施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响

石洪亮，张巨松，严青青，田立文，崔建平，林 涛，郭仁松

(1.新疆农业大学 棉花工程研究中心,乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院 经济作物研究所,乌鲁木齐 830091)

施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响

石洪亮1，张巨松1，严青青1，田立文2，崔建平2，林 涛2，郭仁松2

(1.新疆农业大学 棉花工程研究中心,乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院 经济作物研究所,乌鲁木齐 830091)

研究施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响，以期为南疆机采棉栽培技术提供科学理论依据。在南疆自然生态条件下，以‘新陆中54号’为材料，采用单因素试验设计，设置4个施氮(纯 N)水平，分别为0 (N0)、150 (N1)、300 (N2)和450 kg/hm2(N3)。结果表明，N2、N3处理较N1、N0处理花铃期延长4～8 d，N2处理有效增加真叶数、茎粗、倒四叶宽和有效果枝数，果枝始节高度合理(平均25.15 cm)，符合机采要求；至盛花期，棉花的叶面积指数(LAI)及净光合速率(Pn)均达到最大值，分别为4.81和36.32 μmol/(m2·s)；N2处理干物质积累量大，且向生殖器官转运率最高，为61.02%，增产效果最显著，为36.30%。在南疆机采棉种植模式下，施氮量为300 kg/hm2时，棉花生长优，单株结铃数多，单铃质量大，籽棉产量最高，为5 781.7 kg/hm2，且投入产出比最小，为0.72。

机采棉；施氮量；生长特性；产量；投入产出比

棉花是重要的经济作物，种植面积大、分布范围广，尤其是在中国的三大棉区。新疆地区光热资源丰富，日照时间长，棉花单产水平高，是中国棉花主要生产基地之一。施肥一直对棉花的增产发挥着巨大的作用[1]，氮磷钾是农田土壤养分的重要来源，也是作物正常生长所吸收的必需养分，尤其氮肥是影响棉花产量和品质的关键因素之一，氮肥的合理施用一直是调控作物生长发育及产量和品质的主要措施[2-3]。适宜的施氮均能促进植株健康成长，改善蕾铃脱落的情况，增加产量[4-5]。但是盲目大量施用氮肥，则会造成肥料利用率低、生产成本增加和生态环境恶化等一系列问题[6]。在农业生产中如何合理运筹氮肥实现高产高效成为科研工作者的重要研究目标，关于棉花适宜施氮量，在长江流域[7-9]、西北内陆棉区[10-12]和黄河流域棉区[13-14]均有研究报道。如何根据新疆水资源不足的情况下，并且在机采棉的种植模式下，合理使用氮肥，最终达到高产、高效且优质的目的[15]，目前关于南疆机采棉对氮肥的响应研究报道较少。本试验在南疆大田自然条件下，设置不同施氮量处理，研究施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响，阐明施氮量对南疆机采棉生长特性及产量的影响机理，为南疆机采棉栽培技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验于2015年4至10月在新疆农科院经作所实验基地进行。该基地位于新疆阿克苏市阿瓦提县丰收二场一连，地处北纬39°31′～40°50′、东经79°45′～81°5′，属暖温带大陆性干旱气候，无霜期183～227 d，年均日照2 750～3 029 h，全年≥10 ℃积温3 802.9 ℃，多年平均降水量46.7 mm，多年平均蒸发量1 890.7 mm，试验区耕作层(0～40 cm)土壤为砂壤土，土壤平均体积质量 1.43 g/cm3。供试土壤全氮0.91 g/kg、有机质12.50 g/kg、水解性氮175.80 mg/kg、有效磷54.00 mg/kg、速效钾299.00 mg/kg。

1.2 试验方案

常规滴灌下(3 800 m3/hm2)，单因素试验设计，设置4个施氮(纯 N)水平，即 0、150、300、450 kg/hm2，分别用N0、N1、N2、N3表示，当地常规施氮量(纯 N)为379.5 kg/hm2(按照尿素平均55 kg/667 m2计算)。供试棉花品种为‘新陆中54号’。机采棉种植模式，1膜4行，行距配置(66+10)cm，株距11 cm，理论株数为24.25万株/hm2，滴灌毛管铺在窄行中间。小区长6.5 m，宽4.5 m，(3膜)面积29.25 m2，重复3次，重复间距50 cm，占地面积为378 m2。

