施氮量对蒜后直播棉产量、品质以及效益的影响

樊海潮，张志恒，赵中亭，张桂花

（菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000）

鲁西南地区土壤肥沃，雨热同季，有利于棉花的生长发育和高质高产，是山东省棉花三大主产区之一，也是全国最大的大蒜产区，大蒜之乡金乡县就位于该地区[1-5]。蒜套棉模式是鲁西南植棉区传统的棉花种植方式，因其管理环节多、机械化程度低、劳动强度大、用工多、肥料和农药等农资投入多，已逐渐被蒜后直播棉种植方式替代[6-8]，早熟棉蒜后机械直播轻简化栽培，可提高机械化水平，降低劳动强度，减少用工和投资成本，是鲁西南地区今后棉花生产的主要种植方式[9-10]，但其生产过程中施肥量偏高、肥料利用率低的问题较为突出。 为实现农业提质增效、保护农田环境的目标，积极推进棉花减氮增效是一条重要途径[11-14]。因此，以鲁西南地区广泛种植的2 个早熟棉品种为材料，研究了蒜后直播种植方式下施氮量对棉花产量和品质及经济效益的影响，以期为鲁西南地区蒜后直播种植方式合理施用氮肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棉花品种为鲁棉532[15]和鲁棉551[16]，由山东省农业科学院经济作物研究所提供。

1.2 试验设计

试验于2021 年在菏泽市农业科学院试验地（35°19' N，115°29' E）进行。 试验地为黏壤土，土壤含全氮0.54 g·kg-1、有效磷8.7 mg·kg-1、速效钾100.4 mg·kg-1、 碱解氮61.05 mg·kg-1、有机质10.16 g·kg-1；地势平坦，肥力均匀、中等偏上，前茬作物为大蒜。试验采用裂区设计，小区面积76 m2，品种为主区，施氮量为副区；采用随机区组排列， 重复3 次。 设置施氮量0 kg·hm-2（N0）、45 kg·hm-2（N3）、90 kg·hm-2（N6）、135 kg·hm-2（N9）4 个梯度处理，均于初花期进行一次性施肥。 棉花于5 月25 日机械直播， 每小区种植10 行，行长10 m，行距0.76 m，播种密度为9 万株·hm-2。试验地四周设保护区域，田间管理措施同大田生产一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1生育期和农艺性状调查。记录各小区棉花的生育时期和生育期（从出苗期到吐絮期的时间）。 9月15 日，在各小区选择长势均匀、有代表性的连续20 株植株挂牌标记，定点定株调查株高、第一果枝节位、单株果枝数和单株结铃数。

1.3.2产量测定。 吐絮后，分3 次收花。 待吐絮率达到40%左右时， 第1 次收花； 20 d 后第2 次收花；10 月30 日所有处理最后1 次收花，剩余未开裂棉铃不计入产量。 所有小区选取中间8 行棉花收花计籽棉产量， 每小区在3 次收花时均随机选取50 个棉铃，晒干后称量，取平均值作为铃重，轧花后计算衣分，依据该衣分和籽棉产量计算出皮棉产量。

1.3.3品质测定。 第2 次收花时，将同处理3 个重复取样棉铃的皮棉混合后取100 g 棉样，送至农业农村部棉花品质监督检验测试中心（安阳）进行纤维品质检测分析。

1.4 数据分析与处理

采用Microsoft Excel 2007 进行数据处理，采用DPS 7.05 软件最小显著差数法（least significant difference,LSD）进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种各处理的棉花生长发育情况

从表1 可以看出，施氮量的增加会延迟棉花的开花期和吐絮期，推迟棉花的生育进程。 鲁棉551相比鲁棉532 生育期长， 在最高施氮量N9 处理下，鲁棉532 和鲁棉551 的生育期分别为100 d 和103 d，相比不施氮N0 处理均推迟了2 d，施氮量对出苗期和现蕾期影响不明显。

