滴灌施肥协同南疆棉花氮素供求同步机制及效应研究

针对南疆棉花生产中施肥常与作物养分需求规律在时间上不同步的矛盾，通过盆栽试验和田间试验的方法，以滴灌施肥技术为手段，研究滴灌施肥棉花生育期分期多次施氮协同棉花氮素供应与需求时间同步的施肥机制及效应, 以期提高氮素利用率，减少氮肥施用量，建立高产、高效、环境和谐的南疆滴灌棉花氮肥合理施用机制。在研究养分时，不仅考虑肥料的投入，也考虑到土壤养分的供应和土壤养分的矿化、释放及动态变化，提出氮素养分的阶段供应指标，使研究能得出规律性的结果。通过研究初步探明滴灌施肥条件下南疆高产棉花氮素需求规律、南疆滴灌棉田土壤氮素矿化特征及协调供求同步的氮肥分期运筹机制，完善滴灌施肥技术在南疆棉花减肥增效中的应用，为南疆棉花产业的可持续发展提供保障。

针对农业生产中土壤氮素养分供应和作物需求不同步的矛盾，以棉花为研究对象，以滴灌施肥技术为手段，通过盆栽试验和田间试验，研究了滴灌分期施氮协同南疆棉花氮素供求同步的效应，为棉花氮肥减施增效，提高肥料利用效率提供依据。主要结论下：（1） 随施氮量增加，皮棉产量呈低→高→低变化，过量施用增产效果降低。低施氮量时，多次分期滴灌施氮皮棉产量显著高于一次基施，较高施氮量无此效果。施氮量为150、300、450 kg N/hm2时，八次分期滴灌施氮（A2）产量分别比不施氮对照高21.8%、23.4%和17.0%，一次基施（A1）分别高11.7%、24.5%和15.4%。施氮150 kg N/hm2时，A2处理产量与施氮300 kg N/hm2相当，表明通过多次滴灌分期施氮可实现棉花氮肥减施增效目标。（2）随施氮量增加，氮肥偏生产力和农学效率均降低。低施氮量时，多次分期施氮偏生产力和农学效率均高于一次基施，在较高施氮量时差异不大。施氮量150 kg N/hm2时，A2处理氮肥偏生产力和农学效率分别为10.17和1.82 kg/kg N，A1分别为9.33和0.98 kg/kg N，A2较A1多增产0.84 kg/kg N。施氮量300 kg N/hm2时，A2氮肥偏生产力和农学效率分别为5.15和0.98 kg/kg N，A1分别为5.20和1.02 kg/kg N。施氮量450 kg N/hm2时，A2氮肥的偏生产力和农学效率分别为3.26和0.47 kg/kg N，A1分别为3.21和0.43 kg/kg N。施氮量较低时，多次分期滴灌施氮显著提高氮肥利用效率。（3）随施氮量增加，棉花成熟期土壤硝态氮含量增加。多次滴灌分期施氮棉花成熟期土壤硝态氮含量高于一次基施。不施氮棉花成熟期0~100 cm土层硝态氮平均含量4.83 mg/kg，施氮量150 kg N/hm2时，A2硝态氮含量20.83 mg/kg，A1为6.11 mg/kg。施氮量300 kg N/hm2时，A2硝态氮含量30.67 mg/kg，A1为19.80 mg/kg。施氮量450 kg N/hm2时，A2硝态氮含量268.94 mg/kg，A1为20.82 mg/kg。通过滴灌施肥，根据棉花氮素需求规律，分期多次施氮，可实现棉花氮素供求同步，促进南疆棉花生产氮肥减施增效。