王 維，韓效釗，劉恒德，徐道青，劉小玲，陳 敏，闞畫春，李淑英，王曉明，吐爾遜·阿不拉，鄭曙峰

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，合肥 230031；2.合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，合肥 230009；3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場，烏魯木齊 830091；4.新疆皮山縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆皮山 845150)

0 引 言

【研究意義】新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢明顯，其在我國乃至世界棉業(yè)中占有舉足輕重的地位[1]。近年來隨著棉花種植面積和產(chǎn)量的不斷提高，棉花施肥量，特別是化肥用量也在增加，施肥品種較單一、氮磷鉀配比不協(xié)調(diào)、鉀肥施用不足等[2]。緩控釋肥通過包膜外殼、添加抑制劑或合成穩(wěn)定的化合物，延緩或控制養(yǎng)分釋放速度，棉花專用緩控釋肥既能降低多次施肥和不合理施肥帶來的植棉成本，又能降低環(huán)境污染[3]，且是一種簡化、省肥、省工、增產(chǎn)的環(huán)境友好型肥料[4]。葉面施肥可補(bǔ)充營養(yǎng)元素和改善品質(zhì)，解決苗期低溫，后期根系活力下降所造成的根系養(yǎng)分吸收不能滿足需求的問題，提高產(chǎn)量改善品質(zhì)[5]。開展棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥應(yīng)用效果研究，對于簡化棉花施肥技術(shù)、提高肥料利用率具有實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】研究表明，施用緩控釋肥有提高棉花產(chǎn)量[6-9]、提高肥料利用率[7, 10]、減少環(huán)境污染[8]等優(yōu)點(diǎn)；噴施葉面肥可促進(jìn)棉花生長發(fā)育，增加單株結(jié)鈴數(shù)、提高單鈴重，增加棉花產(chǎn)量[11, 12]。李鵬程等[13]研究表明,在膜下滴灌模式下，施用棉花葉面肥具有增產(chǎn)效果，又對品質(zhì)無顯著影響。王煒等[14]認(rèn)為，棉花生育期長，中后期容易出現(xiàn)養(yǎng)分脅迫，此時(shí)施用葉面肥能顯著增加產(chǎn)量。朱亞等[15]研究表明，緩釋肥與葉面肥配施對煙草葉片葉綠素含量和光合性能均有顯著提高。陳紹榮等[16]認(rèn)為，緩釋肥是營養(yǎng)套餐施肥技術(shù)最佳的一次性底肥，而葉面肥是配合一次性底肥調(diào)控作物生長發(fā)育的最佳技術(shù)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，針對新疆棉花施肥技術(shù)開展的研究較多，但在新疆棉區(qū)開展棉花緩控釋肥和葉面肥配施的研究報(bào)道相對較少。研究棉花專用緩控釋肥和葉面肥的應(yīng)用效果?！緮M解決的關(guān)鍵問題】設(shè)5個處理的田間小區(qū)試驗(yàn)，分析不同施肥處理對棉花生育進(jìn)程、產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)效率的影響。研究棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥在新疆棉區(qū)的應(yīng)用效果，為簡化棉花施肥技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)在新疆皮山縣進(jìn)行。該地區(qū)屬大陸性暖溫帶干旱沙漠氣候，光熱資源豐富，年平均氣溫11.8℃，無霜期217 d，年降水量51.3 mm，≥10℃的積溫4 300℃。試驗(yàn)地土壤類型為灌淤土，土質(zhì)為沙壤土。耕層土壤有機(jī)質(zhì)15.6 g/kg、堿解氮38 mg/kg、速效磷13.6 mg/kg、速效鉀185 mg/kg。前茬作物棉花。棉花供試品種為新陸中56號。2017年4月16日播種，一膜4行種植，行距42.5 cm，株距9 cm。棉花生長期間灌水4次。7月15日打頂。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個處理，T1：不施肥(CK)；T2：常規(guī)施肥，基施尿素(46%)113 kg/hm2、磷酸二銨(18-46)261 kg/hm2、硫酸鉀(50%)450 kg/hm2，分2次追施尿素502 kg/hm2；T3：常規(guī)施肥+葉面水溶肥，根施肥料用量及方法同處理T2，分別于棉花蕾期、初花期和盛花期噴施葉面水溶肥3次，用量為大量元素水溶肥(N、P2O5、K2O含量之和500 g/L)4 500 mL/hm2、微量元素水溶肥(硼、鋅等養(yǎng)分含量之和100 g/L)4 500 mL/hm2；T4：棉花專用緩控釋肥+葉面水溶肥，基施棉花專用緩控釋肥(22-8-15)1 500 kg/hm2，根施肥料N、P2O5、K2O純養(yǎng)分量與T2相同，葉面噴施肥料同T3；T5：棉花專用緩控釋肥減量20%+葉面水溶肥，棉花專用緩控釋肥減量20%施用，其余同處理T4。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積66.7 m2。

