江汉平原棉花-小麦种植制氮磷肥料的合理分配研究-农学论
文
江汉平原棉花-小麦种植制氮磷肥料的合理分配研究
刘冬碧1，陈琼星2，肖习明3，杨永成3，熊桂云1，夏 颖1，周建华3，
张胜陶3
（1．湖北省农业科学院植保土肥研究所，武汉 430064；2．湖北生物科技职业学院，武汉 430070；
3．荆门市农业局，湖北 荆门 434500）
摘要：采用定位试验连续3年研究了江汉平原棉花—小麦种植制氮、磷肥料的合理分配，结果表明，在周年氮、磷肥料施用总量不变的条件下（N 375 kg/hm2 和P2O5 150 kg/hm2 ），棉花—小麦种植制氮、磷肥料最佳分配方式为棉花季N 270 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2，N 小麦季105 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2。根据市场上棉花和小麦的销售价格，仅从增产增收的角度，在棉花预期产量为中、高水平的情况下，可以酌情将小麦季的部分氮肥（＜50％）前移到棉花季，适当增加棉花季的产量和收入，从而增加两季作物的总收入；但从环境保护的角度出发，氮、磷肥料的分配方式仍以推荐施肥更好，这样可以提高整个种
收稿日期：2014－11－20
基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAD15B01）；湖北省自然科学基金项目（ZRY1750）；湖北省农业科学院青年基金项目（2014NKYJJ33） 作者简介：刘冬碧（1971－），女，湖北恩施人，副研究员，硕士，主要从事农业面源污染防治和作物优化施肥技术研究，（电话）027－88430571
（电子信?a class=“__cf_email__”
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data-cfemail=“3fdb9c965b5d53564a7f564f5156”>[emailprotected]．ac．cn；通信作者，熊桂云，（电子信?a class=“__cf_email__” href=“/cdn-cgi/l/email-protection”
data-cfemail=“1bffb8b2637274757c7c625b6872757a”>[emailprotected]．com。
在农业生产发展中，需要研究土壤—作物系统内养分的循环和平衡，使有限的养分得到最大限度的利用［1］，并加强土壤—作物系统内养分的调控，使养分循环向有利于人类的方向发展［2］。有利于人类的方向即经济效益和环境效应的协调统一。“土壤对氮肥的环境承受力”［3］和“土壤—作物系统对氮肥的缓冲能力”［4］等概念的提出均是为了试图解决这一问题［5］。在现代农业生产中，施肥的环境效应正受到越来越多学者的关注［5－7］。江汉平原是湖北省最大的棉花主产区和优质棉生产基地， 也是全国棉花单产水平较高的棉区之一［8］，在棉花生产中，氮肥施用过量的问题比较突出［9］。江汉平原地区水网密集、降雨量丰富，肥料中的氮、磷等养分易随雨后产生的地表径流损失［7］。20世纪90年代在江汉平原棉花—小麦种植制上开展了较多钾肥合理分配的定位试验研究［10，11］，棉花—油菜轮作制中磷、钾肥料的合理分配也有涉及［12］，氮肥方面的相关研究则未见报道。本研究在棉花—小麦种植制周年氮、磷肥料施用总量不变的基础上，探讨不同氮磷肥料分配方式对作物产量、经济效益、土壤养分平衡和氮素残留的影响，为提出江汉平原乃至整个南方水网农区棉花—小麦种植制中兼顾增产增收与减少氮磷流失风险的肥料分配方式提供依据。
1 材料与方法 1．1 供试材料
试验安排在湖北省沙洋县李市镇光芒村棉田，供试土壤为长江冲积物母质发育的灰潮土，质地轻壤。前作为小麦，土壤pH 8．06，有机质14．2 g/kg，全氮0．998 g/kg，全钾22．9 g/kg，碱解氮68．0 mg/kg，有效磷2．48 mg/kg，速效钾85．0 mg/kg。
