全 文 ：膜下分区交替滴灌和施氮对棉花干物质
累积与氮肥利用的影响*
李培岭1**摇 张富仓2
( 1江西农业大学工学院, 南昌 330045; 2西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100)
摘摇 要 摇 设置高水 (260 mm)、中水 (200 mm)、低水 (140 mm) 3 水平的灌水量和高氮
(270 kg·hm-2)、中氮(180 kg·hm-2)、低氮(90 kg·hm-2)3 水平的施氮量,进行完全组合设
计,研究膜下分区交替滴灌和施氮对棉花干物质累积与氮肥利用的影响.结果表明:膜下分区
交替滴灌棉花干物质量在中氮高水和高氮高水处理最高;与高氮高水处理相比,中氮高水处
理干物质累积的施氮利用效率提高了 34. 0% ~ 44. 6% (平均提高 34郾 7% ),灌水利用效率降
低了 6. 4% ~ 10. 7% (平均降低 10郾 2% ) .对于棉花氮素累积,中氮高水处理的的施氮利用效
率最高,高氮中水处理的灌水利用效率最高;与高氮中水处理相比,中氮高水处理的施氮利用
效率提高了 29. 0% ~41. 7% ,灌水利用效率下降了5. 5% ~14. 0% .在棉花产量较高的水氮耦
合处理中,中氮高水处理的棉花氮回收率、氮肥农学利用效率和表观利用效率均高于高氮中
水和高氮高水处理,而氮肥吸收比例和氮肥生理利用效率无显著差异.表明中氮高水处理最
有利于膜下分区交替滴灌水氮耦合效应的发挥.
关键词摇 膜下分区交替灌溉摇 棉花摇 干物质累积摇 氮素利用摇 水氮耦合效应
*江西农业大学博士科研启动基金项目(3133)和国家自然科学基金项目(50879073)资助.
**通讯作者. E鄄mail: lipeiling1981@ 126. com
2012鄄05鄄11 收稿,2012鄄12鄄03 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)02-0416-07摇 中图分类号摇 S275. 6摇 文献标识码摇 A
Coupling effects of partitioning alternative drip irrigation with plastic mulch and nitrogen
fertilization on cotton dry matter accumulation and nitrogen use. LI Pei鄄ling1, ZHANG Fu鄄
cang2 ( 1College of Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China;2Minis鄄
try of Education Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Are鄄
as, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24
(2): 416-422.
Abstract: A field experiment with complete combination design was conducted to study the effects
of partitioning alternative drip irrigation with plastic mulch and nitrogen fertilization on the dry mat鄄
ter accumulation and nitrogen use efficiency of cotton plant. Three levels of irrigation (260, 200,
and 140 mm) and of nitrogen fertilizer (270, 180, and 90 kg·hm-2) were installed. The cotton
dry mass was the highest in treatments medium nitrogen / high water and high nitrogen / high water.
As compared with that in high nitrogen / high water treatment, the nitrogen use efficiency for dry
matter accumulation in medium nitrogen / high water treatment was increased by 34. 0% -44. 6% ,
with an average of 34. 7% , while the water use efficiency was decreased by 6. 4% -10. 7% , aver鄄
agely 10郾 2% . As for the nitrogen accumulation in cotton plant, the nitrogen use efficiency was the
highest in medium nitrogen / high water treatment, and the water use efficiency was the highest in
high nitrogen / medium water treatment. Compared with high nitrogen / high water treatment, medium
nitrogen / high water treatment increased the nitrogen use efficiency for cotton nitrogen accumulation
by 29. 0% -41. 7% , but decreased the water use efficiency for cotton nitrogen accumulation by
5. 5% -14. 0% . Among the treatments of coupling water and nitrogen of higher cotton yield, treat鄄
ment medium nitrogen / high water had the higher cotton nitrogen recovery rate, nitrogen agronomic
efficiency, and apparent use efficiency than the treatments high nitrogen / medium water and high ni鄄
trogen / high water, but no significant differences were observed in the nitrogen absorption ratio and
nitrogen physiological efficiency. Treatment medium nitrogen / high water was most beneficial to the
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 2 月摇 第 24 卷摇 第 2 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2013,24(2): 416-422
coupling effects of water and nitrogen under partitioning alternate drip irrigation with plastic mulch
and nitrogen fertilization.
