鲁西南植棉区蒜套棉氮肥施用量试验初探

徐勤青，于谦林，张杰，高涵

（山东省棉花生产技术指导站，济南250013）

山东是我国重要的产棉大省。 近年来，随着种植业结构性改革，鲁西南蒜/ 麦茬（特别是蒜套棉）植棉区域集中度相对显著[1-2]。在棉花生产中氮肥管理至关重要，氮肥过量施用或供应不足会影响皮棉产量和纤维品质。过量施氮可导致棉花营养生长过旺，产量下降，也会造成不必要的浪费及棉田环境污染；氮肥供应不足会导致棉花生物量较小，皮棉产量降低，纤维品质下降[3-5]。为此，本文研究了蒜套棉种植模式下不同氮肥施用量对棉花生长发育及产量效益的影响，以期为山东蒜套棉种植模式合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2019 年在山东金乡县鸡黍镇李固堆村大田进行。 该地区4 至10 月份平均气温24.1 ℃，日照时间1 435 h，降水量406.7 mm。试验地为两熟蒜套棉田。

1.2 试验设计

试验以瑞杂818 为供试材料，设置5 个不同施氮水平， 分别为45 （N1）、90 （N2）、135（N3）、180（N4）、225 kg·hm－2（N5），其中N4 为当地农户常规施氮量。 各处理氮肥均选用尿素 （氮质量分数46%）， 按照基肥 （大蒜收获后，5 月25 日施于行间）、初花肥（6 月10 日，行间撒施后中耕起垄）1∶1施用。各处理施磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）用量分别为90 kg·hm－2、120 kg·hm－2，均做基施（大蒜收获后，施于行间）。

试验采用随机区组排列，重复3 次，共15 个小区，每小区面积66.7 m2。 等行距种植，行距1.075 m，4 行区，密度30 000 株·hm－2。除施氮量外，其他管理成本均一致。 其他栽培管理措施同一般大田[6-7]。

1.3 数据计算和统计方法

用碱解扩散法检测施肥前与收获后各处理0～20 cm 土样的速效氮含量， 并检测不同氮肥施用量处理的土壤中速效氮新增残留量：

新增残留量＝收获后土壤速效氮含量－施肥前土壤速效氮含量。

调查各处理的生育期（开花期、吐絮期）初始时间；调查伏前桃、伏桃、秋桃数、株高和果枝数，计算伏前桃、伏桃、秋桃占比。

棉花产量测定，10 月10 日， 每小区选中间2行，调查成铃数。收获10 株絮铃，测算铃重和衣分，测算产量。

试验数据采用SPSS 16.0 进行方差分析，所有数据均为3 次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对土壤氮肥残留量的影响

通过对施肥前和收获后各处理0～20 cm 的土样速效氮检测， 去除棉花吸收利用和流失以外，土壤中氮的含量随施肥量的增加而增加，N2 与N3处理收获后氮肥新增残留量无显著差异，其他处理间都有差异，其中N1 处理收获后较施肥前氮肥残留量减少2 mg·kg－1，N5 处理土壤氮肥残留最大，收获后较施肥前增加8.6 mg·kg－1（表1）。

2.2 不同施氮量对棉花生长发育的影响

由表2 可以看出，各处理育苗、出苗和移栽时间均按统一标准进行。随氮肥施用量增加生育进程推迟，开花时间越来越迟，吐絮时间越来越晚，生育期越长，主要是由于随氮肥施用量增多，造成棉株前期营养生长旺盛，生殖生长延后，棉田营养生长和生殖生长平衡动态发生变化。N1 与N4、N5 处理开花期和吐絮期初始日期相差时间较大，而N2 与N3 处理开花期和吐絮期初始日期差别不大。

表1 土壤速效氮含量及氮肥残留情况调查表

表2 生育阶段初始日期及生育期

2.3 不同施氮量对棉花农艺性状的影响

从表3 可以看出， 氮肥施用越多伏前桃越少，秋桃越多，N1、N2、N3 处理伏前桃和伏桃占比无显著差异，N1、N2 处理秋桃占比无显著差异，N2、N3处理秋桃占比无显著差异，N4、N5 处理伏前桃、伏桃和秋桃比例较N1、N2、N3 处理差别较大。 各处理间第一果枝节位基本一致，说明不同的氮肥施用量，对第一果枝节位影响不大；不同处理间果枝数差别不大，株高随氮施用量的增加呈先减后增再减趋势，但差异不显著。

表3 农艺性状表

2.4 不同施氮量对棉花产量的影响

随施氮量的增加， 棉花结铃数呈逐渐增加趋势，铃重、籽棉和皮棉产量呈先增加再下降的趋势（表4）。各处理籽棉、皮棉产量均表现为N3＞N4＞N2＞N5＞N1，其中N3 处理与N4 处理籽棉和皮棉产量差异不显著，N3 处理与N2 处理籽棉和皮棉产量差异显著，N3 处理与N1 处理籽棉和皮棉产量差异极显著，N3 处理比N1 处理籽棉和皮棉产量分别增加21.75%、22.07%， 比N5 处理籽棉和皮棉产量分别增加10.05%、10.35%。再次证实施氮量过高或过低都不利于产量的提高。施氮量过高导致棉株贪青晚熟， 施氮量过低则会使养分供应不足，导致棉花生长缓慢，结铃数减少，产量降低。

表4 施氮量对棉花产量构成的影响

2.5 不同施氮量对棉花效益的影响

根据施氮量对棉花产量的影响分析，随着施氮量增加， 棉花产量呈现先增后减趋势。 按2019 年12 月底前的市场平均价格计算， 植棉收益同样呈现先增后减趋势（表5）。 此外，由表5 也可以看出，施氮量与去除氮肥投入的收益不成正相关，且N1、N2、N3、N5 差异显著，N3 处理去除氮肥投入后的收益最高，与N4 处理差异不显著。

3 讨论与结论

通过本试验来看，在磷钾肥施用量一致的情况下， 不同氮肥的施用量对蒜套棉第一果枝节位、株高、果枝数影响很小，但对生育期、单株结铃数、“三桃”（伏前桃、伏桃和秋桃）比例和铃重均有较大影响。 蒜套棉栽培的棉花采用育苗移栽的形式，受育苗、移栽缓苗和蒜棉共生等因素的影响，本试验中各处理生育期均较长，N1 和N5 处理的生育期分别为143 d 和157 d，差14 d。 差异最明显的是“三桃”比例，尤其是伏前桃和秋桃，N1 较N5 处理伏前桃多18.1%，而N1 较N5 处理秋桃少36.1%。 尽管N5 处理的铃重低于N1，但是N5 处理的秋桃中有相当一部分是早秋桃， 对产量贡献大， 所以N5处理的产量仍然高于N1 处理。 N4 处理（对照）是金乡当地农户常规施肥量，N2、N3 处理与N4 处理皮棉产量差异均不显著，N2 处理皮棉产量比对照低1.7% ；N1 处理皮棉比对照低16.5%；N3 处理皮棉产量比对照高2.0%；N5 处理较对照低7.6%，差异极显著。

表5 不同施氮量处理氮肥投入和皮棉收益情况

试验条件下，N1 处理施氮肥量最小， 产量最低；N5 处理施氮肥量大，单株结铃数与对照差异不显著，但秋桃多，铃重低，严重影响了产量，且氮肥残留高，利用率低；N3 处理产量最高，且氮肥施用量比对照少，经济效益较高。因此，鲁西南植棉区蒜套棉种植模式施氮量以135 kg·hm－2较为适宜。