用，改良土壤墑情，分解有害物質(zhì)，降低土壤鹽分，增加土壤的透氣性，提高對各類營養(yǎng)物質(zhì)的有效利用率。2）注重氮、鉀肥的補(bǔ)充，尤其是速效氮含量較低的區(qū)域，及時(shí)補(bǔ)充易吸收的硝態(tài)氮，而在積塵土區(qū)域應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充鉀肥。3）對于需求量較低的中微量元素，可以結(jié)合棉花在各生長期的實(shí)際需求，通過追肥及葉面噴施的方式進(jìn)行補(bǔ)充。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）