全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（３）：５９０－５９９ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０３０５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０２－２３ 接受日期：２０１４－０５－２６ 网络出版日期：２０１５－０２－１３
基金项目：国家棉花产业体系建设专项资金（ＣＡＲＳ－１８－１７）；转基因生物新品种培育重大专项（２０１２ＺＭ０８０１３００７）；棉花生物学国家重点实验
室开放课题（ＣＢ２０１４Ａ１８）资助。
作者简介：李鹏程（１９７２—），男，湖北荆州人，助理研究员，博士研究生，主要从事棉花营养与施肥研究。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｐｅｎｇｃｈｅｎｇｃｒｉ＠１６３ｃｏｍ
通信作者 Ｔｅｌ：０３７２－２５６２２２５，Ｅｍａｉｌ：ｄｏｎｇｈｌ６６８＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ；Ｅｍａｉｌ：ｍａｏｓｃ＠１６３ｃｏｍ
应用 １５Ｎ研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及
产量的影响
李鹏程，董合林，刘爱忠，刘敬然，李如义，孙 淼，李亚兵，毛树春
（中国农业科学院棉花研究所，棉花生物学国家重点实验室，河南安阳 ４５５０００）
摘要：【目的】有关棉花适宜的施氮时期存在争议，国外有学者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期，也有研究认
为播前和初花期各施一半较好。氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及土壤氮，并能深入细致研究施
入氮肥的去向及在作物体内的分配。本文采用氮同位素示踪技术研究氮肥底追比例，施氮时期对棉花氮素吸收和
产量的影响，以期为华北平原棉区氮肥管理提供理论依据。【方法】采用盆栽试验，以转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ基因抗虫棉品种
中棉所７９（ＣＣＲＩ７９）、中棉所６０（ＣＣＲＩ６０）为材料，设氮肥底施与初花期追施比例１∶１（Ｎ１）、１∶２（Ｎ２）、０∶１（Ｎ３）、
氮肥底施与蕾期追施比例０∶１（Ｎ４）４个处理，研究氮肥运筹对棉花初花期、收获期１５Ｎ吸收、１５Ｎ回收率、生物量积
累和籽棉产量的影响。【结果】初花期棉株不同器官的氮素吸收来自氮肥（Ｎｄｆ）的比例随底肥氮施用量的增加而
显著增加，增幅为２５８８％ ４２４５％。收获期不同处理棉花单株 Ｎｄｆ％随追施氮量的增加而显著增加，增幅为
２６９２％ ５４１４％，Ｎ３、Ｎ４处理的棉花单株 Ｎｄｆ％显著高于 Ｎ１和 Ｎ２。Ｎ２处理的棉花单株籽棉产量高于其他处
理，但与Ｎ１处理的差异不显著，Ｎ２处理单株生物量与Ｎ１、Ｎ３差异不显著。２个品种 Ｎ３、Ｎ４处理的棉花收获期单
株１５Ｎ积累量均显著高于Ｎ１和Ｎ２处理，棉株收获期１５Ｎ回收率均显著高于 Ｎ１。Ｎ２处理的棉花收获期１５Ｎ回收率
高于Ｎ１处理，但差异未达到显著水平。棉花收获后Ｎ２处理土壤１５Ｎ回收率低于Ｎ１，但差异不显著。【结论】本试
验条件下，２个棉花品种氮素底追比为１∶２时的籽棉产量与１５Ｎ回收率优于底追比为１∶１处理，底追比为０∶１的处
理１５Ｎ回收率在４个处理中最高，但未显示出产量优势，这些结果有待在大田试验中进一步验证。
关键词：１５Ｎ示踪技术；氮肥运筹；棉花；氮吸收利用；产量
中图分类号：Ｓ５６２０６２０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０３－０５９０－１０
ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｎＮ
ｕｐｔａｋｅ，ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｃｏｔｔｏｎｕｓｉｎｇ１５Ｎｔｒａｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ＬＩＰｅｎｇｃｈｅｎｇ，ＤＯＮＧＨｅｌｉｎ，ＬＩＵＡｉｚｈｏｎｇ，ＬＩＵＪｉｎｇｒａｎ，ＬＩＲｕｙｉ，ＳＵＮＭｉａｏ，ＬＩＹａｂｉｎｇ，ＭＡＯＳｈｕｃｈｕｎ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｔｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｔｏｎＢｉｏｌｏｇｙ，
Ａｎｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ４５５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅｒｅｉｓｃｏｎｔｒｏｖｅｒｓｙａｂｏｕｔｓｕｉｔａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ）ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｉｎｃｏｔｏｎｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ．
ＳｏｍｅｓｃｈｏｌａｒｓａｂｒｏａｄｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｐｅｒｉｏｄｓｏｆＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｃｏｔｏｎｗｅｒｅｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅａｎｄ
ｂｕｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ｗｈｉｌｅｏｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅｔｈｅｓｏｗｉｎｇａｎｄｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
