滨海盐碱地棉花经济施肥法

摘要

本发明涉及一种滨海盐碱地棉花经济施肥法，该方法是：根据棉田的盐渍程度分类施肥：轻度盐碱地按照N∶P∶K用量之比为1.0∶0.6∶0.9；中度盐碱地按照N∶P∶K用量之比为1.0∶0.7∶0.7；重度盐碱地按照N∶P∶K为1.0∶0.8∶0.0施肥。以根际施肥为主，根际施肥和高浓度叶面肥喷施相结合；基肥和追肥并重，根据盐碱程度和产量水平运筹肥料；膜下集中施肥。这种按盐碱程度和产量水平分类施肥、膜下集中施肥、根际肥和高浓度叶面施肥相结合的施肥方法，减少了肥料损失，提高了肥料利用率，具有显著的节本增产效果。

说明书

(一)技术领域

本发明提供了一种在滨海盐碱地植棉，实现棉花高产、节本、增效的经济施肥方法，该经济施肥方法特别适合黄河三角洲滨海盐渍土种植的棉花。

(二)背景技术

中国是世界上最大的棉花生产国与消费国，也是最大的纺织品和服装生产国与出口国，棉花在国民经济中具有不可替代的重要地位。稳定面积、提高单产、节约成本、增加效益是实现我国棉业可持续发展的重要途径。但是我国主要产棉区同时也是重要的粮食产区，一直存在粮棉争地的矛盾，随着我国粮食安全问题日益突出，在粮棉主产区扩大植棉面积既没有潜力，还会加剧粮棉争地的矛盾，影响粮食安全，很不现实。而依靠棉花耐盐性强的特点，充分挖掘我国盐碱地植棉的潜力则是一条现实、可行、可靠的途径。我国盐碱地资源丰富，在主要产棉区皆有规模不等的盐碱地资源。山东是盐碱地资源最为丰富的省份之一，其滨海盐碱地的规模和宜棉性居全国前列。以东营市、滨洲市和潍坊市为代表的黄河三角洲滨海盐碱地棉区，现有棉田面积500多万亩，尚有800多万亩宜棉盐渍荒地待开发。因此，充分利用该区盐碱地资源扩大植棉面积，同时提高现有盐碱地棉花的产量和效益，对于山东乃至全国棉花生产稳定持续发展皆具有重要意义。

施肥技术是滨海盐土植棉的核心技术之一。但长期以来，滨海盐土植棉没有专门的施肥技术，而是采用与非盐碱地基本相同的传统施肥方法，也存在着“重视化肥、忽视有机肥，重视氮肥、忽视磷钾肥，重视基肥、忽视追肥”的不合理现象。近年来，一方面由于农村生活条件的不断改善和劳动力的大量转移，有机肥的来源和投入越来越少；另一方面，为追求棉花高产，氮肥的投入量不断加大，肥料流失严重，利用率低，土壤结构恶化，棉花早衰严重，投入高而效益差。特别是自2000年开始推广普及转Bt基因抗虫棉以来，滨海盐碱地棉花早衰、低产的问题更为突出。

为提高滨海盐渍土植棉的效益，国内一些学者相继对棉花施肥技术进行了研究。其中“滨海盐渍土植棉技术研究”(徐惠纯等，山东棉花研究中心《山东农业科学》1995NO.4P20)一文中公开了一种滨海盐渍土棉花的施肥方法。该方法基于对滨海盐渍土“缺氮、贫磷、富钾”肥力特点的判断，认为滨海盐渍土的经济施肥方法是增施磷肥和氮肥，不施钾肥。增施磷肥对滨海盐碱地植棉防冻害、促早熟也有很好的效果；之后，“盐渍土区棉花NPK肥效应研究”(辛承松等，山东省农业科学院棉花研究中心《莱阳农学院学报》2003，20(1)：39-41方法)一文公开的滨海盐碱地棉花施肥方法也是提倡增施N肥和P肥，推荐亩施纯氮13kg，P₂O₅11kg。以上公开的施肥方法皆基于“滨海盐渍土缺氮、贫磷、富钾”肥力特征而制定的。近年来对滨海盐碱地肥力状况的研究发现，重度盐碱地(含盐量0.5％以上)具有“缺氮、贫磷、富钾”的肥力特征；而经过改良后的中度(含盐量0.3％-0.5％)和轻度(0.2％-0.3％)盐碱地的有效钾含量偏低，且生育季节内易流失而表现缺钾。由此可见，在所有盐渍棉田皆采取增施N、P肥的施肥方法既不科学、也不经济。

