水肥互作對(duì)棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量、水分利用效率和肥料偏生產(chǎn)力的影響

水肥互作對(duì)棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量、水分利用效率和肥料偏生產(chǎn)力的影響

劉峰、張福昌、周漢奇等。不同施肥水平對(duì)北疆棉花的水分利用率和產(chǎn)量的影響[j]農(nóng)業(yè)工程報(bào)告，2014年：137-146。WuLifeng,ZhangFucang,ZhouHanmi,etal.EffectofdripirrigationandfertilizerapplicationonwateruseefficiencyandcottonyieldinNorthofXinjiang[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2014,30(20):137-146.(inChinesewithEnglishabstract)0灌溉與氮磷鉀配比對(duì)棉田產(chǎn)量的影響由于作物生長(zhǎng)季有效降雨很少(不足100mm),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)灌溉水的需求非常大,水資源緊缺已成為新疆綠洲區(qū)制約作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。膜下滴灌技術(shù)早已服務(wù)于棉花、加工番茄等作物,不僅可實(shí)時(shí)、精量的水分控制,還能有效減少地表徑流、棵間蒸發(fā)和深層滲漏。棉花不僅是新疆播種面積最大的經(jīng)濟(jì)作物,更是一種對(duì)水肥要求較高的作物,近些年來(lái),由于棉花膜下滴灌技術(shù)的迅速發(fā)展,國(guó)內(nèi)較多的學(xué)者就滴灌條件下棉花水肥耦合效應(yīng)進(jìn)行了較多的研究:鄭重等研究了滴灌條件下棉花的水氮耦合效應(yīng),認(rèn)為在北疆棉區(qū)花鈴期土壤水分應(yīng)控制在田間相對(duì)持水率的60%~65%,以每次灌水375m3/hm2、間隔期6~8d較為合理,最佳的供水量3900m3/hm2、施氮量270kg/hm2;謝映周等認(rèn)為,新疆滴灌棉田產(chǎn)量逐步提高與棉花種植密度的增加,水肥后移,增加花期以后鉀的施用量等栽培措施密切相關(guān);侯振安等研究表明,氮肥隨水施用可顯著提高棉花單株鈴數(shù)、單鈴重和籽棉產(chǎn)量,促進(jìn)棉花對(duì)氮、磷素的吸收,尤其在壤土棉田的效果較明顯,磷肥隨水滴施可提高氮、磷肥料利用率,與基施相比氮肥和磷肥利用率可提高4.85%~12.34%和36.75%~45.88%;鄧忠等研究了施肥方式和施氮量對(duì)棉花地上部分干物質(zhì)累積、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,基施磷鉀肥加滴施氮肥可使棉株生長(zhǎng)健壯、干物質(zhì)累積提早進(jìn)入關(guān)鍵期;李培嶺等研究了甘肅棉區(qū)不同滴灌方式棉花水氮耦合效應(yīng),提出了有利于棉花生長(zhǎng)和水氮高效利用的分根交替滴灌和水氮耦合效應(yīng)模式。盡管有關(guān)棉花滴灌水氮方面的研究較多,但大多研究中,磷鉀肥以充分供應(yīng)為主,磷鉀肥過(guò)多也可能造成化肥浪費(fèi)和根區(qū)鹽分累積的問(wèn)題。此外,由于北疆地區(qū)堿性土壤居多,堿性土壤環(huán)境容易造成磷肥與土壤鈣鎂離子結(jié)合,生成沉淀,降低磷肥利用效率。滴灌施肥通過(guò)施入酸性肥料不但可以將水肥直接施入作物根區(qū),還可以調(diào)節(jié)土壤pH值,有助于根系對(duì)氮磷鉀吸收。