Key words: under鄄mulch partitioning alternate drip irrigation; cotton; dry matter accumulation;
nitrogen utilization; coupling effects of water and nitrogen.
摇 摇 滴灌作为先进的节水灌溉技术,具有显著的节
水效果,但水肥调控不合理容易导致作物营养生长
与生殖生长不协调、生育期延长、产量下降和水氮利
用效率低等问题[1-3],使滴灌技术的经济效益显著
下降,因此在实现节水的同时,如何提高氮肥利用效
率成为滴灌技术进一步推广和应用的核心问题. 根
系是作物最活跃的养分和水分吸收器官,根系对水
分和养分的吸收取决于与其接触的土壤空间及根系
的生理活性和吸收能力,根系的分布直接影响土壤
水分和养分的空间有效性[4-7] .研究表明,在作物生
长发育过程中,根区水分状况显著影响同化物在植
株各器官的转化与分配[8-10],不同生育阶段光合产
物的生产、分配和累积对根区水分的敏感性、后效性
不同[11-13] .在某些生育时期,减少土壤水分供应、诱
导根系遭受轻度至中度水分胁迫,不仅影响作物光
合物质生产量[14-17],还能改变光合产物在源库间的
分配[17-19],有利于作物向高产高效方向转变[20-22] .
因此,改变棉花根区水分供应方式是协调棉花生长
的水分和养分调控的重要途径.本文在此基础上,将
根区湿润方式与根区水分、养分的有效性及根系的
吸收功能等有机地结合起来,采用膜下分区交替滴
灌(partitioning alternative drip irrigation, PADI)方式
调节棉花根区水分、养分的有效性和根系微生态系
统,探索分根区交替灌溉条件下水氮耦合对滴灌棉
花氮素吸收和利用的影响,为滴灌棉花协调生长和
水氮调控提供理论依据.
1摇 研究区域与研究方法
1郾 1摇 试验区概况
试验于 2010 年 4—10 月在甘肃省民勤农业技
术推广中心试验站进行. 该试验站位于甘肃省石羊
河流域的民勤县境内,属于温带大陆性干旱气候,年
蒸发量 2644 mm,年均降水量 110 mm,且多为 5 mm
以下的无效降水,7—9 月降水占全年降水的 60% ,
干燥度 5郾 15,无霜期 188 d,绝对无霜期仅 118 d,日
照时数>3010 h,>10 益积温3149郾 4 益 .地下水埋深
在 30 m 以下,1 m 土层内土质均为砂壤土,0 ~
60 cm土层含少量腐殖质和粘粒,粒径在 0郾 5 ~
2郾 0 mm,60 ~ 100 cm 土层内粘粒增多,有少量夹层
黄砂,胶泥质夹杂少量腐殖质. 1 m 土层内含盐量
<0郾 4% ,平均容重 1郾 51 g · cm-3,田间持水量
22郾 8% ,土壤养分含量差异较小,有机质含量
8 g·kg-1,全氮含量 0郾 8 g · kg-1,速效磷含量
17郾 5 mg·kg-1,速效钾含量 150 ~ 200 mg·kg-1 .
