王素萍等

摘要：開展了棉田肥料效應試驗，設置了氮、磷、鉀3因素4水平的田間試驗。結果表明，在一定范圍內施用肥料有顯著的增產效果。其中氮肥增產效果最明顯，增產子棉527 kg/hm2，增產率為18.3%，純增收入1 770元/hm2；磷肥經濟效益最佳，增產子棉453 kg/hm2，增產率為14.8%，純增收入1 996元/hm2；鉀肥增產子棉324 kg/hm2，增產率為10.4%，純增收入323元/hm2。擬合一元二次肥料效應模型，并結合試驗實際情況，確定江漢平原棉田推薦施肥量，氮、磷和鉀的最高產量施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經濟施用量分別為230、135和110 kg/hm2。

關鍵詞：棉花（Gossypium spp.）； 施肥效果； 推薦施肥量； 肥料利用率

中圖分類號：S562 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）12-2850-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.010

The Effect of Fertilization and Fertilizer Recommendation

on Hybrid Cotton in Jianghan Plain

WANG Su-ping1，CHEN Gang1，LU Jian-wei2，LI Xiao-kun2，HONG Juan1，HUANG Xiang1，LI Bin3，ZOU Jia-long3

（1. Wuhan Institute of Agricultural Sciences，Wuhan 430345，China； 2.Resources and Environment College of Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070，China； 3. Jingzhou Soil and Fertilizer Station of Hubei Province，Jingzhou 434020，Hubei，China）

Abstract： Studied the fertilization effects of cotton to provide scientific guidance to fertilization. Set up three factors （nitrogen，phosphorus and potassium），4 levels and 10 treatments. The result showed that the economic benefit of phosphorus fertilization on cotton yield was the largest， the next was nitrogen fertilization and potassium fertilization was the smallest.The highest increment of nitrogen，phosphorus and potassium was separately 527，453 and 324 kg/hm2， which were accordingly 18.3%，14.8% and 10.4% higher than the control. The net income of nitrogen， phosphorus and potassium was 1 770，1 996 and 323 kg/hm2 respectively.According to the model of fertilizer effect， it would reach the highest yield when nitrogen，phosphorus and potassium application rate was 322 kg/hm2，157 kg/hm2 and 245 kg/hm2， and the highest profit would be gotten when nitrogen，phosphorus and potassium application rate were 230 kg/hm2，135 kg/hm2 and 110 kg/hm2.

Key words： cotton（Gossypium spp.）； effect of fertilization； fertilizer recommendation； utilization ratio of fertilizers

中國棉花（Gossypium spp.）種植主要集中在長江流域、黃河流域和西北內陸。湖北省屬于長江流域棉區(qū)，是產棉大省也是用棉大省，棉花生產對湖北省經濟發(fā)展作用重大[1]，江漢平原是湖北省的棉花主產區(qū)。近年來，高產棉花品種更新?lián)Q代很快，而針對棉花新品種的施肥技術包括施肥量及養(yǎng)分配比等方面的研究缺乏跟進，棉農根據經驗盲目施肥現(xiàn)象較為普遍。前人研究表明，正確增補養(yǎng)分是農作物增產增收的有效措施[2，3]，但盲目地施肥不僅造成肥料浪費和環(huán)境污染[4]，甚至導致棉花生長不良，造成減產減收嚴重[5]。因此，針對主要棉區(qū)研究合理的施肥技術非常必要。

為給江漢平原棉花生產提供科學施肥指導，促進棉花增產增收，2008年在江漢平原主要棉區(qū)（荊州市）布置了棉田肥料效應試驗。本研究分析了氮、磷、鉀肥的不同用量和配比對棉花產量和經濟效益的影響，分析了棉田中肥料的農學利用率，得出氮、磷、鉀肥的增產效果，并擬合一元二次肥料效應模型，結合試驗實際情況，確定棉田的最高產量施肥量和最佳經濟施肥量。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

2008年于湖北省荊州市荊州區(qū)彌市鎮(zhèn)合興村設置試驗，試驗田塊為冬閑地，2007年種植棉花。供試土壤為長江沖積物發(fā)育的潮土，養(yǎng)分狀況[6]為pH 7.7，有機質15.7 g/kg，堿解氮123.2 mg/kg，速效磷7.7 mg/kg，速效鉀59.8 mg/kg。根據土壤養(yǎng)分分級指標[7]，試驗點土壤有機質含量屬中等水平；堿解氮屬中等水平；速效磷含量屬嚴重缺乏水平；速效鉀含量屬中度缺乏水平。

