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      不同磷敏感棉花品種臨界磷濃度稀釋模型與磷營(yíng)養(yǎng)診斷

      2020-11-26 12:35:28龐保剛曹楠周治國(guó)趙文青
      關(guān)鍵詞:磷量籽棉生物量

      龐保剛,曹楠,周治國(guó),趙文青

      (南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與生產(chǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心JCIC-MCP,南京 210095)

      0 引言

      【研究意義】磷是作物生長(zhǎng)發(fā)育必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一[1],它不僅是生命結(jié)構(gòu)體的組成成分,參與核酸、磷脂等的合成[2],還對(duì)作物光合代謝、產(chǎn)量等起重要作用[3]。為滿足作物的需求,農(nóng)民經(jīng)常大量使用磷肥,但磷在土壤中移動(dòng)慢,磷肥當(dāng)季利用率僅為10%—25%,施入的過(guò)量磷肥大部分殘留于土壤中而未被作物吸收,不僅造成了有限磷肥資源的浪費(fèi),給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[4],同時(shí)也導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題日益突出,例如水體富營(yíng)養(yǎng)化[5]、地下水污染[6]等。棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物[7],雖然棉花對(duì)磷的需求量相對(duì)氮鉀要小[8],但仍然普遍存在磷肥施用過(guò)量[9]、利用率低[10]等問(wèn)題。臨界磷濃度稀釋曲線可作為作物磷盈虧診斷的方法,對(duì)作物磷營(yíng)養(yǎng)管理尤為重要,因此,建立臨界磷濃度稀釋曲線并用于棉花磷營(yíng)養(yǎng)快速診斷,可為指導(dǎo)棉花磷肥合理施用、實(shí)現(xiàn)節(jié)肥增效提供理論依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】磷肥對(duì)棉花產(chǎn)量的影響結(jié)果較一致,研究結(jié)果均表明缺磷會(huì)導(dǎo)致棉花產(chǎn)量下降[11]、品質(zhì)降低[12],充足的磷肥供應(yīng)可提高棉花生物量[13]、產(chǎn)量[14]和單株鈴數(shù)、鈴重[15]。針對(duì)棉花適宜施磷量,前人的研究主要集中在西北內(nèi)陸棉區(qū),并根據(jù)產(chǎn)量或生物量來(lái)推薦[16-17],各研究得出的適宜施磷量亦有較大差異(75—180 kg P2O5·hm-2施磷量之間)[11,14-21],這與棉花品種、氣候條件、土壤條件不同等密切相關(guān)。從作物出發(fā),根據(jù)作物臨界磷濃度稀釋曲線來(lái)進(jìn)行磷營(yíng)養(yǎng)管理、推薦適宜施磷量,可在一定程度規(guī)避上述差異。臨界磷濃度是指作物或作物的某個(gè)器官在某個(gè)生育時(shí)期獲得最大生物量時(shí)的最低磷濃度[22-23],臨界磷濃度(Pc)稀釋曲線一般表示為Pc=aW-b,式中,W為地上部生物量,a、b為參數(shù),分別表示當(dāng)?shù)厣喜扛晌镔|(zhì)質(zhì)量為1 t·hm-2時(shí)植株的磷濃度和每積累單位干物質(zhì)時(shí)磷濃度下降的速度[22,24-25]。近年來(lái),作物臨界磷濃度稀釋曲線已應(yīng)用于梯牧草[22]、小麥[22,24]以及馬鈴薯[23,25]等作物,但不同作物、相同作物不同品種間以及相同品種在不同地點(diǎn)的臨界磷稀釋模型參數(shù)均會(huì)有變化。BELANGER等[22]研究發(fā)現(xiàn),梯牧草成熟度的不同,其臨界磷濃度稀釋曲線不同,成熟草皮為Pc=3.27W-0.20,新生草皮為Pc=5.23W-0.40。BELANGER等[24]研究發(fā)現(xiàn),小麥的臨界磷濃度稀釋曲線在不同地點(diǎn)參數(shù)不同,其中a值范圍為3.62—4.94 g·(100 g)-1,b值范圍為0.21—0.49。ZAMUNER等[23]建立了馬鈴薯的臨界磷濃度稀釋曲線為Pc=3.919W-0.304,并通過(guò)計(jì)算磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(PNI),用于測(cè)定播種后60—80 d馬鈴薯磷營(yíng)養(yǎng)狀況。PNI為棉株地上部磷濃度的實(shí)測(cè)值與根據(jù)臨界磷濃度稀釋模型求得的相應(yīng)生物量的臨界磷濃度值的比值,經(jīng)常用于作物營(yíng)養(yǎng)診斷[23],若PNI<1,表示植株磷缺乏;PNI = 1,表明植株體內(nèi)磷營(yíng)養(yǎng)處于最佳狀態(tài);PNI>1,則表明植株磷營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人研究多通過(guò)施磷量對(duì)棉花產(chǎn)量、磷素利用率的影響提出適宜的施磷量,但從臨界磷濃度稀釋曲線和磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)的角度分析棉花適宜施磷量的研究較少?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究旨在通過(guò)分析磷肥施用量對(duì)棉花生物量、產(chǎn)量等的影響,針對(duì)不同磷敏感性棉花品種分別建立臨界磷稀釋曲線,計(jì)算磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù),為棉花磷素營(yíng)養(yǎng)診斷和磷肥管理提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      試驗(yàn)于 2017—2018年在江蘇省大豐市稻麥原種場(chǎng)(33°27' N,120°34' E)進(jìn)行。選用磷敏感型棉花品種魯54和磷弱敏感型棉花品種豫早棉9110為材料[26],設(shè)置施磷量(0、50、100、150、200 kg P2O5·hm-2,分別用 P0、P50、P100、P150、P200表示)試驗(yàn)。所用磷肥為重過(guò)磷酸鈣,在棉花播種前做基肥一次性基施。氮、鉀肥用量分別為225 kg N·hm-2、225 kg K2O·hm-2。氮肥播種前施用40%,盛蕾期施用60%;鉀肥在棉花播種前做基肥一次性基施。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共10個(gè)處理,每處理重復(fù)3次,每小區(qū)面積79.2 m2(13.2 m×6 m)。供試土壤為砂壤土,2017、2018 年土壤容重分別為 1.37、1.36 g·cm-3,pH 分別為8.3、8.1,0—20 cm土層分別含有機(jī)質(zhì)11.9、12.1 g·kg-1,全氮 0.8、0.8 g·kg-1、速效氮 18.2、18.1 mg·kg-1、速效磷 18.3、18.1 mg·kg-1、速效鉀 117.1、115.9 mg·kg-1。棉花種子分別于2017年5月28日、2018年5月29日播種,于2017年10月15日、2018年10月14日收獲,種植密度均為9.0×105株/hm2。田間其他管理措施均按棉花高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

