湘中南棉区棉花配方施肥优化试验

李 飞，郭利双，吴远帆，黄铁平，李景龙，李 毅*

(1 湖南省棉花科学研究所，湖南常德 415000； 2 湖南省土壤肥料工作站，长沙 410005)



湘中南棉区棉花配方施肥优化试验

李 飞1，郭利双1，吴远帆2，黄铁平2，李景龙1，李 毅1*

(1 湖南省棉花科学研究所，湖南常德 415000； 2 湖南省土壤肥料工作站，长沙 410005)

为探索和建立湘中南棉区油后棉花直播施肥指标体系，2014和2015年在衡阳县开展油后直播棉花“3414”田间试验，并进行回归分析，综合得出湘中南棉区子棉目标产量4000 kg/hm2，氮、磷、钾养分最佳施用量为N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，即尿素487 kg/hm2、过磷酸钙567 kg/hm2、氯化钾363 kg/hm2。

棉花；施肥；回归分析；湘中南棉区

随着农村劳动力资源短缺及植棉收益下降，棉花产业的发展遇到瓶颈。棉花油后直播作为一种全新的耕作制度，不仅省工节本，而且降低劳动强度，可以适应棉花生产轻简化和机械化的发展需求[1]。但是棉花直播要求品种早熟、适于密植、成铃吐絮集中[2]，这与传统杂交棉的种植方式差异很大，因此研究新形式下的棉花肥水管理模式十分关键。本研究基于轻简植棉和增产增效的目的，系统开展棉花“3414”田间肥效试验，探索和建立湘中南棉区油后棉花直播施肥指标体系，以推进我省棉花生产全程机械化。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014～2015年在湖南省衡阳县进行，试验地位于西渡镇梅花村。选用在洞庭湖棉区常规棉品种筛选试验中表现最好的‘中棉所915’。

试验地土壤为碱紫泥田。供试土壤肥力水平：碱解氮160 mg/kg，有效磷7.1 mg/kg，速效钾103 mg/kg，有机质32.7 mg/kg，pH7.4。

1.2 肥料与价格

试验肥料如下：尿素(N，46.4%)、过磷酸钙(P2O5，12.0%)、氯化钾(K2O，60.0%)。根据两年的市场行情，尿素1.76元/kg，过磷酸钙0.70元/kg，氯化钾3.00元/kg，子棉5.4元/kg。

1.3 试验设计

本试验采用 “3414”田间试验设计[3，4]：氮、磷、钾3个因子、4个水平、共14个处理(表1)。小区面积30.4 m2，不设重复，小区周围设2.5 m保护行。施肥方式为沟施，全部磷、钾肥和30%氮肥作基肥，播种时施入，70%氮肥于见花后追施。

表1 各处理施肥情况(kg/hm2)

1.4 田间管理

2014年和2015年均在5月中下旬播种，76 cm均行距种植，密度7.5万株/hm2，其他管理方式和大田管理一致，10月下旬集中收花，11月上旬拔秆。

表2 田间栽培管理情况

1.5 调查与分析

产量统计：棉花吐絮后，分小区收花计产。

数据分析：用DPS数据处理系统(14.50版本)对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量结果

两年的子棉平均产量表现为：处理6>处理10>处理9>处理7>处理5>处理11>处理9>处理14=处理12>处理3>处理4>处理13>处理2>处理1，其中处理6产量最高，达到4088.3 kg/hm2，处理1产量最低，为1968.8 kg/hm2，仅占处理6的48.14%。从表3可以看出，子棉产量随着氮、磷、钾3种肥料施用量的增加变化趋势基本一致，呈现先升高后降低的变化，这说明施肥过多或过少均会对子棉产量造成影响。

表3 各处理两年的棉花子棉产量(kg/hm2)

2.2 氮、磷、钾单因子的产量效应分析

由表4可见，所有一元二次方程的二次项系数均为负值，而一次项系数均为正值，说明氮、磷、钾的单因素产量效应曲线为抛物线；从方程的p值可以看出，2014年和2015年的方程拟合均不显著，因此不能进行肥料施用量的优化。这表明氮、磷、钾3种元素的肥料用量对棉花产量的独立效应有限，需要考虑因子之间的互作效应。

表4 氮、磷、钾肥单因子产量效应模型

2.3 氮、磷、钾因子两两互作的产量效应分析

从表5可见，氮、磷、钾因子两两互作对棉花产量的效应分析表现为：方程的一次项系数基本为正值(2015年的氮磷互作效应中一次项系数除外)，二次项系数均为负值，说明肥料施用量对棉花产量的影响效应曲线出现了转折点。从氮、磷、钾两因子互作效应的分析来看，两年的NP、PK互作为正效应，NK互作均为负效应。负效应表明两种因子的施肥用量偏高，不在适宜范围之内。

从方程的p值来看，仅2015的NP互作、NK互作方程拟合显著，其余各项均不显著，说明氮、磷、钾因子两两互作仍存在一定的局限性，棉花产量需进一步作三因子互作分析。

表5 氮、磷、钾肥因子两两互作产量效应模型

2.4 氮、磷、钾3因子互作的产量效应模型

由表6可以看出，氮、磷、钾3因子分析中，三元二次方程的一次项系数均为正值(2015年P因子除外)，二次项系数均为负值，与单因子、两因子互作分析结果基本一致，说明3因子的互作效应分析仍

