施肥方式对南疆棉花巴43541 生长发育及产量和经济效益的影响

孙绘健，冯国艺，姚青青，罗静，杜珊珊，王东力，何忠盛，王燕，郑曙峰

（1.新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院，新疆 库尔勒 841000；2.河北省农林科学院棉花研究所/ 农业农村部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室/ 国家棉花改良中心河北分中心，石家庄 050051；3.安徽省农业科学院棉花研究所，合肥 230001）

新疆是我国优质棉生产基地，在我国乃至世界棉花产业中占有举足轻重的地位[1]。2022 年新疆棉花产量占全国棉花总产量的90.2%[2]。 棉花生产已经成为新疆地区经济发展的重要产业和农民增收的主要来源，新疆棉花产量的稳定直接关系全国棉花产量的稳定。 近年来，南疆棉农为了获得较高的植棉产量，大量施用化学肥料，致使肥料利用率降低[3]。 如何提高肥料利用效率，在保证棉花产量的基础上减少肥料施用以保护生态环境，成为南疆棉花生产中急需解决的问题[4]。

缓（控）释肥可显著减少养分挥发和淋失，大幅度提高肥料利用率，增加作物产量[5-7]，是一种简化、省肥、省工、增产的环境友好型肥料[8]。 喷施叶面肥可补充营养元素，促进棉花生长发育，增加单株结铃数、铃重和产量[9-11]。 在膜下滴灌模式下，棉花生长发育中后期容易出现养分胁迫， 施用棉花叶面肥具有明显的增产效果[12]。 缓（控）释肥和叶面肥配合施用是调控作物生长发育的优选技术之一[13]。目前，在南疆植棉区关于棉花缓释复合肥和叶面肥配施的研究报道相对较少。 因此，本研究通过在南疆植棉区进行多点试验示范以 “棉花专用缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面水溶肥喷施”为主体的绿色施肥技术[14]、以“常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面水溶肥喷施” 为主体的施肥技术和当地农民惯用的施肥方法， 分析不同施肥处理对棉花品种巴43541 生育期、 农艺性状、产量及其构成因素和植棉经济效益的影响，以期为南疆植棉区棉花绿色轻简高效施肥技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年在新疆巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市普惠农场五分场普惠棉花专业合作社（以下简称为库尔勒市）、 尉犁县兴平镇统其克村众旺棉花专业合作社（以下简称为尉犁县）以及轮台县哈尔巴克乡远江农场（以下简称为轮台县）进行。供试土壤类型：库尔勒市为砂壤土，尉犁县为砂土，轮台县为砂壤土。 供试土壤的pH 和基本养分含量见表1。

表1 供试土壤的pH 和基本养分状况

1.2 供试肥料

棉花缓释复合肥［登记证号：农肥（2016）准字5683 号］，N＋P2O5＋K2O 质量分数≥45.0%， 安徽省司尔特肥业股份有限公司生产。 棉花水溶叶面肥：大量元素水溶肥［登记证号：农肥（2019）准字14584 号，N＋P2O5＋K2O 质 量 浓 度≥500 g·L-1，Zn＋B 质量浓度2～30 g·L-1， 许昌风光农业科技有限公司生产］，微量元素水溶肥料［登记证号：农肥（2009） 准字1475 号，Cu＋Mn＋Zn＋B 质量浓度≥100 g·L-1，山东弘润肥料有限公司生产］，有机水溶肥料［登记证号：农肥（2016）准字5685 号，有机质质量浓度≥50 g·L-1， 安徽省神农农业技术开发有限公司芜湖分公司生产］。

其他肥料：尿素（纯N 含量≥46%）、磷酸一铵（N、P2O5的质量分数分别为12%、60%）、磷酸二铵（N、P2O5的质量分数分别为18%、46%）、 硫酸钾（K2O 的质量分数为50%）、硫酸锌（Zn 的质量分数为35%）、磷酸二氢钾（P2O5、K2O 的质量分数分别为52%、34%）、 重过磷酸钙 （P2O5的质量分数为36%）、滴灌水溶肥（N、P2O5、K2O 质量分数分别为10%、20%、20%）、多肽增产酵素（腐殖酸质量浓度≥30 g·L-1，N＋P2O5＋K2O 质量浓度≥200 g·L-1）、硼肥（纯硼质量分数≥20.5%）。