施氮量经电子秤称量后，对应各处理放入施氮罐中，随水滴施，按照1水1肥进行。施用的肥料为尿素[w(N)=46.4%]、颗粒状过磷酸钙[w(P2O5)=12%]和农用颗粒钾肥[w(K2O)= 40%]。基肥：尿素施用总量的20%，颗粒状过磷酸钙200 kg/hm2，农用颗粒钾肥100 kg/hm2；追肥：全部施用尿素(总量的80%)，具体方案见表1。

表1 施肥方案Table 1 Fertilization scheme kg/hm2

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生育时期 记载苗期、盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃期、吐絮期的日期，各生育时期的确定以达到调查数量50%为标准。

1.3.2 农艺性状 自现蕾开始调查各生育时期的蕾数、铃数，在8月25日调查株高、真叶数、主茎到3叶宽、茎粗、果枝数等主要农艺性状。在定点区域选择长势均匀具有代表性连续10株棉花，内外行各5株，取平均值。

1.3.3 叶面积指数(LAI) 蕾期至吐絮期(5月30日至9月15日)的各个生育时期，选取具有代表性的6株棉花(每隔15 d取样1次)，利用打孔法测定叶面积，最后折算出各处理叶面积指数。

1.3.4 净光合速率(Pn) 在棉花现蕾期、盛蕾期、初花期、盛花期、盛铃期、吐絮期测定叶片净光合速率，选择11：00-13：00内的晴朗天气(测定倒四叶，打顶后倒三叶)。

1.3.5 干物质 蕾期至吐絮期(5月30日-9月15日)的各个生育时期，选取具有代表性的6株棉花(每隔15 d取样1次)，按照茎枝、叶、蕾花铃等器官分开，放入电热恒温鼓风干燥箱105 ℃杀青30 min，然后80 ℃恒温至恒质量，测定其干物质质量。

1.3.6 经济产量 吐絮后实数每小区株数和铃数，选取有代表性的棉株，分上(30朵)、中(40朵)、下(30朵)取样，测其铃质量和衣分，重复3次。

1.4 数据分析

采用Excel 2013、SPSS 19.0进行统计分析，方差分析均为0.05水平，采用Duncan’s新复极差多重比较法处理数据。

2 结果与分析

2.1 施氮量对机采棉生育进程的影响

由表2中看出，不同氮肥处理间在盛蕾期以前差异不大，在初花期后差异显著，不施氮肥要比施氮肥处理提前进入各生育时期，施氮肥处理中，N3处理生育进程又比N1、N2处理明显滞后，到吐絮期，N3处理比N1、N2分别滞后7 d和3 d；由表3中看出，就整个生育阶段来看，N3处理的生育期也显著长于其他处理的生育期，分别比N0、N1、N2延长11 d、7 d、4 d，而不施氮肥的棉花生育期显著偏短，说明不施氮肥使棉花的生育期缩短，造成轻度早衰的现象，不利于棉花的产量形成。

2.2 施氮量对机采棉农艺性状的影响

由表4可以看出，施氮量对有效果枝数影响不显著，N2、N3处理的其余农艺性状都要高于其他处理，N0处理的株高和果枝数与N1的差异不显著，但是与N2、N3处理差异显著，相差最大为株高10.2 cm、果枝数2.0台，并且不施氮肥的始节高度、真叶数、倒四叶宽、茎粗都与施氮肥的处理差异显著，其中差值最大的为N0和N3，分别为9.8 cm、2.6片、4.00 cm、0.387 cm。不施氮肥处理的始节高度过低会影响机采棉的采收质量，N2、N3处理果枝始节高度合理，平均为25.15 cm，同时，倒四叶作为棉株的功能叶，倒四叶宽的大小能影响光合的吸收和积累，并且，N3处理施肥过多与N1、N2相比有贪青的现象。

表2 不同处理下棉花生育时期的比较Table 2 Comparison of cotton growing periods under different treatments

表3 不同处理下棉花生育阶段的比较Table 3 Comparison of cotton growing stages under different treatments d

表4 不同处理下棉花主要农艺性状的比较Table 4 Comparison of main agronomic characters of cotton under different treatments

注：不同小写字母表示差异达0.05显著水平。

Note:Different lowercase letters mean significant differences at 0.05 level.

