不同种类水溶肥对南疆棉花产量的影响

作者: 孟宪昕 吕双庆 魏宇翔 朱雨威 董泽宇 陈德里

不同种类水溶肥对南疆棉花产量的影响0

摘 要:为了分析施用不同种类水溶肥对南疆棉花产量的影响,以棉花品种“塔河2号”为试验材料,采用田间试验法,共设置5个处理,分别为T1(常规施肥,尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、T2(底肥配方肥+棉花优化配方复合肥+⑧号大量元素水溶肥)、T3(T2+液态大量元素水溶肥)、T4(T2+液体氨基酸水溶肥)、T5(T2+液体氨基酸水溶肥+液态大量元素水溶肥),从而得到不同施肥处理对棉花产量及其构要素的影响程度。研究结果表明,在南疆滴灌棉田中,上述各处理的籽棉产量为T5>T3>T1>T4>T2,以T5处理的增产效果最佳。

关键词:棉花;水溶肥;产量

中图分类号:S562 文献标志码:B 文章编号:1674-7909(2024)3-75-4

DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.03.016

0 引言

棉花作为新疆的支柱性经济作物,不仅关系着农民的增收、稳疆兴疆,更关系着国家安全战略[1]。国家统计局2022年底公布的数据显示,新疆棉花种植总面积和总产量分别占国家棉花种植总面积和总产量的83.22%、90.19%[2]。而要想实现新疆棉花优产、稳产、高产,肥料养分的投入是至关重要的。采用传统化肥施用方式会导致作物对养分的需求和肥料的养分释放存在一定的时空差异,易出现养分供给不足、肥料利用率低下等情况。水溶肥作为高效、绿色、符合作物营养需求的肥料[3],不仅含有N、P、K等大量元素,还含有氨基酸及Ca、Mg、Zn等中微量元素,能实现对作物所需养分的均衡供应,从而促进作物生长,为实现作物高产奠定基础。已有的研究结果表明,对棉花施用氨基酸水溶肥和大量元素水溶肥后,棉花的株高、叶片数会显著提高,棉花的蕾、花、铃脱落情况减少,棉花的单铃质量、单株铃数和籽棉产量会明显提升,增产增收效果显著[4-5]。笔者采用田间试验法,在氮磷钾养分定量供应的前提下,探究施用不同种类水溶肥对棉花产量的影响,从而筛选出适合南疆棉花栽培的水溶肥类型,为南疆棉花产业的可持续发展提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

于新疆维吾尔自治区阿拉尔市十团中国农业科学院棉花研究所阿拉尔综合试验站开展试验。该地属暖温带大陆干旱荒漠气候区,平均海拔为1 100 m,年均气温为10.7 ℃,年降水量为50 mm,年日照时数为2 900多 h,≥10 ℃积温为4 113 ℃,多年平均无霜期为220 d。试验田土壤为砂壤土,地力均匀,肥力中等,0~30 cm耕层土壤的基础理化性质为有机质13.75 g/kg、碱解氮68.9 mg/kg、速效磷31.70 mg/kg、速效钾135.43 mg/kg、电导率313.67 μs/cm、pH值7.8。

1.2 供试材料

供试棉花品种为“塔河2号”;采用机采棉栽植模式,一膜三管六行,行距为66 cm+10 cm,株距为10 cm,穴播深度约为3 cm,理论播种密度为1.8万株/hm2;试验小区面积为68.4 m2。于2023年4月14日播种,4月24日出苗,7月10日打顶,9月28日收获。试验期间所采用的其他田间管理方式与当地大田田间管理方式相同,采用滴灌方式对棉花植株灌溉10次,追肥分9次施入,最后1次为清水不带肥。

供试基肥为:尿素(N≥46%)、磷酸二铵(N≥12%、P2O5≥42%)、底肥配方肥(N≥20%、P2O5≥15%、K2O≥5%)。追肥为:磷酸二铵(N≥12%、P2O5≥42%)、硫酸钾(K2O≥50%)、棉花优化配方复合肥(N≥22%、P2O5≥13%、K2O≥10%)、⑧号大量元素水溶肥(N≥10%、P2O5≥30%、K2O≥20%)、液体氨基酸水溶肥(AA10%)、液态大量元素水溶肥(N≥270 g/L、P2O5≥130 g/L)。所使用的尿素、磷酸二铵、硫酸钾均购买自市场,底肥配方肥、棉花优化配方复合肥、⑧号大量元素水溶肥、液体氨基酸水溶肥、液态大量元素水溶肥均由新疆台沃肥业科技有限公司提供。