滴灌施肥不當(dāng)比常規(guī)施肥更容易加劇鹽分流失或根區(qū)鹽分累積,合理的灌溉與氮磷鉀配比不僅有助保證作物產(chǎn)量又可以避免水和肥料浪費(fèi)、減少多余肥料對(duì)環(huán)境的影響,而這方面研究在該地區(qū)還未見(jiàn)報(bào)道。本文以水分和養(yǎng)分總體利用率的提高為目標(biāo),利用膜下滴灌施肥技術(shù),研究北疆大田棉花不同灌水量和配比不同的肥料耦合對(duì)棉花生長(zhǎng)、產(chǎn)量、水分和養(yǎng)分利用效率的影響,以揭示棉花生長(zhǎng)對(duì)水肥響應(yīng)特征及其內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)北疆膜下滴灌棉花實(shí)施有效的水肥一體化管理提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1水文年型、正常年型試驗(yàn)于2012和2013年4-10月在新疆農(nóng)墾科學(xué)院節(jié)水灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行。該試驗(yàn)站位于石河子市境內(nèi)(44°18′52″N、85°58′50″E),屬于溫帶大陸性干旱氣候,無(wú)霜期168d、日照時(shí)數(shù)2770h、>10℃積溫3649℃、棉花生長(zhǎng)季(5-10月)年均降雨量121mm,其中2012和2013年降雨量分別為62和123mm,運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)頻率法,2a水文年型分別為干旱年和正常年。地下水埋深在15m以下。試驗(yàn)區(qū)耕作層(0~40cm)土壤為砂壤土,土壤容重為1.51g/cm3、田間持水率32%(體積含水率)、土壤有機(jī)質(zhì)18g/kg、pH值7.8、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.95%、堿解氮79.76mg/kg、速效磷31.54mg/kg、速效鉀154.22mg/kg、土壤電導(dǎo)率1.8dS/m(土水質(zhì)量比1∶5),土壤屬于輕度鹽堿土。1.2實(shí)際灌草分析量測(cè)定試驗(yàn)設(shè)滴灌灌水量和施肥2個(gè)因素,以施肥為主區(qū),灌水量為副區(qū)。2a處理方式相同。據(jù)當(dāng)?shù)赝扑]施肥水平250-100-50kg/hm2(N-P2O5-K2O),設(shè)置60%、80%、100%、120%和140%施肥量處理,共5個(gè)N-P2O5-K2O配比不同的施肥水平:150-60-30(F0.6)、200-80-40(F0.8)、250-100-50(F1.0)、300-120-60(F1.2)和350-140-70(F1.4)kg/hm2。此外,根據(jù)作物蒸騰量(cropevapotranspiration,ETC),設(shè)3個(gè)灌水量水平:60%ETC(W1)、80%ETC(W2)、100%ETC(W3)。蒸發(fā)蒸騰量ETC計(jì)算如下:式中:EP為自由水面蒸發(fā)量,mm;在大田由直徑為20cm蒸發(fā)皿(ADM7型)實(shí)測(cè)獲得;KP為蒸發(fā)皿系數(shù);KC為作物系數(shù);KCP為棉花不同生育階段的蒸發(fā)皿-作物系數(shù),根據(jù)文獻(xiàn),分別取0.15(苗期)、0.4(現(xiàn)蕾期)、0.7(開(kāi)花期)、0.25(吐絮期),由于該地區(qū)棉花農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了控制苗期過(guò)快生長(zhǎng),在苗期末期才開(kāi)始灌水,加上該地區(qū)為井灌區(qū),采取輪灌工作制度,灌水間隔為10d左右,苗期取0.15時(shí),低灌水水平(W1)可能會(huì)使棉花產(chǎn)生嚴(yán)重的水鹽脅迫,影響到后期試驗(yàn)處理,因此本研究中苗期KCP取0.2。