棉花施氮阈值与产量、无机氮储量的关系研究

娄善伟，马兴旺，托乎提·艾买提，牛新湘，杨涛，张鹏忠

(1.国家棉花工程技术研究中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

棉花施氮阈值与产量、无机氮储量的关系研究

娄善伟1，马兴旺2，托乎提·艾买提1，牛新湘2，杨涛2，张鹏忠1

(1.国家棉花工程技术研究中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091)

【目的】研究施氮对棉花产量和土壤无机氮的影响，明确施氮阈值与棉花产量和土壤无机氮储量的关系。【方法】2012～2013年，分别采集不同施氮水平下(0、237.9、317.1、396.5、475.7、634.2 kg/hm2)棉花植株样品和0～100 cm深土壤剖面样品，测定棉花的吸氮量，分析土壤无机氮的浓度。【结果】在0～396.5 kg/hm2增加施氮量可以促进棉花生长，盛铃时施氮量与棉花生长量的相关性最高，但太多并不再利于棉花生长；在0～60 cm土层无机氮浓度随着施氮量增加而增加，而60 cm土层以下无机氮浓度开始降低，随施氮量增加而增加的趋势变弱，规律不明显；施氮量与棉花产量是二次方程关系，施氮量为N3(396.5 kg/hm2)时棉花产量最高；棉花的氮素利用率与产量有相同的变化趋势，最高为29.73%。施氮量在332～397 kg/hm2的阈值范围内，有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。【结论】施氮阈值与产量、无机氮储量具有一定相关性。

棉花；产量；土壤无机氮储量；施氮阈值

0 引 言

【研究意义】新疆自1995年开始，棉花总产一直是全国第一，到2014年棉花种植面积已经超过130×104hm2，产量占全国总产的60%[1-2]。棉花产量的提高离不开氮肥的使用，但随着棉农对棉花产量的追求，施氮量不断加大，而利用率却持续下降。所以，展开新疆棉田施氮对土壤无机氮素分布和棉花产量的影响研究，对合理利用新疆土壤养分资源，改善肥料利用率和提高棉花产量具有重要意义。【前人研究进展】研究显示，施氮量高于300 kg/hm2时增产效果已经不显著[3-4]。危常州等[5]对新疆超高密度棉田氮肥运筹对产量和氮肥利用的影响研究，发现随着氮肥的投入氮肥表观利用率降低。张旺锋等[6-7]发现棉株对氮的吸收利用高峰期出现在棉花播种后的75或76 d，并对北疆棉花的养分吸收动态作了细致研究。但氮素与植物的关系不仅仅局限于植株本身，植物的根系和耕层，以及较深土层的养分含量也对植物生长具有较大影响[8-9]。不同土层的养分含量受土壤条件、种植制度、栽培管理等因素的影响，无机氮是其重要的组成部分，党廷辉等[10]研究发现，长期过量或不平衡使用氮肥将导致NO3--N在土壤深层的严重积累，累积深度随氮肥用量的递增而加深。巨晓棠等[11-12]也认为，土壤剖面中的NO3--N随施氮量的增加而显著升高，且在施氮量在小于120 kg/hm2条件下，NO3--N主要在0～40 cm土层内移动，而在施氮量高于240 kg/hm2条件下，即有相当数量的氮移出0～100 cm土体。【本研究切入点】针对新疆滴灌棉田，对其土壤剖面无机氮浓度及其累积的研究较少。采用田间试验，对采取的棉花植株样品和土壤剖面样品进行测定分析，以明确施氮阈值与棉花产量和土壤无机氮储量的关系。【拟解决的关键问题】研究施氮对土壤剖面中无机氮的分布规律及其差异性，采用田间试验，对采取的棉花植株样品和土壤剖面样品进行测定分析，以明确施氮阈值与棉花产量和土壤无机氮含量的关系。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2012～2013年在新疆农科院棉花育种家基地(E41°41′，N85°52′)进行，该基地地处新疆库尔勒市包头湖农场，在塔里木盆地北缘，属典型干旱区气候，年平均降雨量56.2 mm，年平均蒸发量2 497.4 mm，无霜期205 d。该地区属于塔里木盆地北缘山前平原区，是国家优质棉基地，棉花种植面积占农作物种植面积的60%以上。土壤类型为棕漠土，土壤母质以碳酸盐为主，土壤质地为壤土，土壤肥力为中等肥力水平，土壤耕层0～100 cm有机质含量为8.02 g/kg，全氮0.36 g/kg，有效氮为57.85 mg/kg，有效磷为6.52 mg/kg，有效钾为122.48 mg/kg，pH为8.6。