ｅａｃｈｈａｌｆｗａｓｂｅｔｅｒｆｏｒｃｏｔｏｎ．ＮｉｓｏｔｏｐｅｔｒａｃｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈＮｏｆｃｒｏｐａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｄｅｐｒｉｖｅｄｆｒｏｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｏｒｓｏｉｌＮ，ａｎｄｃａｎｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｃｏｔｏｎ
ｐｌａｎｔ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｔｏｓｔｕｄｙｅｆｅｃｔｓｏｆＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅｂａｓｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇ
ｐｅｒｉｏｄｏｎＮａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｃｏｔｏｎｂａｓｅｄｏｎＮｉｓｏｔｏｐｅｔｒａｃｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓ
ｆｏｒＮｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｃｏｔｏｎｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＰｌａｉｎ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｐｏｔｔｒｉａｌｕｓｉｎｇ１５Ｎｔｒａｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ
ｗｉｔｈｔｒａｎｓｇｅｎｉｃＢｔ＋ＣｐＴＩｃｏｔｏｎ（ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）ｃｕｌｔｉｖａｒｓ，ＣｈｉｎａＣｏｔｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＣＣＲＩ７９ａｎｄ
３期 李鹏程，等：应用１５Ｎ研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响
ＣＣＲＩ６０）ａｔｔｈｅｆａｒｍｏｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｔｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓｉｎＡｎｙａｎｇＨｅｎａｎ
ｉｎ２０１３Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅ４ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｔｒｉａｌｗｉｔｈｔｏｔａｌＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ３５ｇｅａｃｈｐｏｔ，ａｎｄＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｒａｔｉｏｓｏｆｂａｓｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅｗｅｒｅ１∶１（Ｎ１），１∶２（Ｎ２）ａｎｄ０∶１（Ｎ３）
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄａｓｗｅｌａｓＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｂａｓｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｔｔｈｅｂｕｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ０∶１（Ｎ４）．
ＥｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｎ１５Ｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂｉｏｍａｓｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｏｔｏｎ
ａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅａｓｗｅｌａｓｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅａｎｄｓｅｅｄｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ．
【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（Ｎｄｆ）ｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ｓｔａｇｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅｏｆｔｈｅｂａｓａｌＮ，ａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ
ｏｆＮｄｆｉｓ２５８８－４２４５．ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｆｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅｏｆｔｈｅｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇＮ，ａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｆｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｉｓ２６９２－
５４１４ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｆｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅｕｎｄｅｒＮ３ａｎｄＮ４ａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅ
ｕｎｄｅｒＮ１ａｎｄＮ２Ｓｅｅｄｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｏｆｔｈｅ２ｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｉｔｈＮ２ａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒ３
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｏｓｅｏｆＮ２ａｎｄＮ１Ｂｉｏｍａｓｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆ
ｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｏｆｔｈｅ２ｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｉｔｈＮ２ａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｏｓｅｏｆＮ１ａｎｄＮ３ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．１５Ｎ
ｕｐｔａｋｅａｍｏｕｎｔｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｏｆｔｈｅ２ｃｏｔｏｎｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｉｔｈＮ３ａｎｄＮ４ａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎｔｈｏｓｅｗｉｔｈＮ１ａｎｄＮ２ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｏｆｔｈｅ２ｃｏｔｏｎｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｉｔｈＮ３ａｎｄＮ４
ａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｗｉｔｈＮ１，ｗｈｉｌｅ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓｏｆｔｈｅ２
ｃｏｔｏｎｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｉｔｈＮ２ａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｗｉｔｈＮ１，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅ
ｂｅｔｗｅｅｎＮ２ａｎｄＮ１１５ＮｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｓｏｉｌａｆｔｅｒｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｗｉｔｈＮ２ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈａｔｗｉｔｈＮ１，ａｎｄｔｈｅｒｅｉｓｎｏｔ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎＮ２ａｎｄＮ１【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】ＷｈｅｎＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄ
ｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅｉｓ１∶２ｉｎｔｈｅｐｏｔｔｒｉａｌ，ｔｈｅｓｅｅｄｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄａｎｄ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｃｏｔｏｎ
ａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏ１∶１ＷｈｅｎＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｎｄｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅｉｓ０∶１，ｔｈｅ１５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｃｏｔｏｎｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔａｍｏｎｇｔｈｅ４
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｂｕｔｔｈｅｓｅｅｄｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄｉｓｎｏｔｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｂｏｖｅｉｎｔｈｅｐｏｔｔｒｉａｌｓｈｏｕｌｄｂｅｆｕｒｔｈｅｒｔｅｓｔｅｄｉｎ
ｆｉｅｌｄｔｒｉａｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶１５Ｎｔｒａｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ牷Ｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ牷ｃｏｔｏｎ牗ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．牘牷
Ｎｕｐｔａｋｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ牷ｓｅｅｄｃｏｔｏｎｙｉｅｌｄ
氮是作物生长必需的大量元素之一，作物吸收
的氮一部分来源于土壤，一部分来源于施入的氮肥。
氮同位素示踪技术能区分作物吸收利用的肥料氮及
土壤氮，运用此技术测定的作物氮素利用率能真实
地反映作物实际利用肥料的状态［１］，并能深入细致
研究施入氮肥的去向及在作物体内的分配［２－７］，为
作物氮肥运筹管理提供理论依据。
有关棉花适宜的施氮时期存在争议，国外有学
