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磷作为植物生长发育不可或缺的营养三要素，对作物营养生长和生殖生长具有重要作用。磷在土壤中的转化主要包括可溶性磷的固定和缓效态磷的释放两个过程[1]。磷在土壤中迁移距离短，扩散系数小，因此磷素有效性低。磷肥施入土壤后，在土壤矿物质或微生物的作用下，大部分磷由可溶性磷逐渐转化为难溶性磷酸盐，不断累积在土壤中[2]，当季作物对其利用率低[3]。磷是新疆棉田土壤养分的限制因子[4]。新疆特有的土壤类型为漠土，属石灰性土壤[5]，碳酸钙含量占比较高，磷肥施入后易被碳酸钙盐吸附固定，形成难溶态磷酸盐沉淀，不利于当季作物吸收利用[6]。
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土壤中磷素的累积不仅降低磷肥有效性，而且影响作物产量，造成不可再生磷矿资源的浪费，加速磷从地表径流向水体生态系统的迁移，导致水体富营养化等环境问题[7-8]。因此提高土壤磷素有效性及磷肥利用率是保障农业可持续发展的重要基础[9]。提高土壤磷肥利用效率的关键在于提高作物对磷的吸收能力，为提高土壤积累态磷利用率，前人研究多集中在磷肥用量、磷肥品种和磷肥施用方式上。
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相关研究表明，不同磷源及施用方式对土壤磷素有效性有重要影响。刘世亮等[10]通过石灰性土壤中不同磷源磷供应能力的研究发现，在等量施磷下，4 种磷肥的有效性为磷酸二铵 >过磷酸钙 >钙镁磷肥 >氟磷灰石，磷酸二铵肥效更优，更有利于作物吸收及土壤磷素有效性的提高。李青军等[11] 对水肥一体化下不同磷肥种类对棉花收益比较的研究表明，磷酸一铵的收益分别比磷酸二铵和重过磷酸钙增加 1261 和 580 元·hm-2。有研究表明，新疆磷肥施用正由早期的过磷酸钙和磷矿粉逐渐转变为磷酸铵类及其他复合磷肥[12]，在石灰性土壤相关肥效试验中，磷酸铵类肥料相较于过磷酸钙和钙镁磷肥肥效更优[13]，作物磷素吸收效果更好。在石灰性土壤上，磷肥常作基肥于播种前一次性施入土壤，磷肥在土壤中易与大量 Ca2+ 结合，由溶解度较低的形态快速转化为难溶态磷酸盐沉淀，不易被植物所吸收，很大程度上降低了磷肥有效性；而磷肥少量多次随水滴施，磷酸盐主要被土壤粘粒吸附[14]，在土壤中的溶解性和扩散性较高，易被植株吸收利用。Clothier 等[15]也指出磷肥少量多次随水滴施，土壤将一直保持湿润状态，避免了土壤干湿交替的过程，湿润的土壤中水溶性磷可以随饱和流向深层土壤移动，增加土壤中磷的迁移距离，降低土壤磷素被吸附固定的概率。在石灰性土壤上磷肥少量多次随水滴施，减少了土壤中磷的吸附固定，显著增加土壤液相中磷的浓度[16]，有效减少磷素损失，有利于磷肥利用率的提高。
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水肥一体化是一项高效节水节肥的现代化农业技术，被认为是优化调控土壤适宜水分及提高养分资源利用效率的最有效方式[17]，施肥与作物需肥规律同步，具有定时、定向和定量的特征，有利于减少肥料的损失及水资源的浪费，达到精准灌溉、节水、省肥的目的。为了提高土壤磷的利用效率，国内外学者在水肥一体化下不同磷肥品种及施磷方式对磷素有效性及磷肥高效利用方面取得了一定成就。但是依然存在待解决的问题，水肥一体化技术在提高磷素养分资源利用效率方面的优势没有得到充分的发挥[18]，有关水磷一体化下磷在土壤中的形态转化和生物有效性方面缺乏系统的研究。前人多集中于在传统施肥技术条件下集中施用磷肥，对磷肥种类、施磷方式和磷肥用量等尤为关注，而对高浓度水溶性的磷酸一铵及磷酸一铵与磷肥活化剂配施的研究迄今鲜有报道。因此，本研究以水肥一体化下磷肥高效利用为研究目的，通过滴施磷酸一铵与磷肥活化剂的配施，探究磷肥种类、施用方式和分配比例对新疆昌吉州棉花主产区棉花产量和磷素吸收利用的影响，以期为干旱区磷素资源高效利用及棉花优化磷肥施用方式提供理论依据和技术参考。
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1 材料与方法
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1.1 试验区概况
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试验于 2021 年 4 月在新疆昌吉市二六工镇（87°15′E，43°99′N）典型灰漠土棉田进行，海拔 740 m，年均降水量 127.5 mm，年蒸发量 2200 mm，年平均气温 5.7℃，年均≥ 10℃稳定积温 3509℃，无霜期 160～170 d，日照时数 2867 h，属于温带大陆性干旱气候。试验区土壤为壤质灰漠土，播前 0～20 cm 土壤背景值分别为 pH 7.63、电导率 356.3 μS·cm-1、碱解氮 16.2 mg·kg-1、有效磷 8.7 mg·kg-1、速效钾 282 mg·kg-1、有机质 14.3 g·kg-1。
