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不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花产量品质和氮肥利用率的影响

来源：花匠小妙招时间：2024-08-19 07:58

不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花产量品质和氮肥利用率的影响

【摘要】： 栽培管理模式和土壤肥力显著影响作物生产,为探索不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花群体生长、产量品质形成以及氮素资源利用效率的影响,于2012-2013年在江苏省大丰市(33°20′N,120°46'E)进行大田试验,以长江中下游棉花主栽品种泗杂3号为材料,试验设置两个不同土壤肥力水平(中高、低肥力)的田块,在不同土壤肥力田块上分别设置一个氮零空白区(N0)和三种栽培管理模式[一种传统栽培管理模式(模式一:300kgN hm-2+18000株hm-2+营养钵育苗,氮肥40%作为基肥,60%初花期施入);两种优化栽培管理模式(模式二:525 kg N hm-2+30000株hm-2+营养钵育苗,氮肥20%作为基肥,25%初花期施入,40%盛花期施入,15%作为盖顶肥;模式三:375 kg N hm-2+30000株hm-2+轻简基质育苗,氮肥20%作为基肥,25%初花期施入,40%盛花期施入,15%作为盖顶肥)]。研究内容包括以下几部分:1、研究不同土壤肥力下栽培管理模式的棉株群体生长发育、产量品质及其时空分布,探究不同土壤肥力下栽培管理模式影响棉花产量品质形成的差异来源;2、研究不同土壤肥力下栽培管理模式的氮素累积吸收动态及其分配,揭示不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花氮素资源利用的影响。3、通过比较栽培管理模式间各指标在中高、低肥力田的差异表现,揭示栽培管理模式对土壤肥力的响应差异。主要的研究结果如下:1.不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花产量形成的影响优化栽培管理模式较传统栽培管理模式显著提高籽棉产量,其产量差异主要来源于铃数。模式二显著提高下、中、上部果枝和顶部果枝外围果节的铃数;模式三仅显著提高下、中部果枝以及上部果枝内围果节的铃数,显著降低顶部果枝的铃数,但模式一顶部果枝铃数的提高对模式一和模式三之间的产量差异未能起到完全的补偿作用。2.不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花纤维品质的影响栽培管理模式的各果节棉铃的纤维品质时空分布除受栽培管理模式的氮肥运筹影响外,铃期日均温对其亦有较大影响,模式三通过提高优质铃的产量贡献率以获得较优的整株纤维品质。即:与模式一相比,模式二显著降低棉花下、中部果枝棉铃的纤维长度和比强度以及全株各果节棉铃的马克隆值,增加顶部果枝棉铃的纤维长度和比强度,模式一和模式二的上、顶部果枝棉铃产量贡献率无显著差异,导致模式二整株纤维品质低于模式一;模式三的棉花下部果枝棉铃的纤维长度和比强度显著高于模式一;模式三中、上部和顶部果枝棉铃的纤维长度和比强度以及全株各果节棉铃的马克隆值显著降低,但模式三显著增加棉花下、中部果枝棉铃的产量贡献率,导致模式三纤维品质优于模式一。3.不同土壤肥力下栽培管理模式对棉花氮肥累积利用的影响栽培管理模式的棉花籽棉产量随植株总氮素累积量及分配到生殖器官中的量的增加而增加。以模式一为对照,模式二提高氮素最大累积速率(Vm),延长氮素快速累积持续期(T),模式三仅提高Vm,氮收获指数(NHI)均降低,植株总氮素累积量和分配到生殖器官的量升高。模式二和模式三的氮肥农学利用率(AEN)和氮肥回收利用率(REN)无显著差异,均显著高于模式一;土壤肥力×栽培管理模式互作对氮素生理利用率(PEN)具有显著影响,即在低肥力田,模式一和模式三的PEN无显著差异,均显著高于模式二,而在中高肥力田,模式一的PEN最高,模式三次之,模式二最低。4.栽培管理模式产量对土壤肥力的响应差异低肥力田(NO)较中高肥力田(NO)棉花籽棉产量平均降低16.2%,三种栽培管理模式均可缩小因土壤肥力降低造成的产量降低幅度,但优化栽培管理模式较传统栽培管理模式可降低产量对土壤肥力的依赖,即降低土壤肥力,模式一、模式二和模式三的产量平均降低15.0%、8.6%和10.5%。传统栽培管理模式与优化栽培管理模式对土壤肥力的依赖差异来源于以下几个方面:(1)降低土壤肥力,传统栽培管理模式的NAR显著下降,而优化栽培管理模式的NAR不受土壤肥力的影响,(2)降低土壤肥力,传统栽培管理模式生育后期的下部主茎叶的净光合速率(Pn)无显著影响,但优化栽培管理模式的下、中部主茎叶Pn升高,(3)降低土壤肥力,传统栽培管理模式的下部果枝内围果节铃数无显著降低,而优化栽培管理模式的下部果枝和中部果枝内围果节铃数无显著降低。综上所述,集合经济施氮量、合理氮肥运筹、最适种植密度以及轻简基质育苗等栽培管理技术而成的模式三,可以降低产量对土壤肥力的依赖,缩小了因土壤肥力降低而引起的产量降低幅度,且在低土壤肥力条件下保持较优的纤维品质和较高的氮肥利用率。栽培管理模式间群体净同化率、植株下、中部主茎叶净光合速率和下、中部铃数对土壤肥力响应的差异是造成栽培管理模式的产量对土壤肥力依赖性不同的原因。优化栽培管理模式在中高肥力田均存在“氮素奢侈吸收”的现象,且其产量提高幅度较低肥力田显著降低,说明在土壤肥力较高的棉田里,优化栽培管理模式应考虑通过集合施肥以外的栽培管理技术来充分挖掘棉花品种的潜力。

【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018

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