湖北省是中國的產棉大省，面積和產量僅次于新疆、山東、河南、河北，排在全國第五位，居長江流域棉區之首[1]。江漢平原棉花（GossypiumhirsutumL.）常年種植面積約2.8萬hm2，占湖北省棉花種植總面積的70%左右[2]，是湖北省最大的優質棉生產基地，也是全國棉花單產水平較高的棉區之一[3]。

　　摘要：采用田間小區試驗研究了氮肥施用時期對江漢平原棉花（GossypiumhirsutumL.）產量、經濟效益與氮肥利用率的影響。結果表明，在240kg/hm2的施氮水平下，綜合考慮棉花產量、經濟效益、氮肥當季表觀利用率以及土壤中硝態氮累積等各種因素，得到氮肥最佳施用時期為40%基肥+15%苗肥+15%花蕾肥+30%花鈴肥，此時子棉產量為5038kg/hm2，比對照不施氮增產79.5%、增收15622元/hm2，氮肥當季表觀利用率為52.9%；在施氮量不變的條件下，將施氮次數減少為2次，對棉花的產量和收益影響不顯著，但棉株吸氮量和氮肥當季表觀利用率隨施氮次數的減少而明顯降低。

　　關鍵詞：棉花（GossypiumhirsutumL.）,產量,經濟效益,氮肥施用時期,氮肥表觀利用率

　　研究和生產實踐均已證實，氮肥是影響棉花產量的第一養分限制因子，但棉花營養特性及施肥技術方面的研究多集中在鉀素和鉀肥上[4-6]，氮肥施用技術方面的研究并不多，長江中下游棉區棉花氮肥合理用量及合理施用時期方面的研究鮮見報道[7]。棉花生育期較長，在不同的生育階段其養分需求特性存在較大差異，因此確定與之相適應的氮肥施用時期在提高棉花產量及氮肥利用效率、減少氮素損失等方面均有積極意義。本研究探討了氮肥不同施用時期對棉花生長發育、產量、經濟效益以及氮素吸收利用的影響，為提出適合江漢平原棉花高產、氮肥利用高效與輕簡化兼顧的氮肥運籌模式提供理論和實踐依據。

　　1材料與方法

　　1.1供試材料

　　試驗于2012年在湖北省潛江市浩口鎮柳州村4組進行，供試土壤為長江沖積物母質發育的潮土，前作為油菜。土壤pH7.69，有機質16.9g/kg，全氮1.12g/kg，堿解氮102.0mg/kg，速效磷16.0mg/kg，速效鉀80.7mg/kg。供試棉花品種為中棉所63。

　　1.2試驗設計

　　試驗設置5個處理，①N0：對照，不施氮肥；②N1：氮肥施用方式為40%基肥+15%苗肥+15%花蕾肥+30%花鈴肥，分4次施用，簡寫為4-1.5-1.5-3；③N2：氮肥施用方式為40%基肥+30%花蕾肥+30%花鈴肥，分3次施用，簡寫為4-0-3-3；④N3：氮肥施用方式為60%基肥+20%花蕾肥+20%花鈴肥，分3次施用，簡寫為6-0-2-2；⑤N4：氮肥施用方式為60%基肥+40%花鈴肥，分2次施用，簡寫為6-0-0-4。除對照不施氮肥外，其他處理氮（純N）用量相同，均為240kg/hm2。各處理磷、鉀、硼、鋅肥用量相同，分別為P2O590kg/hm2、K2O240kg/hm2、硼砂3kg/hm2、七水硫酸鋅3kg/hm2。所用肥料種類氮肥為尿素（含氮46.3%）、磷肥為過磷酸鈣（含P2O512%）、鉀肥為氯化鉀（含K2O60%）、硼肥為硼砂（含B11%）、鋅肥為七水硫酸鋅（含Zn20%）。鉀肥60%基肥+40%花鈴肥，磷肥和硼肥全部基施，鋅肥全部作花蕾肥。施肥方法：基肥混勻條施，追肥穴施，基肥和追肥在棉花種植行的兩側交替進行。小區面積35m2，3次重復，隨機區組排列。

　　棉花采用營養缽育苗移栽的方式，4月15日播種，5月19日移栽。行距120cm，株距45cm。移栽前1d施基肥，6月19日施苗肥，7月5日施花蕾肥，7月26日施花鈴肥，9月5日開始收獲棉花，11月14日收獲結束，各小區單收計實產。

