博乐垦区棉田平衡施肥技术试验研究

1、博乐垦区棉田平衡施肥技术试验研究（农五师农业技术推广站 ）1 摘要：通过对博乐垦区11个团场进行了棉田土壤肥力现状的调查及垦区3个团的棉田施肥方式、和施肥量的试验研究。通过试验研究，总结出了博乐垦区81团、89团、90团不同土壤质地的最高施肥量和最经济施肥量。 关键词：棉花 平衡施肥 施肥量2 新疆是我国重要的国家商品棉生产基地。随着棉花生产中优良品种、喷滴灌技术、宽膜植棉和高密度栽培、化学调控等一系列新技术迅速推广应用，棉花生产发展迅猛，已成为农场的支柱产业。但当前在棉花施肥上很大程度仍依靠经验施肥，科学施肥的意识淡薄，肥料利用率低，农业生产成本较高，总体经济效益不高。国内外研究证明，农业生

2、产水平较低时，依靠增加物化投入尤其是化肥的投入可以较大幅度提高产量，增加生产效益。但是当生产达到一定水平后，继续增加化肥投入，产量的增加则十分有限甚至不增产，肥料效益明显下降。要想进一步提高产量，除了改良品种、栽培措施优化集成配套外，还必须在养分的精准管理上下功夫，通过提高肥料的使用效果，达到节约肥料成本，提高作物产量和经济效益的目的，有效的促进农业生产的发展。3 平衡施肥技术是当前兵团农业生产中大力推广使用的一项施肥技术，也是建立基于地理信息系统的土壤肥力管理及施肥推荐专家系统的基础和重要组成。本研究在各级领导和技术人员大力支持和协助下，经过3年时间对博乐垦区11个团场进行了棉田土壤肥力现状

3、的调查及垦区3个团的棉田施肥方式、和施肥量的试验研究。通过试验研究，总结出了博乐垦区81团、89团、90团不同土壤质地的最高施肥量和最经济施肥量。为精准施肥提供理论依据。 41棉田土壤肥力现状的调查与评价 从20012003年对博乐垦区11个团场的4092个地块（其中棉田3475块）的土壤样品进行了分析测定，结果表明（见表1，表2），博乐垦区11个团场土壤大量元素养分含量与1982年土壤普查相比有了明显的变化。 由于多年来秸秆还田、施棉籽饼等，土壤有机质较1982年土壤普查结果有所提高，全博乐垦区团场土壤有机质农田和棉田平均含量约为18g/kg，其中土壤有机质低10g/kg于的农田占22.1%

4、，棉田占27.7%。表明仍有部分农田土壤有机质含量较低，尤其棉田土壤有机质还有待提高， 还需进一步加大有机肥的施用力度，提高土壤有机质含量，改善土壤肥力状况。5 全博乐垦区土壤碱解氮平均含量为74.4mg/kg，棉田土壤碱解氮含量平均为72.14mg/kg，属中等偏低水平，其中棉田土壤碱解氮含量低于60mg/kg的占55.86%，总体上博乐垦区棉田土壤氮素含量仍然较低。 土壤速效磷含量全博乐垦区土壤平均含量为17.1mg/kg，棉田土壤含量平均为18.41mg/kg，土壤速效磷含量有明显提高，尤其是棉田土壤，速效磷含量高于10 mg/kg的占56.16%。 土壤速效钾含量全土壤平均含量为305

5、.9mg/kg，棉田土壤含量平均为314.57mg/kg，总体水平较高。但土壤速效钾含量低于150mg/kg的土壤占16.7%，且不同团场分布不均。其中棉田土壤速效钾低于150mg/kg的地块主要集中于82和86团。6表1 博乐垦区团场农田土壤养分含量与分类比例 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（%）单位 样本数(个)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团 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团 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团 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团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团 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团 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团 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团 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团 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团 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团 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有机质（g/kg） 碱解氮（mg/kg） 速效磷（P mg/kg） 速效钾（K mg/kg）全垦区 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 博乐垦区团场棉田土壤养分含量与分类比例 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（%）单位 样本数(个)10 8-1 0.8 均值 60 40-60 40 均值 25 10-25 10 均值 150 100-150 2m。土壤有机质含量9.8g/kg，碱解氮为41.23mg/kg，速效磷含量为37.00mg/kg，速效钾含量为341.25mg/kg。试验设4个处理：（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。每个处理重复三次，在田间随机排列。各处理氮肥（N）总用量为24kg，磷肥（P2O5）用量为8.55kg，钾肥（K2O）用量为3kg。其它管理措施同大田。小区长10m，宽3.6m，面积36m2。2.1.2 氮肥用量试验 氮肥试验采用单因子五水平试验设计，共设5个处理，氮肥用量分别为亩施纯N： 0、7、14、21、28kg；磷肥用量为亩施纯P2O5 7 kg。试验施肥小区宽一个播幅，长10米，面积=播幅10m2。保护区宽一个播幅，长10米，隔离带宽2米。试验中氮肥以尿素施入，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。小区在田间随机排列，重复三次。其它管理措施同大田。92.2 结果分析2.2.1 氮肥施用方法研究 氮肥不同施用方法处理的产量见表3：对不同处理产量进行方差分析，结果表明氮肥50%基施+50%追施较氮肥30%基施+70%追施产量显著增加，而氮肥100%基施、70%基施+30%追施处理间差异不显著。说明该试验条件下氮肥的施用应采取50%以上作基肥，其它部分在生育期追施的方法。10表3 氮肥施用方法不同处理产量 kg/亩 重复 平均产量 差异显著性处 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 氮肥试验2.2.2.1 壤土 壤土氮肥试验在81团3连6#2号地进行，土壤质地为壤土，土层深度2m。土壤有机质含量57g/kg，碱解氮为34.0mg/kg，速效磷含量为13.2mg/kg，速效钾含量为486.0mg/kg。不同氮肥处理的棉花产量见表2，产量差异显著性比较结果表明，该地块施氮肥可显著提高产量。亩施纯N 7kg和14kg之间差异不显著，N 14kg、21kg和28kg之间差异不显著，而N 21kg和28kg较7kg显著增产。 经统计检验，回归方程的F值，氮肥用量同棉花产量之间

