硫酸铵肥在北疆棉花种植中的应用效果初探

Application Effect of Ammonium Sulphate Fertilizer on Cotton Plantation in Northern Xinjiang, China

摘要: 在北疆石河子植棉垦区，以硫酸铵肥为研究对象，探讨利用煤电厂废弃物硫酸铵替代尿素施肥的可能性。初步研究结果表明，硫酸铵肥对棉花具有极显著的增产作用，这种作用并不随硫酸铵肥用量增加而显著增加；在同等施氮量条件下，施用硫酸铵肥使棉花增产47%(P < 0.01)；但棉花生育期硫酸铵肥处理的棉花叶绿素、叶面积与对照比差异不显著。

Abstract: The possibility of using ammonium sulfate fertilizer from coal power plant waste to replace urea fertilization was discussed in Shihezi cotton cultivation area of northern Xinjiang in China. The pre-liminary results showed that ammonium sulfate fertilizer had a very significant effect on cotton yield increase. This effect did not increase significantly with the increase of ammonium sulfate ap-plication rate; under the same nitrogen application rate, the yield of cotton increased 47% (P < 0.01) by applying ammonium sulfate fertilizer, but there was no significant difference in chlorophyll, leaf area between ammonium sulfate fertilizer treatments and CK during cotton growth period.

1. 引言

硫酸铵肥在我国农业生产中的应用已有90多年的历史，最初我国硫酸铵肥主要进口自英国，上世纪30年代我国开始自行生产和应用，它是我国农业生产中应用最早的人工合成肥料 [1] 。相关研究已表明，含硫肥料对N、P、K等肥料具有协同增效作用，可以提高肥料利用率和改善作物品质 [1] [2] ，因此，合理开发和利用硫酸铵肥是目前农业生产中高效、平衡施肥的重要措施。废弃物资源化利用和绿色农业循环发展是提高农业发展质量、效益和竞争力重要措施 [3] [4] 。本研究为了探索资源化利用煤电厂废弃物硫酸铵的可能性，选择在北疆(新疆北部)石河子棉区，用水溶性硫酸铵肥为处理、尿素为对照进行棉花肥料试验，探讨硫酸铵肥代替尿素施肥的可能性。

2. 试验材料与方法

2.1. 试验区概况

试验于2015年4~10月在石河子143团乌兰乌苏镇进行，该试验点地处天山北麓、准格尔盆地南缘，位于东经85˚10'~85˚54'、北纬44˚10'~44˚20'之间，海拔高度469米，该区域属典型的温带大陆性气候，冬季长而严寒，夏季短而炎热。无霜期为168~171天。≥0℃的活动积温为4023℃~4118℃，≥10℃的活动积温为3570℃~3729℃。

试验作物为棉花、品种为710；灌溉方式为膜下滴灌，一膜两管四行，棉花株行配置为20-50-20-50(cm)。

2.2. 试验设计

供试肥料为煤电厂废弃物硫酸铵肥(含N、S分别为21%和24%)，尿素(含N46%)为对照(CK)。试验设4个处理，分别为尿素(CK)处理、硫酸铵(与CK等N量)常规施肥(即中量处理)处理、优化施肥(0.8倍施N量，即低量处理)处理和加倍施肥(1.2倍施N量，即高量处理)处理。试验处理设3次重复，共计12个小区，试验小区面积1.2亩。试验区基施磷酸二铵(16-46-0)20 kg/亩；棉花生育期灌溉量为280 m³/亩，分10次滴灌、小区用水表控制灌水量，生育期水肥施用时间及比例与当地大田一致，棉花生育期水肥施用时间、时期及用量见表1。

2.3. 测定项目及方法

在棉花不同生育期测定各处理棉花叶绿素含量、叶面积大小，收获期测产；叶绿素含量用SPAD仪进行测量、叶面积大小用直尺测量棉花功能叶(倒四叶)的长与宽(长宽乘积作为叶面积大小数据)；

Table 1. The application time and dosage of water and fertilizer in experimental plot of cotton growing period

表1. 棉花生育期试验小区水肥施用时间及用量

注：表中“基施N量”是指该部分N肥作为底肥施入土壤，“追N量”是指该部分N肥随水滴施进入土壤。

试验小区一半用来观测棉花叶绿素、叶面积等指标，另外一半用来测产。

2.4. 数据处理

试验数据采用SAS 9.1和Excel 2010软件进行统计分析，数据间多重比较采用LSD法。

3. 结果与分析

3.1. 产量

由不同处理棉花产量差异表2可以得出，施用不同量硫酸铵后，棉花产量得到了不同程度的显著提升。硫酸铵高、中、低用量分别较CK增产47.6%、47.4%和16.8%。硫酸铵对棉花增产的主要原因是极显著的增加了棉花铃数，同时，单铃重也随硫酸铵施用量的增加呈现增加趋势，但处理间没有达到显著水平。

3.2. 叶绿素

新疆棉花7月份花铃期和8月份盛龄期是对水肥等养分和水分最为敏感的时期，也是水肥用量对棉花产量影响作用最大的时期，该时期水肥管理的差异直接决定着棉花9月份产量形成的大小。由不同处理及不同时期棉花叶绿素SPAD值差异表3可以得出，7月份不同硫酸铵肥施用量处理对棉花叶绿素SPAD值无显著影响，而到8月份硫酸铵处理对棉花叶绿素SPAD值的影响显著小于CK。

3.3. 叶面积

棉花从顶上数，倒数第4或第5片叶为棉花的功能叶(本研究中以棉花倒4叶为测定对象)，它的大小和颜色深浅反映着水肥用量的程度和水平，是水肥管理措施的晴雨表。本研究中，由不同施肥处理及不同时期的棉花叶面积差异表4可以得出，同一时期、不同处理对棉花叶面积大小均无显著差异，7月、8月、9月各个处理对棉花叶面积大小的影响一致，即各处理对棉花叶面积均为无显著影响差异。

4. 结论

硫酸铵肥对棉花具有极显著的增产作用，这种作用并不随硫酸铵施用量增加而显著增加；在同等施

Table 2. The difference of cotton yield under different treatments

表2. 不同处理棉花产量差异

注：平均值 ± 标准差。大、小写字母分别表示处理间在1%和5%水平上的差异显著。

Table 3. The difference of chlorophyll (SPAD) in different periods of cotton

表3. 不同时期棉花叶绿素(SPAD)差异

注：平均值 ± 标准差。小写字母表示处理间在5%水平上的差异显著。

Table 4. The difference of leaf area in different periods of cotton (cm2)

表4. 不同时期棉花叶面积差异(cm²)

注：平均值 ± 标准差。小写字母表示处理间在5%水平上的差异显著。

氮量条件下，施用硫酸铵肥使棉花增产47% (P < 0.01)；但棉花生育期硫酸铵肥处理的棉花叶绿素、叶面积与对照比差异不显著。

资助信息

科技支疆项目(2016E02020)、自治区重点研发计划项目(2016B02017-4)、国家自然科学基金(41661075)项目资助。