1郾 2摇 试验材料与试验设计
供试棉花品种为新陆早 7 号.参照该地区地膜
覆盖、足墒播种和矮秆密植的棉花种植模式,根据膜
下滴灌技术、毛管布置方式等特点,本试验采用一膜
3 带 4 行滴灌模式,即一膜种植 4 行,行距依次为
30、50、30 cm,滴灌带布置情况见图 1,包括分根区
滴灌模式 1 和 2,以后各次交替使用两种灌溉形式,
实现滴灌棉花的根系分区交替水氮调控. 灌水量和
施氮量的上下限根据当地棉花种植灌水和施肥水平
确定,上限充分满足棉花水肥需求,下限保证棉花生
长和获得经济产量 . 试验设3个施氮量(高氮270
图 1摇 膜下分区交替滴灌示意图
Fig. 1摇 Schematic diagram of partitioning alternative drip irriga鄄
tion with plastic mulch (PADI)郾
玉:膜下分区滴灌模式 1 The membrane partition alternative drip irriga鄄
tion mode 1;域:膜下分区滴灌模式 2 The membrane partition alterna鄄
tive drip irrigation mode 2郾
7142 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李培岭等: 膜下分区交替滴灌和施氮对棉花干物质累积与氮肥利用的影响摇 摇 摇 摇 摇
kg·hm-2、中氮180 kg·hm-2、低氮 90 kg·hm-2)和
3 个灌水量水平(高水 260 mm、中水 200 mm、低水
140 mm),进行完全组合设计,各小区随机布设. 滴
灌采用内镶式薄壁滴灌带,滴头流量为 1郾 8 L·h-1,
滴头间距 25 cm,灌水量由水表控制,所有处理灌水
日期相同,分别为 2010 年 6 月 25 日、7 月 2 日、7 月
9 日、7 月 16 日、7 月 19 日、7 月 24 日、7 月 28 日、7
月 31 日、8 月 4 日、8 月 9 日和 8 月 18 日,灌水次数
均为 11 次,灌水定额=灌溉定额 /灌水次数.施用氮
肥为尿素(含 N 46% ),另外施 420 kg·hm-2的过磷
酸钙(各处理相同),均做为基肥,人工均匀撒施.各
处理锄草、施肥、化控、催熟等田间管理措施均保持
一致.
1郾 3摇 测定项目与方法
棉花植株按器官分为根、茎、叶、蕾铃,分别在出
苗后 35、75、105、135、150 d各取 5 株,在 105 益杀青
30 min后,80 益烘至恒量,分别称生物量.收获后考
种,测定籽棉产量(包括霜前花和霜后花). 棉花全
氮含量采用硫酸消煮法鄄凯氏定氮仪测定.计算以下
指标:施氮利用效率 =DMI(或 NCI) / NA;灌水利用
效率=DMI(或 NCI) /WA;植物吸收的氮素来源于肥
料的质量百分数(Ndff,% ):Ndff = [(NTN-OTN) /
NTN]伊100% ;作物 N 回收率(% )= TN / NA;氮肥生
理利用效率(PNUE,kg·kg-1)= (NY-OY) / (NTN-
OTN);氮肥农学利用效率(AENF,kg·kg-1)= (NY-
OY) / NA;氮肥表观利用率(ANRE)= (NTN-OTN) /
NA伊100% ,式中:DMI 为干物质累积指标;NCI 为 N
累积指标;NA 为施氮量(kg·hm-2);WA 为灌水量
(mm);NTN 为施氮区植株总吸氮量(kg·hm-2 );
OTN为不施氮空白区植株总吸氮量(kg·hm-2);TN
为植株总吸氮量(kg·hm-2);NY 为施氮区籽棉产量
(kg·hm-2);OY为不施氮区籽棉产量(kg·hm-2).
1郾 4摇 数据处理
采用 SPSS 10郾 0 软件对数据进行处理,采用
Duncan新复极差法进行统计分析.棉花干物质累积
符合作物干物质累积的一般规律. 以出苗后天数为
横坐标,以干物质累积量或氮素累积吸收量为纵坐
标,分别作干物质和氮素对时间的累积曲线:
y=ae-b / t (1)
式中:y 为干物质累积量或氮素累积吸收量;t 为时
间(d);a, b为待定参数, 可用 SPSS统计软件求得.
对方程(1)求导, 可得干物质增长与养分吸收
速率方程:
d( t)= 1
t2
abe-b / t (2)
式中:d( t)为氮素吸收速率;t为出苗后天数(d).
