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针对黄河流域棉田施氮量偏高、氮肥运筹不合理等问题,开展了大田和盆栽试验,旨在探讨棉田经济施氮量、合理的氮肥运筹,为氮肥管理提供理论依据。大田试验一以转Bt品种“中棉所79”为材料,设置6个施氮处理(0,90,180,270,360,450 kg N/hm2),探讨施氮量对籽棉产量、氮利用率及棉叶生理特性的影响;氮肥运筹对土壤矿质氮的影响;土壤氮利用相关酶活性对施氮量的响应。大田试验二采用裂区试验,主区设3个种植密度(30000、52500、75000株/hm2),裂区设4个氮水平(0、112.5、225、337.5 kg N/hm2),探讨密度与氮水平对棉花产量、氮肥利用率的互作效应。盆栽试验采用15N示踪技术,在氮施用总量相同条件下(3.5g N/35kg土),设4个处理(氮肥基施与初花期追施比1:1和1:2、蕾期一次性施氮、初花期一次性施氮),探讨氮肥运筹对棉产量、15N回收率的影响。主要结果如下:1.360 kg N/hm2处理籽棉产量高于其他处理,根据氮肥产量效应方程,经济最佳施氮量为299.7 kg/hm2,经济最佳产量3845.5 kg/hm2。不同生育期棉花LAI、功能叶叶绿素含量、GS、GOGAT活性、初花期棉叶净光合速率随施氮量的增加而增加;生育后期棉叶GDH活性、NR活性、MDA含量、SOD活性随施氮量增加而下降。施氮270、360 kg/hm2处理盛铃期LAI较适宜(3.47-3.73),吐絮期棉叶生理活性较高,可为高产提供物质供应。氮积累量、籽棉产量与施氮量间均呈二次曲线关系,氮肥农学利用率(a NUE)和氮内在利用率(i NUE)随施氮量增加显著下降,施氮量180 kg/hm2时氮生理利用率(p NUE)高于其他处理,施氮量270 kg/hm2时氮肥回收率(NRE)高于其他处理。2.大田全生育期表观氮盈余值随施氮总量增加而增加。270 kg N/hm2基追比3:7处理产量优于基追比5:5、7:3处理,而且氮吸收量、a NUE、NRE显著提高,而表观氮盈余值显著降低。3.大田土壤脲酶活性随尿素施用量增加而增加,脱氢酶、蛋白酶活性随尿素施用量(0-360 kg N/hm2)增加而增加,450 kg N/hm2处理土壤脱氢酶、蛋白酶活性下降。4.盆栽条件下,随基肥氮施用量增加,初花期棉株氮吸收来自氮肥(Ndff)的比例显著增大,变幅为25.9%-42.5%。随氮肥追施量的增加,收获期棉株Ndff%显著增加,变幅为26.9%-54.1%。N(1/2)处理棉株籽棉产量最高,但与N(1/1)处理差异不显著。N(1/1)处理和N(1/2)处理棉花收获期单株15N积累量、15N回收率均显著低于蕾期、初花期一次性施氮处理,N(1/1)处理棉花收获期15N回收率低于N(1/2)处理,但无显著差异。棉花收获后N(1/2)处理土壤15N回收率低于N(1/1),但差异不显著。5.密度与氮用量对籽棉产量、氮利用率存在互作效应,中密中氮、高密低氮处理籽棉产量、氮利用率较高。随施氮量增加,a NUE、氮肥偏生产力(NPFP)、i NUE、NRE、p NUE均呈下降趋势。