王树林++祁虹++王燕++张谦++冯国艺++林永增++梁青龙

摘 要：在麦棉套作模式下，采用随机区组试验，针对氮、磷、钾3种元素分别设置了0，75，150，225，300 kg·hm-2 5个用量梯度，研究氮磷钾肥用量对棉花生长发育及产量性状的影响。结果表明，氮肥促进棉花营养生长，棉花单株铃数、单铃重、籽棉产量均显著提高，磷钾肥则无增产效果。在河北省南部高肥力地块，麦棉套作模式下棉花季节合理肥料用量为N 225 kg·hm-2，K2O 75 kg·hm-2，免施磷肥。

关键词： 麦棉套作；氮磷钾；棉花；生长发育性状；产量

中图分类号：S562 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.029

近年来，随着国家对粮食安全问题的日益重视[1-2]，以及棉花市场的持续低迷，传统一熟棉区棉花种植面积锐减，棉花生产面临着巨大的挑战。在河北省南部的部分高水肥地区，由于光热资源的增加，已经具备了麦棉套作一年两熟的条件，因此发展麦棉套作，提高复种指数，增加棉田收益势在必行。在由棉花一熟向麦棉两熟转变的过程中，如何利用小麦与棉花需肥规律的异同而合理施肥，是麦棉两熟种植模式中的一个重要环节。关于麦棉套作适宜施肥量，前人曾有相关研究，董天浴等[3]在山东菏泽、王瑛等[4]利用盆栽、董合林等[5]在河南商丘市等地进行了相关研究，但结果不尽相同，主要原因在于肥料试验受土壤基础地力、气候条件等影响较大，本试验在河北省中南部高肥力地块开展麦棉套作模式下的氮磷钾肥料用量试验，旨在为该地区合理施肥提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2015年在河北省邯郸市曲周县西漳头村河北省农林科学院棉花研究所试验田进行，试验棉花品种为冀杂2号。试验田为粘壤土，地力均匀，地势平坦，排灌方便。0～20 cm土层有机质14.6 g·kg-1，全氮0.998 g·kg-1，速效磷38.9 mg·kg-1，速效钾285.8 mg·kg-1，属高肥力地块。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验采用随机区组设计，氮、磷、钾元素分别设置5个用量梯度，详见表1。试验设3次重复，小区宽6.4 m，长10.0 m。麦棉套种模式为4-2式，即小麦播种4行，幅宽80 cm，棉花预留行80 cm，套种2行棉花。棉花于4月24日播种，播种后浇蒙头水，小麦6月10日收获。

试验小区中氮肥处理每公顷施重过磷酸钙325 kg，氯化钾250 kg；磷肥处理每公顷施尿素486 kg，氯化钾250 kg；钾肥处理每公顷施尿素486 kg，重过磷酸钙325 kg；所有肥料在小麦收获后沟施于棉花行间，随后灌水。

1.2.2 测定项目及方法 每小区固定20株棉花，于6月15日调查株高、真叶数，7月15日、8月15日调查株高、果枝数、成铃数，9月10日调查成铃数。收获期每小区收取20株全部吐絮铃，测定单铃重、衣分，小区10月22日收获一次霜前花，10月30日全部收获并计算霜前花率、籽棉产量。

1.3 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2003软件进行数据处理，采用DPS 7.05软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥用量对棉花株高及果枝的影响

如表2所示，6月15日不同氮肥用量间株高差异不大，到7月15日与8月15日时不施氮肥的对照其株高低于施氮处理的，随施氮量增加株高有增加趋势；6月15日真叶数除不施氮肥处理偏低外，其它处理间差异不明显，7月15日果枝数、8月15日果枝数结果相似，均是不施氮肥的对照低于施氮处理，随施氮量增加，果枝数有增加的趋势。这一结果表明，在麦棉套作模式下，不施氮肥会导致土壤中氮素供给不足，抑制棉花营养生长，随着氮肥用量的增加，棉株营养生长量逐渐增大。

2.2 氮肥用量对棉花三桃比例的影响

如表3所示，氮肥对伏桃数影响较大，不施氮肥处理其伏桃数最少，随着氮肥用量增加，伏桃数增加，而过量施用氮肥又导致伏桃数量下降；伏桃比例以N4最高，其秋桃比例则最低。结果表明，在麦棉套作模式下，可以通过控制氮肥用量调节伏桃比例，达到多结优质成铃的目的。