1.2.2 測定指標(biāo)

調(diào)查棉花生育期、株高、果枝臺數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)及實(shí)收密度等指標(biāo)。每小區(qū)采收棉鈴100個，測定單鈴重和衣分。

肥料農(nóng)學(xué)效率(Agronomy efficiency, AE)是指特定施肥條件下，單位施肥量所增加的作物產(chǎn)量，直接反映施肥的增產(chǎn)狀況，是評價(jià)肥料增產(chǎn)效應(yīng)較為準(zhǔn)確的指標(biāo)[17]。

農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)=(施肥區(qū)產(chǎn)量-缺肥區(qū)產(chǎn)量)/(施肥區(qū)施肥量-缺肥區(qū)施肥量)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對棉花農(nóng)藝性狀的影響

研究表明，T1不施肥對照處理的生育期較其他4個施肥處理的生育期明顯縮短，但不同施肥處理間生育期差異不大。在棉花生育前期，不同處理的現(xiàn)蕾期、開花期基本一致，僅T1不施肥處理開花期推遲了2 d，可能是因?yàn)槿狈I養(yǎng)導(dǎo)致棉花生育進(jìn)程緩慢。在棉花生長后期，T1處理較其他4個施肥處理提前進(jìn)入吐絮期，提早3～5 d，這可能是因?yàn)槊掴徣狈I養(yǎng)提前吐絮，也可能是未施肥導(dǎo)致棉花早熟，通風(fēng)透光性更利于棉鈴?fù)滦酢?個施肥處理間吐絮期僅相差1～2 d，施用棉花專用緩控釋肥和噴施葉面水溶肥對棉花的生育進(jìn)程不會產(chǎn)生顯著影響。

不同施肥處理對棉花株高影響顯著。4個施肥處理的株高均顯著高于T1不施肥對照處理，T2常規(guī)施肥處理的株高顯著高于T5棉花專用緩控釋肥減量20%處理的株高，其余處理間的株高差異不顯著。常規(guī)施肥2個處理T2、T3的株高均高于棉花專用緩控釋肥的2個處理T4和T5。

不同施肥處理對果枝臺數(shù)的影響顯著。4個施肥處理的果枝臺數(shù)均顯著高于T1不施肥對照處理，T4棉花專用緩控釋肥+葉面水溶肥處理的株高顯著高于T2常規(guī)施肥處理，其余處理間的株高差異不顯著。常規(guī)施肥的2個處理T2、T3的果枝臺數(shù)均低于棉花專用緩控釋肥的2個處理T4和T5，噴施葉面水溶肥的3個處理果枝臺數(shù)均高于未噴施葉面水溶肥處理，施用棉花專用緩控釋肥和噴施葉面水溶肥均有利于增加棉花果枝臺數(shù)。棉花專用緩控釋肥減量20%處理的果枝臺數(shù)小于全量處理。表1

表1 不同處理下棉花農(nóng)藝性狀比較
Table 1 Agronomic traits of cotton under different treatments

處理Treatment現(xiàn)蕾期Budding date(M/D)開花期Flowering date(M/D)吐絮期Boll opening date(M/D)生育期Growth period(d)株高Plant height(cm)果枝臺數(shù)Fruiting branch number(臺)T16/86/229/413143.7 c5.2 cT26/86/209/913674.3 a7.8 bT36/86/209/713472.3 ab8.0 abT46/86/209/813568.0 ab8.4 aT56/86/209/913665.3 b8.2 ab

注：同列數(shù)值后不同字母表示處理間差異顯著 (P< 0.05)，下同

Note：Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments, the same as below