供试棉花品种为龙祥棉1号，小麦为郑麦9023。 1．2 试验设计
试验设计为定位试验，并从棉花季即2007年5月开始试验。每个棉花—小麦种植周期共施N 375 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2 和K2O 300 kg/hm2 ，其中棉花和小麦分别施N 225 kg/hm2和K2O 75 kg/hm2，棉花另施硼砂7．5 kg/hm2。在此基础上，设置5个氮、磷肥分配方案，处理1：推荐施肥，即棉花季N 270 kg/hm2、75 kg/hm2 P2O5，小麦季N 105 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2；处理2：小麦季一半氮肥前移到棉花季，即棉花季N 322．5 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2，小麦季N 52．5 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2（以下类推）；处理3：小麦季一半氮肥和一半磷肥前移到棉花季；处理4：小麦季全部氮肥前移到棉花季；处理5：小麦季全部磷肥前移到棉花季。
氮肥用尿素，棉花季40％基肥＋30％蕾肥＋30％花铃肥，小麦季80％基肥＋20％越冬肥；磷肥用普钙（P2O5 12％），棉花季和小麦季磷肥全部基施；钾肥用氯化钾（K2O 60％），棉花季60％基肥＋40％蕾肥，小麦季钾肥全部基施；棉花季硼肥也全部基施。
试验每小区30 m2，重复3次，随机区组排列。棉花采用营养钵育苗移栽的
方式，移栽密度为18 000株/hm2；小麦条播，播种量为112．5 kg/hm2。及时防治病虫草害。分区记录每季作物经济产量和秸秆产量。其他田间管理方式与当地农户相同。 1．3 测定内容和方法
1．3．1 土壤样品 在试验开始前采集0－20 cm和20－40 cm土样，风干后制样，用常规方法分析土壤基本理化性状［13］。棉花第一季和第三季（总第五季）收获结束后，采集各小区0－20 cm和20－40 cm土样，紫外分光光度法测定鲜土样NO3－－N（硝态氮）和NH4＋－N（铵态氮）含量［13］。 1．3．2 植株干物质重及氮素含量 棉花收获中期各小区单独收获50铃，晒干后称重，按皮棉和子棉分别制样，拔棉秆前采集代表性棉秆样，小麦收获前采集代表性样本按子粒和秸秆分别制样。所有样品分别测定全氮和全磷含量［13］，计算作物收获时从土壤携出的总氮、总磷量，估算土壤养分平衡状况。 1．3．3 数据处理 试验数据的一般统计在Microsoft Excel中进行，方差分析采用SPSS 11．5统计软件。 2 结果与分析
2．1 不同氮、磷分配方式对作物产量和经济效益的影响
第一至三个种植周期产量结果表明（表1），将试验中推荐施肥处理（处理1）的产量相对值设为100.0，将小麦季一半氮肥前移到棉花季（处理2）、一半氮肥和一半磷肥前移到棉花季（处理3）、或者全部氮肥前移到棉花季（处理4），棉花产量均为基本平产，产量相对值为93.0～104.0，小麦产量除了处理3和处理4在第一轮作周期显著下降以外，其他均不显著；将小麦季全部磷肥前移到棉花季（处理5），棉花产量略有增加，但各年均不显著，而小麦产量则显著下降，
相对产量值下降到87.0以下。
从3个种植周期的年均产量来看（表2），处理3或处理4的棉花和小麦均略有减产，但减产不显著；处理2的棉花略有增产，小麦基本平产；处理5的棉花增产5％，但不显著，小麦则显著减产，产量相对值仅为86．1。可见，小麦对磷的供应比较敏感，这与供试土壤有效磷含量较低，冬季作物生长发育需要较高的磷浓度有关。
从两季作物的综合经济效益来看（表2），以处理1为对照，处理2棉花季净增收入增加，小麦季净增收入减少，总体表现为略有增收；处理3和处理4的两季作物净增收入均表现为减少；处理5棉花季净增收入增加较高，但小麦季净增收入减少得更多，总体表现为净增收入下降。
江汉平原棉花-小麦种植制氮磷肥料的合理分配研究