供试棉花品种为新陆中36号。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验共设6个氮素水平，即0、237.9、317.1、396.5、475.7、634.2 kg/hm2，分别用N0、N1、N2、N3、N4、N5表示，以不施氮肥处理为对照。各处理均施用12.42 kg(以P2O5计)过磷酸钙、4.5 kg(以K2O计)硫酸钾，各处理的氮肥(尿素)30%做基肥，70%在棉花生育期，按高产田施肥标准分6次随水滴施。每年4月10日开始播种，种植模式为一膜四行单管。采用幅宽为125 cm宽膜覆盖，行距配置为(15+60+15+60)cm，株距为10 cm。随机区组排列，重复3次，小区面积8 m×5 m=40 m2，每小区3膜12行。试验区总面积为750 m2，田间管理按照高产田标准进行。

1.2.2 测定项目

无机氮的测定：在棉花的播种前和收获后取土样，采用环刀分层取土的方法采集0～100 cm土壤剖面，测定土壤容重，每20 cm为一层，用土钻取土至100 cm，将每层3个样点相同土壤混合，装于塑料袋中，先放置在冰盒中冷藏，带回室内后于冰柜中冷冻。鲜土样解冻后混匀，过2 mm 筛，称取12 g 土，加入 0.01 mol/L CaCl2浸提液 100 mL 振荡 30 min 后过滤，采用流动分析仪( Autoanalyser 3，BRAN + LUEBBE，Hamburg, Ger-many) 测定无机氮 ( NO3--N 和 NH4+- N)含量。土壤硝态氮含量和累积量用酚二磺酸比色法，计算公式：mg/kg=(N)·V·D/m.

式中：

V—浸提液体积，mL(50 mL)；

D—浸出液稀释倍数，或不稀释则D=1；

m—土壤质量，g。

土壤铵态氮含量和累积量用2 mol/L KCl浸提—靛酚蓝比色法计算[13]。计算公式：

土壤中NH4+-N含量(mg/kg)=c×V×ts/m.

式中：

c—显色液铵态氮的质量浓度(μg/mL)；

V—显色液体积(mL)；

Ts—分取倍数；

m—土样质量(g)。

土壤无机氮含量和累积量为硝态氮和铵态氮相应值之和。

生育进程调查：自3叶期开始调查各处理的生育进程。

棉花生长量：是指随着棉花的生长发育，棉株各生育期时段根、茎、叶等营养器官干物质的量。

植株干物质与氮素含量测定：棉花吐絮后选6株棉花，挖出后分根、茎、叶、铃等器官，于105℃下杀青30 min，80℃下烘干48 h，称干重并粉碎，用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法测氮素含量。

植株含氮量(kg/hm2)=地上部植株生物量(kg/hm2)×地上部植株氮素含量(g/kg)/1 000。

产量: 吐絮后对小区进行测产计算。

无机氮总储量：0～100 cm各土层无机氮积累量的和。

氮肥利用率(%)=(施氮处理植株含氮量-CK处理吸氮量)/施氮量(kg/hm2)×100%。

1.3 数据统计

数据分析采用Microsoft Excel、DPS9.5专业版等软件对数据进行整理和新复极差法方差分析。

2 结果与分析

2.1 施氮量对棉田不同土层无机氮浓度的影响

研究表明，2012年与2013年各土壤层次无机氮浓度的变化基本相同，在0～100 cm各土壤层次的无机氮浓度随着施氮量增加而增大，0～60 cm的土层的无机氮含量较高，且各处理的无机氮浓度明显高于N0。对2012年0～60 cm土层无机氮计算得出，各处理无机氮浓度平均高出N0 12.4%、85.5%、147.5%、250%和469%；当土层深度超过60 cm后无机氮浓度开始有下降趋势，其中N5处理下降值最大，超过了0.9 mg/kg。2013年也基本如此，各处理间差异没有大的变化。图1

