棉花品种冈0996在鄂东植棉区的3414肥料效应研究

2018-05-08闫振华赵树琪张华崇戴宝生黄晓莉李蔚

棉花科学 2018年2期

闫振华赵树琪张华崇戴宝生黄晓莉李蔚

摘要：为了探究棉花品种冈0996的适宜施肥量，根据“3414”肥料试验模型，设计了氮、磷、钾肥料3个因素，4个施肥水平的肥料效应试验（以当地推荐施肥量氮、磷、钾肥纯养分施用量分别为300、150、300 kg/hm2为2水平，以N0P0K0为对照）。研究表明，各个处理比CK均有增产，其中N2P2K2处理增产幅度最大，为36.2%；且各个处理经济效益均高于CK，其中N2P2K2经济效益最高，为17527.92元/hm2。结合施肥量、产量及经济效益综合分析，在鄂东植棉区推广冈0996建议氮肥纯养分施用量为190～230 kg/hm2，磷肥纯养分施用量90～110 kg/hm2，钾肥纯养分施用量为140～180 kg/hm2。

关键词：棉花；冈0996；鄂东植棉区；“3414”设计；肥效试验；推荐施肥量

中图分类号：S562.062 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2018）02-0014-07

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.02.004

0 引言

近年来随着棉花生产成本的不断上涨，造成植棉效益降低，植棉面积严重萎缩[1-3]。降低棉花生产成本，合理施用肥料，提高肥料利用率，才能提高植棉效益。目前，在棉花生产中，普遍存在施用氮、磷、钾肥过量、比例不合理的问题。因此，探究棉花配方施肥规律，制定合理的施肥方案毋庸置疑。国家农业部推荐的“3414”方案[4]被广大棉花科技工作者应用到棉花施肥方式及肥料效应研究中，周少芳，等[5]利用3414肥料试验研究棉花配方施肥，提出贵池区棉花氮磷钾最佳配比。李飞，等[6]利用3414肥料试验研究棉花配方施肥，提出洞庭湖棉区氮磷钾最佳配比。除此之外，为了加快地区的棉花配方施肥有多项研究也进行了“3414”肥料试验[7-10]。冈0996（冈06-9×冈0804-1）是由黄冈市农业科学院棉花研究所选育的抗虫杂交新品系，在湖北省棉花品种区域试验中表现较好，已通过现场考察，即将审定。为完善冈0996的配套高效栽培技术，作者基于“3414”模型设计了冈0996的肥料栽培试验，探究最佳施肥方案，科学施肥，为其后续审定工作和示范推广提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为冈0996 （冈06-9×冈0804-1），由黄冈市农业科学院棉花研究所提供。供试肥料：尿素（46% N，由山西陽煤丰喜肥业有限责任公司生产）、过磷酸钙（12% P2O5 ，由黄冈富池化肥厂生产）、氯化钾（60% K2O，由俄罗斯进口）。

1.2 试验设计与管理

1.2.1 试验地概况

试验于2017年在黄冈市现代农业科技示范园进行。试验地土壤为冲积潮土，地势平坦、地力均匀、排灌方便。土壤肥力中等，土壤含有机质8.37 g/kg，速效氮143.18 mg/kg，速效磷24.5 mg/kg，速效钾87.5 mg/kg。前茬作物为油菜绿肥，旋耕还田。

1.2.2 试验设计

采用农业部推荐的“3414”方案设计，设氮、磷、钾肥料3个因素，4个施肥水平，即0水平为不施肥，2 水平为当地推荐施肥量，1水平为2水平×0.5的施肥量，3水平为2水平×1.5的施肥量。试验设14个处理（见表 1），以N0P0K0为对照（CK），设3次重复，共42个小区，随机区组排列。小区长7 m、宽2 m，面积为14 m2，试验不施农家肥。试验于4月25日进行营养钵尼龙小拱棚播种育苗，5月11日打穴定株进行小苗移栽。试验2水平的N、P2O5、K2O 推荐施肥量分别为300 kg/hm2、150 kg/hm2和300 kg/hm2。肥料施用是棉花蕾花期施肥1/3的氮肥、全部的磷肥和钾肥，打顶前后施2/3氮肥。

1.3 调查指标及数据处理

棉花打顶后9月15日调查单株成铃、株高和果枝数等，吐絮盛期每小区采收正常吐絮20铃的籽棉进行考种，并取其皮棉样品寄送到农业部棉花品质监督检验测试中心（安阳）进行纤维品质检测。每小区籽棉充分混合后称1 kg考察衣分，试验按小区实收考察产量[11]。

试验数据使用Microsoft Excel2016和DPS数据处理系统分析。

2 结果与分析

2.1 处理对产量构成因素的影响

由表2可以看出，施肥的13个处理中株高、单株果枝数、单株结铃数、单铃重等的平均值均高于CK处理。其中，处理6（N2P2K2）和处理9（N2P2K1）的产量性状较好，整体试验数据分析表明合理施肥有利于提高棉花的产量。综合考虑各因素，处理6（N2P2K2）产量性状表现最好，处理9（N2P2K1）次之。