      1.2 取樣方法與測(cè)定內(nèi)容

      分別在棉花苗期、盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期取樣。每小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的棉花3株,按根、主莖、果枝、主莖葉、果枝葉、鈴(殼,纖維,棉籽)等不同器官進(jìn)行分樣,在105℃下殺青30 min,80℃下烘至恒重,分別稱量干物質(zhì)重,并計(jì)算地上部生物量。之后粉碎,過(guò)1 mm 篩,用H2SO4-H2O2法消煮,采用間斷式流動(dòng)分析儀測(cè)定各器官磷濃度,并計(jì)算棉株地上部磷濃度。

      在棉花成熟期,每處理小區(qū)選取20株棉花,統(tǒng)計(jì)單株鈴數(shù),待棉花吐絮時(shí),在各小區(qū)取連續(xù)5 m長(zhǎng)的棉花植株,收取全部吐絮棉鈴,測(cè)定單鈴籽棉重、計(jì)算籽棉產(chǎn)量。

      1.3 臨界磷稀釋曲線模型的建立及驗(yàn)證

      1.3.1 臨界磷稀釋曲線模型的建立 采用2017年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型建立。臨界磷濃度是指在一定的生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)獲得最大生物量時(shí)的最小磷濃度值[23]。臨界磷濃度稀釋曲線計(jì)算方法參照J(rèn)USTES等[27]、薛曉萍等[28]以及ZAMUNER等[23],根據(jù)每個(gè)取樣日的理論最大地上部生物量和與之相應(yīng)的磷濃度,建立棉花臨界磷濃度稀釋曲線模型:

      式中,Pc(%)為棉株地上部臨界磷濃度值,Wc(t·hm-2)為棉株地上生物量理論最大值,a、b為參數(shù),a代表棉花地上部單位生物量的臨界磷濃度值;b為控制臨界磷濃度稀釋曲線斜率的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

      1.3.2 模型驗(yàn)證 采用2018年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。模型的驗(yàn)證用國(guó)際通用的根均方差RMSE[29-30]和標(biāo)準(zhǔn)化根均方差n-RMSE[31]的方法:

      式中,Pi、Oi分別為臨界磷濃度測(cè)定值和模擬值;n為樣本量;S為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。RMSE值越小,模擬值與測(cè)量值的一致性越好,偏差越小,即模型的預(yù)測(cè)精確度越高。JAMIESON 等[32]認(rèn)為:n-RMSE<10%,模型穩(wěn)定性極好;10%<n-RMSE<20%,模型穩(wěn)定性較好;20%<n-RMSE<30%,模型穩(wěn)定性一般;n-RMSE>30%,模型穩(wěn)定性較差。

      1.4 棉花磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(PNI)與相對(duì)地上部生物量(RDW)

      作物磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)PNI為棉株地上部磷濃度的實(shí)測(cè)值與根據(jù)臨界磷濃度稀釋模型求得的相應(yīng)生物量的臨界磷濃度值的比值,采用下式計(jì)算:

      式中,Pa為棉株地上部磷濃度的實(shí)測(cè)值;Pc為根據(jù)臨界磷濃度稀釋模型求得的相應(yīng)生物量的臨界磷濃度值。若PNI<1,表示植株磷缺乏;PNI = 1,表明植株體內(nèi)磷營(yíng)養(yǎng)處于最佳狀態(tài);PNI>1,則表明植株磷營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩[23]。

      相對(duì)地上部生物量(RDW)為地上部生物量與同一生育時(shí)期各處理地上部生物量最大值的比值。

      1.5 數(shù)據(jù)處理

      采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析,用Origin 2017作圖,處理間多重比較采用LSD法。

      2 結(jié)果

      2.1 施磷量對(duì)棉花籽棉產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

      棉花鈴數(shù)、鈴重品種間差異顯著,與豫早棉9110相比,魯54鈴數(shù)相對(duì)較高,鈴重較低,因此品種間籽棉產(chǎn)量差異不顯著。施磷、品種×施磷量顯著提高棉花鈴數(shù)和籽棉產(chǎn)量,2年2個(gè)品種表現(xiàn)一致,但對(duì)鈴重影響不顯著(表1)。

      隨施磷量的增加,棉花鈴數(shù)和籽棉產(chǎn)量增加,兩者均在150和200 kg P2O5·hm-2施磷量下達(dá)到最大,并顯著高于0、50、100 kg P2O5·hm-2施磷量,2個(gè)品種表現(xiàn)一致。在2017年,與不施磷相比,50、100、150、200 kg P2O5·hm-2的施磷量下,磷敏感性棉花品種魯54棉花籽棉產(chǎn)量分別提高16.6%、29.0%、39.2%、39.8%,鈴數(shù)分別增加了 16.0%、28.0%、36.0%、36.9%;磷弱敏感性品種豫早棉 9110的籽棉產(chǎn)量分別提高8.7%、28.9%、34.2%、35.6%,鈴數(shù)分別提高7.4%、27.0%、32.3%、32.6%。在2018年,與不施磷相比,50、100、150、200 kg P2O5·hm-2的施磷量下,磷敏感性棉花品種魯 54棉花籽棉產(chǎn)量分別提高 20.3%、34.6%、44.3%、44.9%,鈴數(shù)分別提高19.1%、31.6%、39.4%、37.9%;磷弱敏感性品種豫早棉 9110的籽棉產(chǎn)量分別提高6.6%、21.0%、26.6%、29.0%,鈴數(shù)分別提高6.3%、18.4%、23.0%、25.6%。

