魯西南地區(qū)減量追肥對蒜套棉生長發(fā)育及經(jīng)濟(jì)效益的影響*

趙中亭，樊海潮，張志恒，許向陽，龐建新，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)

焦平金曾披露，農(nóng)田中施入的養(yǎng)分有10%被土壤吸附固定，30%～40%被作物吸收利用，剩余50%則通過農(nóng)田地表徑流或淋洗等途徑損失[1]。有研究表明，在中國農(nóng)業(yè)面源污染中，總氮和總磷的排放量分別為2704.6 kt、284.7 kt，占到全國污染排放總量的53.1%、67.3%[2-5]。氮是植物生長發(fā)育過程中的必需元素之一，為增加經(jīng)濟(jì)效益，施用氮肥是有效的栽培措施之一[6]。棉農(nóng)通常采用增加基肥用量來保證棉花的前期正常生長，氮肥過量施用現(xiàn)象較為普遍[7]。我國氮肥用量占全球的1/3，平均施氮量達(dá)300 kg/hm2，氮肥利用率為35%左右[8]。由于氮肥利用率低，氮肥的大量使用會通過氨的揮發(fā)、N2O排放、淋溶和徑流等途徑，導(dǎo)致氮肥的損失數(shù)量較大，造成投入成本增加及土壤環(huán)境污染[9]。過量施用氮肥和氮肥施用的不合理還增加了棉花生產(chǎn)成本，一定程度上制約了棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展。合理降低施肥量對棉花高產(chǎn)高效栽培具有重要意義。王方斌，等[10]人研究表明，減氮處理土壤氨氣揮發(fā)積累量較常規(guī)化肥處理均顯著降低，合理的減氮措施在增加或保證作物產(chǎn)量的同時，還是提高氮肥利用率、減少氮素氣態(tài)損失、降低環(huán)境污染的關(guān)鍵措施。李伶俐，等[11]人研究表明，過量施氮肥使棉花生育后期生殖器官的分配比例顯著下降，明顯提高莖葉的分配比例，使棉花群體過大、葉片貪青、營養(yǎng)生長過盛，不利于后期棉鈴的生長發(fā)育。魯西南地區(qū)土壤肥沃，光熱資源豐富，有利于棉花生產(chǎn)，是山東省棉花三大主產(chǎn)區(qū)之一，也是全國最大的大蒜產(chǎn)區(qū)，大蒜種植面積達(dá)到了10萬hm2；僅金鄉(xiāng)縣大蒜種植面積約占該地區(qū)一半，被評為世界大蒜之鄉(xiāng)[12-15]。魯西南植棉區(qū)棉花主要以蒜套棉為主，生產(chǎn)過程中施肥量偏高、肥料利用率低的問題較為突出。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、保護(hù)農(nóng)田環(huán)境的目標(biāo)，積極推進(jìn)棉花減氮增效是一條重要途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試棉花品種為山東棉花中心提供的魯棉1131、魯棉37和魯棉319，聊城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供聊棉19。供試肥料為尿素(總氮≥ 46.4%，河南省中原大化集團(tuán)有限公司生產(chǎn))、磷酸二胺(總養(yǎng)分≥ 57.0%，貴州開磷集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn))、硫酸鉀(K2O≥ 50.0%，聯(lián)商鉀運(yùn)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn))。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2019年在菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地(北緯35°19′，東經(jīng)115°29′)進(jìn)行。試驗(yàn)地為黏壤土，土壤肥力較高且均勻。大蒜播種前施豆粕有機(jī)肥3000 kg/hm2，尿素75 kg/hm2，磷酸二氫銨225 kg/hm2，硫酸鉀300 kg/hm2，4月27日移栽棉花，棉花移栽后除施肥量外其它田間管理措施和水平各處理均一致。試驗(yàn)于7月25日按尿素75 kg/hm2、磷酸二氫銨150 kg/hm2、硫酸鉀150 kg/hm2的配比進(jìn)行摻混，按方案分別追施。4個品種設(shè)4種追肥方式，分別為375 kg/hm2、300 kg/hm2、225 kg/hm2、0 kg/hm2，共計16個處理，按小區(qū)設(shè)置，3次重復(fù)。小區(qū)長7.4 m、寬5.4 m、小區(qū)面積39.96 m2，每小區(qū)6行，行距0.9 m、株距0.231 m，密度48000株/hm2。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1農(nóng)藝性狀調(diào)查