　　1.3測定內容和方法

　　1.3.1棉株農藝性狀調查每小區確定6株長勢均勻的棉株，分別在7月20日、8月20日和9月20日左右開展棉花“三桃”調查，計算相關農藝性狀指標。

　　1.3.2土壤樣品在棉花移栽前采集0～20cm土樣，風干后制樣，用常規方法分析土壤基本理化性狀[8]。試驗結束后，采集各小區0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm土樣，采用紫外分光光度法測定鮮土樣NO3--N含量[8]。

　　1.3.3植株干物質重及氮素含量成熟期每小區隨機取3株中等大小的棉花植株樣，按皮棉、棉子、棉稈分別稱重制樣，測定各部分全氮含量[8]，計算棉株收獲時從土壤帶走的氮量。并計算氮肥表觀利用率，其計算公式為：氮肥表觀利用率=（施氮區作物吸氮量-無氮區作物吸氮量）/施氮量×100%[9]。

　　1.3.4數據處理與參數計算試驗數據統計和作圖在MicrosoftofficeExcel中進行，方差分析采用SPSS11.5統計軟件。

　　2結果與分析

　　2.1氮肥施用時期對棉花主要農藝性狀的影響

　　調查結果（表1）表明，各施氮處理的棉花株高、果枝層數和單株成桃總數都顯著高于不施氮處理（N0），脫落率卻顯著低于不施氮處理，說明氮肥對棉花的生長發育、產量形成都至關重要。

　　不同氮肥施用時期對株高有顯著影響，以“4-0-3-3”分3次施氮處理（N2）的棉株最高、分2次施氮處理（N4）的棉株最低，株高高度與花蕾肥施用比例呈正相關，表明在棉花株高形成的營養生長關鍵時期，氮素營養起重要作用。不同氮肥施用時期對棉株果枝層數和棉桃脫落率均無顯著影響。從“三桃”分布來看，不同氮肥分配處理間成桃數存在一定差異。7月20日前后是棉株生長中心從營養生長轉向生殖生長的過渡時期，伏前桃數量較少、棉株之間變異較大。分2次施氮處理（N4）的伏桃數量略低，秋桃數量則較多，“6-0-2-2”分3次施氮處理（N3）的伏桃數量相對較多，其秋桃數量則較少。整體上看，不同氮肥施用時期對棉花單株成桃總數無顯著影響。2.2氮肥施用時期對棉花產量及經濟效益的影響

　　由表2可知，施用氮肥可以顯著提高子棉的產量和經濟效益，不同施氮處理比對照增產68.8%～79.5%，相對凈收益增加13414～15622元/hm2。

　　不同施氮處理下，以分4次施氮處理（N1）的產量最高，為5038kg/hm2，以“4-0-3-3”分3次施氮處理（N2）的產量最低，為4737kg/hm2，前者比后者高出6.35%，差異達顯著水平，其他各施氮處理間差異不顯著，且分3次施氮處理和分2次施氮處理產量的差異較小，說明在施氮總量一定的情況下，適當減少施氮次數不會明顯減產，但以氮肥分4次施用最能充分發揮棉花的產量潛力。

　　從經濟效益來看，相對凈收益順序為分4次施氮>分2次施氮>“6-0-2-2”分3次施氮>“4-0-3-3”分3次施氮，其中分4次施氮處理（N1）比“4-0-3-3”分3次施氮處理（N2）高2208元/hm2；不同施氮處理氮肥產投比為6.62～7.96，其順序為分2次施氮>“6-0-2-2”分3次施氮>分4次施氮>“4-0-3-3”分3次施氮。在肥料經濟學研究中通常認為，只有當肥料產投比大于2.0時，施用化肥才有意義[10]。根據這個原則，棉花不同施氮處理的收益均較高，此時利用收益絕對量來衡量棉花施氮的經濟效益可能更加合理。

　　綜上所述，在目前肥料、產品和勞務價格條件下，從產量和經濟效益來看，棉花最優的氮肥施用方式是分4次施氮，即40%基肥+15%苗肥+15%花蕾肥+30%花鈴肥，從棉花輕簡化栽培、減少勞動量的角度出發，在施氮量一定的情況下將施肥次數減少到2次（60%基肥+40%花鈴肥），不會引起棉花明顯減產減收。

