棉花控释氮肥的影响综述范文

氮素是作物生产中最活跃的因子之一，参与新陈代谢的所有过程，是作物优质高产的重要限制因素。然而，目前作物生产中所施用的常规氮肥释放氮素快，存在氮素释放规律不能与作物吸收氮素规律同步的缺陷。在我国棉花生产中，因施肥而产生的工作量大、成本增加、氮素利用率低以及环境污染等尤其严重。如何在增加棉花产量的基础上减少劳动量、降低生产成本以及提高作物的肥料利用率，已是当前我国棉花生产中亟待解决的问题。20世纪90年代以来，控释肥料成为国内外研究的热点［1－2］。控释氮肥即是以常规氮肥为基础，通过各种技术措施预先设定肥料在作物生长季节的释放模式，使其养分释放规律与作物养分吸收尽可能同步，从而达到提高氮素利用率、减少环境污染的目的。有研究表明［3］，棉花植株干物质积累与产量密切相关，协调棉花干物质生产是棉花高产优质的基础。叶片比叶质量则能精确描述叶片光合特性，反映其光合能力，与作物产量和品质密切相关［4－6］。棉花果枝叶是棉铃发育的主要源器官，其光合能力显著影响棉铃的生物量形成，进而影响到棉花产量和品质［7］。研究表明［8－9］，控释氮肥可改善棉花功能叶（主茎倒4叶）叶肉细胞的光合能力，增加单株结铃数和铃重，显著增加子棉产量。然而，关于控释氮肥对棉花单株生物量及果枝叶比叶质量影响的研究尚未见报道。因此，本文基于不同施氮量以及常规氮肥和控释氮肥的对比试验，研究控释氮肥对棉花单株地上部生物量及果枝叶比叶质量的影响，以期为降低棉花生产成本及提高棉花氮素利用率，进而提高棉花产量和品质提供理论依据。

1材料和方法

1．1试验设计试验于2009年在安徽安庆安徽省农业科学院棉花研究所进行。试验小区土壤为沙壤土，0～20cm土壤有机质含量10．35g•kg－1，速效氮含量15．01mg•kg－1，速效磷含量31．71mg•kg－1，速效钾含量106．00mg•kg－1。供试品种为湘杂棉8号，施氮量及施肥方案见表1，其中，氯化钾和过磷酸钙的用量转换成纯K2O和纯P2O5分别为每公顷394．30kg和206．13kg。每处理设3个重复，随机区组排列，小区面积40m2。棉花于4月13日营养钵育苗，5月8日移栽，行距1．10m，株距0．33m。田间其他管理均按当地高产栽培要求进行。待棉花现蕾后，分别于蕾期（6月24日）、盛花期（7月12日、7月30日）和花铃期（8月17日）取各处理棉株3株，按根、茎、果枝、主茎叶、果枝叶、蕾、花、铃等器官分开，并用DC12V紫光扫描仪将主茎叶和果枝叶扫描，用以测定植株叶面积。扫描完成后，将上述样品于105℃下杀青30min，70℃下烘干至恒重称重。

1．2测定项目与方法用DC12V紫光扫描仪扫描叶片，并用叶面积计算软件计算叶面积，干物质质量均用FA2204B型1／10000电子天平称量，其中果枝叶比叶质量为其干物质质量与其面积比值。子棉产量为各小区实际产量折算为公顷产量。

1．3统计分析方法采用Excel2003软件完成全部数据处理和作图，DPS统计软件进行统计分析，以LSD法进行差异显著性多重比较。

2结果与分析

2．1控释氮肥对棉花果枝叶比叶质量的影响

2．1．1控释氮肥对棉花单株果枝叶干物质质量的影响。由图1可知，棉花单株果枝叶干物质质量随生育期呈先缓慢、然后快速增长的趋势。各处理间比较，7月12日及以前，处理CCF240（常规氮肥施氮量为240kg•hm－2）最高，其余处理间差异较小；7月30日及以后，则表现为处理SRF240（控释氮肥施氮量为240kg•hm－2）最高，SRF360（控释氮肥施氮量为360kg•hm－2）最低，其他处理差异较小。

2．1．2控释氮肥对棉花单株果枝叶面积的影响。图2表明，棉花单株果枝叶面积随生育期进程呈先缓慢增加、然后快速增加、再缓慢下降的趋势。处理间比较，7月12日以前，处理CCF240（常规氮肥施氮量为240kg•hm－2）最高；7月12日以后则表现为处理SRF240（控释氮肥施氮量为240kg•hm－2）、CK（不施氮肥）较高，SRF360（控释氮肥施氮量为360kg•hm－2）最低。