1.3 试验设计

种植棉花品种均为巴43541[15]。 播种时间分别为4 月12 日（库尔勒市）、4 月16 日（尉犁县）和4月19 日（轮台县），均采用宽窄行行距为（66＋10）cm的机采棉种植模式，膜宽1.25 m，1 膜4 行，在2 个窄行中间分别铺设1 条滴灌带，株距12 cm，理论种植密度为21.93×104株·hm-2。 3 个试验区追肥均采用一水一肥。 打顶时间分别为7 月5 日（库尔勒市）、7 月9 日（尉犁县）和7 月10 日（轮台县）。

试验设置3 个处理，C1：缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施为主体的施肥技术；C2：常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施为主体的施肥技术；C3： 当地农民惯用的施肥方法。 每个示范区面积约为3.33 hm2。 具体施肥方法见表2～3。 试验田的其他管理措施与当地棉田一致。

图1 南疆不同施肥处理下巴43541 生育期的比较

表2 不同试验点不同处理的施肥量

表3 叶面肥的使用时间和用量

1.4 性状指标的调查测定方法

1.4.1农艺性状调查。 调查棉花生育期（出苗至吐絮的天数）， 每个处理选取5 个有代表性的面积均为30 m2的样方进行调查统计。 每个样方内连续选取40 株棉花，蕾期（6 月20 日）调查棉花的株高、单株果枝数和主茎叶片数，铃期（8 月15 日）调查棉花的株高、单株果枝数。

1.4.2棉花产量性状测定。 每个处理调查6 个样点，每个样点的面积为6.67 m2，记录单株结铃数和单位面积株数。 每个样点分别在棉株下部（第1～3果枝）、中部（第4～6 果枝）、上部（第7～9 果枝）采收30、50、20 个完全吐絮棉铃，测定铃重和衣分；根据单位面积株数、单株结铃数和铃重计算籽棉单产。1.4.3化肥减施率计算。RF＝（N0-N1）/N0×100%。式中，RF为化肥减施率（不含叶面肥，%），N0为对照施肥总量，N1为处理施肥总量。

1.5 数据处理与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2020 和SPSS 23.0 统计软件进行分析， 采用最小显著差数法（least significant difference,LSD）进行多重比较，其中衣分数据通过了正态性检验。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对巴43541 生育期的影响

不同施肥处理对南疆植棉区巴43541 的生育期有明显影响（图1）。库尔勒市、尉犁县和轮台县3个试验点不同处理下巴43541 的生育期均表现为C3＞C1＞C2。 C1 处理下生育期为127～130 d，较C2 处理延长2～4 d，较C3 处理缩短2～7 d。 说明“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”处理较“常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”处理可适当延缓棉花衰老，推迟吐絮；而当地农民惯用施肥方法的施肥量较大，导致棉花生长过旺而贪青晚熟。

2.2 不同施肥处理对巴43541 农艺性状的影响

2.2.1蕾期棉花农艺性状。不同施肥处理对库尔勒市、尉犁县和轮台县的巴43541 蕾期株高、单株果枝数有显著影响，对库尔勒市和轮台县的单株主茎叶片数有显著影响， 不同处理下巴43541 的株高、单株果枝数和单株主茎叶片数均表现为C3＞C1＞C2（表4）。 C1 处理的株高较C2 增加3.6%～11.5%，较C3 处理降低1.2%～22.4%。 C1 处理的单株果枝数较C2 处理增多2.9%～11.5%，较C3 处理减少2.7%～10.0%。 C1 处理的主茎叶片数较C2 处理增多0.3%～3.5%， 较C3 处理减少0.5%～3.4%。

表4 南疆不同施肥处理下蕾期巴43541 农艺性状的比较

2.2.2铃期棉花农艺性状。 不同施肥处理对库尔勒市、尉犁县和轮台县的巴43541 铃期株高和单株果枝数存在显著影响（表5）。3 个试验点的株高均表现为C3＞C1＞C2，C1 处理的株高较C3 处理显著降低3.4%～6.1%，较C2 处理增加1.5%～1.8%。 单株果枝数均表现为C1＞C2＞C3，C1 处理较C3 处理显著增加6.0%～10.9%， 较C2 处理增加4.0%～5.2%。