2.2 不同處理下對棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

研究表明，不同施肥處理對鈴數(shù)的影響達(dá)顯著水平。4個施肥處理的鈴數(shù)均顯著高于T1(CK)，其中處理T3、T4和T5的鈴數(shù)均較CK增加50%以上。T4、T5處理的鈴數(shù)顯著高于T2處理，T3處理的鈴數(shù)高于T2，施用棉花專用緩控釋肥、葉面水溶肥均有利于增加鈴數(shù)。不同施肥處理對單鈴重的影響達(dá)顯著水平。4個施肥處理的單鈴重均顯著高于T1(CK)，其中處理T3、T4和T5的鈴數(shù)均較CK增加30%以上。T4、T5、T3處理的鈴數(shù)顯著高于T2處理，T4處理的鈴數(shù)顯著高于T3和T5處理，施用棉花專用緩控釋肥、葉面水溶肥均有利于增加單鈴重。不同施肥處理對衣分的影響不顯著。4個施肥處理間的衣分差異不顯著，T4、T5處理的衣分顯著高于T1(CK)。

不同施肥處理對產(chǎn)量的影響達(dá)顯著水平。4個施肥處理產(chǎn)量均顯著高于T1(CK)，其中處理T2、T3、T4和T5的產(chǎn)量均較CK增加35%以上。T4、T5處理的產(chǎn)量均高于T2和T3處理，棉花專用緩控釋肥處理優(yōu)于常規(guī)施肥處理。T3處理的產(chǎn)量顯著高于T2處理，增產(chǎn)2.99%，噴施葉面水溶肥增產(chǎn)顯著。T4棉花專用緩控釋肥+葉面水溶肥處理分別較T3常規(guī)施肥+葉面水溶肥和T5棉花專用緩控釋肥減量20%處理增產(chǎn)10.20%和5.18%。表2

表2 不同處理下棉花產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成
Table 2 Yield and composition factor of cotton under different treatments

處理Treatment鈴數(shù)Boll number per plant(104個/hm2)單鈴重Boll mass(g)衣分Lint percentage(%)產(chǎn)量Yield(kg/hm2)比T1增產(chǎn)Than CK To increase production(%)比T2增產(chǎn)Than T2 To increase production(%)T169.3 d4.55 d38.69 b1 219 dT285.0 c5.03 c39.01 ab1 701 c39.54T387.6 bc5.10 b 39.22 ab1 752 b43.712.99T491.2 a5.37 a39.43 a1 930 a58.3713.49T590.1 ab5.18 b39.32 a1 836 ab50.577.90

2.3 不同處理下經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)學(xué)效率比較

研究表明，施肥用工成本以T3處理最高，T2次之，因常規(guī)施肥根施3次用工成本上漲，而噴施葉面水溶肥亦導(dǎo)致T3高于T2。在棉花生產(chǎn)中可結(jié)合病蟲害防治措施，省去單獨(dú)噴施葉面肥的用工。棉花專用緩控釋肥處理因?yàn)橐淮涡曰?，即使加上噴施葉面水溶肥措施，其施肥用工成本小于常規(guī)施肥處理。棉花專用緩控釋肥價(jià)格較貴。肥料成本以T4處理最高?？偝杀疽訲3處理最高，其次是T4處理。收益以T4和T5處理較高，T3處理收益最低。T1處理收益高于T2和T3處理，并不代表不施肥處理優(yōu)于常規(guī)施肥處理。

農(nóng)學(xué)效率以處理T5最高，常規(guī)施肥處理T2最低。T4處理盡管產(chǎn)量高于T5處理，但因?yàn)槭┓柿扛哂赥5處理，其農(nóng)學(xué)效率要低于T5處理。棉花專用緩控釋肥處理的農(nóng)學(xué)效率優(yōu)于常規(guī)施肥處理，噴施葉面水溶肥處理的農(nóng)學(xué)效率優(yōu)于未噴施葉面肥處理。表3

表3 不同處理的經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)學(xué)效率
Table 3 Economic performance and the agronomy efficiency under different treatments

處理Treatment施肥用工成本Fertilized labor cost (元/hm2)肥料成本Fertilizer cost(元/hm2)其他成本Other cost(元/hm2)總成本Total cost(元/hm2)收入Income(元/hm2)收益Earnings(元/hm2)農(nóng)學(xué)效率AE(kg/kg)T10018 00018 00018 907907T24 5003 03918 00025 53926 1666271.79T35 8503 69918 00027 54926 804-7451.95T43 6005 16018 00026 76029 3782 6182.59T53 4504 26018 00025 71028 0082 2982.81