13、的相关系数R值均达到了显著水平。应用一元肥料效应方程拟合氮肥用量与棉花籽棉产量之间的数量关系得到氮肥效应函数：Y = -0.3457 X2 + 13.915 X + 215.68 R = 0.9584* 式中：Y代表棉花籽棉产量（kg/亩） X代表氮肥用量（N kg/亩） 通过边际效应分析得到该地块棉花的最大施肥（N）量为20.12kg/亩，折尿素43.47kg/亩。若棉花籽棉价格以3.6元/kg，氮肥价格以3.0元/kg N计，则该地块棉花的经济最佳施肥（N）量为18.39kg/亩，折尿素39.72kg/亩。12表4 不同处理棉花籽棉产量（壤土） kg/亩施氮（N）量 重 复 平均产量 差异

14、显著性比较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/亩） 1 2 3 （p0.05）132.2.2.2 砂壤土 试验在89团1连4-4-2号地进行，土壤质地为砂壤土，土壤有机质含量8.01g/kg，全氮2.94g/kg，碱解氮为29.62mg/kg，速效磷含量为24.58mg/kg，速效钾含量为287.78mg/k

15、g。不同氮肥处理的棉花产量见表3，产量差异显著性比较结果表明，该地块施氮肥可显著提高产量。除亩施纯N 21kg和28kg之间差异不显著外，其它各氮肥处理之间产量差异均达到显著水平。 经统计检验，回归方程的F值，氮肥用量同棉花产量之间的相关系数R值均达到了显著水平。应用一元肥料效应方程拟合氮肥用量与棉花籽棉产量之间的数量关系得到氮肥效应函数： Y=-0.12N2 + 5.53N +243.43 R = 0.9891* 式中：Y代表棉花籽棉产量（kg/亩） N代表氮肥用量（N kg/亩） 通过边际效应分析得到该地块棉花的最大施肥（N）量为23.02kg/亩，折尿素50.04kg/亩。若棉花籽棉价格

16、以3.6元/kg，氮肥价格以3.0元/kg N计，则该地块棉花的经济最佳施肥（N）量为19.55kg/亩，折尿素42.5kg/亩。14表5 不同处理棉花籽棉产量（89团1连） kg/亩（kg/亩） 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 复 平均产量 差异显著性比较15

17、 2.2.2.3 重壤土 试验在89团11连8-2-4号地进行，土壤质地为重壤土，土壤有机质含量12.00g/kg，全氮4.80g/kg，碱解氮为81.51mg/kg，速效磷含量为36.17mg/kg，速效钾含量为392.44mg/kg。该试验地棉花在生长过程中受到棉铃虫危害，故试验区棉花产量普遍偏低，不同氮肥处理的棉花产量见表4。产量差异显著性比较结果表明，该地块土壤肥力水平较高，施氮肥N 7kg/亩增产不明显。亩施纯N 14kg、21kg和28kg可显著提高棉花产量，但三者之间差异不显著。 经统计检验，回归方程的F值，氮肥用量同棉花产量之间的相关系数R值均达到了显著水平。应用一元肥料效应方