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1.2 试验设计
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试验设置不施磷（CK）、基施重过磷酸钙 （TSP）、基施磷酸一铵（MAP-B）、基施 + 滴施磷酸一铵（50% 基施，25%+25% 分别在蕾期和花铃前期）（MAP-D）、基施 + 滴施磷酸一铵（50% 基施，25%+25% 分别在蕾期和花铃前期）和聚谷氨酸（MAP-P），共计 5 个处理，每个处理 4 次重复，田间小区随机排列，共计 20 个小区，每个小区面积为 55.2 m2。试验选择氮肥用量为 300 kg·hm-2，除磷酸一铵以外的氮素用尿素 （N 46%）补齐，氮肥以 40% 基施，60% 分 3 次在蕾期、花期和铃期随水追施；磷肥用重过磷酸钙 （46% P2O5）和磷酸一铵（N 10%，P2O5 60%），投入量为 P2O5 100 kg·hm-2，滴施磷肥以 50% 基施， 50% 分两次在蕾期和花铃前期随水追施；钾肥选用硫酸钾（K2O 50%），投入量为 K2O 75 kg·hm-2，以 50% 基施，50% 分两次在蕾期和花铃前期随水追施；聚谷氨酸投入量为 6 kg·hm-2，分两次在蕾期和花铃前期随水追施。
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试验于 2021 年 4 月下旬开始，选用新陆早 63 号棉花作为试验材料，种植模式为 1 膜 3 管 6 行。其中膜宽 220 mm，两膜间宽 35 mm。棉花宽窄行距配置为 65 cm + 12 cm，理论株数为 19.5 万株·hm-2。采用“干播湿出”方式出苗，定苗后至苗期开始灌水，苗期至收获期灌水周期为 7～8 d。每个小区均单独配备压差式施肥灌，容量为 25 L，各生育期施肥前按各处理所需氮磷钾及活化剂分别加入各小区施肥灌，然后将施肥灌灌满水并搅拌，待肥料完全溶解后打开施肥阀进行施肥，每次施肥时间为 120 min，施肥后继续滴清水 180 min。田间管理方式与当地高产管理方式一致。
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1.3 测定方法与计算
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1.3.1 样品采集与测定
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于棉花苗期、蕾期、盛花期、盛铃期采集各处理土壤样品，且同步进行植株样品的采集。在各小区内随机选取 5 个代表性样点，采用“S”形“五点混合”取样法，用土钻取 0～5、5～10、10～20 和 20～40 cm 土层样品，同一土层土壤样品经混匀、自然风干后研磨过筛，测有效磷过 1 mm 筛。各小区采集的棉株样品，按照根、茎、叶、壳、籽粒等器官分开，杀青烘干后测其生物量，粉碎过筛备用。土壤有效磷用碳酸氢钠浸提、钒钼蓝比色法测定，植物全磷用钒钼黄比色法测定[19]。
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1.3.2 产量测定
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在 9 月 23 日棉花收获期进行测产。具体测产方法如下：在各试验小区随机设置 2 个面积为 4 m2 的样方，记录各样方内的植株数、棉桃数[20]，然后分上、中、下部随机采集棉桃（只采籽棉），每个部位采集 15 个棉桃，分别装袋做好标记，带回实验室烘干，并统计单株铃数和单铃重。产量通过株数乘以单株铃数和单铃重计算所得。
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1.4 参数计算与统计分析
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磷肥利用率（%）=（施磷区棉花吸磷总量－ 不施磷区棉花吸磷总量）/ 施磷量 ×100[21]；
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磷肥累积利用率（%）= 施磷处理的吸磷总量 / 施磷量[21]；
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磷肥农学效率（kg·kg-1）=（施磷处理籽棉产量-不施磷处理籽棉产量）/ 施磷量[21]；
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磷肥偏生产力（kg·kg-1）= 施磷区产量 / 施磷量[22]；