2.3 施氮量对机采棉LAI的影响

由图1可以看出， 各处理LAI都呈单峰趋势，都在82 d达到峰值，随着施氮量的增加LAI呈先增后减的趋势，N2>N3>N1>N0，N0、N1、N2、N3在盛花期LAI最大值分别为3.01、3.19、4.81、4.51，在峰值处N2、N3、N1处理LAI较N0处理分别增加36.02%、31.19%、3.81%，盛花期后，各处理的LAI都呈下降趋势，至吐絮期，N2、N3处理相较于N0、N1处理LAI仍然保持较高水平，说明N2、N3处理保证棉花后期叶片的光合有效面积，提高光合产物积累能力，有利于产量形成。

2.4 施氮量对机采棉Pn的影响响叶片的净光合速率，使叶片的光合作用低于其他施肥处理，导致产量的形成也受到影响，施氮量的增加使Pn也增加，但是N3的Pn却低于N2的，说明过多的施氮量不利于Pn的增加。

由图2可以看出，随着施氮量的增加Pn呈先增后减的趋势，在盛花期各处理的Pn均达到最大，N0、N1、N2、N3在盛花期Pn最大值分别为29.32、31.50、36.32、34.61 μmol/(m2·s)，盛蕾期至吐絮期N2、N3的Pn始终大于N0、N1，并且N0处理的Pn明显低于N2处理，不施氮肥影

图1 不同处理下棉花LAI的变化Fig.1 Dynamic changes of cotton LAI under different treatments

图2 不同处理下棉花净光合速率的变化Fig.2 Dynamic changes of net photosynthetic rate of cotton under different treatments

2.5 施氮量对机采棉地上部干物质积累与分配的影响

2.5.1 干物质积累 干物质是形成产量的基础，合理的施肥可以显著增加棉花干物质的积累。用Logistic生长函数对不同施氮量的机采棉干物质积累进行拟合，其Logistic模型及其特征值见表5。

由表5可知，随着施氮量的增加，棉株干物质积累量、快速积累持续时间及其最大积累速率呈先升后降的趋势，说明它们并不是与施氮量一直呈正比的，N2、N3处理棉花总干物质积累最快时期出现在出苗后53～108 d。N2、N3、N1处理分别较N0处理干物质积累量每株分别增加47.08、31.91、15.68 g，干物质积累持续时间也分别增长7、3、2 d，同时，最大积累速率也分别提高36.75%、31.73%、18.12% ，因此，N0相较于其他处理植株干物质积累时间短，最大积累速率持续时间也短，不施氮肥让植株的干物质积累明显低于其他处理，N3处理虽施氮最多，却没有N2处理的干物质积累量多，可见，施氮过多，不利于植株干物质积累。

表5 机采棉干物质积累的Logistic模型及其特征值Table 5 Logistic model and its characteristics of dry matter accumulation of machine-picking cotton

注：t.棉花出苗后的时间(d)；y.单株棉花干物质积累量(g)；t0.干物质积累最大速率出现时间；t1和t2分别为Logistic生长函数的2个拐点；△t.干物质快速积累持续时间；Vm.干物质最大增长速率；R2.决定系数；“*”表示差异显著(P<0.05)。

Note:t.times after the emergence of cotton;y.cotton dry matter accumulation;t0.days of accumulation rate of maximum dry matter ;t1andt2are two inflexions of the logistic equations,respectively;△t.times of dry matter rapid accumulation;Vm.maximum increase rate of dry matter;R2.determination coefficient；“*”significant difference at 0.05 level.

2.5.2 干物质分配 由图3可以看出，在出苗后65 d以前，植株一直在进行营养生长，也就是初花期植株才开始生殖生长，从出苗后65 d至96 d，营养生长与生殖生长同时在进行，但是营养生长明显高于生殖生长，说明此阶段植株营养生长为主，生殖生长为辅，到96 d以后，棉花开始进入盛花期，生殖生长开始加速，超过营养生长，一直到吐絮期，说明此阶段生殖生长为主。在116 d和132 d N2处理的营养生殖干物质积累与营养器官干物质积累比其他处理多，但是比例却是最小的，为1.27和1.57，说明随着施氮量的增加，生殖生长与营养生长的比例先增加后减少，各处理中，N2处理向生殖器官转运率最高，为61.02%。由于生殖生长的干物质量也是随着施氮量增大而在减少，说明适当的施肥能使营养器官干物质量与生殖器官干物质量达到协调的比例，过多的施肥使营养器官增长，抑制生殖器官的增加。

