博樂墾區(qū)棉田平衡施肥技術(shù)試驗(yàn)研究

1、博樂墾區(qū)棉田平衡施肥技術(shù)試驗(yàn)研究（農(nóng)五師農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 ）1 摘要：通過對(duì)博樂墾區(qū)11個(gè)團(tuán)場進(jìn)行了棉田土壤肥力現(xiàn)狀的調(diào)查及墾區(qū)3個(gè)團(tuán)的棉田施肥方式、和施肥量的試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)研究，總結(jié)出了博樂墾區(qū)81團(tuán)、89團(tuán)、90團(tuán)不同土壤質(zhì)地的最高施肥量和最經(jīng)濟(jì)施肥量。 關(guān)鍵詞：棉花 平衡施肥 施肥量2 新疆是我國重要的國家商品棉生產(chǎn)基地。隨著棉花生產(chǎn)中優(yōu)良品種、噴滴灌技術(shù)、寬膜植棉和高密度栽培、化學(xué)調(diào)控等一系列新技術(shù)迅速推廣應(yīng)用，棉花生產(chǎn)發(fā)展迅猛，已成為農(nóng)場的支柱產(chǎn)業(yè)。但當(dāng)前在棉花施肥上很大程度仍依靠經(jīng)驗(yàn)施肥，科學(xué)施肥的意識(shí)淡薄，肥料利用率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本較高，總體經(jīng)濟(jì)效益不高。國內(nèi)外研究證明，農(nóng)業(yè)生

2、產(chǎn)水平較低時(shí)，依靠增加物化投入尤其是化肥的投入可以較大幅度提高產(chǎn)量，增加生產(chǎn)效益。但是當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到一定水平后，繼續(xù)增加化肥投入，產(chǎn)量的增加則十分有限甚至不增產(chǎn)，肥料效益明顯下降。要想進(jìn)一步提高產(chǎn)量，除了改良品種、栽培措施優(yōu)化集成配套外，還必須在養(yǎng)分的精準(zhǔn)管理上下功夫，通過提高肥料的使用效果，達(dá)到節(jié)約肥料成本，提高作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的目的，有效的促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。3 平衡施肥技術(shù)是當(dāng)前兵團(tuán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大力推廣使用的一項(xiàng)施肥技術(shù)，也是建立基于地理信息系統(tǒng)的土壤肥力管理及施肥推薦專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要組成。本研究在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員大力支持和協(xié)助下，經(jīng)過3年時(shí)間對(duì)博樂墾區(qū)11個(gè)團(tuán)場進(jìn)行了棉田土壤肥力現(xiàn)狀

3、的調(diào)查及墾區(qū)3個(gè)團(tuán)的棉田施肥方式、和施肥量的試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)研究，總結(jié)出了博樂墾區(qū)81團(tuán)、89團(tuán)、90團(tuán)不同土壤質(zhì)地的最高施肥量和最經(jīng)濟(jì)施肥量。為精準(zhǔn)施肥提供理論依據(jù)。 41棉田土壤肥力現(xiàn)狀的調(diào)查與評(píng)價(jià) 從20012003年對(duì)博樂墾區(qū)11個(gè)團(tuán)場的4092個(gè)地塊（其中棉田3475塊）的土壤樣品進(jìn)行了分析測(cè)定，結(jié)果表明（見表1，表2），博樂墾區(qū)11個(gè)團(tuán)場土壤大量元素養(yǎng)分含量與1982年土壤普查相比有了明顯的變化。 由于多年來秸稈還田、施棉籽餅等，土壤有機(jī)質(zhì)較1982年土壤普查結(jié)果有所提高，全博樂墾區(qū)團(tuán)場土壤有機(jī)質(zhì)農(nóng)田和棉田平均含量約為18g/kg，其中土壤有機(jī)質(zhì)低10g/kg于的農(nóng)田占22.1%

4、，棉田占27.7%。表明仍有部分農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，尤其棉田土壤有機(jī)質(zhì)還有待提高， 還需進(jìn)一步加大有機(jī)肥的施用力度，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力狀況。5 全博樂墾區(qū)土壤堿解氮平均含量為74.4mg/kg，棉田土壤堿解氮含量平均為72.14mg/kg，屬中等偏低水平，其中棉田土壤堿解氮含量低于60mg/kg的占55.86%，總體上博樂墾區(qū)棉田土壤氮素含量仍然較低。 土壤速效磷含量全博樂墾區(qū)土壤平均含量為17.1mg/kg，棉田土壤含量平均為18.41mg/kg，土壤速效磷含量有明顯提高，尤其是棉田土壤，速效磷含量高于10 mg/kg的占56.16%。 土壤速效鉀含量全土壤平均含量為305