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磷素表观平衡（kg·hm-2）= 施磷量-作物地上部吸磷总量[22]；
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试验数据采用 Excel 2019 和 SPSS 26.0 进行统计分析。
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2 结果与分析
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2.1 不同施磷方式及分配比例对棉田土壤有效磷的影响
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棉花不同生育期土壤有效磷含量变化如图1 所示。在苗期，0～20 cm 土层各处理土壤有效磷含量存在显著性差异。在 0～5 和 5～10 cm 土层， MAP-B、MAP-D、MAP-P 处理有效磷含量比 CK 处理分别提高 81.22%、113.41%、83.85% 和 62.26%、 63.06%、64.68%； 在 10～20 cm 土层，MAP-P 处理有效磷含量与 CK 处理存在显著性差异，比 CK 处理提高 48.69%。在垂直方向上，随着深度的增加，CK 和 TSP 处理有效磷含量变化趋势总体呈先增后减的趋势，MAP-B、MAP-D、MAP-P 处理均呈先减小后增加再减小的趋势。
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在蕾期，各处理土壤有效磷含量仅在 0～5 cm 土层存在显著性差异。在 0～5 cm 土层，TSP、 MAP-B、MAP-D 和 MAP-P 处理有效磷含量比 CK 处理显著提高 37.79%、32.95%、48.52% 和 71.44%。在垂直方向上，随着深度的增加，除 TSP、MAP-P 处理外，CK、MAP-B 和 MAP-D 处理土壤有效磷含量均呈先增加后减小的趋势。
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在盛花期，各处理 0～5、5～10、10～20 和 20～40 cm 土层有效磷含量均存在显著性差异，0～5 cm 土层变化尤为显著。在 0～5 cm 土层，MAP-B、 MAP-D、MAP-P 处理有效磷含量与 CK 和 TSP 处理存在显著性差异，比 CK 处理分别提高 58.51%、73.00%、 136.27%。在垂直方向上，随着深度的增加，CK 和 MAP-B 处理有效磷含量呈先减小后增加再减小的趋势，TSP、MAP-D 和 MAP-P 处理呈不断减小的趋势。
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在盛铃期，除 20～40 cm 土层外，各处理其余土层有效磷含量均存在显著性差异，0～5 cm 土层 MAP-D 和 MAP-P 处理土壤有效磷含量比 CK 处理显著提高 106.18% 和 113.99%。在垂直方向上，除 MAP-D 处理外，各处理土壤有效磷含量在 0～40 cm 土层范围均随土壤深度的增加呈下降趋势。
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2.2 不同施磷方式及分配比例对棉花不同生育期生物量的影响
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由表1 可以看出，磷肥种类对棉花生育期内各器官干物质质量无显著性影响，磷肥滴灌追施对棉花各生育期生物量分配有显著性影响。
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在苗期，棉花根、茎、叶干物质累积以 MAP-P 处理最高，与 CK 处理相比差异显著，比 CK 处理分别高 21.90%、37.26%、51.04%。磷肥种类和施用方式对棉花根干物质累积无显著性影响。 MAP-D 和 MAP-P 处理茎和叶干物质累积较 CK 处理均有显著性差异。
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在蕾期，棉花根、茎、叶和生殖器官干物质累积以 MAP-P 处理最高，比 CK 处理分别高 42.11%、 49.27%、42.84% 和 42.25%。TSP、MAP-B 和 MAP-D 处理间各器官生物量累积无显著性差异，磷肥种类和施肥方式对蕾期棉花生物量无显著性影响。
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在盛花期，棉花根、茎、叶和生殖器官干物质累积以 MAP-P 处理最高，各处理间根和茎干物质累积无显著性差异，叶和生殖器官与 CK 处理相比存在显著性差异，比 CK 处理分别提高 53.25% 和 84.76%。TSP、MAP-B 和 MAP-D 处理间各器官干物质累积无显著性差异。
