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油后直播棉适宜钾肥投入量及干物质分配研究分析

2020-09-01 177 上传者：管理员

摘要：为了明确赣北地区油后直播棉适宜钾肥投入量,研究施钾量对赣北植棉区油后直播棉干物质积累与分配、产量及产量构成的影响。试验设置6个处理(分别施纯钾0kg/hm2、60kg/hm2、120kg/hm2、180kg/hm2、240kg/hm2、300kg/hm2),测定棉花收获期各器官干物质质量、产量及产量构成等指标。研究结果表明,施钾量在0～240kg/hm2范围内,棉花单株干物质质量随施钾量增加而增加,施钾量在180～300kg/hm2范围内,棉花各器官干物质质量差异未达显著水平;施钾量240kg/hm2处理棉花籽棉产量最高;施钾量在180～300kg/hm2范围内棉花单株铃数、单铃重、籽棉产量未产生显著差异。综上所述,赣北地区早熟油后直播棉施钾量为240kg/hm2左右可获得高产。

关键词：
产量
农作物
干物质积累
施钾量
油后直播棉
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棉花是喜钾作物,相比其它大田作物,棉花对土壤含钾量丰缺程度更具敏感性,棉田钾含量高,棉株营养生长与生殖生长协调发展,可以有效增加棉株结铃数;棉田钾素亏缺,在盛花期和结铃期棉株缺少钾素供应,将严重影响棉花长势,对籽棉增产造成不利影响[1,2,3]。前人研究发现棉花干物质与产量之间互相影响,存在一定的相关性,棉花生殖器官干物质积累量大,说明棉株长势良好,有利于产量的形成[4];干物质分配不合理,营养器官干物质分配量较高,说明棉花营养生长过旺,不符合高效植棉目标[5,6]。

近年来,长江流域植棉区基施钾肥所占比例较低,施钾范围不明确问题一直存在,而棉花油后直播要求肥水管理合理,因此缺钾及因缺钾导致的早衰是阻碍油后直播棉增产的重要因素[7]。合理施用钾肥,控制好棉花长势,使各器官干物质分配合理,对长江流域棉花增产具有显著提升效果[8,9,10]。而确定有利于棉花增产的钾肥施用量范围,量化施钾量对棉花干物质形成、产量及产量构成因素的影响,需进行多年大田定位试验。关于赣北植棉区油后直播棉最适宜施钾量及钾肥增产效应报道较为缺乏,因此,作者通过设置钾肥大田多年定位试验,明确棉花适宜钾肥投入量,有利于提高赣北地区油后直播棉肥料运筹水平和增产效果,为科学施用钾肥提供理论依据。

1、材料与方法

1.1 试验材料

供试品种中棉425,为常规早熟品种,由中国农业科学院棉花研究所提供。试验地土壤为冲击灰潮土,质地为沙壤土,0～20cm基础土壤养分含量为有机质6.76g/kg,pH值8.32,碱解氮40.23mg/kg,全氮0.52g/kg,速效磷19.97mg/kg,速效钾113.10mg/kg。

1.2 试验设计

试验于2019年4月至11月在江西省棉花研究所科研基地进行。设置田间大区试验,共6个处理,每个大区施钾量分别为0kg/hm2、60kg/hm2、120kg/hm2、180kg/hm2、240kg/hm2、300kg/hm2,分别用K0、K1、K2、K3、K4、K5表示。每个大区长度18m,宽度13.68m,将每个大区除去边界后等面积划分为4个小区,作为4个重复,共6个处理24个小区,棉花种植行距为0.76m,株距为0.16m,密度为82500株/hm2。施用钾肥为氯化钾(有效成分K2O为64%),氮肥按照基追比4︰6分两次施用,磷、钾肥均一次性基施,P2O5与纯N用量分别为90kg/hm2和180kg/hm2。试验采用油后直播方式,5月21日播种,田间管理(灌溉、化学调控、虫害防治、整枝打顶等)采用当地统一措施。

1.3 测定内容及方法

1.3.1 收获期干物质积累

11月20日在每小区取代表性棉株3株,并收集落叶,按照根、茎、叶、籽棉、铃壳等部位将样品分开,在烘箱中105℃下杀青0.5h,80℃下烘干至质量恒定,测定棉花各部位干物质质量。