      2.2 施磷量對(duì)棉花地上部生物量及磷濃度的影響

      2.2.1 施磷量對(duì)棉花地上部生物量的影響 棉株地上部生物量在苗期各施磷量間無(wú)顯著差異,在盛蕾期、盛花期、盛鈴期、吐絮期差異顯著,基本表現(xiàn)為 P0<P50<P100<P150 ≈ P200,2個(gè)品種2年結(jié)果一致(圖1)。

      2.2.2 施磷量對(duì)棉花地上部磷濃度的影響 隨棉花生育進(jìn)程的推進(jìn),棉株地上部磷濃度呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì),魯 54的地上部磷濃度下降幅度大于豫早棉9110。在同一取樣日,棉株地上部磷濃度隨施磷量增加而升高,2個(gè)品種結(jié)果趨勢(shì)一致(圖2)。

      表1 施磷量對(duì)棉花籽棉產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 1 Effects of phosphorus application rate on cotton yield and yield components

      圖1 施磷量對(duì)棉花地上生物量累積的影響Fig. 1 Effects of phosphorus application on the dynamics of aboveground dry matter

      2.3 棉株地上部臨界磷濃度稀釋曲線模型的建立及驗(yàn)證

      圖2 施磷量對(duì)棉花地上生物量磷濃度變化的影響(2017年)Fig. 2 Effects of phosphorus application on the dynamics changes of aboveground biomass phosphorus content in 2017

      2.3.1 模型建立 苗期各處理地上部生物量之間沒有顯著差異,且其地上部磷濃度沒有顯著差異,因此采用平均值作為該時(shí)期的臨界磷濃度值。棉花苗期、盛蕾期、盛花期、盛鈴期和吐絮期臨界磷濃度值分別為1.04%、0.92%、0.62%、0.42% 和 0.36%(魯54);0.98%、0.93%、0.60%、0.46% 和 0.38%(豫早棉9110)。對(duì)上述臨界磷濃度值與其對(duì)應(yīng)的干物重進(jìn)行擬合(圖3),得到了魯54、豫早棉 9110 2個(gè)品種棉花臨界磷濃度稀釋模型,方程的決定系數(shù)分別為0.858、0.845,均達(dá)到顯著水平(表2)。此外,對(duì)每個(gè)取樣日磷濃度的最大、最小實(shí)測(cè)值與其對(duì)應(yīng)的地上部生物量進(jìn)行擬合,可得到棉花最高(Pmax,%)、最低(Pmin,%)磷濃度稀釋模型,即磷稀釋邊界模型,模型參數(shù)見表2。魯54的最高、臨界磷濃度稀釋曲線有差異,而豫早棉9110的最高、臨界磷濃度稀釋曲線基本重合。

      2.3.2 模型驗(yàn)證 磷敏感性棉花品種魯 54、磷弱敏感性棉花品種豫早棉 9110的臨界磷濃度測(cè)定值與模擬值的誤差分別為 0.0257—0.0863、0.0084—0.1163(表3),對(duì)應(yīng)的臨界磷濃度稀釋模型的RMSE分別為0.1296、0.1383,n-RMSE分別為17.8504%、18.5447%;表明棉花磷稀釋模型有較高的穩(wěn)定性。

      表2 棉花磷稀釋模型的參數(shù)值Table 2 The parameters of phosphorus dilution model

      圖3 棉花地上生物量磷稀釋曲線(2017年)Fig. 3 The phosphorus dilution model of cotton aboveground biomass in 2017

      表3 棉花臨界磷濃度(CPC)測(cè)定值與模擬值(2018年)Table 3 Observed and simulated values of critical phosphorus concentrations in cotton in 2018

      2.4 不同施磷量對(duì)磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(PNI)的影響

      2個(gè)棉花品種的PNI均隨施磷量的增加而增加,對(duì)于同一處理,PNI隨著棉花生育時(shí)期的推移表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)(圖4)。2017年在盛蕾期P50處理,魯54的PNI小于1,而豫早棉9110的PNI略大于1;盛花期P100處理,魯54的PNI大于1,而豫早棉9110的PNI小于1,這與魯54對(duì)施磷量變化更敏感有關(guān)。