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在盛铃期，棉花根、茎、叶、铃壳、絮、棉籽干物质累积以 MAP-P 处理最高，与 CK 处理相比差异显著，比 CK 处理分别高 104.34%、117.83%、 99.13%、111.60%、70.85%、56.76%。TSP、MAP-B 和 MAP-D 处理间各器官干物质累积无显著性差异。
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图1 不同施磷方式下土壤有效磷含量垂直变化
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注：（a）苗期；（b）蕾期；（c）盛花期；（d）盛铃期。
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注：不同小写字母表示同一生育期不同处理棉花各器官生物量差异达 5% 显著水平。下同。
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2.3 不同施磷方式及分配比例对棉花产量的影响
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棉花成熟收获后各处理产量见图2。各处理下棉花产量以 MAP-P 处理最高，TSP、MAP-D 和 MAP-P 处理与 CK 处理相比存在显著性差异，比 CK 处理分别提高 17.65%、19.37%、31.88%。TSP、 MAP-B 和 MAP-D 各处理间产量无显著性差异。从磷肥施用方式上来看，在磷肥施用量相同时， MAP-D 和 MAP-P 处理平均产量比 MAP-B 处理分别提高 2.68% 和 13.44%，表明磷肥滴施处理更有利于提高棉花籽棉产量。
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图2 不同施磷处理的棉花产量
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2.4 不同施磷方式及分配比例对棉花磷素积累量的影响
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图3 表明，随着棉花生育期的推进，植株磷素积累量逐渐增加，蕾期开始磷素积累加快，至盛铃期磷素积累速率达最大。施磷处理下不同生育期磷素积累量高于不施磷处理 CK，比 CK 处理分别提高 50.92%、55.38%、81.33% 和 84.69%，各处理磷素积累量以 MAP-P 处理最高，显著高于其他处理。在等量施磷条件下，从苗期开始，MAP-D、MAP-P 处理磷素积累量均高于其他 3 个处理，MAP-P 处理自苗期起至盛铃期止，棉花磷素积累量均处于最高水平，至盛铃期达 74.0 kg·hm-2，比 CK 处理高 84.69%。
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图3 不同施磷处理棉花植株磷素积累
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棉花不同生育期各器官磷素积累量如图4 所示。磷肥施用方式及活化剂聚谷氨酸的配施对棉花磷素积累量有显著影响。
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在苗期，棉株幼小对磷的积累量较少，棉花根、茎、叶磷素积累量以 MAP-P 处理最高。各处理根磷素积累量无显著性差异，MAP-P 处理茎和叶磷素积累量与 CK 处理相比存在显著性差异，比 CK 处理分别提高 38.19% 和 66.49%。
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在蕾期，磷素积累量比苗期迅速增长 8.49～13.38 kg·hm-2，棉花茎、叶和生殖器官三者磷素积累量相差不大。各处理磷素积累量以 MAP-P 处理最高， MAP-P 处理茎、叶和生殖器官磷素积累量与 CK 处理相比存在显著性差异，比 CK 处理分别提高 55.54%、 54.04% 和 62.52%。
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在盛花期，磷素积累量比蕾期增长 10.83～21.06 kg·hm-2，生殖器官磷素积累量占总积累量的 68%～69%。各处理植株磷素积累量以 MAP-P 处理最高，MAP-P 处理根、茎、叶和生殖器官磷素积累量高于 CK 处理，比 CK 处理分别提高 56.68%、95.23%、63.60% 和 85.11%。