注：肥料、子棉及用工價(jià)格均按照當(dāng)?shù)仄骄接?jì)算

Note：The prices of fertilizer, seed cotton and labor were based on the local average level

3 討 論

棉花專用緩控釋肥是根據(jù)棉花需肥規(guī)律，通過調(diào)整主要原料投入量來調(diào)整其產(chǎn)品養(yǎng)分，優(yōu)化緩釋劑來優(yōu)化肥料養(yǎng)分釋放性能，進(jìn)而做到養(yǎng)分釋放與棉花對養(yǎng)分需求規(guī)律相吻合[18]。研究表明，緩控釋肥一次性施用不僅可以簡化施肥技術(shù)，節(jié)省施肥用工，并且具有很好的增產(chǎn)增收效果[4]，但棉花生育期長，中后期容易出現(xiàn)養(yǎng)分脅迫，此時(shí)施用葉面肥能顯著增加產(chǎn)量[14]。陳署晃等[2]認(rèn)為新疆棉區(qū)既要重視加大鉀肥投入，又要因地制宜的增施微量元素肥料。在作物吸收養(yǎng)分的過程中，一些微肥( 鐵、錳、銅、鋅肥等) 在施入土壤后，很容易被土壤固定，因此,常采用葉面噴施的方法，通過葉面吸收有效養(yǎng)分，達(dá)到彌補(bǔ)根系吸收營養(yǎng)不足的目的[15]。通過葉面噴施大量元素水溶肥和微量元素水溶肥，既可以緩解棉花生長前期緩控釋肥可能因?yàn)樘鞖飧珊叼B(yǎng)分釋放不夠造成的缺肥，又可以補(bǔ)充鉀肥和微量元素營養(yǎng)，防止棉花中后期早衰。

研究結(jié)果表明，棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥配施是一種省工、增收、增效的施肥模式。緩控釋肥是營養(yǎng)套餐施肥技術(shù)最佳的一次性底肥，而葉面肥是配合一次性底肥調(diào)控作物生長發(fā)育的最佳技術(shù)[16]。在保證藥物混用無不良效果時(shí)，噴施葉面水溶肥可以和棉花病蟲害防治措施同時(shí)進(jìn)行，棉花后期追肥更加簡化，葉面施肥用工減少。

相比常規(guī)肥料，緩控釋肥的肥料農(nóng)學(xué)效率明顯提高，這與白珊珊等[17]研究結(jié)果一致；研究中棉花專用緩控釋肥較常規(guī)施肥的肥料農(nóng)學(xué)效率提高了33%，噴施葉面水溶肥處理的肥料農(nóng)學(xué)效率提高了9%，而施肥減量20%的肥料農(nóng)學(xué)效率提高了8%，為化肥減施增效提供了可能。通過減量施用棉花專用緩控釋肥，可以提高肥料農(nóng)學(xué)效率和肥料利用率，如何獲得最佳收益還需要進(jìn)一步研究和探索。

4 結(jié) 論

4.1 與常規(guī)施肥相比，棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥處理生育期沒有明顯變化，株高有所降低，果枝臺數(shù)增加明顯。施用棉花專用緩控釋肥時(shí)要根據(jù)土壤水分狀況、棉花長勢情況等因素及時(shí)噴施葉面水溶肥，防止因干旱造成肥料釋放不足影響棉花生長。

4.2 不同施肥處理對鈴數(shù)、單鈴重和產(chǎn)量的影響達(dá)顯著水平，對衣分的影響不顯著。施用棉花專用緩控釋肥、葉面水溶肥通過增加鈴數(shù)、單鈴重，進(jìn)而獲得增產(chǎn)，同時(shí)棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥在一定程度上減少了施肥次數(shù)、簡化了施肥方法，節(jié)省了施肥用工，植棉收益顯著提高。棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥配施適合在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用，是一種省工、增收、增效的施肥模式。

4.3 與常規(guī)施肥相比，棉花專用緩控釋肥和葉面水溶肥均能提高肥料農(nóng)學(xué)效率，棉花專用緩控釋肥減量20%可進(jìn)一步提高肥料農(nóng)學(xué)效率，為化肥減施增效提供了一個技術(shù)途徑。