降雨時(shí)用公式(3)對(duì)蒸發(fā)量進(jìn)行修正:式中:ΔEP為允許蒸發(fā)量,mm;Pr為降雨量,mm。首先設(shè)定不考慮降雨時(shí)的允許蒸發(fā)量值,如果有降雨發(fā)生,則按公式(3)對(duì)設(shè)定的允許蒸發(fā)量值進(jìn)行修正。研究共15個(gè)處理,進(jìn)行完全區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。各處理灌水日期相同,每年除灌活苗水(40mm)外,6月初開(kāi)始灌水,8月下旬結(jié)束灌水,灌水間隔約為10d,遇到降雨灌水日期順延,灌水量為2次灌水間隔的水面蒸發(fā)量,經(jīng)公式(1)~(3)計(jì)算整理獲得,具體見(jiàn)表1。為計(jì)量方便,實(shí)際灌水量與公式(1)~(3)計(jì)算結(jié)果略有差異。2012年和2013年3個(gè)滴灌水量水平分別為291、368、445和267、329、392mm。2013年第9次灌水W3處理灌水量?jī)H為15mm,考慮到隨水施肥,將W1和W2同樣設(shè)定灌水量為15mm。1.3灌草護(hù)坡及施肥供試棉花為新陸早33號(hào)(Gossypiumhirsutumcv,Xinluzao33),參照該地區(qū)矮桿密植,干播濕出,播種覆膜滴灌帶鋪設(shè)一次完成的棉花種植模式,采用了1膜3帶6行滴灌模式,即1膜種植6行棉花,滴灌帶鋪設(shè)在窄行的2行棉花中間,行距依次為20、55、20、55和20cm,2膜間裸地寬度為60cm,棉花株距為10cm(共設(shè)置45個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)度為15m、寬度為4.6m、面積為69m2。)采用內(nèi)徑16mm的聚乙烯樹(shù)脂內(nèi)鑲式薄壁迷宮滴灌帶,滴頭流量為1.8L/h、滴頭間距為30cm,每個(gè)小區(qū)前安置水表和球閥控制灌水量。棉花播種日期為2012年5月1日和2013年4月27日。每年播種后灌活苗水60mm。試驗(yàn)區(qū)只放置1個(gè)蒸發(fā)皿,蒸發(fā)皿參照了文獻(xiàn)蒸發(fā)皿的A型布置方法,蒸發(fā)皿布置在W3F1.4處理棉花冠層上方,離地高度1m,于每日20:00用精度5g的電子天平稱(chēng)質(zhì)量,稱(chēng)質(zhì)量后將蒸發(fā)皿內(nèi)水面高度補(bǔ)充至20mm左右,再次稱(chēng)質(zhì)量并記錄,每天蒸發(fā)量由前1d質(zhì)量減去當(dāng)日質(zhì)量換算成mm水量(蒸發(fā)皿內(nèi)每mm水質(zhì)量為31.4g)。施肥所用肥料為尿素,磷酸二氫銨和氯化鉀,分8次進(jìn)行,即除灌出苗水外,每次灌水均隨水滴施肥料,每次施肥量為各處理總施肥量的1/8,每次先滴1h左右清水,然后施肥球閥關(guān)至一半并隨水滴施肥料,2~3h可全部施完,之后再次滴入清水直至各處理達(dá)到當(dāng)次灌水量,施肥采用容量壓差式施肥方式,儲(chǔ)存肥料容器為13L的小型施肥罐,每次灌水前1d將固態(tài)肥料溶解至水中,每個(gè)施肥罐控制3個(gè)處理,即同一施肥水平的3個(gè)處理用1個(gè)施肥罐控制。2012年棉花生育期為苗期(5月9日-6月19日)、現(xiàn)蕾期(6月20日-7月9日)、開(kāi)花期(7月10日-9月16日)、吐絮期(9月17日-10月10日);2013年棉花生育期為苗期(5月7日-6月15日)、現(xiàn)蕾期(6月16日-7月6日)、開(kāi)花期(7月7日-9月12日)、吐絮期(9月13日-10月5日)。2012和2013年,棉花生育期降雨分布情況見(jiàn)圖1。1.4測(cè)量設(shè)計(jì)和方法1.4.1葉面積指數(shù)在打頂3d后(2012年7月13日和2013年7月8日),每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株植株用卷尺測(cè)量棉花株高(cm)。