各小區(qū)選擇長勢均勻、有代表性的連續(xù)20株植株掛牌標(biāo)記，進(jìn)行定點(diǎn)定株調(diào)查株高、單株果枝數(shù)和單株結(jié)鈴數(shù)。

1.3.2產(chǎn)量及構(gòu)成因素調(diào)查

進(jìn)入吐絮期后，分3次收花：待吐絮率達(dá)到40%左右時，第1次收花；20 d后第2次收花；截至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行收花計產(chǎn)，第二次收花時每小區(qū)隨機(jī)選取50個中部棉鈴，曬干后稱重，取平均值作為單鈴重，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。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計及作圖，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 對棉花農(nóng)藝性狀的影響

如表1所示，不同的追肥量對4個棉花品種的農(nóng)藝性狀有不同程度的影響。各品種株高均隨著施肥量的減少而降低，株高較高的魯棉319和聊棉19的降低幅度大于株高較矮的魯棉1131和魯棉37；施肥量的多少對單株果枝數(shù)影響較小，除魯棉319和聊棉19在不施肥處理下與其它處理差異顯著外，其余處理均不顯著；單株結(jié)鈴數(shù)隨著施肥量的減少而減少，而單鈴重相反；同品種間衣分各處理無明顯差異，但同一處理不同品種間衣分有一定的差異。

表1 不同品種各處理的棉花農(nóng)藝性狀情況

2.2 對棉花產(chǎn)量的影響

如表2所示，隨著施肥量的減少籽棉產(chǎn)量先升高后降低，各個品種均在施肥量225 kg/hm2下達(dá)到最大值，魯棉1131為5333.33 kg/hm2，魯棉37為5687.43 kg/hm2，魯棉319為6131.88 kg/hm2，聊棉19為5875.37 kg/hm2；皮棉產(chǎn)量的變化趨勢與籽棉產(chǎn)量基本一致；各品種的霜前花率也是在施肥量225 kg/hm2下達(dá)到最大值，施肥量過小或者過大均不利于霜前籽棉產(chǎn)量的形成，不同品種間霜前花率有一定的差異，魯棉37的霜前花率最大，魯棉319和聊棉19其次，魯棉1131最小。

2.3 對棉花凈收益的影響

如表3所示，各品種的籽棉收益均在施肥量225 kg/hm2達(dá)到最大值，而除去成本的凈收益最高的是不施肥處理，最高凈收益魯棉1131為16669.16元/hm2，魯棉37為19052.04元/hm2，魯棉319為20943.93元/hm2，聊棉19為19799.79元/hm2；除魯棉319和聊棉19的不施肥處理與225 kg/hm2處理間不顯著外，其它不施肥處理與施肥處理間均達(dá)到顯著水平，說明蒜套棉地塊的基礎(chǔ)肥力高而無需追肥。

表2 不同品種各處理的棉花產(chǎn)量性狀情況

3 討論與結(jié)論

本研究以魯棉1131、魯棉37、魯棉319和聊棉19為試材，在種植密度48000株/hm2條件下，分析了不同追肥量對棉花主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成性狀、產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)果表明，隨著追肥量的減少各品種株高和單株結(jié)鈴數(shù)均降低，而單鈴重增加，但對單株果枝數(shù)和衣分影響較小，這可能與植物體吸收的養(yǎng)分及合成的同化物的分配有關(guān)。

前人研究表明，隨著施肥量的增加，棉花產(chǎn)量呈逐漸升高趨勢，而繼續(xù)增加施肥量增幅趨勢變緩甚至降低[16-21]。本研究條件下，隨著追肥量的減少籽棉產(chǎn)量先升高后降低，各個品種均在施肥量225 kg/hm2下達(dá)到最大值；皮棉產(chǎn)量的變化趨勢與籽棉產(chǎn)量基本一致；各品種的霜前花率均在225 kg/hm2下達(dá)到最大值，追肥量過小或者過大均不利于霜前籽棉產(chǎn)量的形成。

綜合分析減量追肥對蒜套棉主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，并從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，認(rèn)為蒜套棉無需追肥。

表3 不同品種各處理的棉花經(jīng)濟(jì)效益的情況