2.2 施氮量与棉花不同生长发育时期生长量的关系

2012～2013年的平均棉花生长量显示，棉花生长量随施氮量增加而先增后减，且初花至盛铃期趋势明显。施氮量与棉花生长量具有一定的相关性，为抛物线状曲线，但在不同生育时期，相关性又存在差异。初花期，施氮量与棉花生长量的相关系数为0.880，至盛铃时，二者相关性达到最高，相关系数为0.926，而盛花期和吐絮期的相关系数相对较低，仅为0.465和0.726，说明不同时期追施氮肥的作用不同，还要根据田间实际需要合理搭配。图2

图1 不同施氮量下棉田0～1 m土壤剖面中无机氮浓度

Fig.1 Effects of nitrogen application amount on different soil(0-1 m) inorganic nitrogen concentration in cotton field

注：**表示1%水平上的差异显著性,*表示5%水平上的差异显著性
Note:**and*indicate significant different at 0.01 and 0.05 level

图2 施氮量与不同生育时期棉花生长量之间关系

Fig.2 Correlation between cotton dry matter weight and the N application ratio under different growth stage

2.3 施氮量对棉花产量的影响

对2012～2013年棉花的平均产量及其构成因素分析发现，各处理的产量随着施氮量的增加呈现先增后减的趋势，二者是二次方程曲线关系。N3处理的产量最高，为7 486.00 kg/hm2，比产量最低的N0处理高出了1倍以上，随后N4、N5处理的产量开始下降，说明施氮增产效果明显，但并不是越多越好。产量构成中，亩株数、单铃重和衣分差异不大，造成产量差异的关键因素是单株铃数，大小之差达3.11个，施氮量主要影响棉花成铃，引起产量差异。表1

表1 不同处理下棉花产量和产量构成因素

Table 1 The yield and yield component Under different treatment

注：同一列不同小写字母表示差异显著，下同Note:Values followed by a different letter are signiflcantly different at the 0.05 probability level, the same as below

2.4 施氮量对棉花氮素利用率的影响

对2012～2013年平均氮素利用效率分析发现，氮素利用效率与产量有类似的变化趋势，也是先增后减，N3的利用效率最高，为29.73%。总氮携出量N3、N4处理相差不大，分别为156.51和156.11 kg/hm2，比N0处理高出近118 kg/hm2，植株含氮量则表现为一直增加。施氮量增多，植株吸氮量会跟着增多，但氮素的利用效率增到一定值后就会下降。表2

表2 不同施氮量下棉花氮素利用率变化

Table 2 The effects of nitrogen use efficiency in different different nitrogen rates

处理Treatment籽棉含氮量TheNcontentofcotton(kg/hm2)植株含氮量TheNcontentoftheplant(kg/hm2)总氮携出量TotalNuptake(kg/hm2)氮素利用率Thenitrogenuseefficiency(%)N025.5413.1338.67/N167.7413.4881.2217.88N2102.2515.61117.8624.98N3139.2917.22156.5129.73N4137.1718.94156.1124.69N5132.5020.62153.1118.05

2.5 施氮量阈值与棉花产量、土壤无机氮总储量的关系

对两年的数据进行平均，分析施氮量、无机氮总储量和产量三者之间关系可以看出，施氮量与产量是二次曲线关系y=-0.011x2+12.56x+3 291，施氮能促进产量的增加，当施氮量达到一定值时，再增加施肥，产量反而会下降，氮素利用效率降低；而无机氮总储量与产量的关系方程为y=-4.33 5x2+353.8x+351.0，相关系数为0.927，比施氮量相关性更好，当土壤无机氮总储量达到31 kg/hm2时，产量最高，此时的施氮量在397 kg/hm2左右，达到了最高产量的施氮阈值；根据施氮量与无机氮总储量指数函数方程y=8.915e0.003x，得出施氮量为332 kg/hm2时，无机氮被棉花吸收的量快速减少，无机氮含量迅速增加。所以综合分析，在施氮量332～397 kg/hm2的阈值范围内，利于棉花形成高产和提高肥料利用率。图3