另外，尿素和磷酸二氢钾是最为常用的叶面肥料，尽管学术界对其叶面喷施的增产作用尚存在争议，但棉花生产中仍普遍应用这两种叶面喷肥。目前常用的尿素和磷酸二氢钾水溶液的浓度一般分别为1-2％和0.2-0.3％，过高会烧伤叶面(中国农业科学院土壤肥料研究所黄昭愿编著《配方施肥与叶面施肥》，金盾出版社，1992，75-76)。不过，“棉花叶面喷施高浓度氮肥替代根施花铃肥初探”(赵元明等，河南省农业科学院棉花油料作物研究所《河南农业科学》，2000，(10)：10-11)一文公开了一种提高尿素浓度的叶面喷肥方法，把尿素浓度提高到4-8％，基本可以起到替代根际花铃肥的作用。但目前尚未见在正常根际施肥的条件下利用高浓度尿素和磷酸二氢钾混配叶面喷施来延缓棉花早衰的报道。

总之，不同盐碱程度的滨海盐碱地，施肥种类和数量不能一样；在滨海盐土采用基肥散施的传统方法，会导致肥料流失严重、利用率低；传统的低浓度叶面施肥方法的增产效果十分有限。现行的施肥方法难以满足滨海盐碱地棉花高产高效栽培的需要。

(三)发明内容

为了克服滨海盐碱地肥料流失严重、利用率低，抗虫棉早衰严重和产量低等问题，本发明的目的在于提供一种在滨海盐碱地植棉实现棉花高产高效的经济施肥方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

该种在滨海盐碱地种植棉花的经济施肥方法，以根际施肥为主，根际肥和高浓度叶面肥喷施相结合；基肥和追肥并重，根据盐碱程度和产量水平运筹肥料；膜下集中施肥；

根据棉田的盐渍程度分类施肥：轻度盐碱地按照施足氮、磷肥，重施钾肥的原则，N∶P∶K用量之比为1.0∶0.6∶0.9；中度盐碱地按照施足氮钾肥、重施磷肥的原则，N∶P∶K用量之比为1.0∶0.7∶0.7；重度盐碱地按照施足氮肥、重施磷肥、不施钾肥的原则，N∶P∶K为1.0∶0.8∶0.0；

根际施肥：N肥和K肥分两次施入，一半于播种前作基肥施入，另一半于初花期追施；P肥全部作基肥施入；播种前开深度15cm的深沟，将N、P和K肥料条施，覆土后耙平，在上面播种，然后盖膜，这样基施的那部分肥料被集中盖在膜下；追施的那部分肥料于初花期破膜，行间条施，深度15cm基肥集中施于地膜下；

叶面肥的配制和施用：取N含量46％的尿素500g和P含量22％、K含量28％的磷酸二氢钾100g，加入2L清水，充分搅拌，配成含尿素25％和磷酸二氢钾5％的母液；将母液用清水稀释5倍后，采用孔径1.2mm的喷片向棉花叶片喷雾。

前述根际施肥用量：轻度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素30kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙70kg/亩，K₂O含量50％的硫酸钾24kg/亩；中度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素25kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙68kg/亩，K₂O含量50％的硫酸钾16kg/亩；重度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素20kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙62kg/亩。

前述叶面施肥喷施：根据棉花长势长相一般自8月10-15日开始，每隔7-10天一次，连续喷施3-4次，每次肥液量40kg；每次叶面喷肥应选择无雨、无大风的天气，于下午17时后操作；喷施方法为先于叶背面下方向上喷，然后再于叶正面上方向下喷。

