富磷有机肥对北疆棉花产量和土壤理化性质的影响

王斌，原克波，万艳芳，王金鑫，孙九胜，槐国龙，崔磊，何振全，黄正宏，盖国胜*

（1.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐830091；2.山东药品食品职业学院，山东 威海264210；3.清华大学材料学院，北京100084）

磷是棉花生长发育必需的植物营养元素之一[1]，施用磷肥能提高土壤速效磷含量，促进棉花根系生长和产量提高[2-4]。但磷在土壤中移动性小，易被“固定”；因此，磷肥的当季利用率一般为10%～25%。施入土壤中的磷肥大部分以不同形态的磷酸盐残留于土壤[1,5]，导致大量未被作物吸收的磷素被土壤固定而累积于土壤，从而制约新疆棉花的产量。施有机肥能显著提高土壤中速效磷的含量，减少磷肥施用量，避免淋失，而且能够改善作物的磷素营养，提高磷对作物的有效性，进而提高作物产量和吸磷量[6-8]。因此，开展有机肥对棉田产量、土壤理化性质以及供磷效应的研究，能为改善棉田缺磷情况，合理利用和开发有机肥提供科学依据。

目前，许多学者开展了关于不同施磷量、施肥方式与棉花生物量、养分吸收、生理性状和产量等方面的研究[9-11]。一方面增施适量磷肥能增加棉花生物量、单株铃数，而且在一定范围内施肥量越高，对单株成铃数的增加作用越显著[9]，棉花在蕾期和花铃期的吸磷量也越高。另一方面，磷肥作种肥条施能促进棉花生长和产量增加[10]。但针对富磷有机肥不同施肥水平对棉花产量和土壤理化性质影响的研究较少。因此，本研究利用现代粉体加工技术与畜禽粪便发酵技术组合制备富磷有机肥，设置不同富磷有机肥施肥水平，以不施富磷有机肥为对照，进行了富磷有机肥不同施肥水平对棉花出苗率、产量和土壤理化性质影响的研究，以期为棉花生产中有机肥的合理施用提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验在乌鲁木齐市新疆农业科学院安宁渠综合试验场进行，该区域属温带大陆性气候，全年日照时间在2 400～3 000 h，年均最高气温为38 ℃，年均最低气温-20 ℃，冬季平均气温为-15.2 ℃，夏季平均气温为23 ℃。年均降水量为260 mm，春季降水量占全年的40%左右，具有丰富的光热资源。试验地0～40 cm 土壤基本理化性状： 有机质含量16.20 g·kg-1，速效氮56.7 mg·kg-1、 速效磷15.0 mg·kg-1、速效钾230 mg·kg-1，pH 8.18，总盐含量1.2 g·kg-1。

1.2 试验设计

试验棉花品种为新陆早7 号。试验设3 个处理，T1、T2 和T3 分别代表每公顷基施富磷有机肥900 kg、1 800 kg 和2 700 kg，以不施富磷有机肥为对照（CK）。各处理重复3 次。试验小区长、宽分别为30 m 和19.2 m，随机区组排列。

2017年5月6日播种，机械铺膜、膜下滴灌一膜两管四行栽培方式，种植行距（30＋50＋30＋30）cm，膜宽1.4 m，株距10 cm。试验播种方式依照当地习惯，作物种植与管理方式同当地大田一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1出苗率。播种后第10 天调查棉花实际出苗数，计算出苗率。

1.3.2产量。棉花吐絮期，测定密度、单株铃数以及铃重，其中铃重按棉株下、中、上部位分别采50 个完全吐絮棉铃测定，按公式“产量＝密度×单株铃数×铃重”计算棉花产量。

1.3.3土样采集与测定。在棉花播种前 （5月5日）、花铃期（8月21日）和吐絮期（9月27日）3 个时期，取试验地0～20 cm 和20～40 cm 土样，每个处理3 个重复，风干、磨细、过筛，测定土壤pH、有机质含量，速效N、P、K 和总盐含量。