者推荐最佳施氮时期为出苗后和现蕾期［８］，也有研
究认为播前和初花期各施一半较好［９］。国内有研
究认为棉株中的氮素主要来自土壤，占棉株总氮量
的５３％以上；棉株生育前期对土壤氮的依赖性较
高，而后期对肥料氮的依赖性较高［１０］，这一结果为
棉花底氮后移提供了理论依据。滴灌条件下增加施
氮次数［１１］、滴灌时先滴一半肥液再滴一半清
水［１２－１３］有利于提高棉花的氮肥利用率。棉花氮肥
施氮时期、施氮次数、底施与追施比例对氮素吸收、
产量及氮肥利用率的影响值得深入研究。黄河流域
棉区氮肥施用习惯为底肥与初花期追肥各施一半，
这种施氮方式是不是兼顾产量与氮肥利用率的最佳
方式尚不明确。本文拟采用盆栽试验，使用氮同位
素示踪技术，设计氮肥底施与初花期追施比例为
１∶２和０∶１，底施氮与蕾期追氮比例为０∶１，以底氮
与初花期追氮比例１∶１为对照，研究底氮后移以及
一次性施氮对棉花生物量及氮素积累、籽棉产量及
氮肥利用率的影响，以期为黄河流域棉区氮肥合理
运筹提供理论依据。
１ 材料与方法
１１ 试验试计
盆栽试验于２０１３年在河南省安阳市中国农业
科学院棉花研究所试验农场进行。以转 Ｂｔ＋ＣｐＴＩ
１９５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
基因中熟常规品种中棉所７９（ＣＣＲＩ７９）和中棉所６０
（ＣＣＲＩ７９）为材料，设氮肥底施与初花期追施比例
１∶１（Ｎ１）、１∶２（Ｎ２）、０∶１（Ｎ３）、氮肥底施与蕾期追
施比例０∶１（Ｎ４）４个处理（表 １），每处理重复 １０
次，随机区组设计。试验用盆为塑料花盆，上部内直
径３５ｃｍ，底部内直径３０ｃｍ，高３９ｃｍ。每盆装土
３５ｋｇ，供试土壤有机质含量 １０５ｇ／ｋｇ，全氮 ０７３
ｇ／ｋｇ，碱解氮６８２ｍｇ／ｋｇ，速效磷１０６ｍｇ／ｋｇ，速效
钾９９４ｍｇ／ｋｇ。
所有处理磷、钾肥用量相同，并全部作底肥。磷
肥用过磷酸钙（Ｐ２Ｏ５含量４２％），每盆施８３３ｇ，钾
肥用硫酸钾（含Ｋ２Ｏ５１％），每盆用量６８６ｇ。氮肥
为硫酸铵 （含 Ｎ２１％，上海化工研究院生产），１５Ｎ
丰度１００８，每盆纯氮总用量均为３５ｇ。于２０１３年
４月８日装土并施入底肥，花盆按行距０８ｍ、株距
０７ｍ摆放，并埋入土壤中。４月２５日播种，５月２
日出苗，６月１０日现蕾，７月８日开花，９月５日吐
絮。６月１２日追施蕾期氮肥，７月 １０日追初花期
氮肥。
表１ 盆栽试验棉花施氮量及施氮时期
Ｔａｂｌｅ１ Ｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｔｉｍｅｉｎｔｈｅｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｃｏｔｏｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
纯氮总用量
ＴｏｔａｌＮａｐｐｌ．ｒａｔｅ
（Ｎｇ／ｐｏｔ）
底追比例
Ｂａｓｅ∶ｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇ
底肥
Ｂａｓｅｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（Ｎｇ／ｐｏｔ）
追肥Ｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（Ｎｇ／ｐｏｔ）
蕾期
Ｂｕｄｄｉｎｇｓｔａｇｅ
初花期
Ｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
Ｎ１ ３５０ １∶１ １７５ ０ １７５
Ｎ２ ３５０ １∶２ １１７ ０ ２３４
Ｎ３ ３５０ ０∶１ ０ ０ ３５０
Ｎ４ ３５０ ０∶１ ０ ３５０ ０
１２ 采样及测定
于初花期（７月１０日）、收获期（９月２０日）每
处理取４株，初花期分根（子叶节以下）、茎、叶、花
蕾，成熟期分根、茎、叶、铃壳、籽棉，于电热恒温干燥
箱内１０５℃杀青３０ｍｉｎ后８０℃烘干至恒重，用万分
之一天平称量生物量，粉碎待用。成熟期取０—３０
ｃｍ土壤混合样，每处理取４个重复，自然风干后磨
碎，过０２５ｍｍ筛备用。植物不同部位和土壤全氮
含量用半微量凯氏定氮法测定，１５Ｎ丰度用 ＺＨＴ－
０３（北京化工仪器厂）质谱计测定。
棉株不同部位氮吸收量、棉株吸收的氮素来自
氮肥（Ｎｄｆ％）、氮肥回收率的计算参照王富林
等［１４］的方法，公式如下：
棉株不同部位氮吸收量（ｇ）＝棉株不同部位生
物量（ｇ）×全氮含量；
Ｎｄｆ（％） ＝（棉株不同器官中１５Ｎ丰度 －
０３６６３）／（肥料中１５Ｎ丰度－０３６６３）×１００；
棉株不同器官１５Ｎ累积量（ｍｇ）＝棉株不同器官
全氮吸收量（ｇ）×Ｎｄｆ％×１０００；
棉株１５Ｎ回收率（％）＝棉株体内１５Ｎ含量／１５Ｎ
施入量×１００；
土壤１５Ｎ回收率（％）＝土壤中１５Ｎ含量／１５Ｎ施
入量×１００。
１３ 数据处理
所有数据采用 Ｅｘｃｅｌ２００７和 ＤＰＳ１１０软件进
行统计与分析。
２ 结果与分析
２１ 氮肥运筹对棉花不同器官生物量及籽棉产量
的影响
由表２可以看出，初花期２个棉花品种不同施
氮处理间棉株的根、花蕾部分生物量差异不显著，２
个品种Ｎ４处理根、花蕾部分生物量在４个施氮处
理中最高，说明蕾期施氮对棉花地下部的生长及花
蕾的发育有促进作用。中棉所７９的 Ｎ１处理单株
生物量在４个处理中最高，而中棉所６０的 Ｎ３处理
的单株生物量在４个处理中最高，但各处理间的单
株生物量差异不显著，说明了底施氮肥对初花期的
棉花单株生物量影响较小。
收获期相同品种不同施氮处理间棉株根、茎、
叶、铃壳的生物量差异不显著，单株籽棉产量均以
Ｎ２处理最高（表３）。中棉所７９各处理间单株籽棉
产量、单株生物量无显著差异，Ｎ２处理单株籽棉产
量比Ｎ１高５５％。中棉所６０的 Ｎ２处理的单株籽
２９５
３期 李鹏程，等：应用１５Ｎ研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响
棉产量、生物量显著高于Ｎ４处理，但与Ｎ１、Ｎ３处理
间的差异不显著，Ｎ２处理单株籽棉产量比 Ｎ１高
４４％。结果表明，底氮与初花期追氮比例为 １∶２
时可促进棉花生物量的积累，相比常规施氮（底追
比为１∶１）有一定增产作用。
表２ 初花期棉株不同器官生物量（ｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ２ Ｂｉｏｍａｓｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
花蕾
