棉花控釋氮肥的影響綜述范文

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氮素是作物生產中最活躍的因子之一，參與新陳代謝的所有過程，是作物優(yōu)質高產的重要限制因素。然而，目前作物生產中所施用的常規(guī)氮肥釋放氮素快，存在氮素釋放規(guī)律不能與作物吸收氮素規(guī)律同步的缺陷。在我國棉花生產中，因施肥而產生的工作量大、成本增加、氮素利用率低以及環(huán)境污染等尤其嚴重。如何在增加棉花產量的基礎上減少勞動量、降低生產成本以及提高作物的肥料利用率，已是當前我國棉花生產中亟待解決的問題。20世紀90年代以來，控釋肥料成為國內外研究的熱點［1－2］。控釋氮肥即是以常規(guī)氮肥為基礎，通過各種技術措施預先設定肥料在作物生長季節(jié)的釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收盡可能同步，從而達到提高氮素利用率、減少環(huán)境污染的目的。有研究表明［3］，棉花植株干物質積累與產量密切相關，協(xié)調棉花干物質生產是棉花高產優(yōu)質的基礎。葉片比葉質量則能精確描述葉片光合特性，反映其光合能力，與作物產量和品質密切相關［4－6］。棉花果枝葉是棉鈴發(fā)育的主要源器官，其光合能力顯著影響棉鈴的生物量形成，進而影響到棉花產量和品質［7］。研究表明［8－9］，控釋氮肥可改善棉花功能葉（主莖倒4葉）葉肉細胞的光合能力，增加單株結鈴數和鈴重，顯著增加子棉產量。然而，關于控釋氮肥對棉花單株生物量及果枝葉比葉質量影響的研究尚未見報道。因此，本文基于不同施氮量以及常規(guī)氮肥和控釋氮肥的對比試驗，研究控釋氮肥對棉花單株地上部生物量及果枝葉比葉質量的影響，以期為降低棉花生產成本及提高棉花氮素利用率，進而提高棉花產量和品質提供理論依據。

1材料和方法

1．1試驗設計試驗于2009年在安徽安慶安徽省農業(yè)科學院棉花研究所進行。試驗小區(qū)土壤為沙壤土，0～20cm土壤有機質含量10．35g•kg－1，速效氮含量15．01mg•kg－1，速效磷含量31．71mg•kg－1，速效鉀含量106．00mg•kg－1。供試品種為湘雜棉8號，施氮量及施肥方案見表1，其中，氯化鉀和過磷酸鈣的用量轉換成純K2O和純P2O5分別為每公頃394．30kg和206．13kg。每處理設3個重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積40m2。棉花于4月13日營養(yǎng)缽育苗，5月8日移栽，行距1．10m，株距0．33m。田間其他管理均按當地高產栽培要求進行。待棉花現(xiàn)蕾后，分別于蕾期（6月24日）、盛花期（7月12日、7月30日）和花鈴期（8月17日）取各處理棉株3株，按根、莖、果枝、主莖葉、果枝葉、蕾、花、鈴等器官分開，并用DC12V紫光掃描儀將主莖葉和果枝葉掃描，用以測定植株葉面積。掃描完成后，將上述樣品于105℃下殺青30min，70℃下烘干至恒重稱重。

1．2測定項目與方法用DC12V紫光掃描儀掃描葉片，并用葉面積計算軟件計算葉面積，干物質質量均用FA2204B型1／10000電子天平稱量，其中果枝葉比葉質量為其干物質質量與其面積比值。子棉產量為各小區(qū)實際產量折算為公頃產量。

1．3統(tǒng)計分析方法采用Excel2003軟件完成全部數據處理和作圖，DPS統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，以LSD法進行差異顯著性多重比較。

2結果與分析

2．1控釋氮肥對棉花果枝葉比葉質量的影響

2．1．1控釋氮肥對棉花單株果枝葉干物質質量的影響。由圖1可知，棉花單株果枝葉干物質質量隨生育期呈先緩慢、然后快速增長的趨勢。各處理間比較，7月12日及以前，處理CCF240（常規(guī)氮肥施氮量為240kg•hm－2）最高，其余處理間差異較小；7月30日及以后，則表現(xiàn)為處理SRF240（控釋氮肥施氮量為240kg•hm－2）最高，SRF360（控釋氮肥施氮量為360kg•hm－2）最低，其他處理差異較小。

2．1．2控釋氮肥對棉花單株果枝葉面積的影響。圖2表明，棉花單株果枝葉面積隨生育期進程呈先緩慢增加、然后快速增加、再緩慢下降的趨勢。處理間比較，7月12日以前，處理CCF240（常規(guī)氮肥施氮量為240kg•hm－2）最高；7月12日以后則表現(xiàn)為處理SRF240（控釋氮肥施氮量為240kg•hm－2）、CK（不施氮肥）較高，SRF360（控釋氮肥施氮量為360kg•hm－2）最低。