在現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期和盛鈴期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取4株植株用卷尺測(cè)量棉花每片葉片長(zhǎng)度和寬度,計(jì)算葉面積指數(shù)(leafareaindex,LAI):葉面積指數(shù)=葉片總面積/所占土地面積(4)式中:單株棉花所占土地面積為出苗率×膜長(zhǎng)(2.3m)×株距(0.1m)/棉花行數(shù)(6行),出苗率在出苗后觀測(cè)。株高和LAI為各小區(qū)株高和LAI的植株的平均值。1.4.2干苜蓿質(zhì)量的測(cè)定在不同生育階段,在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取4株棉花,將所取植株樣棉花從莖基部與地下部分分離,去掉表面的塵土放入烘箱在105℃下殺青0.5h,75℃烘干至恒質(zhì)量,之后放入干燥器中冷卻,用電子天平稱(chēng)質(zhì)量。各小區(qū)干物質(zhì)質(zhì)量為4株棉花干物質(zhì)質(zhì)量的平均值,最后乘以種植密度換算成群體干物質(zhì)質(zhì)量(kg/hm2)。1.4.3棉鈴質(zhì)量測(cè)定于收獲期在小區(qū)中間4行、長(zhǎng)度5m區(qū)域內(nèi)測(cè)定棉花籽棉產(chǎn)量,實(shí)收計(jì)產(chǎn)。于收獲期在每個(gè)小區(qū)內(nèi)棉株下層、中層和上層分別摘取棉鈴30、40和30個(gè),用電子天平稱(chēng)質(zhì)量,計(jì)算百鈴質(zhì)量(g);在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取10株,測(cè)定有效鈴數(shù)。以所選棉花株數(shù)的平均值為各小區(qū)百鈴質(zhì)量和有效鈴數(shù)。1.4.4收獲指數(shù)為收獲期籽棉產(chǎn)量與地上部干物質(zhì)量的比值。1.4.5土壤水分變化量的測(cè)定作物耗水量計(jì)算公式為:式中:ET為作物耗水量,mm;U為地下水補(bǔ)給量,mm;I為灌水量,mm;R為徑流量,mm;D為深層滲漏量,mm;ΔW為試驗(yàn)初期和末期土壤水分變化量,mm,由試驗(yàn)獲得:在棉花播種前和收獲后,在每個(gè)小區(qū)內(nèi)膜中、膜間和裸地3個(gè)位置分別用土鉆取土(0~140cm),每10cm取1次,采用烘干法,測(cè)定土壤水分,取其平均值作為該小區(qū)的土壤含水率(%)。由于試驗(yàn)區(qū)地下水埋藏較深,地勢(shì)平坦且降雨量較少,根據(jù)實(shí)測(cè),生育期內(nèi)1m深土壤水分變化不大,且滴灌濕潤(rùn)深度較淺,U、R和D均忽略不計(jì),上式簡(jiǎn)化為:1.4.6水處理we式中:Y為籽棉產(chǎn)量,kg/hm2。1.4.7材料生產(chǎn)力pfp式中:FT為投入的N、P2O5和K2O總量,kg/hm2。1.5dunpan多重比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS19分析,對(duì)不同處理指標(biāo)先取小區(qū)內(nèi)平均值,然后用3個(gè)重復(fù)的值進(jìn)行方差分析,如果差異顯著(P<0.05),則進(jìn)行Duncan多重比較。2結(jié)果與分析2.1對(duì)有機(jī)溶劑使用的重不同灌水和施肥處理對(duì)株高、LAI、有效鈴數(shù)和百鈴質(zhì)量的影響見(jiàn)表2。由表2可知,灌水對(duì)株高和LAI影響極顯著(P<0.01),施肥只在2013年對(duì)株高和LAI達(dá)到顯著水平(P<0.05),水肥交互作用對(duì)株高影響顯著。