施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响

【目的】黄河流域棉区是我国三大棉区之一,氮肥管理在棉花生产中至关重要,氮肥供应不足或过量会影响棉花的皮棉产量和纤维品质,过量施氮可能导致棉花营养生长过旺,产量下降,也会造成不必要的浪费及棉田环境污染,氮肥供应不足会导致棉花生物量较小,皮棉产量降低,纤维品质下降。本文通过3年不同氮肥用量的田间小区定位试验,研究施氮量对棉花功能叶生理特性、氮素利用效率及籽棉产量的影响,旨在探讨黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田适宜施氮量,揭示棉花氮素高效利用的相关机理。【方法】田间试验于2011 2013年在河南安阳县中棉所试验农场进行,供试田块为多年连作棉田,土壤为壤质潮土,2011年播种前0—20 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮(N)、速效磷(P)、速效钾(K)含量分别为11.24 g/kg、0.82 g/kg、77.43 mg/kg、16.69 mg/kg、129.82 mg/kg。以转Bt+Cp TI中熟棉花品种中棉所79为材料,采用随机区组设计,重复4次,设置0、90、180、270、360、450 kg/hm26个施氮水平,氮肥底施和初花期追施各半,磷(P2O5)、钾(K2O)全部底施,施用量均为120kg/hm2。试验小区长10 m,宽4.8米,每小区6行棉花,种植密度57500 plant/hm2。2011年4月17日播种,2012年4月25日播种,2013年5月3日播种。2013年研究了施氮量对初花期棉花功能叶光合速率、不同生育期棉花群体叶面积指数(LAI)、不同生育期棉花功能叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的影响,2012、2013年研究了施氮量对棉花氮素内在利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率及籽棉产量的影响。【结果】随施氮量的增加,不同生育期棉花群体LAI、功能叶叶绿素含量、GS活性、初花期棉花功能叶净光合速率呈增加的趋势,而功能叶MDA含量呈下降趋势。施氮量270、360 kg/hm2处理棉花在盛铃期群体LAI较适宜,吐絮期棉花功能叶能维持较高的生理活性,可为棉花高产提供物质保障。棉花氮素积累量、籽棉产量与施氮量间均呈二次曲线关系,棉花氮肥农学利用率和氮素内在利用率随施氮量增加显著下降,施氮量超过180 kg/hm2时氮素生理利用率下降,施氮量为270 kg/hm2时氮肥回收率高于其他处理。施氮量360 kg/hm2时,籽棉平均产量最高,显著高于施氮量为0、90 kg/hm2的处理,但与施氮量180、270、450 kg/hm2处理间差异不显著。棉花3年籽棉平均产量(Y)与施氮量(N)的效应方程为Y=3143.8036+4.2057N-0.006220N2(R2=0.9805,P=0.002717);棉花的最高产量施氮量为338.1 kg/hm2,经济最佳施氮量为299.7 kg/hm2。【结论】黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田施氮量超过270 kg/hm2时,棉花氮肥农学利用率、氮素内在利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率开始下降,该区棉田推荐经济施氮量299.7 kg/hm2。     

应用~(15)N研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响

【目的】有关棉花适宜的施氮时期存在争议,国外有学者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期,也有研究认为播前和初花期各施一半较好。氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及土壤氮,并能深入细致研究施入氮肥的去向及在作物体内的分配。本文采用氮同位素示踪技术研究氮肥底追比例,施氮时期对棉花氮素吸收和产量的影响,以期为华北平原棉区氮肥管理提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以转Bt+Cp TI基因抗虫棉品种中棉所79(CCRI 79)、中棉所60(CCRI 60)为材料,设氮肥底施与初花期追施比例1∶1(N1)、1∶2(N2)、0∶1(N3)、氮肥底施与蕾期追施比例0∶1(N4)4个处理,研究氮肥运筹对棉花初花期、收获期15N吸收、15N回收率、生物量积累和籽棉产量的影响。【结果】初花期棉株不同器官的氮素吸收来自氮肥(Ndff)的比例随底肥氮施用量的增加而显著增加,增幅为25.88%42.45%。收获期不同处理棉花单株Ndff%随追施氮量的增加而显著增加,增幅为26.92%54.14%,N3、N4处理的棉花单株Ndff%显著高于N1和N2。N2处理的棉花单株籽棉产量高于其他处理,但与N1处理的差异不显著,N2处理单株生物量与N1、N3差异不显著。2个品种N3、N4处理的棉花收获期单株15N积累量均显著高于N1和N2处理,棉株收获期15N回收率均显著高于N1。N2处理的棉花收获期15N回收率高于N1处理,但差异未达到显著水平。棉花收获后N2处理土壤15N回收率低于N1,但差异不显著。【结论】本试验条件下,2个棉花品种氮素底追比为1∶2时的籽棉产量与15N回收率优于底追比为1∶1处理,底追比为0∶1的处理15N回收率在4个处理中最高,但未显示出产量优势,这些结果有待在大田试验中进一步验证。