1.2 試驗設計

棉花品種為鄂雜棉17，是湖北省37個雜交棉品種中惟一的兼抗枯黃萎病品種[8]。2008年4月18日營養(yǎng)缽育苗，5月15日移栽，移栽密度為24 000株/hm2。

試驗小區(qū)面積20 m2，設計了氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）3因素4水平共10個組合處理，分別為等磷（72 kg/hm2）和等鉀（180 kg/hm2）條件下的不同施氮量，即N0、N1、N2、N3分別表示氮肥用量為0、180、225、270 kg/hm2；等氮（225 kg/hm2）和等鉀（180 kg/hm2）條件下的不同施磷量，即P0、P1、P2、P3分別表示磷肥用量為0、45、72、90 kg/hm2；等氮（225 kg/hm2）和等磷（72 kg/hm2）條件下的不同施鉀量，即K0、K1、K2、K3分別表示鉀肥用量為0、150、180、210 kg/hm2。各處理設兩次重復，隨機區(qū)組排列。

氮、磷、鉀肥分別用尿素（含氮46%）、過磷酸鈣（含磷14%）、氯化鉀（含鉀60%）。施肥方法為氮肥30%做基肥，10%做苗肥，45%做花鈴肥，15%做補桃肥；磷肥70%做基肥，30%做花鈴肥；鉀肥50%做基肥，50%做花鈴肥。

1.3 取樣及數據分析

子棉產量。各處理單打獨收，2008年8月25日開始收獲子棉，11月10日收獲結束，共收獲6次，產量為6次累加值。

利用Excel對子棉產量和純收益進行數據分析，利用DPS對施肥效果進行顯著性檢驗（LSD法）。

2 結果與分析

2.1 氮、磷、鉀肥的產量效應與經濟效益

分析了不同施肥處理對子棉產量結果的影響（表1），由表1可知，氮、磷、鉀肥的施用均促進了子棉產量的增加，其中平均產量最低的為缺氮處理，產量為2 884 kg/hm2，產量最高的為P3處理，產量為3 512 kg/hm2，其氮、磷、鉀肥的施用量分別為225、90、180 kg/hm2，因此，僅從子棉產量方面來考慮，本研究的10個施肥處理中以P3處理的效果最佳，即氮、磷、鉀肥的用量分別為225、90、180 kg/hm2，養(yǎng)分比例為1.0∶0.4∶0.8。

2.1.1 氮肥的產量效應與經濟效益 在施用等量磷、鉀肥的基礎上，子棉產量隨著施氮量的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，不同施氮水平條件下，產量和經濟效益最高的都是施氮225 kg/hm2的處理，3個施氮處理與缺氮處理相比，產量差異均達顯著水平，施氮處理之間差異不顯著。與缺氮處理相比，施氮225 kg/hm2的處理增產子棉527 kg/hm2，增產率為18.3%，純增收入1 770元/hm2。

2.1.2 磷肥的產量效應與經濟效益 在施用等量氮、鉀肥的基礎上，子棉產量隨著施磷量的增加而增加，不同施磷水平條件下，產量和經濟效益最高的都是施磷90 kg/hm2的處理，與其余3個處理間的產量差異均達顯著水平，3個施磷處理與缺磷處理相比，產量差異也均達顯著水平。與缺磷處理相比，施磷90 kg/hm2的處理增產子棉453 kg/hm2，增產率14.8%，純增收入1 996元/hm2。

2.1.3 鉀肥的產量效應與經濟效益 在施用等量氮、磷肥的基礎上，子棉產量隨著施鉀量的增加而增加，不同施鉀水平中，產量最高的是施鉀210 kg/hm2的處理，經濟效益最高的是施鉀150 kg/hm2的處理，3個施鉀處理與缺鉀處理相比，產量差異均達顯著水平，施鉀處理之間差異不顯著。與缺鉀處理相比，施鉀210 kg/hm2時，增產子棉324 kg/hm2，增產率為10.4%，施鉀150 kg/hm2時，純增收入323元/hm2。