5、.9mg/kg，棉田土壤含量平均為314.57mg/kg，總體水平較高。但土壤速效鉀含量低于150mg/kg的土壤占16.7%，且不同團(tuán)場分布不均。其中棉田土壤速效鉀低于150mg/kg的地塊主要集中于82和86團(tuán)。6表1 博樂墾區(qū)團(tuán)場農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量與分類比例 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%）單位 樣本數(shù)(個(gè))10 8-1 0.8 均值 60 40-60 40 均值 25 10-25 10 均值 150 100-150 100 均值81團(tuán) 760 67.8 22.7 9.5 1.53 38.6 31.4 30.0 61 15.3 62.2

6、 22.5 18.7 99.1 0.9 0.0 37682團(tuán) 204 71.6 4.9 23.5 2.88 66.2 4.9 28.9 109 22.1 46.1 31.4 22.8 74.0 19.1 6.9 24983團(tuán) 651 73.2 16.4 10.4 2.41 59.9 23.5 16.6 84 35.5 36.1 28.4 30.7 94.0 4.9 1.1 37684團(tuán)188 72.9 21.3 5.9 1.33 40.9 34.6 24.5 61 8.0 39.1 60.1 10.3 98.4 1.6 0.0 37485團(tuán) 237 81.9 11.4 6.7 1.6 62.0

7、 25.3 12.7 87 22.6 26.7 50.7 22.9 83.5 15.6 0.9 311 86團(tuán) 257 84.5 12.1 3.1 1.19 18.3 54.1 27.6 48 0.4 12.8 86.8 6.1 75.5 22.6 1.9 19987團(tuán) 157 96.4 3.2 0.4 1.87 68.8 28.0 3.2 78 3.2 25.5 71.3 8.4 54.8 30.6 14.6 18988團(tuán) 192 95.3 2.6 2.1 1.75 82.8 14.6 2.6 82 19.3 24.5 56.2 10.4 51.0 44.3 4.7 18489團(tuán) 779 7

8、4.2 19.0 6.8 1.32 33.6 39.0 27.4 57 6.5 42.4 51.1 12.0 95.5 3.7 0.8 34990團(tuán) 587 52.6 24.9 22.5 1.75 30.4 10.6 59 59 1.3 52.7 36.0 15.7 94.7 4.9 0.4 342 91團(tuán) 80 86.3 8.8 4.9 1.76 71.3 20.0 8.7 92 53.8 43.8 2.4 30.6 96.3 2.5 1.2 416有機(jī)質(zhì)（g/kg） 堿解氮（mg/kg） 速效磷（P mg/kg） 速效鉀（K mg/kg）全墾區(qū) 4092 77.9 13.4 8.7 1.8

9、 52.1 26 21.9 74.4 18.0 37.4 45.2 17.1 83.3 13.7 3.0 305.97 表2 博樂墾區(qū)團(tuán)場棉田土壤養(yǎng)分含量與分類比例 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%） 各含量水平比例（%）單位 樣本數(shù)(個(gè))10 8-1 0.8 均值 60 40-60 40 均值 25 10-25 10 均值 150 100-150 2m。土壤有機(jī)質(zhì)含量9.8g/kg，堿解氮為41.23mg/kg，速效磷含量為37.00mg/kg，速效鉀含量為341.25mg/kg。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：（1）氮肥全部作基肥，（2）氮肥70%作基肥，30%作追肥，（3）

10、氮肥50%作基肥，50%作追肥，（4）氮肥30%作基肥，70%作追肥。每個(gè)處理重復(fù)三次，在田間隨機(jī)排列。各處理氮肥（N）總用量為24kg，磷肥（P2O5）用量為8.55kg，鉀肥（K2O）用量為3kg。其它管理措施同大田。小區(qū)長10m，寬3.6m，面積36m2。2.1.2 氮肥用量試驗(yàn) 氮肥試驗(yàn)采用單因子五水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)5個(gè)處理，氮肥用量分別為畝施純N： 0、7、14、21、28kg；磷肥用量為畝施純P2O5 7 kg。試驗(yàn)施肥小區(qū)寬一個(gè)播幅，長10米，面積=播幅10m2。保護(hù)區(qū)寬一個(gè)播幅，長10米，隔離帶寬2米。試驗(yàn)中氮肥以尿素施入，其中1/2作基肥，1/2作追肥；磷肥以三料施入，全部作