表1 不同品种各处理的棉花生育时期及生育期

2.2 不同品种各处理的棉花农艺性状情况

从表2 可以看出， 施氮量的增加对不同品种棉花农艺性状有不同程度的影响。 株高随着施氮量的增加而升高， 和不施氮处理N0 相比，鲁棉532 和鲁棉551 施氮处理的株高均有显著差异，其中最高施氮量N9 处理较N0 分别提高12.25%和13.26%。 随着施氮量的增加，单株结铃数先升高后降低，2 个品种均在N6 处理达到最大值，且和N0、N9 差异显著。 同品种各施氮量处理间第一果枝节位、单株果枝数、铃重和衣分差异均不显著， 但同一处理品种间有一定的差异。

表2 不同品种各处理的棉花农艺性状比较

2.3 不同品种各处理的棉花产量和纤维品质情况

从表3 可以看出，籽棉产量随着施氮量的增加先升高后降低，2 个品种均在N6 处理达到最大值，分别为4 135.2 kg·hm-2和4 174.9 kg·hm-2， 同品种间N3 处理和N6 处理均显著高于N0 处理和N9处理； 皮棉产量N6 处理显著高于其他处理，N0、N3、N9 处理之间差异不显著。 纤维上半部平均长度随着施氮量的增加大多呈降低趋势，同一处理鲁棉532 优于鲁棉551；断裂比强度随着施氮量的增加先升高后降低，2 个品种均在N6 处理达到最大值；随着施氮量的增加，马克隆值的变化趋势与断裂比强度相似，2 个品种均在N6 处理达到最大值，分别为5.1 和5.2。

表3 不同品种各处理的棉花产量和纤维品质比较

2.4 不同品种各处理的棉花经济效益情况

从表4 可以看出，产品收益与产量变化规律基本一致， 均为随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势，2 个品种的皮棉收益均以N6 处理的最高，而除去氮肥投入后的收益同样是N6 处理最高，其中鲁棉532 和鲁棉551 分别为25797.5 和26850.3 元·hm-2，均与N3 处理差异不显著，但显著高于N9 处理。

表4 不同品种各处理的棉花经济效益情况

3 讨论与结论

棉花对氮肥施用量较为敏感。 氮肥缺乏会影响个体发育，单株结铃数、铃重和衣分随氮肥施用量减少而降低[17-18]；相反，氮肥施用量过高，则会造成营养生长与生殖生长关系失调，蕾铃脱落增加，单位面积铃数减少[19-20]。 赵中亭等[21]在对鲁西南地区蒜套棉的研究中发现， 棉花株高随着施肥量的减少而降低， 单株结铃数随着施肥量的减少而减少，衣分未受到明显影响。 本研究中，施氮量增加对不同品种各处理的棉花农艺性状有不同程度的影响： 株高呈升高趋势； 单株结铃数先升高后降低；同品种各处理间第一果枝节位、单株果枝数、铃重和衣分差异不显著， 但同一处理品种间有一定的差异。另外，施氮量的增加会延迟棉花的开花期和吐絮期，推迟棉花的生育期。

棉花的产量和品质是获得较高经济效益的重要指标。 徐勤青等[22]对鲁西南蒜套棉研究发现，随施氮量的增加，土壤氮肥残留量增加，产量呈现先增后减的趋势。本研究结果表明：棉花产量随着施氮量的增加呈先升高后降低趋势，这与徐勤青等[22]的研究结果一致，且本试验产量在N6 处理下达到最高值； 去除氮肥投入后的净收益与籽棉产量变化规律基本一致， 在N6 处理下达到最大，鲁棉532 和鲁棉551 分别为25 797.5 和26 850.3元·hm-2。 吴芸紫等[23]对麦后直播棉研究发现，随氮肥用量增加，纤维长度、长度整齐度指数、断裂比强度呈先增加后递减的趋势。本研究结果表明，上半部平均长度随着施氮量的增加而降低，造成与吴芸紫等[23]的研究结果不一致的原因可能是地力及施肥水平不同，而断裂比强度和马克隆值的变化与吴芸紫等[23]的研究结果较为一致。

综上所述， 鲁西南植棉区蒜后直播种植模式下，氮肥施用量以90 kg·hm-2较为适宜。