2.2 肥料農學效率

肥料農學利用效率[9]（AE）=（施肥區(qū)產量-缺肥區(qū)產量）/施肥量

農學利用率表示施用每千克氮、磷、鉀肥料增產子棉的能力。肥料農學利用率分析結果（圖1）表明，氮肥的農學利用率為N2>N1>N3，當施氮量為225 kg/hm2時，氮肥的農學利用率最大，單位質量的氮肥增產效果最大；磷肥的農學利用率為P1>P3>P2，當施磷量為45 kg/hm2時，磷肥的農學利用率最大，單位質量的磷肥增產效果最大，不同水平間農學利用率差異不顯著；鉀肥的農學利用率為K1>K2>K3，當施鉀量為150 kg/hm2時，鉀肥的農學利用率最大，鉀肥的農學利用率隨施鉀量的增加而減小，不同水平間農學利用率差異不顯著。

該試驗氮、磷、鉀肥的農學利用率為磷肥>氮肥>鉀肥，可見該地區(qū)單位質量的磷肥增產效果最大，其次是氮肥，鉀肥最低。

2.3 肥料效應模型與推薦施肥量

2.3.1 一元二次肥料效應模型 該試驗擬合的三元二次肥料效應模型不典型，選擇擬合一元二次肥料效應模型（表2），所有模型均屬于典型模型，R2均達顯著水平。

2.3.2 推薦施肥量的確定 試驗通過擬合一元二次肥效模型確定推薦施肥量（表3），棉田最高產量的氮、磷、鉀肥施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經濟氮、磷和鉀肥施用量分別為230、135和110 kg/hm2，子棉最高產量范圍是3 379～3 594 kg/hm2，最佳經濟產量范圍是3 338～3 584 kg/hm2。

2.3.3 通過邊際收益和邊際成本分析推薦施肥量 對數據分析表明，施氮量為225 kg/hm2時，邊際收益-邊際成本>0，施用氮肥增加收益，施氮量270 kg/hm2時，邊際收益-邊際成本<0，過量施用氮肥造成浪費，所以推薦施肥量應在225～270 kg/hm2之間。施磷量90 kg/hm2時，邊際收益-邊際成本>0，增施磷肥仍有增收的潛力，所以磷肥的推薦施用量應在90 kg/hm2以上。施鉀量150 kg/hm2時，邊際收益-邊際成本<0，所以鉀肥推薦施用量應低于150 kg/hm2。

3 小結與討論

通過對2008年荊州市棉田肥料效應試驗研究表明，該試驗擬合的一元二次肥料效應模型，確定三江平原棉田推薦施肥量，氮、磷、鉀的最高產量施用量分別為322、157和245 kg/hm2，最佳經濟施用量分別為230、135和110 kg/hm2。與房衛(wèi)平等[10]的研究結果一致，雜交棉在后期有較強的積累優(yōu)勢。雜交棉一生中吸氮量為243 kg/hm2，而常規(guī)棉吸氮量為195 kg/hm2[11]。與通過邊際收益和邊際成本分析得到的最佳施肥量范圍相同，且在長江流域棉區(qū)根據土壤養(yǎng)分確定的推薦施肥量范圍為磷肥105～135 kg/hm2，鉀肥 90～135 kg/hm2[7]，所以一元二次肥效模型擬合得到的結果符合實際情況。

本研究的10個施肥方案中的氮磷鉀肥的量以N2P3K2組合的產量最高，氮、磷、鉀肥的養(yǎng)分比例為1.0∶0.4∶0.8，與賈仁清等[12]研究的長江中下游棉區(qū)棉花需肥規(guī)律氮、磷、鉀肥的養(yǎng)分比例為1.00∶0.31∶0.82基本吻合。

農學利用率是評價肥料增產效果比較準確的指標[9]，通過農學利用率分析，在設計的不同施肥水平中，施氮量為225 kg/hm2時，氮肥增產效果最大，農學利用率為2.3 kg/kg；在施磷量為45 kg/hm2時，磷肥增產效果最大，農學利用率為6.3 kg/kg；在施鉀量為150 kg/hm2時，鉀肥增產效果最大，農學利用率為1.9 kg/kg。本試驗中磷肥的增產效果最高，其次為氮肥，鉀肥最低，磷肥效果最佳的原因可能是該地區(qū)土壤速效磷嚴重缺乏，具體原因需進一步通過試驗驗證。

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