在低灌水水平下(W1),2012年F1.2和F1.4處理株高顯著高于常規(guī)施肥(F1.0)處理(P<0.05),2013年F1.0和F1.2處理顯著高于其他處理(P<0.05),但與其他處理差異不顯著;在中等灌水水平下(W2),2012年各施肥處理間株高無(wú)顯著差異(P>0.05),2013年與常規(guī)施肥(F1.0)處理相比,F0.6和F1.4處理株高有顯著降低(P<0.05),但與其他處理差異不顯著;在常規(guī)灌水水平下(W3),2012年各處理差異不顯著(P>0.05),2013年常規(guī)施肥(F1.0)處理株高與其他各處理差異不顯著,但F0.6處理株高顯著高于F1.2和F1.4處理(P<0.05)。2012年,施肥和灌水對(duì)有效鈴數(shù)的影響有極顯著的交互作用(P<0.01);但2013年,只有灌水處理對(duì)有效鈴數(shù)有顯著的影響(P<0.05)。2012年,在W1水平下,與F1.0處理相比,F0.6和F1.2處理有效鈴數(shù)分別有顯著下降和升高(P<0.05),但其他處理與之差異不顯著(P>0.05);在W2水平下,F1.0處理與F0.8處理差異顯著(P<0.05),但與其他處理差異不顯著(P>0.05);在W3水平下,F1.0處理與F1.2和F1.4處理差異不顯著(P>0.05),但顯著高于其他處理(P<0.05)。2012年,施肥和灌水對(duì)百鈴質(zhì)量的影響有極顯著的交互作用(P<0.01),但2013年,只有施肥處理對(duì)百鈴質(zhì)量有顯著的影響(P<0.01)。2012年,在W1水平下,F1.0處理百鈴質(zhì)量顯著高于其他施肥處理(P<0.05);在W2水平下,F1.4與F0.6無(wú)顯著差異,但與其他處理有顯著差異(P<0.05);在W3水平下,F1.0處理顯著低于F1.4處理且顯著高于F0.6處理(P<0.05),但與其他處理差異不顯著(P>0.05)?？傮w看來(lái),2a的W1灌水水平下各施肥處理株高均低于60cm且LAI小于3.2,除2013年W2F0.6處理外,W2和W3灌水水平下各施肥處理株高介于60~71cm且LAI介于3.4~4.2。W1處理株高和LAI指數(shù)小于W2和W3可能會(huì)造成棉鈴位置低,降低人工采摘效率,影響棉花干物質(zhì)積累進(jìn)而影響籽棉產(chǎn)量。W3F1.0,W3F1.2和W3F1.4處理2a有效鈴數(shù)均高于6.8個(gè)/株。2a各處理與最高有效鈴數(shù)處理(W3F1.2)相比,最大降幅達(dá)59%和61%,而各處理與最高百鈴質(zhì)量處理(W1F1.0)相比降幅僅為12%和10%,表明棉花有效鈴數(shù)比百鈴質(zhì)量對(duì)水肥更加敏感。2.2對(duì)自身指標(biāo)的影響2012年(圖2a、b),在同一灌水水平下各施肥處理的干物質(zhì)質(zhì)量從播后80d左右開(kāi)始表現(xiàn)出差異,之后差異逐漸變大,以W1和W3為例(圖2)。2013年(圖2c、d),在同一灌水水平下各施肥處理的干物質(zhì)質(zhì)量差異小于2012年(圖2a、b),但3個(gè)灌水水平下,都差異不大。同一施肥水平下,從曲線斜率可以看出,W3下各處理的增速明顯高于W1處理。2a試驗(yàn)表明,W1處理的曲線更加平緩,在播后80d以后增速就開(kāi)始放緩,而W3下各處理在播后100d以前都呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2013年施肥和灌水對(duì)干物質(zhì)質(zhì)量的影響有極顯著的交互作用(P<0.01),但2012年灌水對(duì)干物質(zhì)質(zhì)量有極顯著影響(P<0.01),施肥對(duì)干物質(zhì)質(zhì)量有顯著影響(P<0.05)(表3)。2013年,在低灌水水平下(W1),常規(guī)施肥(F1.0)處理干物質(zhì)質(zhì)量與F0.8和F1.2處理無(wú)顯著差異,但顯著高于F0.6和F1.4處理(P<0.05);在中等灌水水平下(W2),各處理無(wú)顯著差異;在常規(guī)灌水水平下(W3),F1.0處理與F1.2處理干物質(zhì)質(zhì)量差異不顯著,但二者顯著高于其他處理(P<0.05)。