2.6 施氮量对机采棉产量的影响

由表6可以看出，随着施氮量的增加单株结铃数、单铃质量和籽棉产量呈先增加后降低的趋势。各处理间棉花单株结铃数、单铃质量2个产量构成因素显著差异，收获株数、衣分无显著差异。N2、N3、N1处理较N0处理单铃质量分别增加0.86、0.85、0.65 g，籽棉产量分别增产36.30%、33.65%、20.68%。投入产出比N2处理最小，为0.72。单株结铃数表现为N0

图3 不同处理下棉花营养器官与生殖器官干物质分配比例Fig.3 Dry matter distribution ratio of vegetative organs and reproductive organs of cotton under different treatments

表6 不同处理下棉花产量及其构成因素的比较Table 6 Comparison of yield and its components of cotton under different treatments

注：不同小写字母表示差异达0.05显著水平。

Note:Different lowercase letters mean significant difference at 0.05 level.

3 讨 论

3.1 施氮量对棉花LAI及Pn的影响

棉花在盛铃期适宜的LAI在4.0左右，吐絮期为2.0～2.5，盛铃期维持在3.5～4.6[13]。本试验中，施氮量为300 kg/hm2时棉花盛铃期LAI分别为4.81，吐絮期分别为2.77。施氮能提高棉花功能叶净光合速率，表现为随施氮量增加而增大[16]，本试验得到相同的结果。不同生育期棉花功能叶LAI随着施氮量增加呈现出先增加后降低的趋势，与马宗斌等[13]的研究结果一致。说明适量施氮有利于棉花在盛铃期建成适宜的叶面积指数，提高棉花叶片的净光合速率，为棉花产量奠定光合物质基础。

3.2 施氮量对地上部干物质积累与分配的影响

作物整个生育时期都在进行干物质积累[17-18]。Rochester等[19]研究表明，增施氮肥有利于棉花植株生物量积累，但过量施氮会导致棉花因营养生长过旺而贪青晚熟、品质下降。薛晓萍等[8]研究发现，施氮有利于棉花植株前期干物质的快速积累，可以调节快速生长期的起止时间和持续的时间，影响干物质积累速率。适宜的施氮量有利于促进最大积累速率提前出现、调节干物质积累过程及棉株各部位干物质的积累和分配[9]。赵新华等[20]研究表明，当施氮量为240 kg/hm2时，单铃籽棉和纤维积累的生物量最大，不施氮或高于480 kg/hm2时则不利于棉株生物量的积累。马宗斌等[13]研究表明，施氮量为300 kg/hm2时，棉花干物质积累量较大，且分配到生殖器官的比例较高。本试验条件下，300 kg/hm2处理干物质积累多，且前期营养生长快，为生殖生长提供基础，后期向生殖器官转运多，为产量提供基础。因此，合理的施用氮肥，可以增加有效的生物量积累，但在不同地区生态条件下，氮肥施用量也不尽一致。

3.3 施氮量对棉花产量的影响

研究表明，同一生态区域的棉花因栽培品种、气候条件、土壤肥力等差异最高产量施氮量不一致，棉花的适宜施氮量差异较大[7,10-11,14,21-22]。美国加利福尼亚，棉花施氮量在56～224 kg/hm2之间时产量为增加趋势，过少或过多施氮量均不利于产量的提高[23]。中国长江流域和黄河流域棉区，配置相同的氮肥用量，结果皮棉产量最高的氮肥用量不同[8-9]。王肖娟等[24]研究得出，随施氮量的增加，棉花产量呈先增大后减小的趋势，当施氮量为360 kg/hm2时，棉花产量最高。但也有研究表明，施氮量在300 kg/hm2以上时，氮肥的增产效果已经不显著[6]。邓忠等[25]采用‘新陆中26号’，在南疆库尔勒地区(土壤全氮为0.84 g/kg，速效氮58.96 mg/kg)试验，结果表明施氮量300 kg/hm2有效地提高单株铃数、单铃质量和产量。本试验在南疆阿克苏地区，采用‘新陆中54号’，设置0、150、300、450 kg/hm24个施氮量处理，结果表明，施氮量为300 kg/hm2时产量最高，且增产效果最为显著。