2．1．3控释氮肥对棉花果枝叶比叶质量的影响。由图3可知，果枝叶比叶质量随生育进程呈先缓慢下降，然后快速下降，再快速上升的趋势。比叶质量以处理CK（不施氮肥）最小，其余处理以控释氮肥处理表现较高，但差异较小。综上所述，处理SRF240（控释氮肥施氮量为240kg•hm－2）的单株果枝叶干物质质量、单株果枝叶面积以及果枝叶比叶质量均较大，反映出棉株较强的光合能力；处理SRF360（控释氮肥施氮量为360kg•hm－2）单株果枝叶干物质质量、单株果枝叶面积最小，但其比叶质量较大，说明此处理棉花单株果枝叶数目较少，但叶片较厚，可能是因施用氮素过量且氮素利用率提高所致；处理CK（不施氮肥）单株果枝叶干物质质量、单株果枝叶面积表现较好，但其比叶质量最小，说明此处理果枝叶叶片较薄，光合能力差。注：CCF360、CCF240分别表示常规氮肥施氮量为360、240kg•hm－2；SRF360、SRF240分别表示控释氮肥施氮量为360、240kg•hm－2。图3控释氮肥对棉花果枝叶比叶质量的影响

2．2控释氮肥对棉花单株地上部生物量的影响棉花单株地上部生物量的变化符合“S”型曲线，可用Logistic方程拟合（式1）。W＝Wm1＋aebt（1）式中，W（g）：生物量，t（d）：棉株生长天数，Wm（g）：生物量的理论最大值，a、b：参数。对式（1）求二阶导数，可得生物量的快速累积期的起始时期（t1）和终止时期（t2），计算公式为（2）、（3）。t1＝1b1n2＋槡3a（2）t2＝1b1n2＋槡3a（3）将式（2）、（3）分别代入式（1）即得t1、t2时生物量Wt1和Wt2。由t1、t2可得生物量快速累积持续时间T（T＝t2－t1），进一步可得快速增长期内生物量的平均累积增长速率VT〔VT＝（W2－W1）／T〕（表2）。分析表2可知，棉花单株地上部生物量的t1以处理SRF240（控释氮肥施氮量为240kg•hm－2）最迟，处理CCF240（常规氮肥施氮量为240kg•hm－2）最早；t2则以SRF240和SRF360较迟，CK最早；棉花单株地上部生物量T值以SRF360和CCF240较长，其次是SRF240；VT值以CCF360和SRF240较大，其余处理较小且差异也较小。快速累积持续期是生物量累积量的决定时期，各处理棉花单株地上部此期间所累积的生物量分别为CCF360：267．09g，CCF240：259．35g，SRF360：249．41g，SRF240：288．09g，CK：226．67g。可见，施氮可以推迟棉花单株地上部生物量快速累积持续期的起始时间，且控释氮肥较普通氮肥效果更加明显，施氮可延长棉花单株地上部生物量的T，但过量普通氮肥则缩短T值，控释氮肥处理则未出现此种情况；施氮增加了棉花单株地上部生物量的VT值，控释氮肥与普通氮肥间表现并无一定规律。在适宜施氮量下，控释氮肥可大大提高棉花单株地上部生物量的快速累积持续期所积累的生物量。

2．3控释氮肥对子棉产量的影响由图4可知，子棉产量以处理SRF240最高，SRF360次之，CCF360和CCF240又次之，CK最小。各处理子棉产量由大到小分别为：3925．20、3816．60、3789．15、3771．00和3235．65kg•hm－2。可见，与普通氮肥相比，控释氮肥各处理子棉产量有所增加；控释氮肥施氮量为360kg•hm－2时，子棉产量增加0．72％，施氮量为240kg•hm－2时则增产4．09％。注：CCF360、CCF240分别表示常规氮肥施氮量为360、240kg•hm－2；SRF360、SRF240分别表示控释氮肥施氮量为360、240kg•hm－2；图中不同大、小写字母分别表示各处理间差异达0．01和0．05水平。图4控释氮肥对子棉产量的影响

3讨论与结论

棉花现蕾后，棉花果枝叶则成为棉花蕾、花、铃发育的主要源器官。比叶质量能够反映叶片的光合能力［4－6］，因此棉花果枝叶比叶质量可视为体现棉铃发育状况的重要指标之一。本研究表明，施氮可提高棉花果枝叶的比叶质量；同等施氮量相比，控释氮肥处理比叶质量则较大，但控释氮肥过量则降低棉花单株果枝叶的干物质质量和叶面积。棉花单株地上部生物量的变化符合“S”型曲线，可用Logistic方程拟合，曲线快速持续增长时期则被视为棉花单株地上部生物量形成的决定时期，因此，棉花单株地上部生物量快速累积持续期及其起始、终止时间以及生物量快速累积持续期平均速率可视为棉花单株地上部生物量形成的特征值。本研究表明，适量（240kg•hm－2）的控释氮肥可延迟棉花单株地上部生物量快速累积持续期的起始、终止时间，延长快速累积的持续期，增加快速累积持续期的平均速率，从而增加该期棉花单株地上部生物量的累积量（表2）。棉花单株地上部生物量的累积是棉花产量形成的基础［3］，适宜施氮量（240kg•hm－2）的控释氮肥可提高子棉产量，但产量增加未达显著水平。综上所述，适宜施氮量（240kg•hm－2）下，控释氮肥可提高棉花果枝叶比叶质量，延长棉花单株地上部生物量快速累积的持续期，推迟其起始、终止时间，增加其快速累积的平均速率，从而增加子棉产量。与普通氮肥相比，适宜的控释氮肥施氮量下，子棉产量提高4．09％。