施肥方式對南疆棉花巴43541 生長發育及產量和經濟效益的影響

孫繪健，馮國藝，姚青青，羅靜，杜珊珊，王東力，何忠盛，王燕，鄭曙峰

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州農業科學研究院，新疆 庫爾勒 841000；2.河北省農林科學院棉花研究所/ 農業農村部黃淮海半干旱區棉花生物學與遺傳育種重點實驗室/ 國家棉花改良中心河北分中心，石家莊 050051；3.安徽省農業科學院棉花研究所，合肥 230001）

新疆是我國優質棉生產基地，在我國乃至世界棉花產業中占有舉足輕重的地位[1]。2022 年新疆棉花產量占全國棉花總產量的90.2%[2]。 棉花生產已經成為新疆地區經濟發展的重要產業和農民增收的主要來源，新疆棉花產量的穩定直接關系全國棉花產量的穩定。 近年來，南疆棉農為了獲得較高的植棉產量，大量施用化學肥料，致使肥料利用率降低[3]。 如何提高肥料利用效率，在保證棉花產量的基礎上減少肥料施用以保護生態環境，成為南疆棉花生產中急需解決的問題[4]。

緩（控）釋肥可顯著減少養分揮發和淋失，大幅度提高肥料利用率，增加作物產量[5-7]，是一種簡化、省肥、省工、增產的環境友好型肥料[8]。 噴施葉面肥可補充營養元素，促進棉花生長發育，增加單株結鈴數、鈴重和產量[9-11]。 在膜下滴灌模式下，棉花生長發育中后期容易出現養分脅迫， 施用棉花葉面肥具有明顯的增產效果[12]。 緩（控）釋肥和葉面肥配合施用是調控作物生長發育的優選技術之一[13]。目前，在南疆植棉區關于棉花緩釋復合肥和葉面肥配施的研究報道相對較少。 因此，本研究通過在南疆植棉區進行多點試驗示范以 “棉花專用緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面水溶肥噴施”為主體的綠色施肥技術[14]、以“常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面水溶肥噴施” 為主體的施肥技術和當地農民慣用的施肥方法， 分析不同施肥處理對棉花品種巴43541 生育期、 農藝性狀、產量及其構成因素和植棉經濟效益的影響，以期為南疆植棉區棉花綠色輕簡高效施肥技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021 年在新疆巴音郭楞蒙古自治州庫爾勒市普惠農場五分場普惠棉花專業合作社（以下簡稱為庫爾勒市）、 尉犁縣興平鎮統其克村眾旺棉花專業合作社（以下簡稱為尉犁縣）以及輪臺縣哈爾巴克鄉遠江農場（以下簡稱為輪臺縣）進行。供試土壤類型：庫爾勒市為砂壤土，尉犁縣為砂土，輪臺縣為砂壤土。 供試土壤的pH 和基本養分含量見表1。

表1 供試土壤的pH 和基本養分狀況

1.2 供試肥料

棉花緩釋復合肥［登記證號：農肥（2016）準字5683 號］，N＋P2O5＋K2O 質量分數≥45.0%， 安徽省司爾特肥業股份有限公司生產。 棉花水溶葉面肥：大量元素水溶肥［登記證號：農肥（2019）準字14584 號，N＋P2O5＋K2O 質 量 濃 度≥500 g·L-1，Zn＋B 質量濃度2～30 g·L-1， 許昌風光農業科技有限公司生產］，微量元素水溶肥料［登記證號：農肥（2009） 準字1475 號，Cu＋Mn＋Zn＋B 質量濃度≥100 g·L-1，山東弘潤肥料有限公司生產］，有機水溶肥料［登記證號：農肥（2016）準字5685 號，有機質質量濃度≥50 g·L-1， 安徽省神農農業技術開發有限公司蕪湖分公司生產］。

其他肥料：尿素（純N 含量≥46%）、磷酸一銨（N、P2O5的質量分數分別為12%、60%）、磷酸二銨（N、P2O5的質量分數分別為18%、46%）、 硫酸鉀（K2O 的質量分數為50%）、硫酸鋅（Zn 的質量分數為35%）、磷酸二氫鉀（P2O5、K2O 的質量分數分別為52%、34%）、 重過磷酸鈣 （P2O5的質量分數為36%）、滴灌水溶肥（N、P2O5、K2O 質量分數分別為10%、20%、20%）、多肽增產酵素（腐殖酸質量濃度≥30 g·L-1，N＋P2O5＋K2O 質量濃度≥200 g·L-1）、硼肥（純硼質量分數≥20.5%）。