11、基肥。小區(qū)在田間隨機(jī)排列，重復(fù)三次。其它管理措施同大田。92.2 結(jié)果分析2.2.1 氮肥施用方法研究 氮肥不同施用方法處理的產(chǎn)量見表3：對(duì)不同處理產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明氮肥50%基施+50%追施較氮肥30%基施+70%追施產(chǎn)量顯著增加，而氮肥100%基施、70%基施+30%追施處理間差異不顯著。說明該試驗(yàn)條件下氮肥的施用應(yīng)采取50%以上作基肥，其它部分在生育期追施的方法。10表3 氮肥施用方法不同處理產(chǎn)量 kg/畝 重復(fù) 平均產(chǎn)量 差異顯著性處 理 1 2 3100%基施70%基施+30%追施 341 325 345 337 b50%基施+50%追施 346 344 339 343 b3

12、0%基施+70%追施 307 319 316 314 b 332 349 342 341 b112.2.2 氮肥試驗(yàn)2.2.2.1 壤土 壤土氮肥試驗(yàn)在81團(tuán)3連6#2號(hào)地進(jìn)行，土壤質(zhì)地為壤土，土層深度2m。土壤有機(jī)質(zhì)含量57g/kg，堿解氮為34.0mg/kg，速效磷含量為13.2mg/kg，速效鉀含量為486.0mg/kg。不同氮肥處理的棉花產(chǎn)量見表2，產(chǎn)量差異顯著性比較結(jié)果表明，該地塊施氮肥可顯著提高產(chǎn)量。畝施純N 7kg和14kg之間差異不顯著，N 14kg、21kg和28kg之間差異不顯著，而N 21kg和28kg較7kg顯著增產(chǎn)。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，回歸方程的F值，氮肥用量同棉花產(chǎn)量之間

13、的相關(guān)系數(shù)R值均達(dá)到了顯著水平。應(yīng)用一元肥料效應(yīng)方程擬合氮肥用量與棉花籽棉產(chǎn)量之間的數(shù)量關(guān)系得到氮肥效應(yīng)函數(shù)：Y = -0.3457 X2 + 13.915 X + 215.68 R = 0.9584* 式中：Y代表棉花籽棉產(chǎn)量（kg/畝） X代表氮肥用量（N kg/畝） 通過邊際效應(yīng)分析得到該地塊棉花的最大施肥（N）量為20.12kg/畝，折尿素43.47kg/畝。若棉花籽棉價(jià)格以3.6元/kg，氮肥價(jià)格以3.0元/kg N計(jì)，則該地塊棉花的經(jīng)濟(jì)最佳施肥（N）量為18.39kg/畝，折尿素39.72kg/畝。12表4 不同處理棉花籽棉產(chǎn)量（壤土） kg/畝施氮（N）量 重 復(fù) 平均產(chǎn)量 差異

14、顯著性比較0 198.55 206.30 210.96 205.27 a7 313.33 345.91 308.68 322.64 b14 355.05 322.64 319.54 325.74 bc21 352.11 366.07 336.60 351.60 c28 329.87 353.67 333.50 339.01 c（kg/畝） 1 2 3 （p0.05）132.2.2.2 砂壤土 試驗(yàn)在89團(tuán)1連4-4-2號(hào)地進(jìn)行，土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量8.01g/kg，全氮2.94g/kg，堿解氮為29.62mg/kg，速效磷含量為24.58mg/kg，速效鉀含量為287.78mg/k

15、g。不同氮肥處理的棉花產(chǎn)量見表3，產(chǎn)量差異顯著性比較結(jié)果表明，該地塊施氮肥可顯著提高產(chǎn)量。除畝施純N 21kg和28kg之間差異不顯著外，其它各氮肥處理之間產(chǎn)量差異均達(dá)到顯著水平。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，回歸方程的F值，氮肥用量同棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)R值均達(dá)到了顯著水平。應(yīng)用一元肥料效應(yīng)方程擬合氮肥用量與棉花籽棉產(chǎn)量之間的數(shù)量關(guān)系得到氮肥效應(yīng)函數(shù)： Y=-0.12N2 + 5.53N +243.43 R = 0.9891* 式中：Y代表棉花籽棉產(chǎn)量（kg/畝） N代表氮肥用量（N kg/畝） 通過邊際效應(yīng)分析得到該地塊棉花的最大施肥（N）量為23.02kg/畝，折尿素50.04kg/畝。若棉花籽棉價(jià)格