2.2 处理对产量的影响

不同施肥对棉花品种冈0996籽棉产量影响如表3所示。从表3可以看出，不同的施肥方案对冈0996籽棉产量影响较大，各处理的籽棉产量较CK均有增产，施肥处理的籽棉产量为3150.30～3849.45 kg/hm2，比CK增长11.5%～36.2%。以处理6（N2P2K2）的籽棉产量最高，为3849.45 kg/hm2，较CK增长36.2%，极显著高于除处理10外的其他处理，显著高于处理10；以处理10（N2P2K3）的籽棉产量次高，为3727.6 kg/hm2，较CK增长31.9%，极显著高于除处理6、11、9、5和3外的其他处理，显著高于处理3；以处理2（N0P2K2）的籽棉产量次低，仅3150.3 kg/hm2，比CK增长11.5%，极显著低于除CK外的其他处理，极显著高于CK。在N、P、K均是2施肥水平条件下，冈0996的籽棉产量最高，但当某一施肥水平再下降1水平或上升1水平时其产量有所下降，若下降水平太多则产量显著或极显著下降，说明施肥过量或太少均不利于冈0996增产。

2.3 肥料投入与产出经济效应分析

2017年鄂东地区棉花市场价格约为5.6元/kg。从表4的肥料投入与产出经济效应分析可以看出，处理6（N2P2K2）的产值最高，为21556.92元/hm2；其次为处理9（N2P2K3），产值为20481.72元/hm2。施肥处理的产值比CK均有增加。从经济效益角度看，按市场购买的肥料价格折算成本，纯氮为3.85元/kg，P2O5为8.26元/kg，K2O为5.45元/kg，产值减去肥料成本的纯收入以处理3、5、6、9、10、11、13、14比CK增加，以处理2、4、7、8、12比CK减少；其中处理6（N2P2K2）收益最高，纯收入为17527.92元/hm2，比CK增收1700.50元/hm2，增长10.7%，而处理2（N0P2K2）收益最低，纯收入为14767.68元/hm2，比CK减收1059.74元/hm2，效益较CK减6.7%。表明不是肥料投入越大收益就越高，合理施肥才能获得高的收益。

2.4 肥料效应与施肥量分析

通过利用数据分析软件进行单因素肥料效应分析，获得氮、磷、钾单因素肥料效应回归方程如下。

y= -0.0069 N2 + 4.3081 N + 3138.7（R2=0.9899）；y= -0.0352 P2 + 9.5366 P + 3173.7（R2=0.9875）；

y= -0.006 K2 + 3.787 K + 3237.3，R2=0.9981。

对NP、NK、PK二因素进行双因素肥料效应分析，并在0.05水平进行F检验，得到二元二次拟合方程如下。

y=1832.519+6.348N-0.0924N2+13.6471P-0.4877P2+0.2393NP，R2=0.992，F=37.853；

y=2771.706+3.225N-0.0791N2+2.4843K-0.0595K2+0.014NK，R2=0.921，F=3.371；

y=2488.094+9.9434P-0.4843P2+3.7555K-0.0719K2+0.057PK，R2=0.979，F=13.822。

对氮磷钾3种肥料施肥量进行三因素肥料效应分析，得出三元二次方程的肥料效应模型。

y=2807.447+2.2936N-0.0757N2+6.5462P-0.4208P2-0.2456K-0.056K2-0.0517NP+0.0893NK+0.1282PK；（R2 = 0.9691，>R0.05 = 0.9186， F = 10.41297，>F0.05 = 6）。

说明氮磷钾3种肥料施肥量会对冈0996籽棉产量产生显著影响，三元二次方程拟合能够较好地表现产量与施肥量之间的关系。

通过利用Microsoft Excel2016软件，分别对处理2、3、6、11，处理4、5、6、7和处理8、9、6、10进行分析，绘制肥料施用量与产量关系散点图（图1、图2、图3），从图中均可以看出随着施肥量的增加，冈0996的籽棉产量呈先增加后减少的抛物线形态趋势，以处理6的籽棉产量在峰值。

结合肥料价格与当前鄂东市场籽棉价格，利用以上方程计算出单因素、二因素及NPK三因素水平下最适施肥量（表5）。从表5中可以看出，各个因素与水平下获得产量最高的施肥方案，均不是效益最大的方案；当施氮肥有效养分为212.38 kg/hm2，施磷肥有效养分为100.13 kg/hm2，施钾肥有效养分为161.44 kg/hm2时，获得的效益最大。这说明合理施肥、平衡施肥才能够求得最大效益。

3 结论与讨论

通过以上分析可以看出，CK（N0P0K0）处理的产量及产量相关性状均低于其他施肥处理。在施肥量较低时，冈0996的产量随施肥量增加而呈现递增的趋势，当施肥量高于N2P2K2时，其产量随施肥量增加反而下降，说明施肥过量不利于增产。试验结果表明，N2P2K2处理产量最高达到3849.45 kg/hm2，较CK增产36.2%，效益较CK增长10.7%。氮磷钾肥料对棉花产量影响较大，无氮处理（2）较有氮处理（3、6、11）产量低、无磷处理（4）较有磷处理（5、6、7）产量低、无钾处理（8）较有钾处理（9、6、10）产量低。通过对施肥量、产量进行分析，使经济效益最大化，建议棉花品种冈0996在鄂东地区冲积潮土种植时氮肥有效养分施用量为190～230 kg/hm2，磷肥有效养分施用量为90～110 kg/hm2，钾肥有效养分施用量为140～180 kg/hm2。

土壤肥力是决定肥料利用率的基本因素[12]。合理施用氮磷钾肥，做到增施氮肥、少施磷肥、足施钾肥，才能使棉花高产稳产[13]，又能获得良好的经济效益。本研究主要针对鄂东地区的冲积潮土进行，为更有利于冈0996的推广，其他地区不同土壤类型地块的施肥量、肥料效应需进一步探讨。

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