2a施肥和灌水對(duì)籽棉產(chǎn)量的影響有極顯著的交互作用(P<0.01)(表3)。在低灌水水平下(W1),2012年F1.0處理籽棉產(chǎn)量與F1.2和F1.4處理無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05),2013年F1.0處理顯著高于F0.6處理(P<0.05),但與其他處理無(wú)顯著差異;在中等灌水水平下(W2),2012年F1.0處理籽棉產(chǎn)量與F1.4處理相似,但顯著低于F1.2處理且顯著高于F0.6和F0.8處理(P<0.05);2013年,F1.0處理顯著高于F0.6處理(P<0.05),但與其他處理無(wú)顯著差異;在常規(guī)灌水水平下(W3),2012年F1.0處理籽棉產(chǎn)量與F1.2和F1.4處理無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05),2013年常規(guī)施肥(F1.0)處理籽棉產(chǎn)量與F1.4處理無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05)。2012年施肥和灌水對(duì)收獲指數(shù)的影響有極顯著的交互作用(P<0.01),但2013年僅灌水對(duì)收獲指數(shù)有顯著影響(P<0.05)(表3)。2012年,在低灌水水平下(W1),F1.0處理與F0.8處理收獲指數(shù)無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05),在中等灌水水平下(W2),F1.0處理與F0.6處理收獲指數(shù)無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05),在常規(guī)灌水水平下(W3),F1.0處理與其他處理收獲指數(shù)無(wú)顯著差異,但F0.6處理顯著高于F1.2和F1.4處理(P<0.05)?？傮w看,與其他灌水水平相比,2a的W1灌水水平下各處理與干物質(zhì)質(zhì)量和籽棉產(chǎn)量與最高值均有顯著下降(P<0.05),說(shuō)明株高和LAI偏小影響到了棉花干物質(zhì)積累和籽棉產(chǎn)量,低灌水水平(W1)的各施肥處理不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。W3F1.0、W3F1.2和W3F1.4處理產(chǎn)量差異不顯著,但是W3F1.0處理施肥量最小,可以看作是2a產(chǎn)量最高的處理。2.3施肥和下了pfp對(duì)土壤理化指標(biāo)的影響表4表明,灌水處理是造成耗水量(ET)差異的主要原因,灌水量與ET正相關(guān)。由于2012年降雨量少于2013年,造成2012年ET普遍低于2013年。2012和2013年,灌水對(duì)耗水量(ET)有極顯著影響(P<0.01),2013年,灌水和施肥對(duì)ET有顯著交互作用(P<0.05)。在低灌水水平(W1)和中灌水水平(W2)下,各處理ET差異不顯著,在常規(guī)灌水水平下(W3),2012年常規(guī)施肥(F1.0)處理顯著低于F0.8和F1.4處理(P<0.05),2013年常規(guī)施肥(F1.0)處理顯著低于F0.6和F0.8處理(P<0.05)。2013年,施肥和灌水對(duì)水分利用效率(WUE)的影響有極顯著的交互作用(P<0.01);但2012年,只有施肥處理對(duì)WUE有極顯著的影響(P<0.01)(表4)。2013年,在低灌水水平下(W1),F1.0處理WUE顯著高于其他處理(P<0.05);在中灌水水平下(W2),F1.0處理與F1.2處理WUE無(wú)顯著差異,但顯著高于其他處理(P<0.05);在常規(guī)灌水水平下(W3),F1.0處理WUE顯著高于其他處理(P<0.05)。WUE最高的處理為W2F1.0,2a分別為1.65和1.52kg/m3。