用求二阶导数的方法可求出干物质最大累积速
率或氮素最大吸收速率.所求的二阶导数如下:
d2
dt2
f( t)= -2b
t3
ae-b / t+b
2
t4
ae-b / t (3)
2摇 结果与分析
2郾 1摇 膜下分区交替滴灌条件下水氮耦合对棉花干
物质累积的影响
由表 1 和图 2 可知,各处理的棉花干物质量出
苗后35 d无显著差异,其余生育时段随生育期推移
差异逐渐变大.出苗后 75 d 及以后时期,施氮量水
平对低水情况下棉花干物质累积影响较小,而中水
和高水情况下干物质量随施氮量的增加显著提高.
由低水到中水,各施氮处理干物质量显著提高;由中
水到高水,仅高氮处理提高明显.收获期中氮高水和
高氮高水处理干物质量最高,中氮高水处理施氮利
用效率比高氮高水处理提高 34郾 0% ~ 44郾 6% ,而灌
水利用效率下降 6郾 4% ~ 10郾 7% ,可见,中氮高水处
理可显著提高干物质累积的施氮利用效率,而对灌
水利用效率的影响相对较小.
表 1摇 膜下分区交替滴灌棉花干物质累积模型参数
Table 1摇 Parameters of cotton dry matter accumulation model under PADI
处理
Treatment
数值 Value
a b R
标准误 SE
a b
变差系数 CV (% )
a b
低氮 低水 Low water 28730 129郾 3 0郾 992 2913 12郾 4 10郾 1 9郾 6
Low 中水 Medium water 51560 143郾 6 0郾 966 12371 29郾 7 24郾 0 20郾 7
nitrogen 高水 High water 56100 138郾 5 0郾 968 12681 27郾 8 22郾 6 20郾 1
中氮 低水 Low water 26070 116郾 6 0郾 990 2667 12郾 2 10郾 2 10郾 5
Medium 中水 Medium water 73560 145郾 8 0郾 963 18961 32郾 0 25郾 8 21郾 9
nitrogen 高水 High water 79331 145郾 9 0郾 966 19690 30郾 8 24郾 8 21郾 1
高氮 低水 Low water 33241 130郾 2 0郾 988 4245 15郾 6 12郾 8 12郾 0
High 中水 Medium water 62670 131郾 9 0郾 945 18341 35郾 8 29郾 3 27郾 1
nitrogen 高水 High water 96270 158郾 7 0郾 982 18570 24郾 2 19郾 3 15郾 3
814 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
图 2摇 膜下分区交替滴灌棉花干物质和氮素累积的水氮耦合效应
Fig. 2摇 Coupling effect of water and nitrogen on cotton dry matter and nitrogen accumulation under PADI (mean依SE)
LN:低氮 Low nitrogen; MN:中氮 Medium nitrogen; HN:高氮 High nitrogen郾 下同 The same below郾
2郾 2摇 膜下分区交替滴灌条件下水氮耦合对棉花氮
素累积的影响
由表 2 和图 3 可知,出苗后 35 d 外,其余生育
时段棉花氮素含量均随灌水量的增加而显著提高.
在出苗后 75 d及以后时期,低水情况下施氮量对氮
素累积量影响较小,中水和高水情况下均随施氮量
的提高而显著提高. 棉花收获期,中氮中水、中氮高
水、高氮中水、高氮高水处理获得较高的氮素含量,
比较 4 种处理可知,中氮高水处理的施氮利用效率
最高,高氮中水处理的灌水利用效率最高,其中,中
氮高水比高氮中水处理的施氮利用效率提高
29郾 0% ~ 41郾 7% ,灌水利用效率下降 5郾 5% ~
14郾 0% .可见,中氮高水处理下氮素累积施氮利用效
率较高,而对灌水利用效率的影响相对较小,是提高
棉花氮素累积量最有效的水氮耦合处理.