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在盛铃期，棉花生殖器官中的磷占植株总吸磷量的 81.94%～85.35%，棉籽磷素积累量为 29.13～50.16 kg·hm-2，占植株总吸磷量的 67.78%～72.71%。各处理植株磷素积累量以 MAP-P 处理最高，MAP-P 处理根、茎、叶、铃壳、絮、棉籽磷素积累量与 CK 处理相比存在显著性差异，比 CK处理分别提高 127.56%、 130.50%、120.79%、148.08%、53.81%、72.17%。
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2.5 不同施磷方式及分配比例对磷肥利用的影响
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由表2 可以看出，在等养分施用量条件下，磷肥随水滴施的磷肥利用率高于基施，MAP-D 处理磷肥利用率较 MAP-B 处理提高 8.57%；不同磷肥基施处理时，TSP 处理磷肥利用率高于 MAP-B 处理。 MAP-P 处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理，其磷肥利用率达 33.94%，比 TSP、MAP-B、MAP-D 分别提高 20.23%、25.28%、16.71%。除 CK 处理外，各处理磷素表观平衡均为盈余，MAP-P 处理磷素盈余最少。从整体上看，在膜下滴灌水肥一体化下，磷肥与活化剂配合滴施的利用率高于基施处理，可促进棉花对磷素的吸收利用，以 MAP-P 处理效果最佳。
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图4 不同施磷方式对棉花各生育期磷素吸收的影响
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注：（a）苗期；（b）蕾期；（c）盛花期；（d）盛铃期。
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2.6 不同施磷方式及分配比例对肥料效益的影响
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由表3 可知，不同磷肥基施处理时，TSP 处理肥料成本低于 MAP-B 处理，肥料效益高于 MAP-B 处理。在等量施磷条件下，磷肥滴灌追施处理肥料效益均高于滴施处理。肥料成本为各肥料价格与肥料用量的乘积之和，根据当年的棉花与肥料价格计算，各处理肥料成本最大维持在 2264～2978 元·hm-2，减去肥料成本，各处理肥料效益大小顺序为 MAP-P>MAP-D>TSP>MAP-B>CK，MAP-P 处理纯收益达 45384 元·hm-2，比 CK、TSP、MAP-B 和 MAP-D 分别增收 13536、6660、7495 和 5881 元·hm-2。由以上可知，磷肥滴罐追施处理具有良好的经济效益， MAP-P 处理明显增加了棉花的经济效益。
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注：籽棉 10.0 元·kg-1，尿素 2.0 元·kg-1，磷酸一铵 4.0 元·kg-1，重过磷酸钙 2.35 元·kg-1，硫酸钾 3.0 元·kg-1，聚谷氨酸 110.0 元·kg-1，效益仅为棉花产值减去肥料成本。
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3 讨论
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3.1 不同施磷方式对棉田土壤磷素有效性的影响
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磷素的吸收与分配对作物生长发育至关重要，而土壤中磷素的迁移转化过程直接影响作物磷素吸收[23-24]，土壤磷素有效性与磷肥的组成、形态和施用方式密切相关[25-26]。李青军等[11]对滴灌条件下 3 种水溶性磷肥利用研究表明，磷酸一铵利用率高于重过磷酸钙和磷酸氢二铵，磷酸一铵施入土壤后促进棉花磷素吸收，减少土壤磷素盈余，提高磷肥利用率。相关研究发现通过水肥一体化技术将磷肥施于作物根部，能够有效减少磷肥中磷素损失、促进肥料的转化与吸收[27-28]。本研究中，除蕾期外，各处理土壤有效磷含量在 0～5、5～10 和 10～20 cm 土层均存在显著性差异，在 0～5 cm 土层尤为显著，这与李廷亮等[29]研究结果一致，磷在土壤中以扩散运输形式移动至根系表面，其移动距离仅为 3～5 cm。MAP-D 和 MAP-P 处理苗期土壤有效磷含量与其余处理无明显差异，这可能是由于苗期棉花植株幼小，对土壤磷素吸收较少，导致其有效磷含量无明显变化，这与王海东等[30] 研究结果一致，苗期棉花根系不发达，对磷素吸收作用较弱。随着棉花生育期的后移，MAP-D 和 MAP-P 处理土壤有效磷含量总体水平高于其余处理，盛花期和盛铃期表现尤为显著，与 CK 处理相比，MAP-P 处理 0～5 cm 土层有效磷含量显著提高 136.27%、113.99%； 在等量施磷条件下，磷肥滴灌追施土壤有效磷含量显著高于同种肥料基施，这与王静等[31]研究结果一致，磷肥滴灌追施与基施相比，滴施处理土壤磷素的平均垂直移动距离会显著提高，磷素有效性也相应提高。