2a產(chǎn)量最高的W3F1.0處理WUE分別為1.47和1.44kg/m3,W2F1.0處理與其相比產(chǎn)量平均下降約5%,但灌水量分別減少77和63mm,(約為該地區(qū)年降水量的一半),WUE分別提高12%和6%。肥料偏生產(chǎn)力(PFP)是反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的指標(biāo)。施肥和灌水對(duì)PFP的影響有極顯著的交互作用(P<0.01)(表4),與F1.0相比,在低灌水水平下(W1),2a的F0.6、F0.8處理分別平均下降35%、16%,F1.2和F1.4處理上升21%和45%;在中灌水水平下(W2),2a的F0.6、F0.8處理分別平均下降33%、18%,F1.2和F1.4處理上升19%和42%;在常規(guī)灌水水平下(W3),2a的F0.6、F0.8處理分別平均下降35%、18%,F1.2和F1.4處理上升18%和39%。3文床對(duì)籽棉產(chǎn)量的影響前人主要通過(guò)化學(xué)調(diào)控的方法,確定北疆高產(chǎn)棉花適宜株高為60~65cm,LAI為3.5~4.1。本研究通過(guò)水肥調(diào)控得到與之相似的結(jié)果,80%ETC和100%ETC灌水量下,施N-P2O5-K2O量200-80-40~350-140-70kg/hm2時(shí),各施肥處理株高和LAI為60~71cm和3.4~4.2,60%ETC灌水量下各施肥處理株高均低于56cm且LAI在3.2以下,此外,棉花株高過(guò)低,會(huì)造成棉鈴位置過(guò)低增加勞動(dòng)負(fù)擔(dān),降低人工采摘效率,LAI過(guò)低會(huì)影響作物光合能力進(jìn)而影響產(chǎn)量。鄧忠等在南疆進(jìn)行的水氮耦合研究表明,在不同的灌溉水量下,施氮量300kg/hm2處理棉花有效鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量較高,促進(jìn)了產(chǎn)量的提高。李俊等研究表明,黃淮海地區(qū)提高中部果枝棉鈴質(zhì)量對(duì)棉花生產(chǎn)意義很大。本研究與之不同,在水肥耦合條件下,施肥和灌水對(duì)籽棉產(chǎn)量的影響有極顯著的交互作用,2012年還對(duì)有效鈴數(shù)和百鈴質(zhì)量有極顯著交互作用。有效鈴數(shù)最高處理為W3F1.2,而百鈴質(zhì)量最高處理為W1F1.0,W3F1.0處理有效鈴數(shù)和百鈴質(zhì)量均不是最高,但籽棉產(chǎn)量與最高處理差異不顯著。這可能是由于鄧忠等研究在南疆進(jìn)行,棉花生育期更長(zhǎng),可達(dá)200d以上,棉花有充分光熱資源使棉花既保證了有效鈴數(shù)又使棉鈴質(zhì)量達(dá)到最大化。而本研究中,該地區(qū)無(wú)霜期僅為168d,9月以后氣溫下降,W3F1.2處理鈴數(shù)雖多,但鈴質(zhì)量增加緩慢,從收獲指數(shù)偏低(0.37)可以看出,無(wú)效鈴也較多,影響了籽棉產(chǎn)量。2a各處理與最高有效鈴數(shù)處理(W3F1.2)相比,最大降幅達(dá)59%和61%,而各處理與最高百鈴質(zhì)量處理(W1F1.0)相比降幅僅為12%和10%,表明棉花有效鈴數(shù)比百鈴質(zhì)量對(duì)水肥更加敏感?？紤]到棉花品種本身的遺傳特性,通過(guò)水肥調(diào)控百鈴質(zhì)量的增產(chǎn)潛力有限,北疆地區(qū)棉花生產(chǎn)中在百鈴質(zhì)量下降幅度有限的情況下,盡量提高有效鈴數(shù)是高產(chǎn)的有效途徑。增加產(chǎn)量、適宜灌水量和適宜的施氮量均可以增加棉花WUE。本研究結(jié)果與之相似,在不同灌水水平下F1.0處理均最高,W2F1.0處理WUE最高,且2a都與W2F1.2處理差異不顯著,說(shuō)明適宜的灌水和施肥量能增加WUE。蔡煥杰等試驗(yàn)表明,為了取得高產(chǎn)和較高的水分利用率,棉花全生育期的滴水量應(yīng)在345~380mm。劉梅先等認(rèn)為,雖然滴灌水量少于300m