4 结 论

试验表明，N2处理棉花生育进程更为合理，棉株茎秆粗壮，果枝始节较高，有效果枝数多，倒四叶宽，叶面积指数高，叶片的净光合速率高，单株地上部干物质积累量最高，且向生殖器官转化的比例较高，为61.02%。施氮量对机采棉产量影响显著，N2处理显著增加单株结铃数和单铃质量，籽棉产量最高，增产效果最优，为36.30%，且投入产出比最小，为0.72。

Reference：

[1] 张 炎,王讲利,李 磐,等.新疆棉田土壤养分限制因子的系统研究[J].水土保持学报,2005,19(6):59-62.

ZHANG Y,WANG J L,LI P,etal.Study on limiting factors of soil nutrient in Xinjiang cotton field[J].JournalofSoilandWaterConservation, 2005,19(6):59-62(in Chinese with English abstract).

[2] 陈 亮,杨国正,祝珍珍,等.氮素用量对棉花产量和品质的影响[J].中国棉花,2011,38(4):15-18.

CEHN L,YANG G ZH,ZHU ZH ZH,etal.Effects of nitrogen fertilizer dosage on cotton yield and quality[J].ChinaCotton, 2011,38(4):15-18(in Chinese).

[3] 刘 翠,张巨松,郑 慧,等.氮肥基追比对杂交棉生长发育和产量形成的影响[J].西北农业学报,2014,23(12):102-109.

LIU C,ZHANG J S,ZHENG H,etal.Effect of different ratios of base and topdressing nitrogen fertilizer on plant growth and yield os hybrid cotton[J].ActaAgriculturaceBoreali-occidentalisSinica,2014,23(12):102-109(in Chinese with English abstract).

[4] 余 渝,陈冠文,林 海,等.北疆棉区棉花蕾铃脱落规律的初步研究[J].新疆农业大学学报,1999,22(1):29-33.

YU Y,CHEN G W,LIN H,etal.Research on regulation of the square and boll abscission in Xinjiang cotton area[J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity,1999,22(1):29-33(in Chinese with English abstract).

[5] 胡明芳,田长彦,马英杰,等.氮素营养对棉铃形成与脱落的影响[J].干旱地区农业研究,2005,23(1):95-98.

HU M F,TIAN CH Y,MA Y J,etal.Effects of nitrogen on the formation and shedding of cotton bolls[J].AgriculturalResearchintheAridAreas,2005,23(1):95-98(in Chinese with English abstract).

[6] 侯秀玲,张 炎,王晓静,等.新疆超高密度棉田氮肥运筹对产量和氮肥利用的影响[J].棉花学报,2006,18(5):273-278.

HOU X L,ZHANG Y,WANG X J,etal.Effect of different nitrogen fertilization on yield and nitrogen using of super high-density cotton system[J].CottonScience,2006,18(5):273-278(in Chinese with English abstract).

[7] YANG G Z,TANG H Y,NIE Y C,etal.Responses of cotton growth,yield,and biomass tonitrogen split applicationratio[J].EuropeanJournalofAgronomy,2011,35(3):164-170.

[8] 薛晓萍,郭文琦,王以琳,等.不同施氮水平下棉花生物量动态增长特征研究[J].棉花学报,2006,19(6):323-326.

XUE X P,GUO W Q,WANG Y L,etal.Research on dynamic increase characteristics of dry matter of cotton at different nitrogen levels[J].CottonScience,2006,19(6):323-326(in Chinese with English abstract).

[9] 薛晓萍,王建国,郭文琦,等.氮素水平对初花后棉株生物量、氮素累积特征及氮素利用率动态变化的影响[J].生态学报,2006,26(11):3631-3640.

GUO X P,WANG J G,GUO W Q,etal.Effect of nitrogen applied levels on the dynamics of biomass,nitrogen accumulationand nitrogen fertilization recovery rate of cotton after initial flowering[J].ActaEcologicaSinica,2006,26(11):3631-3640(in Chinese with English abstract).

[10] 李培岭,张富仓.根系分区交替滴灌下水氮耦合对棉花氮素利用效率的影响[J].农业工程学报,2012,28(S1):112-116.

LI P L,ZHANG F C.Effects of water and nitrogen coupling on cotton nitrogen absorption and utilization under alternate root partition drip[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering,2012,28(S1):112-116(in Chinese with English abstract).