图3 施氮量、土壤无机氮总储量、产量三者关系

Fig.3 The relationship between the amount of N application, soil inorganic N storages, production

3 讨 论

土壤无机氮总储量代表着土壤氮素水平[14]，施氮可以增加无机氮总储量和棉花产量。刘学军等[15]研究发现，1～2 m 土层中积累的硝态氮难以被作物吸收利用。李玉英等[16]研究发现无机氮含量随着施氮量增加而显著增加且不同耕作方式使0～100 cm土层的无机氮含量发生了变化。有研究认为，硝酸盐主要积聚在40～60 cm土层[17]，这与研究基本一致，在0～40 cm土层，无机氮含量随着施氮量的增加而不断增加，新疆棉田滴灌深度一般维持在0～20 cm，最深达40 cm，所以40 cm以上土层矿物氮变化规律性明显，40 cm以下规律性变弱，与滴灌深度有一定的关系。Sulkava[18](1996)用15N标记肥料研究了氮肥随水滴施后氮素在土壤中的分布，结果指出铵态氮向下运动到150 cm，而硝态氮可以向下运移至210～240 cm。武晓峰等[19]通过对冬小麦生长期田间氮素迁移转化规律研究也发现，田间氮素运移的情况与水分运移有着密切的关系。在田间施肥上，大量研究表明，新疆棉田氮素合理用量一般在310～375 kg/hm2，但随着对高产的追求，施氮量也在逐渐增加，要获得皮棉200 kg/666.7 m2的目标产量，施氮就要增加到390 kg/hm2，然而南疆地区农户施氮总量达426～430 kg/hm2，过量施氮普遍[20-21]。前人研究已证明[22]，氮素利用效率为抛物线形曲线，其最大利用效率有时与产量吻合，有时早于最高产量出现，主要受土壤、作物以及环境的影响。在氮素利用率大小上，娄长安等[23]指出，杂交棉的氮肥表观利用率为41%～55%，氮肥适宜用量为310～340 kg/hm2。郭金强等[24]在膜下滴灌条件下，得出施氮为180～360 kg/hm2处理的氮肥利用率在27.6%～33.8%。马腾飞等[25]通过试验研究得出，新疆地区氮素的利用效率在16.47%～28.37%，利用率并不高。试验同样得出氮素利用效率在17.88%～29.73%，且根据氮素水平设置，施氮量为396.5 kg/hm2时棉花产量最高，可见目前新疆地区的氮素利用情况并不容乐观，氮肥浪费现象依然严重。

4 结 论

在0～100 cm各土壤层次的无机氮浓度随着施氮量增加而增大；施氮量与棉株生长量为二次曲线关系，且初花至盛铃期趋势明显；试验氮素利用效率在17.88%～29.73%，施氮量、土壤无机氮总储量和产量三者相辅相成，N3(396.5 kg/hm2)处理的产量最高，为7 486.00 kg/hm2，施氮量在332～397 kg/hm2的阈值范围内，有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。

References)

[1] 孔庆平.制约新疆棉花生产发展的关键因素分析与应对策略探讨[C]//中国棉花学会论文汇编,2010:61-63.

KONG Qing-ping. (2010). Analysis of the Key Constraints to the Development and the Countermeasure Studies[C]//CompilationofPapersofChinaCottonAssociation:61-63. (in Chinese)

[2] 娄善伟,高云光, 郭仁松,等.不同栽培密度对棉花植株养分特征及产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2006,16(4):953-958.

LOU Shan-wei, GAO Yun-guang, GUO Ren-song, et al. (2006). Effects of planting density on nutrition characteristics and yield of cotton [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 16(4):953-958. (in Chinese)

[3] 杨新泉,冯锋,宋长青,等. 主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用研究[J].植物营养与肥料学报,2003,9(3):3 753-3 761.

YANG Xin-quan, FENG Feng,SONG Chang-qing, et al. (2003). Fate and efficient use of nitrogen fertilizer in main agro ecosystems [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 9(3):3,753-3,761. (in Chinese)

[4] 柳维扬.覆膜滴灌条件下高产棉花生长发育及NPK特性研究[D].武汉：华中农业大学硕士论文,2008.

