棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥应用效果

王 维，韩效钊，刘恒德，徐道青，刘小玲，陈 敏，阚画春，李淑英，王晓明，吐尔逊·阿不拉，郑曙峰

(1.安徽省农业科学院棉花研究所，合肥 230031；2.合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009；3.新疆农业科学院综合试验场，乌鲁木齐 830091；4.新疆皮山县农业技术推广中心，新疆皮山 845150)

0 引 言

【研究意义】新疆棉花产业发展优势明显，其在我国乃至世界棉业中占有举足轻重的地位[1]。近年来随着棉花种植面积和产量的不断提高，棉花施肥量，特别是化肥用量也在增加，施肥品种较单一、氮磷钾配比不协调、钾肥施用不足等[2]。缓控释肥通过包膜外壳、添加抑制剂或合成稳定的化合物，延缓或控制养分释放速度，棉花专用缓控释肥既能降低多次施肥和不合理施肥带来的植棉成本，又能降低环境污染[3]，且是一种简化、省肥、省工、增产的环境友好型肥料[4]。叶面施肥可补充营养元素和改善品质，解决苗期低温，后期根系活力下降所造成的根系养分吸收不能满足需求的问题，提高产量改善品质[5]。开展棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥应用效果研究，对于简化棉花施肥技术、提高肥料利用率具有实际意义。【前人研究进展】研究表明，施用缓控释肥有提高棉花产量[6-9]、提高肥料利用率[7, 10]、减少环境污染[8]等优点；喷施叶面肥可促进棉花生长发育，增加单株结铃数、提高单铃重，增加棉花产量[11, 12]。李鹏程等[13]研究表明,在膜下滴灌模式下，施用棉花叶面肥具有增产效果，又对品质无显著影响。王炜等[14]认为，棉花生育期长，中后期容易出现养分胁迫，此时施用叶面肥能显著增加产量。朱亚等[15]研究表明，缓释肥与叶面肥配施对烟草叶片叶绿素含量和光合性能均有显著提高。陈绍荣等[16]认为，缓释肥是营养套餐施肥技术最佳的一次性底肥，而叶面肥是配合一次性底肥调控作物生长发育的最佳技术。【本研究切入点】目前，针对新疆棉花施肥技术开展的研究较多，但在新疆棉区开展棉花缓控释肥和叶面肥配施的研究报道相对较少。研究棉花专用缓控释肥和叶面肥的应用效果。【拟解决的关键问题】设5个处理的田间小区试验，分析不同施肥处理对棉花生育进程、产量构成及产量、经济效益和农业效率的影响。研究棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥在新疆棉区的应用效果，为简化棉花施肥技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验在新疆皮山县进行。该地区属大陆性暖温带干旱沙漠气候，光热资源丰富，年平均气温11.8℃，无霜期217 d，年降水量51.3 mm，≥10℃的积温4 300℃。试验地土壤类型为灌淤土，土质为沙壤土。耕层土壤有机质15.6 g/kg、碱解氮38 mg/kg、速效磷13.6 mg/kg、速效钾185 mg/kg。前茬作物棉花。棉花供试品种为新陆中56号。2017年4月16日播种，一膜4行种植，行距42.5 cm，株距9 cm。棉花生长期间灌水4次。7月15日打顶。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设5个处理，T1：不施肥(CK)；T2：常规施肥，基施尿素(46%)113 kg/hm2、磷酸二铵(18-46)261 kg/hm2、硫酸钾(50%)450 kg/hm2，分2次追施尿素502 kg/hm2；T3：常规施肥+叶面水溶肥，根施肥料用量及方法同处理T2，分别于棉花蕾期、初花期和盛花期喷施叶面水溶肥3次，用量为大量元素水溶肥(N、P2O5、K2O含量之和500 g/L)4 500 mL/hm2、微量元素水溶肥(硼、锌等养分含量之和100 g/L)4 500 mL/hm2；T4：棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥，基施棉花专用缓控释肥(22-8-15)1 500 kg/hm2，根施肥料N、P2O5、K2O纯养分量与T2相同，叶面喷施肥料同T3；T5：棉花专用缓控释肥减量20%+叶面水溶肥，棉花专用缓控释肥减量20%施用，其余同处理T4。3次重复，随机区组排列，小区面积66.7 m2。

1.2.2 测定指标

调查棉花生育期、株高、果枝台数、单株结铃数及实收密度等指标。每小区采收棉铃100个，测定单铃重和衣分。

肥料农学效率(Agronomy efficiency, AE)是指特定施肥条件下，单位施肥量所增加的作物产量，直接反映施肥的增产状况，是评价肥料增产效应较为准确的指标[17]。

