棉花平衡施肥技術(shù)研究

肖春芳

（華容縣農(nóng)業(yè)局土壤肥料工作站，湖南 華容 414200）

科學(xué)合理施肥，平衡農(nóng)田土壤養(yǎng)分，是促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要措施，也是增加農(nóng)作物產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)。華容縣屬長江流域高產(chǎn)棉區(qū)，每年棉花種植面積在2.13萬hm2左右，棉花不僅是華容縣的主要經(jīng)濟作物，而且是棉農(nóng)的主要經(jīng)濟來源。因此，必須在提高棉田土壤肥力的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理的施用肥料，以確保棉花穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，改善纖維品質(zhì)，提高經(jīng)濟效益。

目前華容縣棉田土壤主要為紫潮泥土和紫潮沙土及紅泥土，其棉田土壤各種養(yǎng)分含量豐缺不一，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量差異較大，已成為限制棉花持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要因素。

平衡施肥是根據(jù)作物需肥規(guī)律，土壤供肥性能與肥料效應(yīng)，在施用有機肥的基礎(chǔ)上，提出氮、磷、鉀化肥和微量元素的適當(dāng)用量和比例及相應(yīng)的施肥技術(shù)，通過施肥手段來調(diào)節(jié)土壤供肥與作物所需營養(yǎng)元素的供需平衡，找出最佳用量與適宜比例，做到科學(xué)化、合理化、定量化。為此，根據(jù)農(nóng)業(yè)部測土配方施肥技術(shù)規(guī)范，結(jié)合華容縣棉花施肥的實際，進行了棉花“3415”測土配方田間試驗，現(xiàn)將研究結(jié)果報告如下。

1 試驗設(shè)計與試驗經(jīng)過

1.1 試驗地點和試驗方法

試驗選擇在華容縣農(nóng)科所李興邦農(nóng)戶承包的棉田進行，地理位置為 N 112°31＇55.6＂，E 29°31＇22.7＂。供試土種為紅泥土，土壤有機質(zhì)含量為30.9 g/kg，堿解 N 213 mg/kg，速效磷 20.1 mg/kg，速效鉀136 mg/kg，緩效鉀 300 mg/kg，pH 5.5（水土比為2.5∶1），土壤肥力中等。前作油菜，采用棉花//油菜種植模式。常年棉花籽棉產(chǎn)量280 kg/667m2，油菜籽產(chǎn)量110 kg/667m2。供試肥料：有機肥為菜餅，施用量為25 kg/667m2，商品肥氮肥為碳銨和尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀；供試棉種為鄂雜18。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用“3415”設(shè)計，在施用有機肥菜餅的基礎(chǔ)上，設(shè)氮、磷、鉀3個因素，4個水平，共15個處理，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積30 m2，施肥處理設(shè)計見表1。

1.3 田間管理

棉花于2009年4月9日播種，苗床與大田的比例為1∶15，營養(yǎng)缽地膜覆蓋育苗，用種量為0.35 kg/667m2。5月18日移栽棉花，棉花行株距為1 m×0.6 m，密度為1 111株/667m2，每小區(qū)移栽4行，每行12株，每區(qū)共計48株。5月19日施用基肥，40%的氮肥、70%的鉀肥、菜餅和磷肥全部及1 kg/667m2硼肥作基肥,在棉花株距間打洞埋施（洞深10 cm），7月13日40%氮肥和30%鉀肥作花鈴肥,在棉花行距間打洞埋施（洞深14 cm），8月12日20%的氮作蓋頂肥在棉花行距間打洞埋施（洞深8 cm），分別在蕾期和盛花期噴施助壯素，對棉株進行化控。棉花于4月16日出苗，6月28日現(xiàn)蕾，7月12日進入花鈴期，8月18日吐絮。棉花全生育期內(nèi)共防治病蟲草害11次。

