杜占西
新疆生产建设兵团第六师芳草湖农场二十连
摘要：结果表明，施氮肥的株高显著高于不施氮肥的花期和铃期，叶绿素CCI值随着施氮量的增加而增加，而果枝数、单株有效铃数、叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo随着施氮量的增加先增加后减少，N3处理的果枝数、有效铃数、Fv/Fm和Fv/Fo最高。成熟期施氮肥处理的单株平均根质量显著高于不施氮肥处理，棉花植株的茎质量和生物量随着施氮量的增加而增加，各处理间差异显著，但铃重和根冠比差异不显著。随着施氮量的增加，有效铃数、收获指数、籽棉产量、皮棉产量、衣分、收益和效益均呈现先增加后减少的趋势，最高产量为180kg/hm2，为3848.58kg/hm2；在此施氮量下，有效铃数、衣分、收益和效益也相对较高；氮肥的农学效率和部分生产力随着施氮量的增加而显著降低。通过回归分析，推测当地适宜施氮量、氮肥用量、籽棉产量和经济效益为二次函数。各处理磷钾肥投入一致，氮肥用量为223.55kg/hm2时，籽棉产量最高，为3809.53kg/hm2；氮肥用量为196.66公斤/hm2时，最高经济效益为19428.3元/hm2。
关键词:棉花；花期和成铃期；施氮量；生长特性；产量；经济效益
1不同施氮量对棉花开花铃期生长特性的影响
随着施氮量的增加，株高先增加后稳定，其中N1处理的株高最低(67.75厘米)，显著低于N3、N4和N5处理；N5处理的株高最高(72.25厘米)，但与N2、N3和N4处理无显著差异。因此，施用氮肥可以促进植物生长。随着施氮量的增加，果枝数量先增加后减少，N3处理单株果枝数量最高(17)，显著高于N1、N2和N5处理；N1处理单株果枝数量最低(13)，显著低于N3和N4处理。随着施氮量的增加，单株有效铃数先增加后减少，N3处理达到最大值，与N1处理差异显著，比N1处理增加27.03%。
2不同施氮量对棉花开花铃期叶绿素含量的影响
花期和铃期，叶绿素CCI值随着施氮量的增加而增加，分别比N1处理增加6.59%、19.23%、22.77%和24.46%，其中N3、N4和N5处理与N1差异显著，而N3、N4和N5处理差异不显著。叶绿素荧光参数的最大光化学效率Fv/Fm和PSⅱ的潜在活性Fv/Fo随施氮量的增加先增大后减小，其中N3处理的最大光化学效率Fv/Fm和PSⅱ的潜在活性Fv/Fo最高，分别为0.829和4.858，显著高于N1处理，但n3处理与N2处理、N4处理和N5处理之间无显著差异。
3不同施氮量对棉花成熟期形态指标的影响
施氮处理的单株平均根质量显著高于不施氮处理，施氮处理间差异不显著。棉花的茎秆质量和生物产量随着施氮量的增加而增加，各处理间差异显著，N5处理的茎秆质量和生物产量最高，分别比N1、N2和N3处理显著增加24.41%、11.42%、14.15%和17.95%、5.86%；与N1处理相比，N2、N3和N4处理的茎秆质量和生物量也显著增加，分别增加11.80%、9.12%和18.59%。不同施氮量对根冠比没有显著影响。收获指数随着施氮量的增加先上升后下降，其中N3处理收获指数最高，显著高于N1、N2、N4和N5处理，分别提高4.05%、4.30%、5.71%和9.49%，N5处理最低，分别比N1、N2和N3处理显著降低4.98%、4.73%和8.67%。
4 成熟期不同施氮量对棉花产量、氮肥利用率和经济效益的影响
随着施氮量的增加，籽棉产量先增加后减少，其中N3处理的籽棉产量最高，分别比N1和N2处理显著增加18.65%和6.82%，N4和N5处理间差异不显著。产量构成因素中，各处理间单铃质量差异不显著，随着施氮量的增加，单株有效铃数先增加后减少，施氮处理间差异不显著，但不施肥的N1处理显著少于N3处理。籽棉产量直接影响皮棉产量，皮棉产量的变化与籽棉一致。