该经济施肥方法适合轻度、中度和重度滨海盐渍土种植的棉花，相应的皮棉产量水平(目标)分别为100-120kg/亩、80-100kg/亩和60-80kg/亩。若产量水平或目标提高，则肥料的用量需相应增加。具体运用过程中，应注意以下五个问题：一是在滨海盐渍土种植棉花，化肥不能完全替代有机肥，该施肥方法与施用有机肥不仅不矛盾，而且配合起来还有相互促进的效果，因此提倡每亩地施土杂肥2吨左右；二是针对滨海盐土有机质含量普遍偏低的实际，不仅提倡多施有机土杂肥，也提倡棉花秸秆粉碎后还田，这也是该经济施肥方法的配套措施；三是在单一肥料不易购买时，可以施用元素比例相近的复合肥，特别是作基肥施用时，复合肥更方便；四是本施肥方法规定了N、P、K三种肥料的配比和用量，不意味着滨海盐渍土种植棉花只需要用这三种肥料，还需根据情况酌情施用微量元素肥料；五是喷施高浓度的叶面肥应提倡先配制母液，充分溶解后再稀释施用，而且要在无大风的下午17时以后喷洒，以免灼伤叶片。

本发明的有益效果：

为说明本发明的积极效果和相关原理，下面根据我们多年来的系列研究和测定结果，以及本发明与传统栽培技术的对比结果来进一步阐述该发明的原理和运用效果。

滨海盐渍土棉田含盐量与土壤肥力的关系：2003年11月份在东营市的东营区、垦利县、利津县、广饶县、河口区，潍坊市的寿光市、昌邑市，滨州市的无棣县、沾化县、博兴县的盐渍土区各随机选100块棉田，共1000块棉田，每块棉田按5点取样，测定结果(表1)显示该区的盐渍棉田以轻度和中度为主，重度盐渍棉田所占比例较少。重度盐土棉田具有“有机质少，缺氮、贫磷、富钾”的特征，中度盐土棉田氮、磷和钾都缺，轻度盐土棉田缺磷和钾。可见，不同类型棉田的土壤肥力差异较大，施用的肥料种类和用量也要适应这种差异和变化。

滨海盐渍土棉花生长特点：以取自济南的非盐土(CK)(含盐0.078％)和取自东营市东营区岳家村滨海盐渍棉田的盐土(含盐0.366％)盆栽棉花，发现盐土栽培棉花的株高、叶面积和干物重皆低于对照，说明盐分显著抑制棉花的生长发育。需要特别注意的是盐渍条件下棉花的根冠比降低，说明盐分对根系的影响远远大于对上部的影响，根系发育不良是盐碱地棉花易早衰的重要原因(表2)。

丙二醛(MDA)含量均以处理3最高(表2)，对照(CK)最低，除始絮期处理2与对照和苗期处理3与处理2差异不显著外，其它时期处理间差异均达显著水平，说明细胞膜损伤程度随土壤盐分胁迫和养分缺乏而加重。土壤盐分过高和养分缺乏皆显著抑制棉花的光合作用，主茎叶片光合速率表现为盐土＜非盐土(CK)。

滨海盐渍土抗虫棉养分需求特点：不同类型盐渍棉田棉花吸收利用N、P、K养分的比例和数量不同，轻度盐渍土棉花需要K的比例较高，而中、重度盐渍土棉花吸收利用P的比例较高(表3)。在三类棉田每生产100公斤皮棉所需要的P差别不大，但需要的N和K的量以轻度盐渍土最高，重度盐渍土最低。

根据不同盐渍土棉田的养分含量和棉花对养分的需求特点，特别是考虑到重度盐碱地K含量高，而盐分又显著影响N和P的吸收，确定轻度盐渍土、中度盐渍土和重度盐渍土植棉需要施用N∶P∶K的比例分别为1.0∶0.6∶0.9，1.0∶0.7∶0.7和1.0∶0.8∶0.0。轻度、中度和重度盐渍土N、P、K的具体用量大致分别为每亩14kg、8kg、12kg，11.5kg、8kg、8kg和10kg、8kg、0kg。