Ｆｌｏｗｅｒａｎｄｂｕｄ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ７８７ａ ２０８２ａ ２３６５ａ ３１３ａ ５５４８ａ
Ｎ２ ７６４ａ １６８６ｂ １９６７ｃ ３６０ａ ４７７６ａ
Ｎ３ ７８５ａ １６７４ｂ １９７９ｃ ２７５ａ ４７１３ａ
Ｎ４ ８３６ａ ２０２８ａ ２１６５ｂ ３８２ａ ５４１１ａ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ７８７ａ １５６３ｂ １９７９ｃ ３６６ａ ４６９４ａ
Ｎ２ ８６３ａ １６６７ｂ １９９３ｃ ３６５ａ ４８８７ａ
Ｎ３ ８９８ａ １７１９ｂ ２０７０ｂｃ ３６３ａ ５０５０ａ
Ｎ４ ９４４ａ １７１９ｂ １９６９ｃ ３９４ａ ５０２７ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表３ 收获期棉株不同器官生物量（ｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ３ Ｂｉｏｍａｓｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
铃壳
Ｂｏｌｓｈｅｌ
籽棉
Ｓｅｅｄｃｏｔｏｎ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ １７３３ａ ６４６１ａ ４８０９ａ ３６１６ａ ７３６６ａｂｃ ２３９８５ａ
Ｎ２ １７１６ａ ５１５３ａ ４５６３ａｂ ４０７７ａ ７７７４ａｂ ２３２８３ａ
Ｎ３ ２０３１ａ ６４７５ａ ４４９９ａｂ ４３５３ａ ６４２０ｃｄ ２３７７８ａ
Ｎ４ １６５２ａ ５２９３ａ ３８６７ａｂ ３６７７ａ ６８８５ｂｃ ２１３７４ａｂ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ １９５１ａ ４８２８ａ ３２８４ｂ ４１５２ａ ７９３０ａｂ ２２１４５ａ
Ｎ２ １８１３ａ ５２５８ａ ３６９０ａｂ ４０６６ａ ８２７５ａ ２３１０１ａ
Ｎ３ １６６９ａ ４３５９ａ ４１０７ａｂ ３４７７ａ ７９７４ａｂ ２１５８５ａｂ
Ｎ４ １６１１ａ ３９５０ａ ４１１８ａｂ ２９６７ａ ５５９０ｄ １８２３５ｂ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２２ 氮肥运筹对１５Ｎ丰度及１５Ｎ积累量的影响
表４显示，初花期２个品种 Ｎ１处理的主茎１５Ｎ
丰度大于花蕾、叶，根１５Ｎ丰度最低。２个品种Ｎ４处
理花蕾１５Ｎ丰度大于根、茎，叶１５Ｎ丰度最低，Ｎ２处
理棉花初花期根、茎、叶、花蕾之间的１５Ｎ丰度较接
近。２个品种 Ｎ１处理的根、茎、叶、花蕾的１５Ｎ丰度
均显著高于 Ｎ２和 Ｎ４，Ｎ４花蕾的１５Ｎ丰度显著高
于Ｎ２。
初花期各处理棉花的叶１５Ｎ积累量最高，其次
是主茎、花蕾，根部最少（表５）。Ｎ４处理花蕾的１５Ｎ
积累量高于Ｎ２，与１５Ｎ丰度结果一致，说明蕾期施氮
促进了花蕾的发育及其对氮肥的吸收利用。中棉所
７９的 Ｎ１处理的全株１５Ｎ积累量显著高于Ｎ２、Ｎ４处
理，中棉所６０的Ｎ１、Ｎ２处理的全株１５Ｎ积累量显著
高于Ｎ４。
表６结果表明，收获期棉花除了中棉所７９的
３９５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表４ 初花期棉花不同器官１５Ｎ丰度（％）
Ｔａｂｌｅ４ １５Ｎａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
花蕾
Ｆｌｏｗｅｒａｎｄｂｕｄ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ４３３ａ ４５６ａ ４４８ａ ４４８ａ
Ｎ２ ３６２ｂ ３７１ｃ ３６６ｂ ３５７ｄ
Ｎ４ ３２２ｃ ３０３ｄ ２４８ｃ ３８３ｃ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ４２０ａ ４３９ｂ ４３９ａ ４３０ｂ
Ｎ２ ３６１ｂ ３５９ｃ ３５９ｂ ３６０ｄ
Ｎ４ ３２６ｃ ３２１ｄ ２７０ｃ ４０６ｃ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表５ 初花期棉花不同器官１５Ｎ积累量（ｍｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ５ １５Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
花蕾
Ｆｌｏｗｅｒａｎｄｂｕｄ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ３２１２ａ １１１３８ａ ２５８４０ａ ４９７３ａ ４５１６３ａ
Ｎ２ ２２３０ｂ ６８７４ｃｄ １５９１１ｃ ４０８８ａ ２９１０２ｃｄ
Ｎ４ ２５５５ａｂ ７３７３ｃ １５０３８ｃ ４７７８ａ ２９７４４ｃｄ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ２８０１ａｂ ９４３７ｂ ２４１３９ａ ５３３２ａ ４１７０８ａｂ
Ｎ２ ２６３７ａｂ ７７９９ｃ ２０１５２ｂ ４４５８ａ ３５０４６ｂｃ
Ｎ４ ３０１９ａｂ ５９１０ｄ １０８７８ｄ ４８８７ａ ２４６９４ｄ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
表６ 收获期棉花不同器官１５Ｎ丰度（％）
Ｔａｂｌｅ６ １５Ｎａｂｕｎｄａｎｃｅｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
铃壳
Ｂｏｌｓｈｅｌ
籽棉
Ｓｅｅｄｃｏｔｏｎ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ２６７ｄ ２７５ｄ ２５７ｅ ３１５ｃ ３３５ｃｄ
Ｎ２ ３３７ｂｃ ３６４ｂｃ ３６６ｃｄ ３９７ｂ ４０９ｂｃ
Ｎ３ ５０６ａ ５５０ａ ５７４ａ ５６８ａ ５７３ａ
Ｎ４ ４８１ａ ５２４ａ ５２６ａｂ ５４８ａ ５７３ａ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ２８５ｃｄ ３０４ｃｄ ３２６ｄｅ ３１２ｃ ３０５ｄ
Ｎ２ ３６３ｂ ３７７ｂ ３８４ｃｄ ３８５ｂ ４２６ｂ
Ｎ３ ５１６ａ ５０１ａ ４４２ｂｃ ５８０ａ ６１８ａ