LIU Wei-yang. (2008).StudyonNPKNutritionProperty,GrowthandDevelopmentofHigh-yieldUnderPlasticMulchedDripIrrigation[D]. Master Dissertation. Hua Zhong Agritural University, Wuhang. (in Chinese)

[5] 危常州,张福锁,朱和明,等.新疆棉花氮营养诊断及追肥推荐研究[J].中国农业科学, 2002,35(12):1 500-1 505.

WEI Chang-zhou, ZHANG Fu-suo, ZHU He-ming, et al. (2002). Study on cotton nitrogen diagnosis and topdressing recommendation in North Xinjiang [J].ScienceAgriculturaSinica, 35(12):1,500-1,505(in Chinese).

[6] 张旺锋,王振林,余松烈,等.氮肥对新疆高产棉花群体光合性能和产量形成的影响[J].作物学报,2002,28(6):789-796.

ZHANG Wang-feng, WANG Zhen-lin, YU Song-lie, et al. (2002). Effect of Nitrogen on Canopy Photosynthesis and Yield Formation in High-yielding Cotton of Xinjiang [J].ActaAgronomicaSinica,28(6):789-796. (in Chinese)

[7] 姚青青,杨涛,马兴旺,等.水肥调控策略对膜下滴灌棉花冠层结构和产量的影响[J].棉花学报,2013,25(1):73-80.

YAO Qing-qing，YANG Tao, MA Xing-wang, et al. (2013).Effects of W ater and Fertilizer Regulation Strategies on Cotton Canopy Structure and Yield under Mulch Drip irrigation [J].CottonScience, 25(1):73-80. (in Chinese)

[8] 李云.旱地土壤氮素的残留、吸收利用及其影响因素[D].杨凌：西北农林科技大学硕士论文,2006.

LI Yu. (2006).Residualnitrogeninsoil,itsutilizationandinfluencefactorsindryland[D]. Master Dissertation. Northwest A&F University, Yangling. (in Chinese)

[9] Myrold, D. D., & Tiedje, J. M. (1986). Simultaneous estimation of several nitrogen cycle rates using 15 n: theory and application.SoilBiology&Biochemistry, 18(6):559-568.

[10] 党廷辉,郭胜利,郝明德.国土旱塬长期施肥下硝态氮深层积累的定量研究[J].水土保持研究,2003,10(1):58-75.

DANG Ting-hui, GUO Sheng-li, HAO Ming-de. (2003). The Amount and Ratio of NO3-N Accumulation Under Long-term Fertilization in day highland of loess Plateau [J].ResearchofSoilandWaterConservation, 10(1):58-75. (in Chinese)

[11] 刘学军,巨晓棠,张福锁.基施尿素对土壤剖面中无机氮动态的影响[J].中国农业大学学报,2001,6(5):63-68.

LIU Xue-jun, JU Xiao-tang, ZHANG Fu-suo. (2001). Effect of Basal Application of Urea on Inorganic Nitrogen in Soil Profile [J].JournalofChinaAgriculturalUniversity, 6(5):63-68. (in Chinese)

[12] 邱玉洁,徐明祥,师晨迪,等.陇东黄土丘陵区坡该梯田土壤有机碳累积动态[J].植物营养与肥料学报,2014,20,(1):87-98.

QIU Yu-jie, XU Ming-xiang, SHI Chen-di, et al. (2014). Dynamic accumulation of soil organic carbon of terrace changed from slope cropland in the hilly loess plateau of eastern Gansu province [J].JournalofPlantNutritionandfertilizer, 20(1):87-98. (in Chinese)

[13] 鲍士旦.土壤农化分析[M] .北京:中国农业出版社, 2000:44-49.

Bao Shi-dan. (2000).Soilandagriculturalchemistryanalysis[M].Beijing: China Agric Press :44-49. (in Chinese)

[14] 薛晓萍,王建国,郭文琦,等.氮素水平对初花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响[J].生态学报,2006,26(11):2 631-2 640.