2郾 3摇 膜下分区交替滴灌条件下水氮耦合对棉花干
物质量和氮素含量累积速率的影响
对比不同水氮耦合处理下棉花干物质和氮素含
量累积速率(图 3)可知,出苗后 35 d 差异较小,出
苗 75 d后两者累积速率均随灌水量和施氮量的增
加呈增长趋势.中氮高水和高氮高水处理是获得较
大干物质累积速率的水氮耦合处理,其中,前者的施
氮利用效率比后者提高 34郾 7% ,灌水利用效率则降
低 10郾 2% . 中氮高水、高氮中水和高氮高水处理是
获得较高氮素累积速率的水氮耦合处理,其中,中氮
高水处理的施氮利用效率最高,高氮中水处理的灌
水利用效率最高. 由表 3 可知,干物质量和氮素累
积速率随灌水量和施氮量的增加而提高,而中氮低
表 2摇 膜下分区交替滴灌棉花氮素累积模型参数
Table 2摇 Parameters of cotton nitrogen accumulation model under PADI
处理
Treatment
数值 Value
a b R
标准差 SE
a b
变差系数 CV (% )
a b
低氮 低水 Low water 125郾 8 87郾 20 0郾 921 25郾 45 22郾 84 20郾 2 26郾 2
Low 中水 Medium water 120郾 3 55郾 80 0郾 991 5郾 54 4郾 64 4郾 6 8郾 3
nitrogen 高水 High water 133郾 3 54郾 42 0郾 950 14郾 43 10郾 83 10郾 8 19郾 9
中氮 低水 Low water 205郾 4 125郾 90 0郾 908 63郾 17 37郾 28 30郾 8 29郾 6
Medium 中水 Medium water 289郾 7 91郾 28 0郾 990 23郾 33 9郾 18 8郾 1 10郾 1
nitrogen 高水 High water 279郾 1 76郾 97 0郾 988 20郾 82 8郾 18 7郾 5 10郾 6
高氮 低水 Low water 175郾 0 109郾 00 0郾 935 40郾 39 27郾 29 23郾 1 25郾 0
High 中水 Medium water 330郾 8 92郾 22 0郾 995 17郾 84 6郾 16 5郾 4 6郾 7
nitrogen 高水 High water 349郾 2 87郾 88 0郾 996 16郾 63 5郾 39 4郾 8 6郾 1
9142 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李培岭等: 膜下分区交替滴灌和施氮对棉花干物质累积与氮肥利用的影响摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 膜下分区交替滴灌棉花干物质累积速率和氮素累积速率的水氮耦合效应
Fig. 3摇 Water and nitrogen coupling effect on cotton dry matter accumulation rate and nitrogen accumulation rate under PADI郾
表 3摇 棉花干物质量与氮素含量的最大累积速率和时间
Table 3摇 The maximum cumulative rate and time of dry matter and nitrogen content of cotton
处理
Treatment
最大累积速率
The maximum cumulative rate
(kg·hm-2·d-1)
干物质量
Dry matter
氮素含量
N content
最大累积速率时间(出苗后天数)
The time of maximum cumulative rate
(Days after emergence)
干物质量
Dry matter
氮素含量
N content
低氮 低水 Low water 120郾 6 0郾 8 64郾 7 43郾 5
Low nitrogen 中水 Medium water 194郾 4 1郾 2 71郾 8 28郾 0
高水 High water 220郾 1 1郾 3 69郾 3 27郾 0
中氮 低水 Low water 121郾 0 0郾 9 58郾 1 63郾 1
Medium nitrogen 中水 Medium water 273郾 1 1郾 7 73郾 1 45郾 5
高水 High water 294郾 3 2郾 0 73郾 0 38郾 5
高氮 低水 Low water 138郾 4 0郾 9 65郾 2 54郾 5
High nitrogen 中水 Medium water 254郾 2 1郾 9 59郾 5 46郾 2
高水 High water 327郾 7 2郾 2 78郾 3 44郾 1
水处理下干物质最大累积速率出现的时间明显提
前、高氮高水处理显著推后,低氮高水处理下,氮素
含量最大累积速率出现的时间明显提前、中氮低水
处理明显推后,表明提高灌水量更能够有效促进干
物质量持续快速累积,提高施氮量更能够有效促进
氮素累积速率.