[11] 娄善伟,张巨松,罗新宁,等.施氮水平对棉花农艺性状、倒四叶光合特性及产量的影响[J].新疆农业大学学报,2009,32(1):39-42.

LOU SH W,ZHANG J S,LUO X N,etal.Influence of nitrogenous fertilizer level on agronomic characters,fourth leaf from top photosynthetic characteristics and yield of cotton[J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity,2009,32(1):39-42(in Chinese with English abstract).

[12] 林 涛,郭仁松,崔建平,等.施氮对南疆荒漠绿洲滴灌棉田产量及棉纤维品质的影响[J].西北农业学报,2013,22(11):47-53.

LIN T,GUO R S,CUI J P,etal.Effect of nitrogen application on cotton yield and fiber quality under drip irrigation condition in oasis of south Xijiang[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2013,22(11):47-53(in Chinese with English abstract).

[13] 马宗斌,严根土,刘桂珍,等.施氮量对黄河滩区棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2013,19(4):849-857.

MA Z B,YAN G T,LIU G ZH,etal.Effects of nitrogen application rates on main physiological characteristics of leaves，dry matter accumulation and yield of cotton cultivated in the Yellow River bottomlands[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2013,19(4):849-857(in Chinese with English abstract).

[14] 马宗斌,严根土,刘桂珍,等.氮肥分施比例对黄河滩地棉花叶片生理特性、干物质积累及产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2013,19(5):1092-1101.

MA Z B,YAN G T,LIU G ZH,etal.Effects of split nitrogen fertilization on physiological characteristics of leaves,dry matter accumulation and yield of cotton cultivated in the Yellow River bottomland[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2013,19(5):1092-1101 (in Chinese with English abstract).

[15] 王宏江,吕 新,陈 剑.膜下滴灌施肥技术研究发展动态及问题探讨[J].新疆农业科学,2009,46(1):13-17.

WANG H J,LÜ X,CHEN J.Preliminary study on development trend and the problems in fertilization techniques of drip irrigation under membrane[J].XinjiangAgriculturalSciences,2009,46(1):13-17(in Chinese with English abstract).

[16] 李鹏程,董合林,刘爱忠,等.施氮量对棉花功能叶片生理特性、氮素利用效率及产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2015,21(1):81-91.

LI P CH,DONG H L,LIU A ZH,etal.Effects of nitrogen application rates on physiological characteristics of functional leaves,nitrogenuse efficiency and yield of cotton[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2015,21(1):81-91(in Chinese with English abstract).

[17] MICHAEL S,WATT,PETER W,etal.Above-ground biomass accumulation and nitrogen fixation of broom(CytisusscompariusL.)growing with juvenilePinusradiataon a day lang site[J].ForestEcologyandManagement,2003,184(1-3):93-104.

[18] 杨京平,姜 宁,陈 杰.施氮水平对两种水稻产量影响的动态模拟及施肥优化分析[J].应用生态学报,2003,14(10):1654-1660.

YANG J P,JIANG N,CHEN J.Dynamie simulation of nitrogen applieation level effects on rice yield and optimization analysis of fertilizer supply in paddy field[J].ChineseJournalofAppliedEcology,2003,14(10):1654-1660(in Chinese with English abstract).

[19] ROCHESTER I J,PEOPLES M B,HULU GALLE N R,etal.Using legumes to enhance nitrogen fertility and soil condition in cotton cropping systems[J].FieldCropResearch,2010,70(1):27-41.

[20] 赵新华,束红梅,王友华,等.施氮量对棉铃干物质和氮累积及分配的影响[J].植物营养与肥料学报,2011,17(4):888-897.

ZHAO X H,SU H M,WANG Y H,etal.Effects of nitrogen fertilization on accumulation and distribution of dry weight and nitrogen of cotton bolls[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2011,17(4):888-897(in Chinese with English abstract).

[21] 胡国智,张 炎,李青军,等.氮肥运筹对棉花干物质积累、氮素吸收利用和产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2011,17(2):397-403.

HU G ZH,ZHANG Y,LI Q J,etal.Effect of nitrogen fertilizer management on the dry matter accumulation,N uptake and utilization and yield in cotton[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2011,17(2):397-403(in Chinese with English abstract).

