施氮量对油后直播棉生长发育及产量的影响

秦宇坤，陈俊英，王玉萍，张允昔，董合林，张丽娟*

（1.江西省棉花研究所，江西九江332105；2.中国农业科学院棉花研究所／棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000)

在赣北植棉区，油后直播棉是理想的种植方式[1-3]。棉花油后直播要求在选择早熟品种的前提下合理密植，缩短生育期，并且合理进行肥水管理[4]。 但近年来， 赣北植棉区存在氮肥投入量不合理现象[5-7]。不合理施用氮肥既无法提升棉花产量与品质，造成氮素资源持续性流失，肥料成本逐年增加，环境污染问题加剧，又会降低当季氮肥利用率和下季作物对氮素的吸收利用，持续阻碍棉花增产[8-10]。 因此，开展氮肥长期定位试验，找出减氮增产的合理氮肥投入量，有利于提高赣北地区油后直播棉肥料运筹水平和增产效果，符合绿色植棉的要求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棉花品种为早熟品种中棉所425，由中国农业科学院棉花研究所提供。试验田块为冲击灰潮土，质地为沙壤土。试验地0～20 cm 基础土壤养分含量：有机质为6.76 g·kg－1，全氮为0.52 g·kg－1，碱解氮为40.23 mg·kg－1，速效磷为19.97 mg·kg－1，速效钾为113.10 mg·kg－1，pH 为8.32。

1.2 试验设计

试验于2019 年江西省棉花研究所科研基地进行。试验为田间大区试验，设6 个处理共6 大区，施氮量分别为0、60、120、180、240、300 kg·hm－2，分别以N0、N1、N2、N3、N4、N5 表示。 将每个大区除去边界后等面积划分为4 个小区， 每个大区长度18 m，宽度13.68 m，每个处理4 次重复，共24 个试验小区，小区行距0.76 m，株距0.16 m，平均密度为82 500 株·hm－2。 施用氮肥为尿素（含纯氮46.4%），氮肥按照基追比4∶6 分2 次施用，磷、钾肥均一次基施，P2O5与K2O 用量分别为90 kg·hm－2和180 kg·hm－2。 试验采用油后直播的方式，5 月21 日播种，采用灌溉、化学调控、虫害防治、整枝打顶等措施，田间管理同大田。

1.3 测定内容及方法

1.3.1生长发育指标。分别于6 月19 日、7 月1日、7 月19 日、8 月2 日、8 月19 日和8 月30 日于每小区选取相同连续10 株代表性棉株进行株式图调查，统计棉花株高、茎粗（子叶节处主茎直径）、单株果节数和单株成铃数。

1.3.2收获期干物质积累。11 月20 日在每小区取代表性棉株3 株，并收集落叶，按照根、茎、叶、籽棉、铃壳等部位分样，在105 ℃烘箱中杀青0.5 h，80 ℃下烘干至质量恒定，测定单株干物质质量。

1.3.3棉花产量及构成。11 月20 日实收每小区籽棉产量，按小区整株收获100 铃，计算铃重，并调查代表性棉株10 株，统计单株成铃数。轧花后测定皮棉产量和衣分。

1.3.4纤维品质。取各小区百铃皮棉送往原农业部棉花品质监督检验测试中心（安阳）检测棉花纤维品质。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 及SPSS19.0 软件处理数据与方差分析， 采用Duncan’s 法进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 施氮对油后直播棉生长发育的影响

不同施氮量棉花农艺性状如图1～图4。 随生育进程推进各处理棉花农艺性状指标均呈持续增加趋势。 与N2、N3、N4 和N5 处理相比，N0 和N1处理棉花生长与发育受到抑制，表现出株高与茎粗降低、 单株果节数减少。 在8 月2 日之后，N3、N4和N5 处理株高较N2 降低（图1），在8 月19 日之后，N4 和N5 处理单株果节数较N3 降低 （图3）。在8 月30 日，N5 处理单株成铃数最高， 施氮量较高的N3、N4、N5 处理单株成铃数较N0、N1 与N2处理显著增加（图4）。

图1 施氮对油后直播棉株高的影响

图2 施氮对油后直播棉茎粗的影响

图3 施氮对油后直播棉单株果节数的影响

图4 施氮对油后直播棉单株成铃数的影响

2.2 施氮对油后直播棉吐絮期干物质分配的影响

表1 结果显示，N0 与N1 处理收获期棉株各器官干物质质量均无显著差异，N3、N4 和N5 处理的茎、叶、籽棉、单株干物质质量较N0、N1 处理显著增加，N3、N4 和N5 处理间各器官及单株干物质质量差异不显著；N3 处理单株籽棉质量较N0、N1处理显著增加50.42%、66.17%，较N2、N4 和N5 处理增加18.72%、7.69%、4.57%；N3 处理单株干物质质量较N0、N1 处理显著增加56.22%、51.63%，较N2 处理增加13.51%，较N4 和N5 处理未显著降低。

2.3 施氮对油后直播棉产量及其构成因素的影响

由表2 可知，N3 处理籽棉产量最高，较N0 和N1 处理分别显著增加70.47%和67.96%， 与N2、N4 和N5 处理差异不显著。 N0 与N1 处理籽棉产量、皮棉产量、单株成铃数和铃重差异不显著，均显著低于N3、N4 和N5 处理。N2、N3 和N5 处理铃重差异不显著，N3、N4 和N5 处理单株成铃数差异不显著，各处理衣分差异不显著。

2.4 施氮对油后直播棉纤维品质的影响

由表3 可知，各施氮处理的纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值及断裂伸长率较N0 处理无显著性差异；N3 处理长度整齐度指数较N0显著增加，与N1、N2 及N5 处理无显著差异。

3 讨论与结论

氮肥施用量不同，棉花各器官干物质分配比例与单株干物质积累量不同[11-13]。 阿丽艳·肉孜等[14]研究指出，不施氮肥或氮肥量不足均会造成棉花干物质积累量下降，使棉花产量下降。 本试验结果表明， 施氮180 kg·hm－2和240 kg·hm－2棉花生殖器官干物质积累量较高，这与宋兴虎[15]的研究结果一致；在一定范围内增加施氮量，棉花产量呈增加趋势，在施氮量180 kg·hm－2左右时，棉花可获得较高籽棉产量，这与张国伟等[16-18]的研究结果基本一致。 因此，建议赣北地区早熟油后直播棉施氮量为180 kg·hm－2。 由于本试验只进行了一年，所得最高产量施氮量并不准确，今后应结合多年大田肥料定位试验结果，模拟出最佳棉花产量施氮量。

表1 施氮对油后直播棉单株干物质分配的影响g

表2 施氮对油后直播棉产量及其构成因素的影响

表3 施氮对油后直播棉纤维品质的影响