1.3.2 棉花产量及构成

在11月20日按小区整株收获100铃样品,测定铃重,并调查代表性棉株10株,统计单株成铃数,然后轧花测定皮棉产量和衣分。在11月21日实收每小区籽棉产量。

1.4 数据分析

采用MicrosoftExcel2010及SPSS19.0软件处理数据并进行方差分析,每个处理数据均为4次重复,用Duncan's法进行显著性差异分析。

2、结果与分析

2.1 施钾对油后直播棉干物质分配的影响

不同施钾量处理棉花单株干物质分配情况如表1,营养器官与生殖器官干物质占整株比例如表2,结果显示,K3、K4、K5处理单株干物质质量显著高于K0处理,K0、K1、K2处理间单株干物质质量未产生显著差异,K3、K4、K5处理间单株干物质质量未产生显著差异。K4、K5处理单株干物质质量及籽棉质量较K0、K1、K2处理显著增加,说明高施钾量处理较低施钾量处理对棉花干物质质量与生殖器官干物质质量提升效果显著;K4、K5处理单株干物质质量及籽棉质量较K3处理未显著增加,K5处理营养器官干物质占整株比例最高,K4处理生殖器官干物质占整株比例最高,说明超过K4处理施钾量时,继续增施钾肥对棉花干物质质量尤其是生殖器官干物质质量提升效果不显著。K5处理根、茎、叶质量最高,较K0、K1、K2处理显著增加,但铃壳与籽棉质量略低于K4处理,生殖器官占比仅48.03%,说明过高施钾量促进棉花营养器官干物质积累,但一定程度上抑制生殖器官干物质积累。

2.2 施钾对油后直播棉产量及其构成因素的影响

由表3可知,K4处理籽棉产量最高,较K0、K1和K2处理分别显著增加41.85%、39.84%、22.45%,较K3、K5处理差异不显著。K4处理皮棉产量较N0、N1、N2、N3、N5处理分别显著增加45.52%、49.40%、28.92%、11.78%、8.19%。N0与N1处理单铃重、单株铃数、衣分、籽棉产量、皮棉产量差异均未达显著水平,K5处理单铃重最高,K3处理单株铃数最高,K4和K5处理衣分显著高于K0、K1、K2、K3处理,K3、K4、K5处理单铃重、单株铃数、籽棉产量均差异不显著,说明在一定范围内增加施钾量可以增加籽棉产量,且籽棉产量的提升主要跟棉花单铃重和单株铃数有关。

由图1看出,籽棉产量随施钾量的增加而增加趋势,成铃数随施钾量增加呈先增后降趋势,籽棉产量(Y1)随纯钾用量(X)的效应方程为Y1=-0.0075X2+5.682X+2171.4(R2=0.8922),成铃数(Y2)随纯钾用量(X)的效应方程为Y2=-0.00006X2+0.0766X+91.465(R2=0.3809),表明2019年各处理籽棉产量与施钾量、成铃数与施钾量的相关性均未达到显著水平,之后应继续进行重复性定位试验,才可能得到较好的模拟结果。

图1油后直播棉施钾量与籽棉产量和成铃数的关系

3、讨论与结论

相关研究表明,钾素对棉花生殖器官干物质积累与产量形成起关键作用,适宜的钾肥投入量可协调棉花营养生长与生殖生长的关系,随着钾肥施用量的改变,棉花营养器官与生殖器官干物质分配比例也产生变化[11,12,13]。增施钾肥能促进棉花生长发育,防止出现早衰,有效降低铃蕾脱落率,增加成铃数,提高籽棉产量[14,15,16]。当施钾量超过一定范围,再增施钾肥不会显著增加棉花产量[17]。本研究结果显示,与对照处理相比,施用钾肥显著增加棉花干物质积累量与籽棉产量。施钾量240kg/hm2时棉花籽棉产量、皮棉产量最高,这与刘淑红在邯郸市的钾肥试验结果相一致[18]。

进一步分析产量构成因素发现,施钾量180kg/hm2以上处理单铃重较施钾120kg/hm2以下处理平均可增加23.38%,随着钾肥用量的继续增加,单铃重与单株铃数的提升效果不再显著,表明适宜的钾肥用量可以提高棉花单铃重与单株铃数,从而提高棉花产量。但最佳钾肥施用量受多重因素影响,由于本试验只进行了一年,可以看出籽棉产量与施钾量相关性模拟的相关程度不高,模拟结果所得的最高产量施钾量并不准确,后续将进行多年大田肥料定位试验,模拟出赣北地区最高棉花产量施钾量与最大经济施钾量,从而更准确地对棉花生产与施肥进行指导。

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