　　2.3氮肥施用時期對棉花氮素吸收與氮肥利用率的影響

　　氮肥施用時期對棉花氮素吸收影響顯著（表3）。在施氮量相同的情況下，棉株平均含氮量、吸氮量以及氮肥當季表觀利用率總體上均隨施氮次數的減少而趨于降低、隨后期氮肥（花鈴肥）比例的增加而趨于增加，可見氮肥分次施用、氮肥適當后移均有利于棉株對氮素的吸收，從而提高氮肥當季利用率。因此，從提高棉花對氮肥的吸收利用來看，最優的氮肥分配是4次施氮，即40%基肥+15%苗肥+15%花蕾肥+30%花鈴肥。

　　2.4氮肥施用時期對棉花收獲后土壤硝態氮累積的影響

　　從圖1可以看出，不同氮肥分配處理在0～100cm土體各土層中的硝態氮累積量均顯著高于不施氮處理，增幅為15.4～36.5kg/hm2，平均增加25.7kg/hm2。不同氮肥分配處理的土壤中，硝態氮累積變化趨勢均表現為隨土層深度的增加而降低。通過分析比較可知，由施氮造成的硝態氮累積主要集中在0～60cm土層，其累積量占0～100cm土層硝態氮累積總量的82%以上。不同氮肥分配處理之間，0～60cm土體中硝態氮累積量順序為“6-0-2-2”分3次施氮>“4-0-3-3”分3次施氮>分2次施氮>分4次施氮，即N3>N2>N4>N1，0～60cm土體分4次施氮處理硝態氮累積量最低，比“6-0-2-2”分3次施氮處理低19.8kg/hm2。

　　0～100cm土體底層累積的硝態氮既是作物生長發育必不可少的氮素來源，又因容易隨水下移而成為地下水污染源，因此，充分利用0～100cm土體下層累積的硝態氮十分重要，尤其是在江漢平原夏季降雨量較高、地下水位上移的情況下。

　　3小結與討論

　　本研究結果表明，江漢平原地區棉花施氮總量控制在240kg/hm2的條件下，氮肥施用時期對棉花“三桃”分布有一定影響，但對棉株最終成桃總數無明顯影響。棉花群體可能具有較強的自我調節和適應不同環境的能力，體現出一定的抗逆性，這種抗逆境能力為在棉花上實施“看天、看地、看作物長勢”的應變式施肥技術提供了依據，使得在生態環境發生較大變化的條件下（如氣候異常、遲播等），仍然可以通過各種農藝措施的綜合運用達到高產。在本試驗條件下，綜合棉花產量、經濟效益、氮素吸收利用以及土壤中硝態氮累積等各種因素，氮肥最佳施用時期為“40%基肥+15%苗肥+15%花蕾肥+30%花鈴肥”，此時子棉產量為5038kg/hm2，比對照不施氮增產79.5%、增收15622元/hm2，氮肥產投比為7.02，棉株從土壤帶走氮素為234kg/hm2，氮肥當季表觀利用率為52.9%；在施氮量不變的條件下將施氮次數減少為2次，對棉花的產量和收益影響不顯著，從減少勞動量的角度出發，是一種可行的輕簡化施肥方式；但棉株吸氮量和氮肥當季表觀利用率均隨施氮次數的減少而明顯降低，因此從提高氮肥當季利用率、減輕因施肥不當而引起面源污染風險的角度出發，仍然提倡氮肥分4次施用。此外，同期氣象記錄資料數據表明，試驗期間當地氣溫、降雨量及其月際間分配為長江流域棉花豐產氣候類型[11]。本研究僅為1年的試驗研究結果，仍有待于進一步驗證和完善。

　　一般來說，絕大部分由施肥盈余的化學肥料氮并不能在土壤中累積起來，而是以各種途徑如進入大氣或水體環境損失[12]，當季殘留在土體中的硝態氮雖然可以被下一季作物吸收利用，但因其易隨水下移而對地下水環境造成潛在威脅[13-15]，所以在生產上提倡將氮肥按照當季作物需要分次施用。土壤氮素肥力的提升往往通過提高土壤有機質含量的途徑來實現。已有研究表明，在減少施氮次數的條件下，可以用緩控釋氮肥代替普通尿素，同時達到不減少甚至是增產以及提高當季氮肥利用率的效果[16-18]，因此，緩控釋氮肥的應用已成為當前棉花輕簡化栽培技術措施之一。

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