非盐碱地多点喷施叶面肥的增产效果：为验证高浓度叶面肥的增产效果，于2004年在临清、夏津和冠县分别选20、20和10块非盐碱地棉田(种植品种为现有市售的鲁棉研28号或鲁棉研21号)进行了试验。发现喷施传统低浓度的尿素和磷酸二氢钾混合液，供试验的50块棉田中，只有8块增产，41块平产，总体看没有明显的增产效果；而喷施较高浓度的尿素和磷酸二氢钾混合液，有35块棉田增产，平均增产6.2％，总体增产效果明显(表4)。大田进一步观察发现，叶面肥的施用有效缓解了棉花的早衰。同时证实，只要运用得当，在6％的浓度下没有肥害发生。

叶面喷肥肥能够增产的原因在于较高浓度的叶面肥有效延缓了叶片衰老。对后期主茎倒2叶的测定结果表明，喷施低浓度的叶面肥(1.2％)的主茎叶的各项生理指标与清水对照差别不大，但喷施6％的叶面肥后，倒2叶的叶绿素含量和光合速率显著高于对照，而丙二醛含量却显著低于对照，说明后期连续喷施高浓度叶面肥对延缓衰老的效果非常明显(表4)

棉花经济施肥法在滨海盐碱地的应用效果：2006-2007年在东营市东营区、垦利县、无棣县和昌邑市的3类不同盐碱程度的棉田进行了施肥试验，对产量结果、节肥效果和植棉效益统计表明(表5)，经济施肥法在轻度盐碱地与传统施肥法的肥料用量大致相同，没有明显的节肥效果，但增产达到11.9％，亩增效益165元；中度盐碱地应用经经济施肥法既增产也节肥，而重度盐碱地虽然增产有限，但节肥效果明显。经济施肥法在各类棉田皆具有显著提高植棉效益的作用。

与传统的施肥方法相比，本发明主要有三个方面的突破：一是按照不同盐碱地的盐碱程度和产量水平分别运筹肥料，制定了肥料的用量和配比，比传统施肥技术更具针对性，更经济有效；二是将基施化肥集中施在膜下，在地膜的保护下既减少了肥料流失，也提高了肥料利用率；三是根际施肥和叶面喷肥相结合，特别是将尿素和磷酸二氢钾混合水溶液的浓度提高到6％喷施，有效缓解了盐碱地抗虫棉早衰的问题。

我国盐碱地资源丰富，仅山东省就有滨海盐碱地面积1200多万亩，现已植棉的盐碱地约450万亩，尚未开垦宜棉盐碱荒地面积还有800万亩。运用该施肥技术一般比传统技术增产10％以上或节约肥料10～30％，增产或增效的作用明显。

本法主要是针对滨海盐碱地的肥力特征和棉花生长发育特点制定的，适合各地滨海盐碱地种植的棉花，但不适合内陆盐碱地种植的棉花，也不适合非盐碱地种植的棉花。

表1、不同含盐量盐渍棉田的肥力和产量水平

^*2003年11月份在东营区、垦利县、利津县、广饶县、河口区、寿光市、昌邑市、无棣县、沾化县、博兴县随机选1000块棉田的测定结果。含盐量为电导率法测定。

表2盐渍对棉花生长、生理形状和根冠比的影响

注：同一指标中同列数字后不同字母表示差异显著(p＜0.05)。

表3不同类型棉田的棉株N、P、K养分吸收比例和吸收需求量

表4、高浓度叶面肥在非盐碱地棉田的施用效果

^*含尿素和磷酸二氢钾分别为1％和0.2％；^**含尿素和磷酸二氢钾分别为5％和1％.增减产是指与对照差异超过5％以上。于八月底九月初的测定结果。

表5、经济施肥法在滨海盐碱地的增产和节肥效果^*

^*试验品种为鲁棉研18和鲁棉研21.与对照产量差异不超过5％的为平产，等于和超过5％的为增产或减产。皮棉和棉子价格分别按千克12元和1.5元计算。NPK化肥按实际购买价格计算。