16、以3.6元/kg，氮肥價(jià)格以3.0元/kg N計(jì)，則該地塊棉花的經(jīng)濟(jì)最佳施肥（N）量為19.55kg/畝，折尿素42.5kg/畝。14表5 不同處理棉花籽棉產(chǎn)量（89團(tuán)1連） kg/畝（kg/畝） 1 2 3 （p0.05） 0 238.39 244.57 239.63 240.86 a 7 277.92 282.86 286.56 282.45 b 14 291.50 302.62 287.80 293.97 c 21 305.09 307.56 301.39 304.68 d 28 306.33 300.15 310.03 305.50 d施氮（N）量 重 復(fù) 平均產(chǎn)量 差異顯著性比較15

17、 2.2.2.3 重壤土 試驗(yàn)在89團(tuán)11連8-2-4號(hào)地進(jìn)行，土壤質(zhì)地為重壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量12.00g/kg，全氮4.80g/kg，堿解氮為81.51mg/kg，速效磷含量為36.17mg/kg，速效鉀含量為392.44mg/kg。該試驗(yàn)地棉花在生長過程中受到棉鈴蟲危害，故試驗(yàn)區(qū)棉花產(chǎn)量普遍偏低，不同氮肥處理的棉花產(chǎn)量見表4。產(chǎn)量差異顯著性比較結(jié)果表明，該地塊土壤肥力水平較高，施氮肥N 7kg/畝增產(chǎn)不明顯。畝施純N 14kg、21kg和28kg可顯著提高棉花產(chǎn)量，但三者之間差異不顯著。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，回歸方程的F值，氮肥用量同棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)R值均達(dá)到了顯著水平。應(yīng)用一元肥料效應(yīng)方

18、程擬合氮肥用量與棉花籽棉產(chǎn)量之間的數(shù)量關(guān)系得到氮肥效應(yīng)函數(shù)： Y = -0.1112X2 + 4.7066X + 204.37 R = 0.9795* 式中：Y代表棉花籽棉產(chǎn)量（kg/畝） X代表氮肥用量（N kg/畝） 通過邊際效應(yīng)分析得到該地塊棉花的最大施肥（N）量為21.16kg/畝，折尿素45.71kg/畝。若棉花籽棉價(jià)格以3.6元/kg，氮肥價(jià)格以3.0元/kg N計(jì)，則該地塊棉花的經(jīng)濟(jì)最佳施肥（N）量為15.77kg/畝，折尿素45.71kg/畝。16表6 不同處理棉花籽棉產(chǎn)量（89團(tuán)11連） kg/畝（kg/畝） 1 2 3 （p0.05） 0 207.51 208.75 205

19、.04 207.10 a 7 224.80 233.45 217.39 225.22 a 14 261.86 255.68 238.39 251.98 b 21 255.68 258.15 254.45 256.10 b 28 260.62 230.98 250.56 247.39 b施氮（N）量 重 復(fù) 平均產(chǎn)量 差異顯著性比較17 3鉀肥效應(yīng)試驗(yàn) 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 鉀肥效應(yīng)試驗(yàn)試驗(yàn)在81團(tuán)3連進(jìn)行，土壤條件及試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)同上。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：（1）不施鉀肥，（2）畝施鉀肥（K2O）2.5kg，（3）畝施鉀肥（K2O）5.0kg，（4）畝施鉀肥（K2O）7.5kg。 3.2 鉀肥效應(yīng)分析從表

20、7可以看出，畝施鉀肥（K2O）2.5 kg和5.0 kg較不施鉀肥處理產(chǎn)量顯著增加，但畝施鉀肥（K2O）7.5 kg處理產(chǎn)量與對(duì)照差異不大。試驗(yàn)表明該地施用鉀肥可以增產(chǎn)，但用量不宜過大。對(duì)鉀肥施用量和產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，得到鉀肥用量與棉花產(chǎn)量的回歸方程：Y= 302.97+10.126X-1.084X2 R=0.9872*式中Y代表棉花產(chǎn)量，X代表鉀肥用量（K2O）利用該回歸方程可求得該地的最高產(chǎn)量施鉀量（K2O）為4.67kg/畝，最佳經(jīng)濟(jì)施鉀量為4.12 kg/畝。18表7 不同鉀肥用量處理的產(chǎn)量 kg/畝（kg/畝） 1 2 3 （p0.05） ck 295 311 305 303.6