Ｎ４ ５２３ａ ５２４ａ ４７４ｂ ５８７ａ ６０６ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
４９５
３期 李鹏程，等：应用１５Ｎ研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响
Ｎ３处理、中棉所 ６０的 Ｎ１处理外，其他处理的籽
棉１５Ｎ丰度均比其他部位高。中棉所７９的Ｎ３处理
的根、茎、叶、铃壳的１５Ｎ丰度高于 Ｎ１、Ｎ２、Ｎ４处理，
Ｎ４处理的籽棉１５Ｎ丰度显著高于 Ｎ１、Ｎ２，与 Ｎ３处
理差异不显著。中棉所６０的 Ｎ４处理的根、茎、叶、
铃壳的１５Ｎ丰度高于 Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３处理，Ｎ３处理籽棉
的１５Ｎ丰度在４个处理中最高，与中棉所７９的结果
一致。说明初花期施氮可促进生殖器官对肥料氮的
吸收。除了中棉所６０的 Ｎ１处理外，其他处理的籽
棉１５Ｎ积累量均高于根、茎、叶、铃壳（表７）。中棉所
７９的Ｎ４处理籽棉１５Ｎ积累量最高，其次是 Ｎ３、Ｎ１，
Ｎ２最低。中棉所６０的 Ｎ３处理籽棉１５Ｎ积累量最
高，其次是Ｎ４、Ｎ２，Ｎ１最低。２个品种 Ｎ３、Ｎ４处理
的全株１５Ｎ积累量均显著高于 Ｎ２和 Ｎ１处理，说明
蕾期或初花期一次性施氮有利于棉花的生殖生长，
增加了生殖器官对肥料氮的吸收量。
表７ 收获期棉花不同器官１５Ｎ积累量（ｍｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ７ １５Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
铃壳
Ｂｏｌｓｈｅｌ
籽棉
Ｓｅｅｄｃｏｔｏｎ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ２７４７ｈ １５５９２ｅ ２３７８１ｆ １２２７３ｇ ５４０８２ｄ １１６２３８ｄ
Ｎ２ ３７４２ｇ １８８５７ｄ ３０１０４ｄ ２７５６４ｄ ４８２５４ｅ １２８５２２ｃ
Ｎ３ ８３９８ｂ ３３８３９ａ ４６５５１ａ ４２３５０ａ ５２９６６ｄ １８４１０５ａ
Ｎ４ ６３９８ｄ ２６５３０ｃ ４１０２４ｂ ３３１６９ｂ ５７４９８ｃ １６４６１９ｂ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ４５０１ｆ １６１１７ｅ １８６９２ｄ ３０２１６ｃ ２６４９４ｇ ９６０２０ｅ
Ｎ２ ５３４５ｅ １９００２ｄ ２８４３０ｅ ２４５８０ｅ ３５１０８ｆ １１２４６４ｄ
Ｎ３ ９３４５ａ ３４５３４ａ ３２７８２ｃ ２０７３４ｆ ８７４０９ａ １８４８０５ａ
Ｎ４ ７３０５ｃ ２９１５０ｂ ４５８４９ａ ２６３４８ｄ ７２５７３ｂ １８１２２６ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
２３ 氮肥运筹对棉株吸收的氮素来自氮肥的比例
（Ｎｄｆ％）及１５Ｎ回收率的影响
从表８可以看出，初花期，棉花全株的Ｎｄｆ％为
２５８８ ４２４５，说明初花期棉花吸收的氮素主要来
源于土壤。２个品种 Ｎ１处理的棉花根、茎、叶和全
株的Ｎｄｆ％均显著高于Ｎ２处理，而 Ｎ２处理显著高
于Ｎ４处理。Ｎ４处理花蕾的Ｎｄｆ％显著高于Ｎ２，但
低于 Ｎ１处理。表明随底施氮量的减少，初花期棉
花吸收的氮素来自氮肥的比例减少，蕾期施氮能促
进初花期棉花花蕾对肥料氮的吸收。表９显示，收
表８ 初花期棉花不同器官吸收的氮素来自氮肥的比例（％）
Ｔａｂｌｅ８ ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｆｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
花蕾
Ｆｌｏｗｅｒａｎｄｂｕｄ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ４０７６ａ ４３１９ａ ４２３６ａ ４２３７ａ ４２４５ａ
Ｎ２ ３３４５ｂ ３４４１ｃ ３３８７ｂ ３３０２ｅ ３３８４ｂ
Ｎ４ ２９７８ｃ ２９２５ｄ ２３９７ｃ ３８０３ｃ ２７２７ｃ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ３９４５ａ ４１４７ｂ ４１４２ａ ４０５３ｂ ４１１８ａ
Ｎ２ ３３４３ｂ ３３２３ｃ ３３１８ｂ ３３３１ｅ ３３２２ｂ
Ｎ４ ２９３９ｃ ２７４３ｅ ２１８０ｃ ３５７０ｄ ２５８８ｄ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
５９５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表９ 收获期棉花不同器官吸收的氮素来自氮肥的比例（％）
Ｔａｂｌｅ９ ＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｓｏｆＮｄｆｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｉｎｃｏｔｏｎａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
品种
Ｃｕｌｔｉｖａｒ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
根
Ｒｏｏｔ
茎
Ｓｔｅｍ
叶
Ｌｅａｆ
铃壳
Ｂｏｌｓｈｅｌ
籽棉
Ｓｅｅｄｃｏｔｏｎ
全株
Ｗｈｏｌｅｐｌａｎｔ
中棉所７９
ＣＣＲＩ７９
Ｎ１ ２３５９ｄ ２４５４ｄ ２２６４ｅ ２８６６ｃ ３０７５ｂｃ ２６９２ｃ
Ｎ２ ３０８７ｂｃ ３３７５ｂｃ ３３８９ｃｄ ３７０５ｂ ３８３２ｂ ３６０６ｂ
Ｎ３ ４８３５ａ ５２８２ａ ５５３４ａ ５４７４ａ ５５２０ａ ５４１４ａ
Ｎ４ ４５７３ａ ５０１７ａ ５０３４ａｂ ５２６３ａ ５５２５ａ ５２１３ａ
中棉所６０
ＣＣＲＩ６０
Ｎ１ ２５６１ｃｄ ２７５４ｃｄ ２９７５ｄｅ ２８３２ｃ ２７６７ｃ ２８０７ｃ
Ｎ２ ３３５９ｂ ３５００ｂ ３５８０ｃｄ ３５８９ｂ ４００９ｂ ３６６３ｂ
Ｎ３ ４９３１ａ ４７８３ａ ４１７４ｂｃ ５５８９ａ ５９８７ａ ５２７３ａ
Ｎ４ ５０１１ａ ５０２０ａ ４５０３ｂ ５６６７ａ ５８６３ａ ５２６０ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同列数据后不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．