      2.5 PNI與相對(duì)地上部生物量(RDW)之間的關(guān)系

      魯54和豫早棉9110不同生育時(shí)期的PNI與相對(duì)地上部生物量 RDW 均表現(xiàn)為線性正相關(guān)關(guān)系(圖5)。隨著PNI的增加,相對(duì)地上部生物量不斷增加,方程決定系數(shù)分別為0.887、0.930、0.489、0.815和0.781、0.898、0.637、0.495,達(dá)到顯著或極顯著水平。

      圖4 各施磷量下棉花磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(PNI)的變化Fig. 4 Changes of phosphorus nutrition indices (PNI) of cotton

      圖5 棉花磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與相對(duì)地上部生物量的關(guān)系Fig. 5 Relationship between phosphorus nutrition index (PNI) and relative shoot biomass (RDW) of cotton

      3 討論

      3.1 棉花臨界磷濃度稀釋曲線模型及其驗(yàn)證

      磷是棉花生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素,參與大部分生理過(guò)程。磷肥的合理運(yùn)籌不僅可以增加棉花的產(chǎn)量,優(yōu)化纖維品質(zhì),還能促進(jìn)資源利用效率的提高,但目前我國(guó)普遍存在磷肥施用過(guò)量[9]、利用率低[10]、污染環(huán)境等問(wèn)題。臨界磷濃度可用于磷素營(yíng)養(yǎng)快速診斷,及時(shí)有效地評(píng)價(jià)植株磷素盈虧水平,為指導(dǎo)合理施肥及實(shí)現(xiàn)節(jié)肥增效提供理論依據(jù)。臨界磷濃度的研究已經(jīng)在多種作物[23]上應(yīng)用,但在棉花上的應(yīng)用還未見報(bào)道。因此,本文通過(guò)設(shè)置不同磷敏感性棉花品種的施磷量試驗(yàn),建立并驗(yàn)證了棉花臨界磷濃度稀釋曲線模型。本研究中,建立的磷敏感棉花品種魯54的臨界磷濃度稀釋曲線模型為Pc=0.784W-0.221,磷弱敏感性品種豫早棉9110的模型為Pc=0.774W-0.198。由模型可知,與磷弱敏感性棉花品種豫早棉9110相比,魯54的臨界磷稀釋曲線參數(shù)a升高了1.29%,參數(shù)b增加了11.62%,即在相同單位生物量條件下,磷敏感性棉花品種魯54有相對(duì)較高的磷濃度,但隨地上部干物質(zhì)重增加,魯54棉株臨界磷濃度遞減的速率(參數(shù)b)卻較高。說(shuō)明2個(gè)棉花品種雖然具有不同的磷敏感性,但在生長(zhǎng)初期品種間的臨界磷濃度相差并不大,隨著生物量增加,磷敏感性棉花品種魯54臨界磷濃度下降較磷弱敏感性棉花品種豫早棉9110快,因而表現(xiàn)出對(duì)磷更敏感的特性。與前人在馬鈴薯[23,25]和梯牧草[22]的成熟草皮研究結(jié)果相比,本研究建立的模型中,參數(shù) a、b均較高;與小麥[24]的研究結(jié)果相比,參數(shù) a較低;說(shuō)明不同作物臨界磷濃度并不同,因此,有必要在棉花上建立相應(yīng)臨界磷濃度模型,為棉花磷營(yíng)養(yǎng)管理提供理論依據(jù)。

      此外,本研究采用2018年的數(shù)據(jù)對(duì)臨界磷濃度模型進(jìn)行了驗(yàn)證,豫早棉9110和魯54的臨界磷濃度稀釋模型的RMSE分別為0.1296、0.1383。從驗(yàn)證結(jié)果可知,基于生物量的棉花臨界磷濃度模型模擬效果較好,且豫早棉9110的模擬效果稍好。與油菜、玉米、小麥等作物的臨界磷濃度稀釋模型模擬效果相比,本研究建立的模型RMSE相對(duì)較小,說(shuō)明模型模擬的效果相對(duì)較好,這可能與作物的不同磷濃度變化特性相關(guān)。此外,豫早棉9110和魯54的臨界磷濃度稀釋模型n-RMSE的值分別為17.8504%、18.5447%,表明模型的穩(wěn)定性亦較好,可以作為棉花磷素營(yíng)養(yǎng)狀況判斷的工具之一。