(四)、具体实施方式

该棉花经济施肥方法适用范围较广，可适合轻度、中度和重度三种类型盐碱地棉田。

整体方案：

该种在滨海盐碱地种植棉花的经济施肥方法，以根际施肥为主，根际肥和高浓度叶面肥喷施相结合；基肥和追肥并重，根据盐碱程度和产量水平运筹肥料；膜下集中施肥；

根据棉田的盐渍程度分类施肥：轻度盐碱地按照轻施氮肥、补施磷肥、增施钾肥的原则，N∶P∶K用量之比为1.0∶0.6∶0.9；中度盐碱地按照施足氮肥、重施磷肥、适施钾肥的原则，N∶P∶K用量之比为1.0∶0.7∶0.7；重度盐碱地按照增施氮肥、重施磷肥、不施钾肥的原则，N∶P∶K为1.0∶0.8∶0.0；

根际施肥：N肥和K肥分两次施入，一半于播种前作基肥施入，另一半于初花期追施；P肥全部作基肥施入：播种前开深度15cm的深沟，将N、P和K肥料条施，覆土后耙平，在上面播种，然后盖膜，这样基施的那部分肥料被集中盖在膜下；追施的那部分肥料于初花期破膜，行间条施，深度15cm基肥集中施于地膜下；

叶面肥的配制和施用：取N含量46％的尿素500g和P含量22％、K含量28％的磷酸二氢钾100g，加入2L清水，充分搅拌，配成含尿素25％和磷酸二氢钾5％的母液；将母液用清水稀释5倍后，采用孔径1.2mm的喷片于棉花叶片喷雾。

前述根际施肥用量：轻度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素30kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙70kg/亩，K₂O含量50％的硫酸钾24kg/亩；中度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素25kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙68kg/亩，K₂O含量50％的硫酸钾16kg/亩；重度盐碱地采用单种肥料的参考用量为：N含量46％的尿素20kg/亩，P₂O₅含量12％的过磷酸钙62kg/亩。

前述叶面施肥喷施：根据棉花长势长相一般自8月10-15日开始，每隔7-10天一次，连续喷施3-4次，每次肥液量40kg；每次叶面喷肥应选择无雨、无大风的天气，于下午17时后操作；喷施方法为先于叶背面下方向上喷，然后再于叶正面上方向下喷。

具体应用：

1、在轻度盐碱地棉田上的应用：2006年在广北农场一分场17亩轻度盐碱地棉田应用，土壤盐分含量0.181％、有机质1.09％、碱解N含量36.6mg kg^-1、有效P含量17.5mg kg^-1、有效K含量109mg kg^-1。于3月5日灌水，4月5日耕地，品种为鲁棉研28号，4月20日播种，地膜覆盖。其中，5亩仍采用传统施肥，平均皮棉亩产为97.9kg；12亩采用经济施肥法，平均皮棉亩产为110.3kg，增产12.7％。

2、在中度盐碱地棉田上的应用：2006年在寿光市杨庄乡杨庄村23亩中度盐碱地棉田应用，土壤盐分含量0.313％、有机质0.82％、碱解N含量29.1mg kg^-1、有效P含量15.1mgkg^-1、有效K含量116mg kg^-1。于3月3日灌淡水压盐，4月8日耕地，品种为鲁棉研21号，4月23日播种，地膜覆盖。其中，5亩仍采用传统施肥，平均皮棉亩产为80.5kg；18亩采用经济施肥法，平均皮棉亩产为89.6kg，增产11.3％。

3、在重度盐碱地棉田应用：2007年在东营区牛庄镇岳家村26亩重度盐碱地棉田应用，土壤盐分含量0.489％、有机质0.65％、碱解N含量13.8mg kg^-1、有效P含量6.5mg kg^-1、有效K含量178mg kg^-1。于3月1日灌淡水压盐，4月15日耕地，品种为鲁棉研18号，4月28日播种，地膜覆盖。其中，10亩仍采用传统施肥，平均皮棉亩产为61.9kg；16亩采用经济施肥法，平均皮棉亩产为68.1kg，增产10.0％。