XUE Xiao-ping, WANG Jian-guo, GUO Wen-qi ,et al. (2006). Effect of nitrogen applied levels on the dynamics of biomass, nitrogen accumulation and nitrogen fertilization recovery rate of cotton after initial flowering [J].ActaEcologicaSinica, 26(11):3,631-3,640. (in Chinese)

[15]刘学军,赵紫娟,巨晓棠,等.基施氮肥对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素平衡的影响[J].生态学报,2002,22(7):1 122-1 128.

LIU Xue-jun, ZHAO Zi-juan, JU Xiao-tang, et al. (2002). Effect of N application as basal fertilizer on grain yield of winter wheat, fertilizer N recovery and N balance [J].ActaEcologicaSinica, 22(7):1,122-1,128. (in Chinese)

[16] 李玉英,孙建好,余常兵,等. 施氮量和蚕豆/ 玉米间作对土壤无机氮时空分布的影响[J].植物营养与肥料学报,2009,15(4):815-823.

LI Yu-ying, SUN Jian-hao,YU Chang-bing, et al. (2009). Effects of nitrogen fertilization application and faba bean/ maize intercropping on the spatial and temporal distribution of soil inorganic nitrogen[J].PlantNutritionandFertilizerScience, 15(4):815-823. (in Chinese)

[17] 吴金水,郭胜利,党廷辉.半干旱区农田土壤无机氮积累与迁移机理[J].生态学报,2003,23(10):2 041-2 047.

WU Jin-shui, GUO Sheng-li, DANG Ting-hui. (2003). Mechanisms in the accumulation and movement of mineral N in soil profiles of farming land in a semi-arid region [J].ActaEcologicalSinica, 23(10):2,041-2,047. (in Chinese)

[18] Sulkava, P., Huhta, V., & Laakso, J. (1996).ImpactofsoilfaunalstructureondecompositionandN-mineralisationinrelationtotemperatureandmoistureinforestsoil.Numericalsolutionofconvection-diffusionproblems/. Chapman & Hall :505-513.

[19] 武晓峰,谢森传.冬小麦田间根层中氮素迁移转化规律研究[J].灌溉排水,1996,(4):10-15.

WU Xiao-feng, XIE Sen-chuan. (1996).The study on Transformation of nitrogen transfer in winter wheat field in the root zone [J].JournalofIrrigationAndDrainage, (4):10-15. (in Chinese)

[20] 王平,田长彦,张福锁,等.南疆棉花施氮量及氮素平衡分析[J].干旱地区农业研究,2006,24(1):77-83.

WANG Ping, TIAN Chang-yan, ZHAN Fu-suo. (2006). Investigation of N fertilization practice and N equilibrium analysis in cotton fields in south Xinjiang [J].AgriculturalResearchintheAridAreas, 24(1):77-83. (in Chinese)

[21] 娄善伟,帕尔哈提,王新江,等.种植密度对棉株氮素库源分配的影响[J].新疆农业科学,2014,51(5):785-791.

LOU Shan-wei, Pa Er-hati, WANG Xin-jiang, et al. (2014). The effect of sink-source ratio on Nitrogen distribution in different cotton density [J].XinjiangAgriculturalsciences, 51(5):785-791. (in Chinese)

[22] 胡国志,张炎,李青军,等.氮肥运筹对棉花干物质积累、氮素吸收利用和产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2011,17(2):397-403.

HU Guo-zhi, ZHANG Yan, LI Qing-jin, et al. (2011). Effect of nitrogen fertilizer management on the dry matter accumulation, N up take and utilization and yield in cotton [J].PlantNutritionandFertilizerScience, 17(2):397-403. (in Chinese)

[23] 娄长安,郭艳丽,侯振安,等.杂交棉-标杂A1的氮肥效应研究[J].石河子大学学报,2008,26(6):676-681.

LOU Chang-an, GUO Yan-li, HOU Zhen-an, et al. (2008). Effects of Nitrogen Application Rates on Growth and Yield in Hybrid Cotton-Biaoza A1 [J].JournalofShiheziUniversity, 26(6):676-681. (in Chinese)

[24] 郭金强,危常州,侯振安,等.施氮量对膜下滴灌棉花氮素吸收、积累及其产量的影响[J].新疆农业科学,2008,45(4):691-694.