21、a 2.5 309 323 326 319.6 b 5.0 334 327 324 328.4 b 7.5 325 318 309 317.3 ab施鉀（N）量 重 復(fù) 平均產(chǎn)量 差異顯著性比較194.肥料效應(yīng)函數(shù)試驗(yàn)4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置4.1.1 氮、磷肥料效應(yīng)函數(shù)試驗(yàn) 氮、磷肥料效應(yīng)函數(shù)田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)定點(diǎn)在農(nóng)五師81團(tuán)和89團(tuán)進(jìn)行，每一試驗(yàn)點(diǎn)棉花平衡施肥的田間小區(qū)試驗(yàn)，采用氮、磷二因子五水平13處理回歸均勻布點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，氮、磷組合用量見表8，各小區(qū)在田間隨機(jī)排列，重復(fù)三次。 表8 棉花平衡施肥田間小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案處 理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13施肥量N (kg/

22、畝) P2O5 0 4 8 2 6 0 4 8 2 6 0 4 8 0 0 0 5 5 10 10 10 15 15 20 20 20204.1.2 磷鉀肥試驗(yàn) 磷鉀肥試驗(yàn)采用二因子3水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)10個(gè)處理，磷肥用量分別為畝施純P2O5： 0、7、14；鉀肥用量為畝施純K2O：0、3.5、7；氮肥用量為畝施純N 21kg。表9 棉花平衡施肥田間小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案處 理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 施肥量N (kg/畝) P2O5 0 3.5 7 0 3.5 7 0 3.5 7 0 0 0 7 7 7 14 14 14214. 2 結(jié)果分析4.2.2.1 氮磷肥料效應(yīng)函數(shù)分析對(duì)多點(diǎn)田

23、間肥料效應(yīng)函數(shù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得到不同土壤類型條件下的氮（N）、磷（P2O5）肥料用量與棉花產(chǎn)量的肥料效應(yīng)函數(shù)方程：礫石土（89團(tuán)5連）：Y=175.67+11.72N+2.99P-0.38N2-0.26P2+0.12NP砂壤土（89團(tuán)1連）：Y=203.62+12.31N+2.71P-0.37N2-0.28P2+0.02NP輕壤土（81團(tuán)3連）：Y=218.37+12.89N+3.92P-0.39N2-0.28P2+0.07NP中壤土（81團(tuán)6連）：Y=251.87+4.73N+5.82P-0.033N2-0.028P2-0.23NP重壤土（89團(tuán)11連）：Y=218.52+4.10N-7

24、.34P-0.09N2+1.04P2-0.11NP22 根據(jù)肥料效應(yīng)函數(shù)方程求得不同土壤類型棉田的最佳肥料用量及最佳肥料用量條件下的棉花最大利潤產(chǎn)量： 礫石土：最佳氮肥用量（N）為17.0kg/畝，最佳磷肥用量（P2O5）為9.70kg/畝。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利潤籽棉產(chǎn)量為289.42kg/畝。 砂壤土：最佳氮肥用量（N）為16.78kg/畝，最佳磷肥用量（P2O5）為5.46kg/畝。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利潤籽棉產(chǎn)量為314.28kg/畝。 輕壤土：最佳氮肥用量（N）為17.35kg/畝，最佳磷肥用量（P2O5）為9.17kg/畝。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利潤籽棉

25、產(chǎn)量為348.13kg/畝。 中壤土：最佳氮肥用量（N）為21.85kg/畝，最佳磷肥用量（P2O5）為14.19kg/畝。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利潤籽棉產(chǎn)量為345.11kg/畝。由于中壤土（81團(tuán)6連）試驗(yàn)田是原菜地，土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量很高（有機(jī)質(zhì)含量3.03.5%，全氮0.150.20%，堿解氮120180mg/kg），但速效磷含量偏低（土壤速效磷（P2O5）1520mg/kg），土壤的氮磷比例嚴(yán)重不平衡，顧計(jì)算結(jié)果中磷肥的用量較大。 重壤土：最佳氮肥用量（N）為19.88kg/畝，最佳磷肥用量（P2O5）為4.58kg/畝。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利潤籽棉產(chǎn)量為252.66kg/畝。 4.2.2.2 磷鉀肥料效應(yīng)函數(shù)分