表1 棉花施肥處理設(shè)計 （kg/667m2）

2 主要結(jié)果及分析

2.1 不同施肥處理對棉花經(jīng)濟性狀的影響

不同施肥處理的棉花產(chǎn)量及經(jīng)濟性狀見表2。從表2中可知，合理的氮磷鉀配比，能顯著改善棉花的經(jīng)濟性狀，增加單株果枝數(shù)、成鈴數(shù)和單鈴重，增加產(chǎn)量。MN2P2K2與 M0N0P0K0、MN0P0K0對照相比，單株果枝數(shù)分別增加36.5%和30.3%，單株成鈴數(shù)分別增加53.2%和45.7%，單鈴重增加11.5%和9.7%。MN2P2K2與低 N 處理（MN1P2K2、MN1P1K2、MN1P2K1）相比，單株成鈴數(shù)分別增加13.5%、7.2%和13.8%。MN2P2K2與高N處理（MN3P2K2）相比，單株果枝數(shù)、成鈴數(shù)略有減少，但差異不顯著。MN2P2K2與 低 P 處 理（MN2P1K2、MN1P1K2、MN2P1K1）相比，單株成鈴數(shù)分別增加1.5%、7.2%和9.1%。MN2P2K2與高P處理（MN2P3K2）相比，單株果枝數(shù)、單株成鈴數(shù)、單鈴重差異不顯著。MN2P2K2與低K處理（MN2P2K1、MN1P2K1、MN2P1K1）相比，單株成鈴數(shù)分別增加0.4%、13.8%和9.1% 。MN2P2K2與高K處理（MN2P2K3）相比，單株果枝數(shù)、單株成鈴數(shù)、單鈴重差異不顯著。由此可見，N、P、K施用比例協(xié)調(diào)是棉花栽培中的一項重要技術(shù)措施，是調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分供應(yīng)水平和改善棉花營養(yǎng)狀況的主要手段之一。

表2 棉花“3415”試驗產(chǎn)量及經(jīng)濟性狀

2.2 不同施肥處理棉花產(chǎn)量分析

表2顯示，在施用菜餅25 kg/667m2的基礎(chǔ)上，不同施肥處理下，籽棉產(chǎn)量存在明顯的差異，各施肥處理對棉花的增產(chǎn)效果順序為MN3P2K2>MN2P2K2>MN2P3K2>N2P1K2>MN2P1K1>MN1P2K2>MMN2P2K1>MN2P2K3>MN1P1K2>MN1P2K1>MN2P0K2>MN0P2K2>MN2P2K0>MN0P0K0>M0N0P0K0。從各處理中可以看出，采用有機肥與氮、磷、鉀配合施用，籽棉產(chǎn)量顯著大于缺氮處理（M0N0P0K0、MN0P0K0、MN0P2K2）和缺磷及缺鉀處理。其中氮、磷、鉀配合施用以MN3P2K2籽棉產(chǎn)量最高，比對照（M0N0P0K0）增產(chǎn) 72.4%；不施用氮肥（MN0P2K2）、磷肥（MN2P0K2）、鉀肥（MN2P2K0）處理，籽棉產(chǎn)量較正常施肥量（MN2P2K2）分別減產(chǎn)27.5%、26.2%和28.6%。

2.3 棉花產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型的建立

運用三元二次產(chǎn)量回歸模型對不同施肥處理產(chǎn)量進行回歸分析：將試驗所測得籽棉的參數(shù)進行統(tǒng)計分析，得出回歸方程如下：Y=206.1+2.89 N+1.67 P+8.61 K+0.45 NP+0.02 NK+0.99 PK-0.09 N2-1.61 P2-0.65 K2（R=0.977，F(xiàn)=19.11）。

式中，Y為籽棉產(chǎn)量，N為純氮數(shù)量，P為P2O5數(shù)量，K為K2O數(shù)量。該方程達極顯著水平，可作為指導(dǎo)長江流域紅泥土棉田推薦施肥用。

實踐證明，在棉花生產(chǎn)中，棉花的產(chǎn)量不只受單一因素的影響，而且常與多個因素影響有關(guān)。棉花在施用有機肥的基礎(chǔ)上，采用氮、磷、鉀配合施用能顯著提高棉花的籽棉產(chǎn)量。在氮、磷、鉀三種營養(yǎng)元素中，以鉀肥的增產(chǎn)效果最明顯，其次是氮肥，第三為磷肥。與此同時，鉀肥的施用量并不是越多越好，它對棉花的增產(chǎn)效果有一定的限度，MN2P2K3的籽棉產(chǎn)量反而減產(chǎn)14.1%；磷肥施用的效果亦與鉀肥的施用效果呈同一趨勢；氮肥超量施肥MN3P2K2雖未減產(chǎn)，但產(chǎn)量與MN2P2K2無顯著差異，在生產(chǎn)上以適量施氮為宜。

