不同类型酸化剂对棉花生长发育及产量的影响

李建峰 ，马雪丽 ，李小鹏 ，孙文广 ，孟永康 ，张宝帅 ，刘昊选 ，林世卿 ，段淮钧 ，郑继亮 ＊

1.新疆心连心能源化工有限公司产品研发部，新疆昌吉 832205

2.河南心连心化肥有限公司技术中心，河南新乡 453731

磷酸脲与硫酸脲溶于水后均呈酸性，可有效调节土壤酸碱度，改良作物根部生长环境。由于其具有以上优点，二者成为各肥料厂商酸性水溶肥的重要备选原料。其在农业生产的应用研究较多，张莉等研究表明菠菜施用磷酸脲能有效减轻碱胁迫程度，对改良土壤酸碱度、提高干重具有重要作用[1]；张勇等研究表明施用硫酸脲复合肥可明显提高玉米产量，增产率达21.09%[2]。有鉴于此，开展二者肥效对比试验，对于确定酸化剂原料筛选具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2017年4～10月在玛纳斯县包家店镇塔西河村新疆心连心能源化工有限公司试验田（44.27°N，86.41°E）进行。试验田土壤为灌耕灰漠土，养分状况见表1。供试棉花常规种为玛纳斯县主栽品种新陆早66号。

试验设置磷酸脲酸化（T1）、硫酸脲酸化（T2）、不施酸化剂（T3，CK）三个处理。试验田肥料用量以当地常规棉田施肥量计算：N 162 kg·hm2、P2O578 kg·hm2、K2O 58.5 kg·hm2为标准，分别采用尿素、硫酸脲、磷酸脲、磷酸一铵、氯化钾进行施肥。T1处理施肥所需P2O5全部由磷酸脲提供，用量为177.3 kg·hm2。磷酸脲与硫酸脲溶于水后分别转化为磷酸、尿素和硫酸、尿素，每1 mol磷酸电离3 mol H+，每1 mol硫酸电离 2 mol H+，以等量H+为原则，则硫酸铵用量为266.0 kg·hm2。各处理施肥量见表2。

试验采用1膜6行宽窄行 （66 cm+10 cm），平均行距38 cm，1穴1株，株距12.0 cm，理论密度24万株·hm-2，实际保苗16.5万株·hm-2。每个处理3次重复，小区面积55 m2。其余农事操作与当地高产田保持一致。全生育期施肥6次，依次采用总量的 10%、15%、15%、25%、25%、10%。4月 28日播种，5月15日滴出苗水，全生育期共灌水5550 m3·hm-2、中耕 2 次、化控 6 次，7 月 6 日人工打顶，9月7日喷施脱叶催熟剂。其余农事操作与当地高产田保持一致。

表1 土壤养分含量

表2 试验处理（单位：kg·hm-2）

1.2 测定项目与方法

1.2.1 棉株高度

从棉花现蕾期（出苗后25 d）至盛蕾期（出苗后57 d），各小区选取长势均匀、具有代表性的棉株5株，每隔7 d定点定株调查棉花株高的变化。

1.2.2 棉花干物质积累量及叶片SPAD值

在棉花盛蕾期（出苗后57 d）、开花期（出苗后73 d）、盛花期（出苗后 84 d）、盛铃前期（出苗后92 d）、盛铃后期（出苗后101 d）关键生育时期，各小区连续采集20片叶（打顶前倒3叶，打顶后倒2叶），采用SPAD-502（日本）测定SPAD值；各个小区取具有代表性棉株5株，将植株分成茎、叶、蕾（铃），装袋后带回实验室，105℃杀青30 min后80℃烘干至恒质量，称干物质质量。

1.2.3 产量及构成因素

收获期（出苗后153 d），每个小区选取2个样点，每样点面积 6 m2（2.0 m×3.0 m），调查样点全部棉花株数和总铃数，换算出单株结铃数及单位面积总铃数；每个样点选择10株长势均匀、具有代表性棉株，收取全部棉铃，分开装袋、称重，计算铃重；以棉田实收籽棉产量计产。

1.3 数据分析

采用Microsoft Office 2013分析处理数据。

2 结果与分析

2.1 棉花植株高度的变化

由表3可知，棉花植株高度随生育期推进呈逐渐上升趋势。盛蕾后期(出苗后57 d)，T2处理下株高显著高于T1、T3处理，分别高出2.7%、7.8%；T1处理株高较T3高出5.0%，表明在施肥量相同的情况下，施入土壤酸化剂对棉花株高有明显促进作用，酸化剂采用硫酸脲效果优于磷酸脲。

表3 棉花植株高度的变化（单位：cm）

2.2 叶片SPAD值的变化

随生育期推进，棉花叶片SPAD值呈先升后降趋势，盛铃后期(出苗后101 d)达到最大值（表4）。盛铃后期，T2处理叶片SPAD值较T1、T3增加不明显，仅高出0.5%、1.3%。T2处理叶片SPAD值较T1高出0.7%。

表4 棉花叶片SPAD值的变化

2.3 棉花干物质积累的变化

棉花干物质积累量随生育进程推进呈逐渐上升趋势（表 5）。盛铃后期(出苗后 101 d)，T2处理下干物质积累量显著高于T1、T3，分别高出1.2%、3.3%；T1处理下干物质积累量较T3高出2.0%，表明在施肥量相同的情况下，施入土壤酸化剂对棉花干物质积累量的增加有明显促进作用，酸化剂采用硫酸脲效果优于磷酸脲。

表5 棉花干物质积累量的变化（单位：kg·hm-2）

2.4 产量及形成因素的变化

不同施肥处理对棉花产量及构成因素影响较为明显（表6）。T2处理籽棉产量显著高于T1、T3处理，分别高出3.5%、10.9%，T1处理籽棉产量较T3高出7.2%。

表6 棉花产量及形成因素的变化

3 讨论与结论

株高是反映棉花生长的表观指标，其适宜与否反映出作物群体结构的好坏[3]。SPAD值用于表达叶片叶色情况，可较直观表达出叶片中光合色素的含量[4]，进而间接表达出棉株光合作用情况。干物质是光合作用的产物，在营养与生殖器官之间的分配则直接影响棉株发育，最终影响到作物产量形成和品质提高[5]。

通过结果可看出，施用酸化剂的棉田生长较对照处理有明显的促进作用，在株高、叶片SPAD、干物质重方面优势明显。采用硫酸脲作为酸化剂较磷酸脲效果更优，这可能是优于硫酸脲水溶液PH值(1:250)更低，对于新疆盐碱地的改良效果更优，同时施用硫酸脲带入硫元素，进一步优化了棉株生长发育条件，获得高产。下一步，本试验将在同样的成本下，进一步比较二者的酸化效果。