表5 南疆不同施肥处理下铃期巴43541 农艺性状比较

2.3 不同施肥处理对巴43541 产量及其构成因素的影响

不同施肥处理对库尔勒市、尉犁县和轮台县巴43541 的单株结铃数、铃重、衣分和籽棉单产有显著影响（表6）。C1 处理的籽棉单产最高，3 个试验点均超过6 500 kg·hm-2， 较C3 处理显著提高6.0%～8.3%，较C2 处理提高4.1%～6.0%。 进一步分析产量构成因素表明，C1 处理的单株结铃数在7.52～8.12，较C3 处理显著增加6.2%～10.2%，较C2 处理增加3.2%～4.7%；C1 处理的铃重在5.77～6.13 g，较C3 处理显著提高6.1%～7.7%， 较C2 处理提高3.1%～4.7%；C1 处理的衣分在47.12%～48.24%，较C2 处理提高0.29～0.93 百分点，较C3 处理显著提高0.66～1.51 百分点。

表6 南疆不同施肥处理下巴43541 产量及其构成因素的比较

2.4 不同施肥处理对巴43541 经济效益的影响

不同施肥处理对巴43541 的植棉经济效益有明显影响（表7）。 3 个施肥处理肥料总成本表现为C3＞C1＞C2。 相较C2 处理，C1 处理的肥料总成本增加882 元·hm-2，籽棉总收益提高2 600～3900 元·hm-2， 籽棉总收益扣除肥料总成本后的收益提高1 718～3 018 元·hm-2。 与C3 处理相比，C1 处理的肥料总成本减少1 365～1 965 元·hm-2，籽棉总收益提高3 750～5 400 元·hm-2，籽棉总收益扣除肥料总成本后的收益提高5 115～6 832 元·hm-2。

表7 南疆不同施肥处理下巴43541 经济效益比较元·hm-2

2.5 “缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”施肥技术化肥减施率分析

“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”施肥技术（C1）可明显减少肥料用量：与C2 处理相比的化肥减施率为5.6%， 与C3 处理相比的化肥减施率为11.6%～37.0%（表8）。

表8 南疆“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”技术的化肥减施率

3 讨论与结论

缓（控）释肥料可显著减少养分挥发和淋失，大幅度提高肥料利用率，增加产量[5-7]；而叶面施肥可补充营养元素，促进棉花生长发育，增加单株结铃数、铃重和产量[9-11]。 本研究表明，在南疆植棉区实施“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”施肥技术，可以适当缩短巴43541 的生育期，避免当地农民惯用施肥方法下出现的棉花生长过旺而贪青晚熟的现象，利于合理调控棉花株高[16]，增加单株果枝数。“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”处理下，蕾期巴43541 的株高较农民惯用施肥方法降低1.2%～22.4%，单株果枝数较“常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施” 处理提高2.9%～11.5%； 在产量形成的关键期铃期，“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”处理下，巴43541 的株高较农民惯用施肥方法降低3.4%～6.1%，单株果枝数较农民惯用施肥方法和“常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施” 处理分别增加6.0%～10.9%和4.0%～5.2%。

在一定施肥量范围内，棉花产量随施肥量的增加而增加， 但过量施肥会对棉花产量造成不利影响[17-18]。 本研究表明，与当地农民惯用的施肥方法相比，“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”施肥处理下巴43541 的单株结铃数、铃重、衣分和籽棉单产显著增加，3 个试验点的籽棉单产均超过6 500 kg·hm-2。 虽然“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施”处理的肥料总成本较“常规肥料基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施” 处理增加882 元·hm-2，但是可实现5.6%化肥减施率（不包含叶面肥），并且籽棉增产4.1%～6.0%，籽棉总收益扣除肥料总成本后的收益增加1 718～3 018 元·hm-2。 与农民惯用施肥方法相比，“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施” 处理的肥料总成本减少1 365～1 965 元·hm-2， 化肥减施率为11.6%～37.0%，籽棉增产6.0%～8.3%；籽棉总收益扣除肥料总成本后的收益增加5 115～6 832 元·hm-2，节本增效明显。

肥料效应试验是获得最佳施肥量、施肥比例、施肥时期的途径之一[19]。 缓（控）释氮肥可增加单株结铃数和铃重，显著增加籽棉单产[20-21]。 本研究以巴43541 为供试品种，在南疆库尔勒市、尉犁县和轮台县进行试验示范，结果表明应用“缓释复合肥基施＋滴灌肥减量追施＋叶面肥喷施” 为主体的绿色轻简高效施肥技术可减少肥料用量，提高籽棉单产，增加植棉经济效益，适合在南疆植棉区推广应用。