1.3 试验设计

采用随机区组试验设计,共设置5个处理,分别为T1处理(常规施肥,尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、T2处理(底肥配方肥+棉花优化配方复合肥+⑧号大量元素水溶肥)、T3处理(T2+液态大量元素水溶肥)、T4处理(T2+液体氨基酸水溶肥)、T5处理(T2+液体氨基酸水溶肥+液态大量元素水溶肥)。各施肥处理均撒施基肥,T1处理的基肥施用量为磷酸二铵330 kg/hm2、尿素180 kg/hm2,其余处理的基肥施用量为底肥配方肥450 kg/hm2。各施肥处理的K2O用量一致,均为125.73 kg/hm2,N、P2O5用量略有差异。其中,T1处理、T2处理、T4处理的N用量为276.32 kg/hm2、P2O5 用量为205.41 kg/hm2,T3处理、T5处理的N 用量为335.53 kg/hm2、P2O5 用量为233.92 kg/hm2。

1.4 测定指标及方法

在收获棉花时,随机选取各个小区均匀分布的3条膜上3个具有代表性的样方,每个样方均为1 m×2.28 m,记录各样方的株数、铃数及实收籽棉产量,并计算出植株密度(株/hm2)、单株铃数(个/株)、单铃质量(g)及产量(kg /hm2)

1.5 数据分析

用Microsoft Office 2021软件对数据进行处理和绘表,并用SPSS 27软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对棉花产量及产量构成要素的影响

不同施肥处理对棉花产量及产量构成要素的影响见表1。

由表1可知,各水溶肥复配处理(T2、T3、T4、T5)的籽棉产量较T1处理(常规施肥)没有显著差异。籽棉产量随养分供应量增加而增加,T3处理、T5处理的籽棉产量较T1处理分别增加0.96%、1.76%,且T5处理的籽棉产量最高。收获指数是衡量籽棉产量的重要指标。不同施肥处理对棉花收获指数的影响不同,T1处理、T2处理、T3处理、T5处理的收获指数没有显著差异,T4处理的收获指数显著高于其他施肥处理。从产量构成要素来看,T2处理、T3处理、T4处理、T5处理的棉花收获株数及衣分均高于T1处理,T3处理的单株铃数较T1处理增加0.86%,T4处理、T5处理的单铃质量较T1处理分别增加1.75%、0.18%,但均没有显著差异。

2.2 棉花产量及其构成要素的主成分分析

对各施肥处理的棉花籽棉产量及其构成要素等指标进行标准化处理,使用SPSS软件进行主成分分析。采用主成分分析法对单株铃数、单铃质量、收获株数、衣分、籽棉产量进行特征提取,结果见表2,主成分载荷向量见表3。其中,主成分得分系数=各自主成分载荷向量除以各自主成分特征值的算术平方根。主成分得分系数见表4。主成分1(产量因子)的特征值为2.200,解释了5个处理中5项指标44.000%的信息;主成分2(铃数因子)的特征值为1.723,解释了5个施肥处理中5项指标34.453%的信息;主成分3(株数因子)的特征值为0.980,解释了5个施肥处理中5项指标19.599%的信息。这3个主成分的累积方差贡献率为98.052%,说明这3个主成分基本包含5项指标原始变量98.052%的信息量。由此证明,前3个主成分可用于不同施肥处理下对肥料效果的综合评估。

以主成分得分系数及累积方差贡献率来构建模型,主成分系数是各自主成分载荷向量除以各自主成分特征值的算术平方根,即[Fi=Ii/λi]。其中,Ii是各自主成分载荷向量,λi是各自主成分特征值,由此可得到线性组合表达,见式(1)到式(3)。