1.3 試驗設計

種植棉花品種均為巴43541[15]。 播種時間分別為4 月12 日（庫爾勒市）、4 月16 日（尉犁縣）和4月19 日（輪臺縣），均采用寬窄行行距為（66＋10）cm的機采棉種植模式，膜寬1.25 m，1 膜4 行，在2 個窄行中間分別鋪設1 條滴灌帶，株距12 cm，理論種植密度為21.93×104株·hm-2。 3 個試驗區追肥均采用一水一肥。 打頂時間分別為7 月5 日（庫爾勒市）、7 月9 日（尉犁縣）和7 月10 日（輪臺縣）。

試驗設置3 個處理，C1：緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施為主體的施肥技術；C2：常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施為主體的施肥技術；C3： 當地農民慣用的施肥方法。 每個示范區面積約為3.33 hm2。 具體施肥方法見表2～3。 試驗田的其他管理措施與當地棉田一致。

圖1 南疆不同施肥處理下巴43541 生育期的比較

表2 不同試驗點不同處理的施肥量

表3 葉面肥的使用時間和用量

1.4 性狀指標的調查測定方法

1.4.1農藝性狀調查。 調查棉花生育期（出苗至吐絮的天數）， 每個處理選取5 個有代表性的面積均為30 m2的樣方進行調查統計。 每個樣方內連續選取40 株棉花，蕾期（6 月20 日）調查棉花的株高、單株果枝數和主莖葉片數，鈴期（8 月15 日）調查棉花的株高、單株果枝數。

1.4.2棉花產量性狀測定。 每個處理調查6 個樣點，每個樣點的面積為6.67 m2，記錄單株結鈴數和單位面積株數。 每個樣點分別在棉株下部（第1～3果枝）、中部（第4～6 果枝）、上部（第7～9 果枝）采收30、50、20 個完全吐絮棉鈴，測定鈴重和衣分；根據單位面積株數、單株結鈴數和鈴重計算籽棉單產。1.4.3化肥減施率計算。RF＝（N0-N1）/N0×100%。式中，RF為化肥減施率（不含葉面肥，%），N0為對照施肥總量，N1為處理施肥總量。

1.5 數據處理與分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2020 和SPSS 23.0 統計軟件進行分析， 采用最小顯著差數法（least significant difference,LSD）進行多重比較，其中衣分數據通過了正態性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對巴43541 生育期的影響

不同施肥處理對南疆植棉區巴43541 的生育期有明顯影響（圖1）。庫爾勒市、尉犁縣和輪臺縣3個試驗點不同處理下巴43541 的生育期均表現為C3＞C1＞C2。 C1 處理下生育期為127～130 d，較C2 處理延長2～4 d，較C3 處理縮短2～7 d。 說明“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”處理較“常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”處理可適當延緩棉花衰老，推遲吐絮；而當地農民慣用施肥方法的施肥量較大，導致棉花生長過旺而貪青晚熟。

2.2 不同施肥處理對巴43541 農藝性狀的影響

2.2.1蕾期棉花農藝性狀。不同施肥處理對庫爾勒市、尉犁縣和輪臺縣的巴43541 蕾期株高、單株果枝數有顯著影響，對庫爾勒市和輪臺縣的單株主莖葉片數有顯著影響， 不同處理下巴43541 的株高、單株果枝數和單株主莖葉片數均表現為C3＞C1＞C2（表4）。 C1 處理的株高較C2 增加3.6%～11.5%，較C3 處理降低1.2%～22.4%。 C1 處理的單株果枝數較C2 處理增多2.9%～11.5%，較C3 處理減少2.7%～10.0%。 C1 處理的主莖葉片數較C2 處理增多0.3%～3.5%， 較C3 處理減少0.5%～3.4%。

表4 南疆不同施肥處理下蕾期巴43541 農藝性狀的比較

2.2.2鈴期棉花農藝性狀。 不同施肥處理對庫爾勒市、尉犁縣和輪臺縣的巴43541 鈴期株高和單株果枝數存在顯著影響（表5）。3 個試驗點的株高均表現為C3＞C1＞C2，C1 處理的株高較C3 處理顯著降低3.4%～6.1%，較C2 處理增加1.5%～1.8%。 單株果枝數均表現為C1＞C2＞C3，C1 處理較C3 處理顯著增加6.0%～10.9%， 較C2 處理增加4.0%～5.2%。