土壤pH 用数显酸度计测定，土壤有机质含量测定用重铬酸钾外加热法，土壤速效氮含量测定采用碱解扩散法，土壤速效磷含量测定采用钼锑抗比色法，土壤速效钾含量测定采用火焰光度法，土壤总盐含量测定用烘干质量法[12]。

1.4 数据处理

数据利用MS Excel 2016 和Origin 8.0 软件进行初步分析和作图，采用SPSS 21.0 软件进行方差分析，数据间比较采用Duncan's 多重比较分析方法。

2 结果与分析

2.1 不同施肥水平对棉花出苗率的影响

富磷有机肥不同施肥水平下，棉花出苗率有所不同（图1）。其中，T1 的出苗率最高（78.75%），其次是CK（72.84%）和T3（72.50%），T2 的出苗率最低（67.34%）。与CK 的出苗率相比，T1 增加了5.91百分点，而T2 和T3 分别减小5.5 和0.34 百分点。不同施肥水平对棉花出苗率影响不显著。

图1 不同施肥处理对棉花出苗率的影响

2.2 不同施肥水平对棉花产量的影响

从棉花产量构成要素来看，与CK 相比，T1 的密度增加，而T2 和T3 的减小（表1）。单株成铃数、铃重和籽棉产量均呈现出不同程度的增加，其中，施肥处理单株成铃数比CK 增加11.9%～31.2%；T1 和T2 的铃重均较CK 增加了近3%，而T3 的铃重略微降低；各施肥处理籽棉产量比CK 增加12.0%～32.6%。方差分析显示，T1、T2 和T3 的密度、 单株成铃数和铃重与CK 相比差异均不显著，T1 的籽棉产量显著高于CK （P＜0.05），而T2 和T3 的籽棉产量与CK 差异不显著。

表1 不同施肥水平对棉花产量的影响

2.3 不同施肥水平对土壤养分的影响

2.3.1对0～20 cm 土层土壤养分的影响。棉花花铃期，0～20 cm 土层土壤速效氮、速效磷、速效钾和总盐含量的最大值均出现于CK（表2），而土壤pH 最大值为T2（8.38），土壤有机质含量最大值也为T2（17.042 g·kg-1）。棉花吐絮期，土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾和总盐含量均随富磷有机肥量的增加而增加，最大值均出现于T3 处理。方差分析结果显示，同一时期T1、T2、T3 处理和CK 相比土壤养分、 土壤pH 及土壤总盐含量差异均不显著，但花铃期T2 处理的土壤pH 显著高于T3 处理，吐絮期T3 处理的土壤速效钾含量显著高于T1 和CK。

表2 不同处理对0～20 cm 耕层土壤理化性质的影响

2.3.2对20～40 cm 土层土壤养分的影响。棉花花铃期，20～40 cm 土层，土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量的最大值均出现于CK（表3）。棉花吐絮期，土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量均随富磷有机肥量的增加而增加，最大值均出现于T3 处理。方差分析显示，同一时期除了吐絮期T3 处理的土壤有机质和速效钾含量显著高于CK、T1 和T2 外，T1、T2、T3 处理和CK 相比土壤养分、土壤pH、土壤总盐含量差异均不显著。

3 结论

富磷有机肥900 kg·hm-2处理的出苗率较CK（不施富磷有机肥） 高5.91 百分点，而1 800 kg·hm-2和2 700 kg·hm-2处理的出苗率较CK低5.50 百分点和0.34 百分点，但3 个施肥水平棉花出苗率差异均不显著。3 个施肥处理的籽棉产量均高于CK，增幅介于12.0%～32.6%；其中，900 kg·hm-2处理的籽棉增产幅度最大，显著高于CK，而1 800 kg·hm-2和2 700 kg·hm-2处理的籽棉产量与CK 差异均不显著；富磷有机肥施肥处理间棉花产量差异不显著。棉花生育期内，0～20 cm 和20～40 cm 土层，施肥处理与CK 间土壤养分（土壤速效氮磷钾和有机质含量）、 土壤pH 和土壤总盐含量基本无显著差异。

表3 不同处理对20～40 cm 耕层土壤理化性质的影响