2．1．3控釋氮肥對棉花果枝葉比葉質量的影響。由圖3可知，果枝葉比葉質量隨生育進程呈先緩慢下降，然后快速下降，再快速上升的趨勢。比葉質量以處理CK（不施氮肥）最小，其余處理以控釋氮肥處理表現(xiàn)較高，但差異較小。綜上所述，處理SRF240（控釋氮肥施氮量為240kg•hm－2）的單株果枝葉干物質質量、單株果枝葉面積以及果枝葉比葉質量均較大，反映出棉株較強的光合能力；處理SRF360（控釋氮肥施氮量為360kg•hm－2）單株果枝葉干物質質量、單株果枝葉面積最小，但其比葉質量較大，說明此處理棉花單株果枝葉數目較少，但葉片較厚，可能是因施用氮素過量且氮素利用率提高所致；處理CK（不施氮肥）單株果枝葉干物質質量、單株果枝葉面積表現(xiàn)較好，但其比葉質量最小，說明此處理果枝葉葉片較薄，光合能力差。注：CCF360、CCF240分別表示常規(guī)氮肥施氮量為360、240kg•hm－2；SRF360、SRF240分別表示控釋氮肥施氮量為360、240kg•hm－2。圖3控釋氮肥對棉花果枝葉比葉質量的影響

2．2控釋氮肥對棉花單株地上部生物量的影響棉花單株地上部生物量的變化符合“S”型曲線，可用Logistic方程擬合（式1）。W＝Wm1＋aebt（1）式中，W（g）：生物量，t（d）：棉株生長天數，Wm（g）：生物量的理論最大值，a、b：參數。對式（1）求二階導數，可得生物量的快速累積期的起始時期（t1）和終止時期（t2），計算公式為（2）、（3）。t1＝1b1n2＋槡3a（2）t2＝1b1n2＋槡3a（3）將式（2）、（3）分別代入式（1）即得t1、t2時生物量Wt1和Wt2。由t1、t2可得生物量快速累積持續(xù)時間T（T＝t2－t1），進一步可得快速增長期內生物量的平均累積增長速率VT〔VT＝（W2－W1）／T〕（表2）。分析表2可知，棉花單株地上部生物量的t1以處理SRF240（控釋氮肥施氮量為240kg•hm－2）最遲，處理CCF240（常規(guī)氮肥施氮量為240kg•hm－2）最早；t2則以SRF240和SRF360較遲，CK最早；棉花單株地上部生物量T值以SRF360和CCF240較長，其次是SRF240；VT值以CCF360和SRF240較大，其余處理較小且差異也較小。快速累積持續(xù)期是生物量累積量的決定時期，各處理棉花單株地上部此期間所累積的生物量分別為CCF360：267．09g，CCF240：259．35g，SRF360：249．41g，SRF240：288．09g，CK：226．67g。可見，施氮可以推遲棉花單株地上部生物量快速累積持續(xù)期的起始時間，且控釋氮肥較普通氮肥效果更加明顯，施氮可延長棉花單株地上部生物量的T，但過量普通氮肥則縮短T值，控釋氮肥處理則未出現(xiàn)此種情況；施氮增加了棉花單株地上部生物量的VT值，控釋氮肥與普通氮肥間表現(xiàn)并無一定規(guī)律。在適宜施氮量下，控釋氮肥可大大提高棉花單株地上部生物量的快速累積持續(xù)期所積累的生物量。

2．3控釋氮肥對子棉產量的影響由圖4可知，子棉產量以處理SRF240最高，SRF360次之，CCF360和CCF240又次之，CK最小。各處理子棉產量由大到小分別為：3925．20、3816．60、3789．15、3771．00和3235．65kg•hm－2。可見，與普通氮肥相比，控釋氮肥各處理子棉產量有所增加；控釋氮肥施氮量為360kg•hm－2時，子棉產量增加0．72％，施氮量為240kg•hm－2時則增產4．09％。注：CCF360、CCF240分別表示常規(guī)氮肥施氮量為360、240kg•hm－2；SRF360、SRF240分別表示控釋氮肥施氮量為360、240kg•hm－2；圖中不同大、小寫字母分別表示各處理間差異達0．01和0．05水平。圖4控釋氮肥對子棉產量的影響

3討論與結論

棉花現(xiàn)蕾后，棉花果枝葉則成為棉花蕾、花、鈴發(fā)育的主要源器官。比葉質量能夠反映葉片的光合能力［4－6］，因此棉花果枝葉比葉質量可視為體現(xiàn)棉鈴發(fā)育狀況的重要指標之一。本研究表明，施氮可提高棉花果枝葉的比葉質量；同等施氮量相比，控釋氮肥處理比葉質量則較大，但控釋氮肥過量則降低棉花單株果枝葉的干物質質量和葉面積。棉花單株地上部生物量的變化符合“S”型曲線，可用Logistic方程擬合，曲線快速持續(xù)增長時期則被視為棉花單株地上部生物量形成的決定時期，因此，棉花單株地上部生物量快速累積持續(xù)期及其起始、終止時間以及生物量快速累積持續(xù)期平均速率可視為棉花單株地上部生物量形成的特征值。本研究表明，適量（240kg•hm－2）的控釋氮肥可延遲棉花單株地上部生物量快速累積持續(xù)期的起始、終止時間，延長快速累積的持續(xù)期，增加快速累積持續(xù)期的平均速率，從而增加該期棉花單株地上部生物量的累積量（表2）。棉花單株地上部生物量的累積是棉花產量形成的基礎［3］，適宜施氮量（240kg•hm－2）的控釋氮肥可提高子棉產量，但產量增加未達顯著水平。綜上所述，適宜施氮量（240kg•hm－2）下，控釋氮肥可提高棉花果枝葉比葉質量，延長棉花單株地上部生物量快速累積的持續(xù)期，推遲其起始、終止時間，增加其快速累積的平均速率，從而增加子棉產量。與普通氮肥相比，適宜的控釋氮肥施氮量下，子棉產量提高4．09％。