表5 南疆不同施肥處理下鈴期巴43541 農藝性狀比較

2.3 不同施肥處理對巴43541 產量及其構成因素的影響

不同施肥處理對庫爾勒市、尉犁縣和輪臺縣巴43541 的單株結鈴數、鈴重、衣分和籽棉單產有顯著影響（表6）。C1 處理的籽棉單產最高，3 個試驗點均超過6 500 kg·hm-2， 較C3 處理顯著提高6.0%～8.3%，較C2 處理提高4.1%～6.0%。 進一步分析產量構成因素表明，C1 處理的單株結鈴數在7.52～8.12，較C3 處理顯著增加6.2%～10.2%，較C2 處理增加3.2%～4.7%；C1 處理的鈴重在5.77～6.13 g，較C3 處理顯著提高6.1%～7.7%， 較C2 處理提高3.1%～4.7%；C1 處理的衣分在47.12%～48.24%，較C2 處理提高0.29～0.93 百分點，較C3 處理顯著提高0.66～1.51 百分點。

表6 南疆不同施肥處理下巴43541 產量及其構成因素的比較

2.4 不同施肥處理對巴43541 經濟效益的影響

不同施肥處理對巴43541 的植棉經濟效益有明顯影響（表7）。 3 個施肥處理肥料總成本表現為C3＞C1＞C2。 相較C2 處理，C1 處理的肥料總成本增加882 元·hm-2，籽棉總收益提高2 600～3900 元·hm-2， 籽棉總收益扣除肥料總成本后的收益提高1 718～3 018 元·hm-2。 與C3 處理相比，C1 處理的肥料總成本減少1 365～1 965 元·hm-2，籽棉總收益提高3 750～5 400 元·hm-2，籽棉總收益扣除肥料總成本后的收益提高5 115～6 832 元·hm-2。

表7 南疆不同施肥處理下巴43541 經濟效益比較元·hm-2

2.5 “緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”施肥技術化肥減施率分析

“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”施肥技術（C1）可明顯減少肥料用量：與C2 處理相比的化肥減施率為5.6%， 與C3 處理相比的化肥減施率為11.6%～37.0%（表8）。

表8 南疆“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”技術的化肥減施率

3 討論與結論

緩（控）釋肥料可顯著減少養分揮發和淋失，大幅度提高肥料利用率，增加產量[5-7]；而葉面施肥可補充營養元素，促進棉花生長發育，增加單株結鈴數、鈴重和產量[9-11]。 本研究表明，在南疆植棉區實施“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”施肥技術，可以適當縮短巴43541 的生育期，避免當地農民慣用施肥方法下出現的棉花生長過旺而貪青晚熟的現象，利于合理調控棉花株高[16]，增加單株果枝數?！熬忈審秃戏驶喂喾蕼p量追施＋葉面肥噴施”處理下，蕾期巴43541 的株高較農民慣用施肥方法降低1.2%～22.4%，單株果枝數較“常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施” 處理提高2.9%～11.5%； 在產量形成的關鍵期鈴期，“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”處理下，巴43541 的株高較農民慣用施肥方法降低3.4%～6.1%，單株果枝數較農民慣用施肥方法和“常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施” 處理分別增加6.0%～10.9%和4.0%～5.2%。

在一定施肥量范圍內，棉花產量隨施肥量的增加而增加， 但過量施肥會對棉花產量造成不利影響[17-18]。 本研究表明，與當地農民慣用的施肥方法相比，“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”施肥處理下巴43541 的單株結鈴數、鈴重、衣分和籽棉單產顯著增加，3 個試驗點的籽棉單產均超過6 500 kg·hm-2。 雖然“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施”處理的肥料總成本較“常規肥料基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施” 處理增加882 元·hm-2，但是可實現5.6%化肥減施率（不包含葉面肥），并且籽棉增產4.1%～6.0%，籽棉總收益扣除肥料總成本后的收益增加1 718～3 018 元·hm-2。 與農民慣用施肥方法相比，“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施” 處理的肥料總成本減少1 365～1 965 元·hm-2， 化肥減施率為11.6%～37.0%，籽棉增產6.0%～8.3%；籽棉總收益扣除肥料總成本后的收益增加5 115～6 832 元·hm-2，節本增效明顯。

肥料效應試驗是獲得最佳施肥量、施肥比例、施肥時期的途徑之一[19]。 緩（控）釋氮肥可增加單株結鈴數和鈴重，顯著增加籽棉單產[20-21]。 本研究以巴43541 為供試品種，在南疆庫爾勒市、尉犁縣和輪臺縣進行試驗示范，結果表明應用“緩釋復合肥基施＋滴灌肥減量追施＋葉面肥噴施” 為主體的綠色輕簡高效施肥技術可減少肥料用量，提高籽棉單產，增加植棉經濟效益，適合在南疆植棉區推廣應用。