农学效率(kg/kg)=(施肥区产量-缺肥区产量)/(施肥区施肥量-缺肥区施肥量)。

1.3 数据处理

采用Excel和DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对棉花农艺性状的影响

研究表明，T1不施肥对照处理的生育期较其他4个施肥处理的生育期明显缩短，但不同施肥处理间生育期差异不大。在棉花生育前期，不同处理的现蕾期、开花期基本一致，仅T1不施肥处理开花期推迟了2 d，可能是因为缺乏营养导致棉花生育进程缓慢。在棉花生长后期，T1处理较其他4个施肥处理提前进入吐絮期，提早3～5 d，这可能是因为棉铃缺乏营养提前吐絮，也可能是未施肥导致棉花早熟，通风透光性更利于棉铃吐絮。4个施肥处理间吐絮期仅相差1～2 d，施用棉花专用缓控释肥和喷施叶面水溶肥对棉花的生育进程不会产生显著影响。

不同施肥处理对棉花株高影响显著。4个施肥处理的株高均显著高于T1不施肥对照处理，T2常规施肥处理的株高显著高于T5棉花专用缓控释肥减量20%处理的株高，其余处理间的株高差异不显著。常规施肥2个处理T2、T3的株高均高于棉花专用缓控释肥的2个处理T4和T5。

不同施肥处理对果枝台数的影响显著。4个施肥处理的果枝台数均显著高于T1不施肥对照处理，T4棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥处理的株高显著高于T2常规施肥处理，其余处理间的株高差异不显著。常规施肥的2个处理T2、T3的果枝台数均低于棉花专用缓控释肥的2个处理T4和T5，喷施叶面水溶肥的3个处理果枝台数均高于未喷施叶面水溶肥处理，施用棉花专用缓控释肥和喷施叶面水溶肥均有利于增加棉花果枝台数。棉花专用缓控释肥减量20%处理的果枝台数小于全量处理。表1

表1 不同处理下棉花农艺性状比较
Table 1 Agronomic traits of cotton under different treatments

处理Treatment现蕾期Budding date(M/D)开花期Flowering date(M/D)吐絮期Boll opening date(M/D)生育期Growth period(d)株高Plant height(cm)果枝台数Fruiting branch number(台)T16/86/229/413143.7 c5.2 cT26/86/209/913674.3 a7.8 bT36/86/209/713472.3 ab8.0 abT46/86/209/813568.0 ab8.4 aT56/86/209/913665.3 b8.2 ab

注：同列数值后不同字母表示处理间差异显著 (P< 0.05)，下同

Note：Values followed by different litters in the column mean significantly different at the 5% level among the treatments, the same as below

2.2 不同处理下对棉花产量及产量构成的影响

研究表明，不同施肥处理对铃数的影响达显著水平。4个施肥处理的铃数均显著高于T1(CK)，其中处理T3、T4和T5的铃数均较CK增加50%以上。T4、T5处理的铃数显著高于T2处理，T3处理的铃数高于T2，施用棉花专用缓控释肥、叶面水溶肥均有利于增加铃数。不同施肥处理对单铃重的影响达显著水平。4个施肥处理的单铃重均显著高于T1(CK)，其中处理T3、T4和T5的铃数均较CK增加30%以上。T4、T5、T3处理的铃数显著高于T2处理，T4处理的铃数显著高于T3和T5处理，施用棉花专用缓控释肥、叶面水溶肥均有利于增加单铃重。不同施肥处理对衣分的影响不显著。4个施肥处理间的衣分差异不显著，T4、T5处理的衣分显著高于T1(CK)。

不同施肥处理对产量的影响达显著水平。4个施肥处理产量均显著高于T1(CK)，其中处理T2、T3、T4和T5的产量均较CK增加35%以上。T4、T5处理的产量均高于T2和T3处理，棉花专用缓控释肥处理优于常规施肥处理。T3处理的产量显著高于T2处理，增产2.99%，喷施叶面水溶肥增产显著。T4棉花专用缓控释肥+叶面水溶肥处理分别较T3常规施肥+叶面水溶肥和T5棉花专用缓控释肥减量20%处理增产10.20%和5.18%。表2

表2 不同处理下棉花产量及产量构成
Table 2 Yield and composition factor of cotton under different treatments

处理Treatment铃数Boll number per plant(104个/hm2)单铃重Boll mass(g)衣分Lint percentage(%)产量Yield(kg/hm2)比T1增产Than CK To increase production(%)比T2增产Than T2 To increase production(%)T169.3 d4.55 d38.69 b1 219 dT285.0 c5.03 c39.01 ab1 701 c39.54T387.6 bc5.10 b 39.22 ab1 752 b43.712.99T491.2 a5.37 a39.43 a1 930 a58.3713.49T590.1 ab5.18 b39.32 a1 836 ab50.577.90