18、程拟合氮肥用量与棉花籽棉产量之间的数量关系得到氮肥效应函数： Y = -0.1112X2 + 4.7066X + 204.37 R = 0.9795* 式中：Y代表棉花籽棉产量（kg/亩） X代表氮肥用量（N kg/亩） 通过边际效应分析得到该地块棉花的最大施肥（N）量为21.16kg/亩，折尿素45.71kg/亩。若棉花籽棉价格以3.6元/kg，氮肥价格以3.0元/kg N计，则该地块棉花的经济最佳施肥（N）量为15.77kg/亩，折尿素45.71kg/亩。16表6 不同处理棉花籽棉产量（89团11连） kg/亩（kg/亩） 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 复 平均产量 差异显著性比较17 3钾肥效应试验 3.1 实验设置 钾肥效应试验试验在81团3连进行，土壤条件及试验小区设计同上。试验设4个处理：（1）不施钾肥，（2）亩施钾肥（K2O）2.5kg，（3）亩施钾肥（K2O）5.0kg，（4）亩施钾肥（K2O）7.5kg。 3.2 钾肥效应分析从表

20、7可以看出，亩施钾肥（K2O）2.5 kg和5.0 kg较不施钾肥处理产量显著增加，但亩施钾肥（K2O）7.5 kg处理产量与对照差异不大。试验表明该地施用钾肥可以增产，但用量不宜过大。对钾肥施用量和产量进行相关性分析，得到钾肥用量与棉花产量的回归方程：Y= 302.97+10.126X-1.084X2 R=0.9872*式中Y代表棉花产量，X代表钾肥用量（K2O）利用该回归方程可求得该地的最高产量施钾量（K2O）为4.67kg/亩，最佳经济施钾量为4.12 kg/亩。18表7 不同钾肥用量处理的产量 kg/亩（kg/亩） 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施钾（N）量 重 复 平均产量 差异显著性比较194.肥料效应函数试验4.1 实验设置4.1.1 氮、磷肥料效应函数试验 氮、磷肥料效应函数田间小区实验定点在农五师81团和89团进行，每一试验点棉花平衡施肥的田间小区试验，采用氮、磷二因子五水平13处理回归均匀布点试验设计，氮、磷组合用量见表8，各小区在田间随机排列，重复三次。 表8 棉花平衡施肥田间小区试验设计方案处 理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13施肥量N (kg/

22、亩) 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 磷钾肥试验 磷钾肥试验采用二因子3水平试验设计，共设10个处理，磷肥用量分别为亩施纯P2O5： 0、7、14；钾肥用量为亩施纯K2O：0、3.5、7；氮肥用量为亩施纯N 21kg。表9 棉花平衡施肥田间小区试验设计方案处 理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 施肥量N (kg/亩) P2O5 0 3.5 7 0 3.5 7 0 3.5 7 0 0 0 7 7 7 14 14 14214. 2 结果分析4.2.2.1 氮磷肥料效应函数分析对多点田

23、间肥料效应函数试验结果进行计算，得到不同土壤类型条件下的氮（N）、磷（P2O5）肥料用量与棉花产量的肥料效应函数方程：砾石土（89团5连）：Y=175.67+11.72N+2.99P-0.38N2-0.26P2+0.12NP砂壤土（89团1连）：Y=203.62+12.31N+2.71P-0.37N2-0.28P2+0.02NP轻壤土（81团3连）：Y=218.37+12.89N+3.92P-0.39N2-0.28P2+0.07NP中壤土（81团6连）：Y=251.87+4.73N+5.82P-0.033N2-0.028P2-0.23NP重壤土（89团11连）：Y=218.52+4.10N-7

24、.34P-0.09N2+1.04P2-0.11NP22 根据肥料效应函数方程求得不同土壤类型棉田的最佳肥料用量及最佳肥料用量条件下的棉花最大利润产量： 砾石土：最佳氮肥用量（N）为17.0kg/亩，最佳磷肥用量（P2O5）为9.70kg/亩。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利润籽棉产量为289.42kg/亩。 砂壤土：最佳氮肥用量（N）为16.78kg/亩，最佳磷肥用量（P2O5）为5.46kg/亩。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利润籽棉产量为314.28kg/亩。 轻壤土：最佳氮肥用量（N）为17.35kg/亩，最佳磷肥用量（P2O5）为9.17kg/亩。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利润籽棉

25、产量为348.13kg/亩。 中壤土：最佳氮肥用量（N）为21.85kg/亩，最佳磷肥用量（P2O5）为14.19kg/亩。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利润籽棉产量为345.11kg/亩。由于中壤土（81团6连）试验田是原菜地，土壤有机质和氮素含量很高（有机质含量3.03.5%，全氮0.150.20%，碱解氮120180mg/kg），但速效磷含量偏低（土壤速效磷（P2O5）1520mg/kg），土壤的氮磷比例严重不平衡，顾计算结果中磷肥的用量较大。 重壤土：最佳氮肥用量（N）为19.88kg/亩，最佳磷肥用量（P2O5）为4.58kg/亩。在最佳氮磷肥料用量下的棉花最大利润籽棉产量为252.66kg/亩。 4.2.2.2 磷钾肥料效应函数分