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在棉花生长发育和产量形成过程中,氮素的影响在大量元素中起着重要的作用。新疆棉花产量占全国棉花总产量的30%以上,是我国主要的优质棉生产和出口基地,而在一定范围内,棉花的增产增收主要取决于肥料施用量的增加,特别是氮肥的大量投入。但是大量不合理的氮肥投入,既增加了农业生产成本又污染了地下水资源。膜下滴灌棉花氮素吸收利用受到许多因素的影响,如施氮策略、土壤中硝态氮素和水分的分布状况等,都会对棉花氮素的吸收和利用过程产生重要的影响。本试验于2013-2014年在石河子大学农学综合试验站进行。在施肥量和灌水量一致的情况下,试验设置了两种不同的施肥方式(均匀注肥施肥方式和压差式施肥方式),每种施肥方式下设置5种施肥模式(W-N-W、N-W-N、W-N、N-W、WN)和CK对照,棉花品种为新陆早48(XLZ 48)。在棉花的4个生育时期(盛蕾期、盛花期、盛铃期、吐絮期),测定了不同施肥模式下0~60cm土层的土壤含水率和硝态氮的含量,探明了两种施肥方式下不同施肥模式的土壤含水率和硝态氮含量随着土层深度的增加的变化规律;并测定了各棉花生育时期不同施肥模式下的棉花氮素利用率,探究两种施肥方式下不同施肥模式的棉花氮素利用的差异性;收获时测定棉花产量。主要研究结果如下:(1)棉花各生育时期,均匀注肥和压差式施肥两种施肥方式之间,随着土层深度的增加各相对应的施肥模式的土壤含水率变化的差异性不显著。两种施肥方式对土壤水分分布基本无影响。(2)不同的施肥模式间,W-N-W施肥模式的土壤含水率随土层深度的增加先降低后增加;N-W-N的土壤含水率随着土层深度的增加先增加后降低;N-W的土壤含水率随着土层深度的增加而降低;W-N、WN和CK的土壤含水率都随着土层深度的增加而增加。N-W-N施肥模式能够调控土壤水分的分布,使土壤水分保持在中部土层(20~40cm),利于棉花根系的吸收。(3)均匀注肥的施肥效果优于压差式施肥,均匀注肥实现了肥料的多次少量施入,使氮素下移的速度减慢;均匀注肥下的各施肥模式的土壤硝态氮含量变化规律更缓慢,这样既提高了氮素在土壤中分布的均匀性,也降低了氮素随水淋溶损失的风险,减少对地下水的污染。(4)W-N-W施肥模式下,土壤硝态氮含量总体上呈先增加后减少的变化趋势,在40cm处出现峰值,40cm土层以下,又有缓慢的增加,增大了硝态氮淋失的风险。与W-N-W相比,N-W-N施肥模式能够调控土壤硝态氮的分布,使其在土壤的中部土层(20~40cm)积聚,有助于棉花根系的吸收,提高氮素的利用率。W-N施肥模式使硝态氮在上层土壤积累;N-W是随着土层深度增加,硝态氮含量缓慢增大,50~60cm土层时略微减少。WN随着土层深度的增加,土壤硝态氮含量逐渐增大,在深层土壤的积聚量最多,随水淋失的风险也最大。CK为不施氮模式,各生育时期不同土层的硝态氮含量最小,但是也表现出向下淋失的趋势。(5)均匀注肥下棉花总的全氮吸收量明显大于压差式施肥,氮素利用效率和棉花产量上,前者也优于后者。说明均匀注肥的施肥效果优于压差式施肥。(6)不同的施肥模式间,N-W-N的棉花氮素吸收总量高于其他的施肥模式;且N-W-N施肥模式下花铃中全氮含量占植株总氮量的比例最大;N-W-N施肥模式的籽棉产量高于其他施肥模式,且差异性明显。说明N-W-N施肥模式能够通过增加棉花氮素的吸收量和调节氮素在棉株体内的运移分配来提高氮肥的利用效率,实现棉花的增产。(7)综合土壤水、氮和产量因素,推荐均匀注肥施肥方式在一次施肥过程的前期施氮肥,中间灌以清水,后期再施氮肥(N-W-N)的施肥模式。