2.4 邊際產(chǎn)量與效益分析

通過對邊際產(chǎn)量分析，設(shè)邊際產(chǎn)量為0，則可求出最高產(chǎn)量時的施肥量，將其代入理論最高產(chǎn)量時的施用量：利用一元二次回歸方程計算N=26.68 kg/667m2, 最大產(chǎn)量 Y=335.52 kg/667m2；P2O5=6.3 kg/667m2, 最大產(chǎn)量 Y=326.01 kg/667m2；K2O=11.36 kg/667m2,最大產(chǎn)量 Y=318.84 kg/667m2。

邊際效益分析結(jié)果表明，在通常情況下，利用求出的邊際產(chǎn)量乘以肥料、籽棉價格比得到邊際產(chǎn)值方程，設(shè)邊際產(chǎn)值方程等于1，即可求出最佳經(jīng)濟產(chǎn)量和最佳經(jīng)濟施肥量。根據(jù)市場價格，碳酸氫銨0.6元/kg、尿素1.8元/kg、過磷酸鈣0.5元/kg、氯化鉀3.3元/kg、籽棉6元/kg。求解得出最佳經(jīng)濟效益肥料施用量：利用一元二次回歸方程計算N=24.38 kg/667m2,最佳經(jīng)濟產(chǎn)量Y=319.44 kg/667m2；P2O5=6.14 kg/667m2,最佳經(jīng)濟產(chǎn)量Y=321.69 kg/667m2；K2O=10.68 kg/667m2,最佳經(jīng)濟產(chǎn)量Y=308.7 kg/667m2。由此可以看出，棉花施肥是爭取高產(chǎn)的基礎(chǔ)，施肥時，除了考慮對棉花的增產(chǎn)外，同時還要考慮成本與效益，應(yīng)選擇最佳經(jīng)濟效益肥料施用量。

2.5 肥料利用率與土壤養(yǎng)分貢獻率分析

肥料利用率較低亦與養(yǎng)分配比不合理，易揮發(fā)性氮肥品種比重過大，高濃度磷肥過多及施肥方法不當(dāng)有關(guān)。本試驗中，肥料利用率=（施肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分-缺素區(qū)作物吸收養(yǎng)分量）/（施用肥料中的養(yǎng)分含量）×100%。通過計算，該試驗的肥料利用率，N為25.3%，P2O5為20%，K2O為31.8%。其肥料利用率偏低，與土壤肥力水平有關(guān)。

土壤養(yǎng)分作為作物生長重要的營養(yǎng)來源，是養(yǎng)分管理的重點之一。從土壤的貢獻率分析，以空白區(qū)產(chǎn)量乘以養(yǎng)分系數(shù)即可得到土壤貢獻率，即土壤供肥量。本試驗土壤供肥量N=10 kg/667m2，P2O5=3.6 kg/667m2，K2O=8 kg/667m2，因此必須在充分利用土壤養(yǎng)分和環(huán)境養(yǎng)分的基礎(chǔ)上，做到合理施用化肥，減少化肥的損失和向環(huán)境的排放，才能提高作物對肥料的利用率。

只有實施測土配方施肥，缺素補素，以平衡土壤養(yǎng)分狀況，改善土壤條件，才能滿足棉花生長需求，實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。通過對土壤養(yǎng)分豐缺評價，以缺素區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)產(chǎn)量百分數(shù)，即相對產(chǎn)量的高低作為土壤養(yǎng)分的豐缺指標(biāo)。本試驗缺素區(qū)相對產(chǎn)量（%）=缺素區(qū)產(chǎn)量/全肥區(qū)產(chǎn)量×100%，經(jīng)計算，獲得缺素區(qū)相對產(chǎn)量：缺N區(qū)為72.5%，缺P區(qū)為73.8%，缺K區(qū)為71.2%。

3 小結(jié)

(1)增加氮肥用量，雖然對單株果枝數(shù)、成鈴數(shù)和單鈴重有一定的促進作用，但只有在合理的N、P、K配比條件下，才能實現(xiàn)棉花增產(chǎn)增收。

(2)在試驗條件下，建立了棉花產(chǎn)量與N、P、K肥料用量之間的數(shù)學(xué)模型。在一定的用量范圍內(nèi)，施用N、P、K肥均能提高棉花產(chǎn)量，但過量施用，增產(chǎn)效果不明顯。

(3)通過計算機對棉花產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化和解析，得出了棉花獲得最佳產(chǎn)量時的肥料用量為：N 24.38 kg/667m2、P2O56.14 kg/667m2、K2O 10.68 kg/667m2，此時棉花產(chǎn)量為 316.6 kg/667m2。

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