2郾 4摇 膜下分区交替滴灌条件下水氮耦合对棉花氮
肥吸收和利用效率的影响
由表 4 可知,氮肥吸收比例较高的水氮耦合处
理为中氮高水、高氮中水和高氮高水处理,N回收率
较高的处理为低氮中水和低氮高水处理,氮肥生理
利用效率较高的处理为低氮低水、低氮高水、中氮低
水和高氮低水处理,氮肥农学利用效率最高的处理
为低氮高水处理,表观利用效率最高的处理为中氮
高水处理.综合各指标分析可知,中氮高水处理下的
氮肥吸收比例和氮肥表观利用效率最高,N 回收率
和农学利用效率则在中氮和高氮处理下最高,仅氮
肥生理利用效率较低,所以中氮高水处理是氮肥吸
收和利用效率较高的水氮耦合处理.由表 5 可知,中
氮高水、高氮中水和高氮高水处理是获得较高棉花
产量的水氮耦合处理,3 种处理的氮肥吸收比例、氮
肥生理利用效率无显著差异,但中氮高水处理的 N
回收率、氮肥农学利用效率和表观利用效率均高于
高氮中水和高氮高水处理.因此,兼顾产量和氮肥吸
收利用等情况,中氮高水处理更有利于膜下分区交
替滴灌棉花增产和水氮高效利用.
024 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 4摇 不同水、氮组合处理下棉花产量和氮肥吸收利用特性
Table 4摇 Characteristics of nitrogen absorption and utilization and yield of cotton under different water and nitrogen combi鄄
nation treatments
处理
Treatment
籽棉产量
Seed cotton yield
(kg·hm-2)
氮肥吸收比例
Ndff
(% )
N回收率
N recovery rate
(% )
氮肥生理利用
效率 PNUE
(kg·kg-1)
氮肥农学
利用效率 AENF
(kg·kg-1)
氮肥表观
利用效率
ANRE (% )
低氮 低水 Low water 3587郾 5g 31郾 34e 61郾 2d 71郾 2a 14郾 0c 13郾 4e
Low nitrogen 中水 Medium water 4203郾 3d 43郾 82c 86郾 0a 52郾 2b 20郾 1b 38郾 7cd
高水 High water 4682郾 1c 44郾 6c 85郾 4a 66郾 8a 25郾 4a 38郾 0cd
中氮 低水 Low water 3813郾 3f 37郾 8d 30郾 2g 71郾 2a 8郾 0f 6郾 2f
Medium nitrogen 中水 Medium water 4549郾 0c 67郾 0b 71郾 1c 25郾 7c 12郾 1d 47郾 2b
高水 High water 4970郾 6b 69郾 1ab 78郾 2b 26郾 4c 14郾 1c 54郾 1a
高氮 低水 Low water 4021郾 1e 37郾 2d 24郾 7h 66郾 9a 5郾 8g 8郾 7f
High nitrogen 中水 Medium water 4922郾 4b 69郾 0ab 51郾 1f 27郾 1c 9郾 3ef 34郾 9d
高水 High water 5131郾 5a 72郾 0a 55郾 9e 25郾 3c 10郾 2de 40郾 8c
Ndff: Nitrogen derived from fertilizer; PNUE: Physiological use efficiency of N fertilizer; AENF: Agronomic efficiency of applied N fertilizer; ANRE:
Apparent recovery efficiency of N fertilizer郾 同列不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters in the same column meant significant differ鄄
ence among treatments at 0郾 05 level郾
3摇 讨摇 摇 论
棉花具有无限开花结铃习性,其营养生长与生
殖生长重叠进行.作物在适宜的水分或养分局部供
应条件下,可限制棉花的冗余生长、促进根系发育、
增强养分和水分吸收功能[20-23]、提高棉花产量和水
氮利用效率,因此,挖掘滴灌条件下适合的水氮耦合
模式,对节水灌溉条件下棉花水肥管理具有重要意
义[1,11,17] .本试验结果表明,膜下分区交替滴灌在中
氮高水和高氮高水处理下棉花干物质量相对较大,
中氮高水比高氮高水的施氮利用效率提高
34郾 9% ~44郾 6% ,灌水 利 用 效 率 下 降 6郾 4% ~
10郾 7% .从干物质累积速率可以看出,中氮高水和高
氮高水处理的干物质累积速率相对较高,其中,中氮
高水的施氮利用效率比高氮高水提高 34郾 7% ,而灌
水利用效率降低 10郾 2% ,经综合比较,中氮高水是
促进棉花干物质累积最有效的水氮耦合处理. 与常
规滴灌、交替隔沟灌等节水方式相比,同等施氮量和
灌水量条件下膜下分区滴灌棉花干物质量的施氮利
用效率显著提高,而灌水利用效率无显著差异[9,11],
可见,膜下分区滴灌在提高棉花氮肥利用效率上具
有显著优势.