      3.2 不同磷敏感性棉花品種磷營(yíng)養(yǎng)診斷及適宜施磷量推薦

      PNI是基于作物臨界磷稀釋模型提出的指標(biāo),以實(shí)際磷濃度與臨界磷濃度的比值來(lái)評(píng)價(jià)磷素營(yíng)養(yǎng)狀況以及定量動(dòng)態(tài)描述作物磷營(yíng)養(yǎng)狀況的變化。本研究中,相同生育時(shí)期PNI值隨施磷量的增加而增加。本研究還發(fā)現(xiàn),磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與相對(duì)地上部生物量呈現(xiàn)顯著正相關(guān),與安志超等[33]在玉米中發(fā)現(xiàn)氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與相對(duì)地上生物量呈現(xiàn)正相關(guān)結(jié)果相似,說(shuō)明本研究確定的磷稀釋曲線模型可以用來(lái)評(píng)估棉花磷營(yíng)養(yǎng)狀況。

      關(guān)于棉花最佳施磷量目前已有不少研究。楊鴻杰等[18]研究發(fā)現(xiàn)棉花獲得最高產(chǎn)的施磷量為158.3 kg P2O5·hm-2,最佳施磷量為146.3 kg P2O5·hm-2。楊明花等[34]研究發(fā)現(xiàn)隨著施磷量的增加,棉花產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),最優(yōu)的施磷量是150 kg P2O5·hm-2。姚銀坤等[21]從施磷對(duì)產(chǎn)量的影響出發(fā),得到獲得最大產(chǎn)量時(shí)的施磷量為132 kg P2O5·hm-2。本研究中,施磷量低于150 kg P2O5·hm-2時(shí),2個(gè)棉花品種產(chǎn)量隨施磷量的增加而增加,且魯54產(chǎn)量增加幅度大于豫早棉9110,施磷量多于150 kg P2O5·hm-2時(shí),棉花產(chǎn)量增加不顯著;棉花地上部生物量在150 kg P2O5·hm-2施磷范圍內(nèi),隨著施磷量的增加而增加,超過(guò)此施磷量,生物量增加不顯著甚至略有下降;根據(jù)2個(gè)品種各時(shí)期PNI與水平“1”的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)在磷肥用量150 kg P2O5·hm-2時(shí),PNI值整體在1附近,磷肥用量為200 kg P2O5·hm-2時(shí),則表現(xiàn)出磷素盈余現(xiàn)象,施磷量低于 150 kg P2O5·hm-2時(shí),PNI小于 1,表明磷肥供應(yīng)不足。綜合產(chǎn)量結(jié)果與 PNI,本研究認(rèn)為較適宜的棉花施磷量為150 kg P2O5·hm-2,這與王海洋等[19]的研究結(jié)果一致。

      4 結(jié)論

      棉花鈴數(shù)和籽棉產(chǎn)量在150、200 kg P2O5·hm-2施磷量下顯著增加,鈴數(shù)在各施磷量間差異不顯著。隨生育進(jìn)程的推進(jìn),棉花地上部磷濃度逐漸降低,地上部生物量呈升高趨勢(shì)。根據(jù)地上部生物量和磷濃度的關(guān)系,分別建立了不同磷敏感性棉花品種的臨界磷稀釋曲線模型(魯 54:Pc=0.784W-0.221,豫早棉 9110:Pc=0.774W-0.198)。2個(gè)稀釋曲線模型的RMSE分別為0.1296、0.1383;n-RMSE分別為17.8504%、18.5447%,說(shuō)明模型有較好的穩(wěn)定性。棉花磷營(yíng)養(yǎng)指數(shù)PNI隨生育進(jìn)程的推移呈先升高后下降的趨勢(shì),在同一取樣時(shí)期,PNI隨施磷量的增加而升高,150 kg·hm-2施磷量時(shí)PNI平均值較接近于1。根據(jù)棉花籽棉產(chǎn)量在不同施磷量之間的表現(xiàn)及 PNI,推薦本地區(qū)棉花最佳施磷量為 150 kg P2O5·hm-2。

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