不同施氮量下的衣分也受到影响，N1施氮处理下的衣分高于不施氮处理下的衣分，N3、N4处理和N1处理间差异显著，因此施氮提高了衣分和棉花品质。
随着氮肥施用量的增加，氮肥的农学效率和部分生产力呈显著下降趋势，其中N3、N4和N5处理的农学效率分别比N2处理下降15.79%、55.89%和72.93%，氮肥的部分生产力分别下降46.59%、65.60%和74.79%。棉花的收入和经济效益备受关注，随着施氮量的增加，收入和经济效益均呈现先增加后减少的趋势，其中N3处理的收入和经济效益最高，而N4和N5处理的施氮量和肥料投入均高于N3处理，其经济效益比N3处理分别下降了5.29%和9.27%。
5氮肥投入与籽棉产量和经济效益的关系
本研究采用多元回归分析方法，分析氮肥施用量与经济效益之间的线性关系。在肥料投入上，磷钾肥用量相同，仅考虑氮肥用量不同，氮肥与籽棉产量和经济效益呈二次关系。受氮肥投入成本的影响，氮肥用量与籽棉产量和经济效益的二次函数顶点不同，籽棉产量最高时，经济效益不是最高的。回归分析预测当地适宜施氮量，当施氮量为223.55kg/hm2时，籽棉产量最高，达到3809.53kg/hm2；氮肥用量为196.66公斤/hm2时，最高经济效益为19428.3元/hm2。
6结论和讨论
合理施氮不仅能促进作物生长发育，还能调节作物叶片的光合速率和光系统ⅱ(PSⅱ)的Fv/Fo和Fv/FM[12-15]。氮不仅是构建植物组织的重要物质，也是叶绿素的主要成分，对植物的叶绿素含量和光合速率有明显的影响[16]。王斌等人[17]的研究表明，施用氮肥可以提高玉米叶片的叶绿素含量和光合速率，但过量施用氮肥会导致光合速率下降，这可能是由于过量施用氮肥导致叶片中钾离子缺乏，影响气孔开度的调节，进而降低光合速率。实验研究表明，叶绿素CCI值随花期和铃期施氮量的增加而增加，叶绿素荧光参数的最大光化学效率Fv/Fm和PSⅱ的潜在活性Fv/Fo随施氮量的增加先增加后降低，与前人的研究结果一致[17]。
从效益和经济效益来看，N3处理最高，而N4和N5处理施氮量比N3处理多，导致肥料投入过多，投资成本增加，氮肥利用率的降低并没有带来可观的经济效益。许多研究都采用回归分析来确定当地最适宜的施肥量，秦玉坤等人[21]采用一元二次回归分析来拟合当地籽棉产量和施氮量，得到了277.0kg/hm2的最佳经济施氮量和4427.6kg/hm2的最佳经济籽棉产量。本研究只考虑了氮肥用量，忽略了磷钾肥的投入，氮肥与经济效益呈二次关系，但在籽棉产量最高时，经济效益并不是最高的。回归分析预测了当地的适宜施氮量，发现当施氮量为196.66kg/hm2时，经济效益最高为19428.3元/hm2。在YANG等人[2"2]的基础上，考虑棉花低耗高效种植策略，除氮肥投入外，还应结合其他肥料来源和施肥技术，多角度减少投入，保证产量。
本试验在氮素浓度梯度下，施氮量为180kg/hm2时产量最高，为3848.58kg/hm2，在此施氮量下棉花的皮 棉率也相对较高。观察棉花植株从开花吐絮期到成熟期的变化，发现处理小区内超过施氮量的棉花植株高大，果枝数量减少，吐絮晚，生理生长和生殖生长齐头并进，棉花植株整体表现出“贪绿晚熟”的状态，导致产量下降；施氮量低于180kg/hm2时，由于供氮不足，棉花植株生物量减少，籽棉产量和衣分降低。根据单铃质量和根冠比很难判断氮肥对棉花生长和产量的影响。利用回归分析，推测当地适宜施肥量与磷钾肥投入一致，每公顷氮肥用量为223.55kg时，籽棉产量最高，为3809.53kg/hm2；，当每公顷施氮量为196.66公斤时，经济效益最高，为19428.3元/hm2。基于“减投入不减产出”的方式，考虑肥料投入量，籽棉产量可以实现经济效益最大化。因此，合理施用氮肥可以促进棉花的生长发育，促进光合作用，提高干物质质量，增加棉花产量，提高氮素利用率。
参考文献：
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