膜下分区交替滴灌棉花氮累积量在中氮中水、
中氮高水、高氮中水、高氮高水处理下相对较高,其
中,中氮高水处理氮素累积的施氮利用效率最高,高
氮中水的灌水利用效率最高,中氮高水的施氮利用
效率比高氮中水提高 29郾 0% ~ 41郾 7% ,灌水利用效
率下降 5郾 5% ~ 14郾 0% .各处理氮累积速率在中氮
高水、高氮中水和高氮高水处理下相对较高,其中,
中氮高水的施氮利用效率最高,高氮中水的灌水利
用效率最高.从提高氮肥吸收和利用效率的角度分
析,中氮高水的氮肥吸收比例和氮肥表观利用效率
最高,N回收率和农学利用效率在中氮、高氮处理中
也最高,仅氮肥生理利用效率较低,是氮肥吸收和利
用效率较高的处理. 另外,棉花产量较高的中氮高
水、高氮中水和高氮高水 3 个处理的氮肥吸收比例、
氮肥生理利用效率无显著差异,而中氮高水的 N 回
收率、氮肥农学利用效率和表观利用效率均高于高
氮中水和高氮高水处理. 因此,兼顾产量、氮肥吸收
和利用效率,中氮高水处理更有利于膜下分区交替
滴灌棉花水氮耦合效应的发挥.
本研究仅就根系分区交替滴灌棉花水氮利用特
性进行研究,所得结论仅为试验初步结果,而有关膜
下分区交替滴灌棉花水氮耦合实施效果与田间农艺
措施、施肥方式、种植密度等因素的关系仍需要进一
步研究.
4摇 结摇 摇 论
在中氮高水和高氮高水处理下能够获得较大的
棉花干物质量,而中氮高水干物质量的施氮利用效
率比高氮高水处理提高 34郾 0% ~ 44郾 6% ,灌水利用
效率下降 6郾 4% ~10郾 7% .
中氮中水、中氮高水、高氮中水、高氮高水处理
下能够获得较大的 N 累积量,其中,中氮高水 N 累
积量的施氮利用效率最高,高氮中水的灌水利用效
率最高,中氮高水施氮利用效率比高氮中水提高
29郾 0% ~ 41郾 7% ,灌水利用效率下降 5郾 5% ~
14郾 0% .
中氮高水、高氮中水和高氮高水处理下可获得
较高的棉花产量,且 3 种处理的氮肥吸收比例、氮肥
1242 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李培岭等: 膜下分区交替滴灌和施氮对棉花干物质累积与氮肥利用的影响摇 摇 摇 摇 摇
生理利用效率无显著差异,而中氮高水的 N 回收
率、氮肥农学利用效率和表观利用效率均高于高氮
中水和高氮高水处理. 因此,兼顾产量、氮肥吸收和
利用效率,中氮高水处理更有利于膜下分区交替滴
灌棉花氮肥吸收和利用.
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作者简介 摇 李培岭,男,1981 年生,博士,讲师. 主要从事作
物水肥耦合机理研究. E鄄mail: lipeiling1981@ 126. com
责任编辑摇 张凤丽
224 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