2.3 氮肥用量对棉花产量性状的影响

如表4所示，氮肥用量对单株铃数、单铃重与籽棉产量均有显著影响，不施氮肥对照显著降低，而不同氮肥量之间差异不显著，单株铃数N4最高，较对照多2.9个，籽棉产量也以N4最高，达到4 413 kg·hm-2，较对照增加16.9%。氮肥用量对衣分及霜前花率无明显影响。根据以上结果，麦棉套作模式下氮肥用量控制在225 kg·hm-2为宜。

2.4 磷肥用量对棉花生育性状的影响

如表5所示，磷肥对棉花营养生长影响不大，不施磷肥的对照其棉花株高、真叶数、果枝数与施磷处理的基本没有差异，表明在当前土壤肥力下，麦棉套作模式下的土壤中磷素足以供应棉花正常生长需求。

2.5 磷肥用量对棉花三桃比例的影响

如表6所示，磷肥对棉花三桃的比例影响不明显，不同处理的棉花伏桃比例在31.3%～33.8%之间。

2.6 磷肥用量对棉花产量性状的影响

如表7所示，磷肥对单株铃数、单铃质量、衣分、霜前花率、籽棉产量均无显著影响，究其原因，主要是土壤中磷素积累量过高，速效磷含量达到了38.9 mg·kg-1，这与前些年农民大量施用磷酸二铵有关，而棉花是需磷量很少的作物，因此导致土壤中磷素大量富集，另一方面在麦棉套作模式下，小麦季节施用了较多的磷肥，更弱化了磷肥的效应。据此结果，在麦棉套作模式下，棉花季节可免施磷肥，仅利用上季残留磷素就可满足棉花生长的需要。

2.7 钾肥用量对棉花生育性状的影响

如表8所示，钾肥对棉花营养生长效应不明显，不同时期株高在不施钾肥与施用钾肥处理间无差异，真叶与果枝数亦无明显差异。

2.8 磷肥用量对棉花三桃比例的影响

如表9所示，钾肥对三桃数量与三桃比例没有明显的影响，不同处理间差异不明显。

2.9 钾肥用量对棉花产量性状的影响

如表10所示，钾肥对棉花单株铃数、单铃质量、衣分、霜前花率、籽棉产量均没有显著影响，其中以K2单株铃数最高，产量也高于其他处理，达到了4 006 kg·hm-2。

本试验中，土壤基础地力速效钾含量高达285.8 mg·kg-1，是导致钾肥效应不明显的主要因素，而土壤中钾素积累量高的原因有两个方面：一方面是粘土地中普遍存在钾素含量偏高的现象，另一方面是近年来在棉花施肥中鼓励多施钾肥，对于棉花来说土壤钾素已处于过量水平。根据籽棉钾素含量及棉花产量计算得出每公顷产4 000 kg籽棉需从土壤中带走K2O约40 kg，结合本试验结果，在高肥力地块麦棉套作模式下，棉花季节钾肥用量控制在75 kg·hm-2左右完全可满足棉花生长需要。

3 结论与讨论

肥料试验结果受土壤基础地力、气候条件的影响较大，因此，在不同地区试验结果往往大相径庭。本试验在河北省南部高肥力地块进行，结果显示，氮肥对棉花营养生长具有明显促进作用，提高了单株铃数、单铃重与籽棉产量，磷钾肥则无增产效果，其原因可能与下列因素有关：一是在传统一熟棉区，化学肥料的应用在前些年经历了重施磷肥（主要是磷酸二铵、过磷酸钙等）阶段[6]，由于棉花对磷肥的需要量较少，因此导致土壤中富集了大量的磷素，近年来随着转基因棉花品种的推广，其需钾量大的特点被广泛认知[7]，棉田大量增施钾肥，导致棉田钾素含量逐渐上升，而氮素由于易分解[8-9]，同时存在反硝化等作用[10]，在土壤中较难累积；二是试验田土壤磷素与钾素含量均处于相当高的水平，影响到了试验结果。因此，在由棉田一熟制向麦棉两熟模式转变的过程中，氮肥表现出了明显的增产效果，而磷钾肥则未表现出增产效果。

考虑到麦棉套作模式下小麦季节施用磷肥较多，而棉花对磷素吸收量小的特点，在棉花季节可免施磷肥，尽管钾肥同样未表现出增产效应，但转基因抗虫棉品种需钾量较大，因此根据籽棉钾素含量[11]及棉花产量计算出棉花季节钾素的田间移出量，推荐钾肥用量控制在75 kg·hm-2，可实现土壤钾素的平衡，有利于土壤肥力的维持，氮肥用量则以225 kg·hm-2为宜。

参考文献：

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