F1=0.067X1+0.583X2+0.231X3-0.588X4+0.507X5                                                                                   (1)

F2=0.75X1-0.317X2-0.408X3-0.034X4+0.412X5                                                                                      (2)

F3=0.148X1-0.203X2+0.774X3+0.443X4+0.377X5                                                                                   (3)

在上述3个线性表达式中,X1、X2、X3、X4、X5分别为单株铃数、单铃质量、收获株数、衣分、籽棉产量。

2.3 不同施肥处理的肥料效应综合评价

不同施肥处理的肥料效应的综合评价是将各主成分的方差贡献率与主成分得分结合起来,以此来协调各主成分之间的侧重关系。以3个主成分各自的方差贡献率为权重,利用公式计算出不同施肥处理中每个指标主成分的综合评价得分,并对不同施肥处的肥料效应得分进行排序,结果见表3。各水溶肥复配处理与常规施肥处理对棉花产量的肥料综合效应得分由高到低排序为:T5处理、T1处理、T3处理、T4处理、T2处理,即T5处理的综合得分最高。因此,T5处理的施肥效果最佳。

3 讨论

棉花产量受多个要素相互作用的影响,所以要想提高棉花产量,就要协调不同的影响因素。在试验过程中,不同施肥处理下收获的棉花株数差异不显著,且各水溶肥处理的棉花收获株数均高于T1处理(常规施肥)。T2处理的棉花单株铃数、单铃质量和籽棉产量均低于T1处理,这可能是因为T2处理施用的肥料会在棉花生长后期才缓慢释放养分,无法满足棉花生殖生长所需。T3处理是在T2处理基础上增施液体大量元素水溶肥,该处理收获的棉花单株铃数、单铃质量、籽棉产量均有所提升,这与王希和等[6]的研究结果一致。T4处理是在T2处理基础上增施液体氨基酸水溶肥,可促进棉花单铃质量、籽棉产量的增加,这与许猛等[7]的研究结果类似。T5处理是在T2处理基础上增施液体氨基酸水溶肥和大量元素水溶肥,该处理收获的株数和籽棉产量为全组最高,棉花单株铃数、单铃质量均处于全组较高水平,这表明T5处理的肥效是所有处理中最佳的。对棉花产量及其构成要素进行主成分分析,结果表明T5处理的每个指标主成分的综合评价得分都最高。

4 结束语

试验结果表明,施用氨基酸水溶肥和大量元素水溶肥均能提升棉花产量,二者组合使用的效果会更佳。这是因为氨基酸作为一种营养成分会被棉花吸收利用,同时其也具有一定的生物活性,能以螯合剂的形式与多种营养元素发生作用,从而提高这些养分的有效性[8]。其中,以T5处理的棉花产量及其构成要素和肥效指标最佳。该试验结果可为南疆滴灌棉田水溶肥施用提供理论依据。

参考文献:

[1]崔建平.新疆棉花生产现状及持续发展建议[J].新疆农业科学,2008(S1):46-48.

[2]梁亚军,龚照龙,王俊铎,等.2022年新疆棉花生产概况及存在问题与对策[J].中国棉花,2023(8):4-8.

[3]马斌,丁煊毅,展宗瑞,等.浅析中微量元素水溶肥料的特点及发展前景[J].安徽化工,2023(3):5-7.

[4]赵中亭,许向阳,张志恒,等.几种生物叶面肥喷施对棉花生长发育和产量的影响[J].棉花科学,2018(3):18-23.

[5]张宏,王同仁,曾雄,等.氨基酸水溶肥对阿瓦提县长绒棉产量及经济效益的影响[J].新疆农业科技,2023(5):20-23.

[6]王西和,刘骅,孙雪晴,等.大量元素水溶肥在棉花上的应用研究[J].新疆农业科学,2015(10):1836-1842.

[7]许猛,袁亮,李伟,等.复合氨基酸肥料增效剂对新疆棉花生长、产量和养分利用的影响[J].中国土壤与肥料,2018(4):87-92.

[8]曾成城,苏天明,苏利荣,等.减量化肥配施叶面肥对山核桃产量及品质的影响[J].中国土壤与肥料,2022(6):108-114.

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