GUO Jin-qiang, WEI Chang-zhou, HOU Zhen-an, et al. (2008). Effect of N Rates on N Uptake , Accumulation and Yield of Cotton with Drip Irrigation under Membrane [J].XinjiangAgriculturalsciences, 45(4):691-694. (in Chinese)

[25] 马腾飞,危常州,王娟,等.不同灌溉方式下土壤中氮素分布和对棉花氮素吸收的影响[J].新疆农业科学,2010,47(5):859-864.

MA Teng-fei, WEI Chang-zhou, WANG Juan, et al. (2010).Soil Nitrate-N Distribution and Effect on Cotton Plant N Absorption under Different Irrigation method [J].XinjiangAgriculturalsciences, 47(5):691-694. (in Chinese)

Fund project:National science and technology supporting project"The research and demonstration about key technology in high yield and high efficiency of cotton"(2014BAD11B02),"The research and integrated demonstration about key technology under the moderate scale of cotton picker machine arts integration"(2014BAD09B04)；NFSC" The SPAD diagnosis model establishment and regulation inYield by Leaf pattern of fertilization in Film Drip Irrigation"(41361067)；Funded project of the Research Institute of public welfare in the Autonomous Region"The key technology in high yield and high efficiency of cotton in xinjiang"(KY2013068)"The research and integrated demonstration about key technology of cotton picker machine arts integration"

Study on the Relationship between Nitrogen Application Threshold and Yield and Total Inorganic Nitrogen

LOU Shan-wei1, MA Xing-wang2, Tuohuti Aimaiti1, NIU Xin-xiang2,YANG Tao2, ZHANG Peng-zhong1

(1.NationalCottonEngineeringandTechnologyResearchCenter,Urumqi830091,China;2.ResearchInstituteofSoil,FertilizerandAgriculturalWaterConservation,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 Through the study on effects of nitrogen application on cotton yield and soil inorganic nitrogen, this project aims to make clear the relationship between nitrogen application threshold and yield and total inorganic nitrogen in Xinjiang from 2012 to 2013.【Method】Cotton plant samples came from different nitrogen levels (0, 237.9, 317.1, 396.5, 475.7, 634.2 kg/hm2) and 0-100 cm deep soil and the nitrogen uptake of cotton was measured and the concentration of inorganic nitrogen in soil analyzed.【Result】Increasing the amount of nitrogen fertilizer applied in the 0-396.5 kg/hm2range could promote the growth of cotton. The correlation coefficients of nitrogen fertilizer and cotton growth were the highest at peak boll period, but too much could not promote the growth of cotton. The inorganic nitrogen concentration in the 0-60 cm soil layer increased with the increase of N application rate, while under 60 cm of soil layer, the soil inorganic nitrogen concentration began to decrease, the increasing trend became weak and have no regularity. They are quadratic equation relationship about nitrogen fertilizer and yield, the yield was the highest when nitrogen fertilizer reached 396.5 kg/hm2. The nitrogen use efficiency and yield of cotton had the same changing trend. It was about 29.73%. If the amount of nitrogen applied was in the range of 332-397 kg/hm2threshold, it was conducive to the formation of high yield of cotton and improve the utilization rate of fertilizer.【Conclusion】Nitrogen application threshold, yield and inorganic nitrogen reserve has a certain correlation.

cotton; yield; soil total inorganic nitrogen; nitrogen application threshold

2016-05-24

国家科技支撑项目“棉花高产高效关键技术研究与示范”(2014BAD11B02)；“适度规模下机采棉机艺融合关键技术研究与集成示范”(2014BAD09B04)；国家自然科学基金“膜下滴灌棉花叶龄施肥SPAD诊断模式的建立及其对产量调控”(41361067)；自治区公益性科研院所资助项目“新疆棉花优质高效生产关键栽培技术”(KY2013068)；“机采棉机艺融合关键技术集成研究与示范”(KY2013069)

娄善伟(1982-)，男，山东日照人，助理研究员，研究方向为棉花栽培与生理，(E-mail)wei.lou@163.com

张鹏忠(1974-)，男，甘肃人，副研究员，研究方向为棉花栽培，(E-mail)zhangpz@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.12.008

S561

：A

：1001-4330(2016)12-2217-08