获期，棉花单株的Ｎｄｆ％为２６９２ ５４１４。中棉所
７９的Ｎ３处理的根、茎、叶、铃壳的 Ｎｄｆ％显著高于
Ｎ１、Ｎ２，但与Ｎ４处理的差异不显著，Ｎ４处理的籽棉
Ｎｄｆ％显著高于Ｎ１、Ｎ２，与Ｎ３的差异不显著。中棉
所６０的Ｎ４处理根、茎、叶、铃壳的 Ｎｄｆ％显著高于
Ｎ１、Ｎ２，与Ｎ３间差异不显著，Ｎ４处理籽棉的 Ｎｄｆ％
显著高于Ｎ１、Ｎ２，与Ｎ３处理的差异不显著。２个品
种Ｎ３处理的全株Ｎｄｆ％与Ｎ４间差异不显著，但均
显著高于Ｎ１、Ｎ２。中棉所７９的 Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４处理的
全株 Ｎｄｆ％ 分别比 Ｎ１高９１４、２７２２、２５２１个百
分点。说明底氮少量后移至初花期，蕾期或花期一
次性施氮比常规施氮（Ｎ１）显著提高了棉花对肥
料１５Ｎ的吸收比例。
图１显示，不同处理棉花初花期１５Ｎ回收率为
７０６％ ３０２３％，中棉所６０的 Ｎ２处理初花期棉
株１５Ｎ回收率显著高于 Ｎ１、Ｎ４，分别比 Ｎ１、Ｎ４高
７４３、２３１７个百分点。中棉所７９初花期的 Ｎ２处
理棉株１５Ｎ回收率显著高于 Ｎ４，与 Ｎ１间差异不显
著。结果表明，适当减少氮肥底肥施用量比常规施
氮（Ｎ１）可相对提高氮肥的回收率。
不同处理棉花收获期的１５Ｎ回收率为２７４３％
５２８０％（图２）。２个品种的Ｎ３处理收获期棉株１５Ｎ
回收率均最高，其次为Ｎ４、Ｎ２处理，Ｎ１处理最低。中
棉所７９的Ｎ３、Ｎ４处理间收获期棉株１５Ｎ回收率差异
不显著，但均显著高于 Ｎ１、Ｎ２；Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４处理收获
期棉株１５Ｎ回收率分别比Ｎ１高３５１、１９３９、１３８２个
百分点。中棉所６０的各处理收获期棉株１５Ｎ回收率
和中棉所７９呈现相似的趋势，Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４处理收获期
图１ 氮肥运筹对初花期棉花植株１５Ｎ回收率的影响
Ｆｉｇ．１ Ｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｎ１５Ｎ
ｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ
ｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌ．］
棉株１５Ｎ回收率分别比Ｎ１高４７０、２５３７、２４３４个百
分点。结果表明，与常规施氮的底追各半处理相比，
增加初花期施氮比例或蕾期、初花期一次性施氮均可
提高棉花对肥料１５Ｎ的回收率。
２４ 氮肥运筹对棉花收获后土壤１５Ｎ回收率的
影响
图３显示，不同处理棉花收获后土壤１５Ｎ回收
率（土壤残留率）为１１７０％ ２７００％。收获期 Ｎ４
处理土壤１５Ｎ回收率显著高于Ｎ１、Ｎ２，与Ｎ３间差异
不显著，Ｎ２处理土壤１５Ｎ回收率最低，Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４处
理棉花收获后的土壤１５Ｎ回收率分别比 Ｎ２高１２、
６９、１５３个百分点。
６９５
３期 李鹏程，等：应用１５Ｎ研究氮肥运筹对棉花氮素吸收利用及产量的影响
图２ 氮肥运筹对棉花植株收获期１５Ｎ回收率的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｏｎ１５Ｎ
ｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｃｏｔｏｎｐｌａｎｔｓａｔｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｓｔａｇｅ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｔｈｅ
５％ ｌｅｖｅｌ．］
图３ 氮肥运筹对棉花收获后土壤１５Ｎ回收率的影响
Ｆｉｇ．３ １５Ｎｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｓｏｉｌｉｎｔｈｅｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｃｏｔｏｎ
ａｆｔｅｒｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：柱上不同字母表示处理间差异达 ５％显著水平
Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ
ｔｈｅ５％ ｌｅｖｅｌｓ］
３ 讨论与结论
有关氮肥基追比例对作物产量的影响在小麦、
玉米、棉花等作物中均有报道。王晓英等［１５］报道，
强筋小麦济麦２０号基肥、拔节肥比例３∶１７处理优
于基肥、拔节肥比例１∶１处理，能提高小麦产量与
品质；战秀梅等［１６］报道，春玉米氮肥减量后移能获
得较高的产量，同时也能提高氮效率；赵士诚等［１７］
报道，夏玉米氮肥减量后移能节省氮肥，产量并不下
降。以上研究表明，减少基施氮肥比例增加追施氮
肥的比例能提高小麦、玉米等作物的氮肥利用率，达
到增产或稳产的效果。氮肥基追比例对棉花产量的
影响研究结果不尽一致，马宗斌等［１８－１９］报道，黄河
滩区棉花施用基肥、花铃肥和盖顶肥的比例为０４
∶０４∶０２时，籽棉产量高于基肥、花铃肥和盖顶肥
比例为０∶０４∶０６，０２∶０４∶０４，０６∶０４∶０的处
理，但马宗斌等［２０］报道，在盆栽条件下（每盆装土
２０ｋｇ，每盆施尿素１２ｇ），杂交棉“豫杂３５”在氮肥
基追比为１∶２时皮棉产量分别比１∶１和２∶１处理
显著增加３６６％和７３３％；Ｙａｎｇ等［２１］盆栽和大田
试验的结果表明，在施氮总量不变，初花期施总氮量
的４０％的前提下，不施底氮，盛花期施氮６０％棉花
的产量显著高于其他底氮与盛花期追氮处理。本试
验条件下，２个品种底氮、初花期追氮为１∶２的处理
棉花单株籽棉产量均高于其他３个施氮处理，与马
宗斌等［２０］的盆栽试验结果相近，但增产效果未达到
显著水平，可能与马宗斌等使用的品种为杂交棉以
及其盆栽的氮肥用量较大有关。
氮肥基追比例对棉花肥料氮的利用率也有影
响，Ｔａｎｇ等［２２］报道在长江流域棉区，将底施氮肥较
多地分配到盛花期能促进棉花结铃期的氮素积累，
提高氮肥的利用率。Ｙａｎｇ等［２３］报道棉株对初花期
施氮的回收利用率要高于基施氮肥及盛花期施氮，
而且初花期施氮损失率低于基施氮肥与盛花期施
氮，棉株对初花期施入氮肥的吸收氮量占全生育期