[22] 李伶俐,房卫平,马宗斌,等.施氮量对杂交棉氮、磷、钾吸收利用和产量及品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2010,16(3):663-667.

LI L L,FANG W P,MA Z B,etal.Effects of nitrogen fertilization on uptake and utilization of NPK and yield and quality of hybrid cotton[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer,2010,16(3):663-667(in Chinese with English abstract).

[23] HUTMACHER R B,TRAVIS R L,NICHOLS R L.Response ofAcalacotton to nitrogen ratesin the San Joaquin Valley of California[J].TheScientificWorldJournal,2001,1(2):691-698.

[24] 王肖娟,危常州,张 君,等.灌溉方式和施氮量对棉田氮肥利用率及损失的影响[J].应用生态学报,2012,23(10):2751-2758.

WANG X J,WEI CH ZH,ZHANG J,etal.Effects of irrigation mode and N application rate on cotton field fertilizer N use efficiencyand N losses[J].ChineseJournalofAppliedEcology,2012,23(10):2751-2758(in Chinese with English abstract).

[25] 邓 忠,白 丹,翟国亮,等.施肥方式和施氮量对棉花地上部分干物质积累、产量和品质的影响[J].华北农学报,2011,26(3):224-230.

DENG ZH,BAI D,ZHAI G L,etal.Effects of fertilization modes and nitrogen amount on dry matter accumulation of shoot，yield and quality of cotton[J].ActaAgriculturaeBoreali-Sinica,2011,26(3):224-230(in Chinese with English abstract).

(责任编辑：成 敏 Responsible editor:CHENG Min)

Effects of Nitrogen Application Rates on Growth Characteristics and Yield of Machine-picking Cotton in South Xinjiang

SHI Hongliang1,ZHANG Jusong1,YAN Qingqing1,TIAN Liwen2,CUI Jianping2,LIN Tao2and GUO Rensong2

(1.Research Center of Cotton Engineering,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China; 2.Institute of Economic Crops,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830091,China)

To study effects of nitrogen application rates on growth characteristics and yield of machine-picking in south Xinjiang,so as to provide scientific theoretical basis for cultivation of machine-picking cotton in south Xinjiang.Under natural ecological conditions in south Xinjiang,we took ‘Xinluzhong 54’ as test material,and used single factor experiment design to set up four nitrogen (pure N) levels,namely N0 (0 kg/hm2),N1 (150 kg/hm2),N2 (300 kg/hm2),N3 (450 kg/hm2).The results showed that blooming period was prolonged 4-8 days compared treatments of N2,N3 with N1,N0; N2 treatment effectively increased the number of stem leaf,fall four leaf width,stem diameter,effective fruit branch number; under the treatments of N2,N3,the height of first node was reasonable(Average 25.15 cm),and this met the requirements of machine-picking cotton; for full bolls stage,theLAIandPnof cotton reached maximum,it was 4.81 and 36.32 μmol/(m2·s) respectively; under the N2 treatment,dry matter accumulation was more,and highest rate to transit yield organs was greatest,it was 61.02% ,and could increase yield obviously,it reached to 36.30%.In cultivation practice for machine-picking cotton in south Xinjiang,cotton grew better when nitrogen application rate was 300 kg/hm2,per plant had more boll number and heavy mass,the seed cotton yield was about 5 781.7 kg/hm2and the input and output ratio was the least,of which was 0.72.

Machine-picking cotton; Nitrogen application rate; Growth characteristics; Yield; Input and output ratio

SHI Hongliang,male,master student.Research area:physiology and ecology of high yield cultivation in cotton.E-mail:xjndshl@163.com

ZHANG Jusong,male,professor.Research area:physiology and ecology of high yield cultivation in cotton.E-mail:xjndzjs@163.com

日期：2017-03-03

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170303.0835.064.html

2016-03-26

2016-07-13

国家“十二五”科技支撑计划(2014BAD11B02)

石洪亮，男，硕士研究生，从事棉花高产栽培生理生态研究。E-mail:xjndshl@163.com

张巨松，男，教授，主要从事棉花高产栽培生理生态研究。E-mail:xjndzjs@163.com

S562

A

1004-1389(2017)03-0397-08

Received 2016-03-26 Returned 2016-07-13

Foundation item Technology Support Program of National 12thFive-Year-Plan(No.2014BAD11B02).