2.3 不同处理下经济效益和农学效率比较

研究表明，施肥用工成本以T3处理最高，T2次之，因常规施肥根施3次用工成本上涨，而喷施叶面水溶肥亦导致T3高于T2。在棉花生产中可结合病虫害防治措施，省去单独喷施叶面肥的用工。棉花专用缓控释肥处理因为一次性基施，即使加上喷施叶面水溶肥措施，其施肥用工成本小于常规施肥处理。棉花专用缓控释肥价格较贵。肥料成本以T4处理最高。总成本以T3处理最高，其次是T4处理。收益以T4和T5处理较高，T3处理收益最低。T1处理收益高于T2和T3处理，并不代表不施肥处理优于常规施肥处理。

农学效率以处理T5最高，常规施肥处理T2最低。T4处理尽管产量高于T5处理，但因为施肥量高于T5处理，其农学效率要低于T5处理。棉花专用缓控释肥处理的农学效率优于常规施肥处理，喷施叶面水溶肥处理的农学效率优于未喷施叶面肥处理。表3

表3 不同处理的经济效益和农学效率
Table 3 Economic performance and the agronomy efficiency under different treatments

处理Treatment施肥用工成本Fertilized labor cost (元/hm2)肥料成本Fertilizer cost(元/hm2)其他成本Other cost(元/hm2)总成本Total cost(元/hm2)收入Income(元/hm2)收益Earnings(元/hm2)农学效率AE(kg/kg)T10018 00018 00018 907907T24 5003 03918 00025 53926 1666271.79T35 8503 69918 00027 54926 804-7451.95T43 6005 16018 00026 76029 3782 6182.59T53 4504 26018 00025 71028 0082 2982.81

注：肥料、子棉及用工价格均按照当地平均水平计算

Note：The prices of fertilizer, seed cotton and labor were based on the local average level

3 讨 论

棉花专用缓控释肥是根据棉花需肥规律，通过调整主要原料投入量来调整其产品养分，优化缓释剂来优化肥料养分释放性能，进而做到养分释放与棉花对养分需求规律相吻合[18]。研究表明，缓控释肥一次性施用不仅可以简化施肥技术，节省施肥用工，并且具有很好的增产增收效果[4]，但棉花生育期长，中后期容易出现养分胁迫，此时施用叶面肥能显著增加产量[14]。陈署晃等[2]认为新疆棉区既要重视加大钾肥投入，又要因地制宜的增施微量元素肥料。在作物吸收养分的过程中，一些微肥( 铁、锰、铜、锌肥等) 在施入土壤后，很容易被土壤固定，因此,常采用叶面喷施的方法，通过叶面吸收有效养分，达到弥补根系吸收营养不足的目的[15]。通过叶面喷施大量元素水溶肥和微量元素水溶肥，既可以缓解棉花生长前期缓控释肥可能因为天气干旱养分释放不够造成的缺肥，又可以补充钾肥和微量元素营养，防止棉花中后期早衰。

研究结果表明，棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥配施是一种省工、增收、增效的施肥模式。缓控释肥是营养套餐施肥技术最佳的一次性底肥，而叶面肥是配合一次性底肥调控作物生长发育的最佳技术[16]。在保证药物混用无不良效果时，喷施叶面水溶肥可以和棉花病虫害防治措施同时进行，棉花后期追肥更加简化，叶面施肥用工减少。

相比常规肥料，缓控释肥的肥料农学效率明显提高，这与白珊珊等[17]研究结果一致；研究中棉花专用缓控释肥较常规施肥的肥料农学效率提高了33%，喷施叶面水溶肥处理的肥料农学效率提高了9%，而施肥减量20%的肥料农学效率提高了8%，为化肥减施增效提供了可能。通过减量施用棉花专用缓控释肥，可以提高肥料农学效率和肥料利用率，如何获得最佳收益还需要进一步研究和探索。

4 结 论

4.1 与常规施肥相比，棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥处理生育期没有明显变化，株高有所降低，果枝台数增加明显。施用棉花专用缓控释肥时要根据土壤水分状况、棉花长势情况等因素及时喷施叶面水溶肥，防止因干旱造成肥料释放不足影响棉花生长。

4.2 不同施肥处理对铃数、单铃重和产量的影响达显著水平，对衣分的影响不显著。施用棉花专用缓控释肥、叶面水溶肥通过增加铃数、单铃重，进而获得增产，同时棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥在一定程度上减少了施肥次数、简化了施肥方法，节省了施肥用工，植棉收益显著提高。棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥配施适合在当地推广应用，是一种省工、增收、增效的施肥模式。

4.3 与常规施肥相比，棉花专用缓控释肥和叶面水溶肥均能提高肥料农学效率，棉花专用缓控释肥减量20%可进一步提高肥料农学效率，为化肥减施增效提供了一个技术途径。