棉株吸收全氮量的４６％。本试验条件下，增加初花
期施氮比例或蕾期、初花期一次性施氮提高了棉花
全株尤其是籽棉氮素积累来源于肥料氮的比例，促
进了棉花对肥料氮的吸收，提高了氮肥回收率，这一
结果与以上结论［２２－２３］一致。本试验棉花１５Ｎ回收率
为２７４３％ ５２８０％，与常规灌溉农田的氮肥利用
率（３０％ ４０％）［２４］较接近，但低于马丽娟等［２５］的
结果（４７０２％ ５９８６％），可能因为其采用的灌溉
方式为滴灌，且氮肥也是随灌溉水分６次滴入。
氮肥底追比例影响棉花对肥料氮的吸收，同时
对土壤１５Ｎ回收率也有影响。马丽娟等［２５］报道滴灌
棉花土壤１５Ｎ回收率在１６７５％ ２２４１％之间。本
试验土壤１５Ｎ回收率为１１７０％ ２７００％，高于或
低于 Ｋａｒｌｅｎ等［２６］的研究结果（２０％），可能与本试
验采用的底氮与追施氮肥比例不同有关。
本试验条件下，２个品种底氮与追氮比例为１∶２
的处理棉花单株籽棉产量、收获期全株１５Ｎ积累量、
Ｎｄｆ％均高于底氮与初花期追氮为１∶１的处理，１５Ｎ
回收率略高于底氮与初花期追氮为１∶１的处理，而
且棉花收获后肥料氮的土壤残留量低于底氮与初花
期追氮为１∶１的处理，这还有待在大田试验中进一
７９５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
步验证。本试验仅尝试了底氮与追氮１∶２、０∶１两
种比例，追氮时期为蕾期、初花期，不同底追比例及
不同追氮时期（如苗期、盛花期分次施用）的产量效
应及氮肥回收率有待进一步研究。
参 考 文 献：
［１］ 王巧兰，吴礼树，赵竹青．１５Ｎ示踪技术在植物Ｎ素营养研究
中的应用及进展［Ｊ］．华中农业大学学报，２００７，２６（１）：１２７
－１３２
ＷａｎｇＱＬ，ＷｕＬＳ，ＺｈａｏＺＱ．Ａｄｖａｎｃｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆ１５Ｎ
ｔｒａｃｅｒｍｅｔｈｏｄｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｐｌａｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎｎｕｔｒｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ
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ｙｉｅｌｄｏｆｉｎｓｅｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｈｙｂｒｉｄｃｏｔｏｎ［Ｊ］．ＡｃｔａＢｏｔａｎｉｃａＢｏｒｅａｌｉ
ＯｃｃｉｄｅｎｔａｌｉａＳｉｎｉｃａ，２００８，２８（１０）：２０６２－２０６６
［２１］ ＹａｎｇＧＺ，ＴａｎｇＨＹ，ＮｉｅＹＣｅｔａｌ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｃｏｔｏｎ
ｇｒｏｗｔｈ，ｙｉｅｌｄ，ａｎｄｂｉｏｍａｓｓｔｏｎｉｔｒｏｇｅｎｓｐｌｉｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｉｏ［Ｊ］．
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［２２］ ＴａｎｇＨＹ，ＹａｎｇＧＺ，ＺｈａｎｇＸＬｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ＮｒｅｃｏｖｅｒｙｂｙａｌｏｃａｔｉｎｇｍｏｒｅＮｆｏｒｌａｔｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｏｔｏｎ
（ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＢａｓｉｃ＆
ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１２，１２（４）：３２－３７
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ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｃｏｔｏｎｐｌａｎｔａｓａｆｅｃｔｅｄ
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［２４］ ＲｏｃｈｅｓｔｅｒＩＪ，ＣｏｎｓｔａｂｌｅＧＡ，ＭａｃｌｅｏｄＤＡ．Ｃｙｃｌｉｎｇｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｎｄｃｏｔｏｎｃｒｏｐｒｅｓｉｄｕｅｎｉｔｒｏｇｅｎ［Ｊ］．ＡｕｓｔｒａｌｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９３，３１：５９７－６０９
［２５］ 马丽娟，侯振安，闵伟，等．适宜咸水滴灌提高棉花水氮利用
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ＭａＬＪ，ＨｏｕＺＡ，ＭｉｎＷ ｅｔａｌ．Ｄｒｉｐｉｒｉｇａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｕｉｔａｂｌｅ
ｓａｌｉｎｅｗａｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｓｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｆｏｒｃｏｔｏｎ［Ｊ］．
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［２６］ ＫａｒｌｅｎＤＬ，ＨｕｎｔＰＧ，ＭａｔｈｅｎｙＴＡ．Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ１５ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｒｅｃｏｖｅｒｙｂｙｃｏｒｎ，ｗｈｅａｔ，ａｎｄｃｏｔｏｎｇｒｏｗｎｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｐｒｅ
ｐｌａｎｔｔｉｌａｇｅｏｎＮｏｒｆｏｌｋｌｏａｍｙｓａｎｄ［Ｊ］．ＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，１９９６，３６：
９７５－９８１
９９５