表6 氮、磷、钾肥3因子互作产量效应模型

为抛物线的变化趋势。在NP、NK、PK的互作项中，两年的NP互作和PK互作均为正值，NK互作均为负值，但由于系数较小，对产量基本不构成影响。

从方程的p值来看，2组方程均达到极显著水平；从方程的拟合度可以看出：2组方程的拟合度均在97%以上，其中2015年高达99.19%。方程的p值和拟合度均表明方程可以比较真实的反应氮、磷、钾施用量对棉花产量的综合影响。

2.5 肥料配比与产量、经济效益分析

通过三元二次方程可以计算出产量最高和效益最佳模式下的氮、磷、钾的最佳配比。由表7可以看出，两年的产量最高和效益最佳模式下的氮、磷、钾的最佳配比有所差异，这可能是因为土壤中的养分消耗、气候变化及产量情况均有所不同；同一年份，产量最高和效益最佳模式下的氮磷钾的最佳配比也有所差异。整体来看，效益最佳模式下的氮、磷、钾肥的用量要少于产量最高模式，但纯收益略高于产量最高模式。

表7 棉花肥料用量优化结果

3 小结与讨论

本试验中，一元二次回归方程仅能反映单因子与子棉产量的关系，二元二次方程可以反映因子两两互作与子棉产量的关系，三元二次回归方程则可以比较精确、全面反应氮、磷、钾3因子互作对产量的影响，因此三元二次回归方程可以进行肥料用量的优化分析。

通过两年的试验与分析，初步得出了产量最高和效益最佳两种模式下的氮磷钾施肥配比。结合湘中南棉区土壤肥力、棉花的需肥规律及收益情况，初步提出湘中南棉区子棉目标产量4000 kg/hm2，氮、磷、钾施用量为N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，即尿素487 kg/hm2、过磷酸钙567 kg/hm2、氯化钾363 kg/hm2。

本研究为棉花高密度直播在湘中南棉区的初步探索，试验用种为北方引进常规棉品种，因此品种适应性可能会在一定程度上影响试验结果的准确性。根据湖南省统计局统计，2011～2014年(尚无2015年统计数据)湖南省棉花皮棉产量分别为1225.5、1455.5、1240.9、991.5 kg/hm2，而本试验中的棉花子棉目标产量4000 kg/hm2，按照本品种的衣分率40%～42%计算，皮棉产量为1600～1680 kg/hm2，明显高于我省棉区的平均产量，因此本试验所得出的结论颇具参考价值，但仍然需要多点、多次试验，才能全面掌握基础数据，进一步完善测土配方施肥指标体系。

[1] 肖才升，李育强，李 庠. 洞庭湖植棉区油后直播棉的发展前景探讨[J]. 中国棉花，2013，40(11)：21-22.

[2] 李育强，刘爱玉，李 毅，等. 湖南棉花生产现状及全程机械化发展思路[J]. 湖南农业科学，2013(21)：94-97.

[3] 李 飞，郭利双，吴远帆，等. 油后直播棉配方施肥优化试验初探[J]. 湖南农业科学，2015(12)：42-43.

[4] 李 飞，郭利双，吴远帆，等. 洞庭湖滨植棉区棉花配方施肥优化试验初探[J]. 中国棉花，2016，43(4)：14-17.

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《中国种业》

《中国种业》是由农业部主管，中国农业科学院作物科学研究所和中国种子协会共同主办的全国性、专业性、技术性种业科技期刊。刊物目标定位：以行业导刊的面目出现，并做到权威性、真实性和及时性。覆盖行业范围：大田作物、蔬菜、花卉、林木、果树、草坪、牧草、特种种植、种子机械等，信息量大，技术实用。读者对象：各级种子管理、经营企业的领导和技术人员，各级农业科研、推广部门人员，大中专农业院校师生，农村专业户和广大农业生产经营者。

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Optimization of Cotton Fertilization in Central-South of Hunan

LI Fei1，GUO Lishuang1，WU Yuanfan2，HUANG Tieping2，LI Jinglong1，LI Yi1*

(1 Hunan Cotton Science Institute，Changde，Hunan 415000，China；2 Soil and Fertilizer Station of Hunan Province，Changsha，Hunan 410005，China)

In order to explore and establish the index system of fertilizer application of direct seeding cotton after rape，field experiment with “3414” design was carried out in Central-southern Hunan，and the data were analyzed by regression. The results showed that at the target of 4000 kg/hm2seed cotton yield，the best fertilize amount is N∶P2O5∶K2O=227∶68∶218，namely，urea 487 kg/hm2，super phosphate 567 kg/hm2and muriate of potash 363 kg/hm2.

cotton；fertilization；regression analysis；Central-Southern Hunan cotton region

2016-05-10

李 飞(1985-)，男，硕士，从事棉花栽培研究，Email：taifeiya0821@163.com。*通信作者。

国家财政测土配方施肥补贴项目；国家棉花产业技术体系项目(CARS-18)。

S562.062

A

1001-5280(2016)05-0531-04

10.16848/j.cnki.issn.1001-5280.2016.05.12