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3.2 不同施磷方式对植株累积吸磷量和磷素分配的影响
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施用磷肥能增加棉花的干物质量、产量和吸磷量[32]。磷素的吸收与分配对作物的生长发育过程具有重要意义。随着棉花生育时期的推进，棉花植株累积吸磷量整体呈逐渐增加的趋势，在盛铃期累积速率最大。在 4 个生育期内，MAP-P 处理植株累积吸磷量比 CK 处理分别提高 50.92%、55.38%、 81.33% 和 84.69%。
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磷的供应对植物早期营养体的形成具有重要作用，植株吸收的磷素对其营养生长向生殖生长过渡起着至关重要的作用[33]。棉花整个生育期内，初期棉花以营养生长为主，中期棉花营养生长与生殖生长并进，后期棉花营养器官的功能逐渐衰弱，生殖器官养分吸收逐渐增强[34]，磷素吸收占比较大。本研究中，苗期植株对磷吸收不敏感，磷素积累较少；蕾期随着生长发育的加快，营养器官和生殖器官的磷素积累量无显著性差异；盛花期和盛铃期，以生殖器官生长为主，生殖器官磷素吸收量急剧增加，至盛铃期达最大，占植株累积吸磷量的 81.94%～85.35%。盛铃期棉籽磷素积累量增长最为迅速，吸磷量为 29.13～50.16 kg·hm-2，占植株总吸磷量的 67.78%～72.71%。本研究发现，同种肥料滴施处理有效磷含量和棉花各器官累积吸磷量均高于基施处理。这可能与水磷一体的施肥方式有关，该方式使肥料随水移动至作物根系，有效促进作物根系生长发育，有利于土壤磷素有效性和棉花磷素积累量的提高。这与前人研究一致，在石灰性土壤上，磷肥少量多次随水滴施可以增加土壤液相中磷的移动性，减少磷在土壤中的固定，促进作物对磷的吸收[35-38]。
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3.3 不同施磷方式对籽棉产量及磷肥利用和效益的影响
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磷在作物生长发育过程中发挥着不可替代的作用，作物的生长发育状况和产量受其直接影响[39]。施用磷肥有利于棉花增产，棉花的产量、生物量和养分吸收量均显著提高[40]。本研究中，磷肥施用方式对棉花干物质分配、产量、磷肥利用和效益均有影响。磷肥滴灌追施生物量、产量和肥料效益均高于基施。MAP-D 和 MAP-P 处理平均产量比 MAP-B 处理分别提高 2.68% 和 13.44%，MAP-P 产量达 6831 kg·hm-2，比 CK 处理显著提高 31.88%； MAP-P 处理肥料效益最高，纯收益达 45384 元·hm-2，比 CK 处理提高 42.50%。
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国际上主要用肥料养分表观回收率、肥料农学利用率和肥料偏生产力来表征肥料利用效率，从不同角度分别描述了作物对磷肥的利用情况[22]。鲁如坤等[41]研究发现，当作物磷素吸收量低于磷肥施用量时，土壤就会产生磷素盈余。本研究表明，在等量施磷条件下，磷肥滴灌追施的磷肥利用率高于基施。MAP-P 处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理，且磷素盈余最少，磷肥利用率达 33.94%，比 TSP、MAP-B、MAP-D 处理分别提高 20.23%、2 5.28%、16.71%。在膜下滴灌水肥一体化下，磷肥结合活化剂滴施将有利于促进棉花生长发育，从而提高棉花产量和磷肥利用及磷肥效益。
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4 结论
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（1）磷肥与活化剂聚谷氨酸的配合滴施有利于提高土壤磷素有效性，对棉花生育后期 0～20 cm 土层有效磷含量影响较为显著。
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（2）棉花生育期内，各处理植株累积吸磷量在盛铃期达最大，MAP-P 处理植株累积吸磷量整体高于其余处理，磷肥滴施的植株累积吸磷量高于基施。
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（3）水磷一体下，MAP-P 处理提高了棉花产量和磷肥利用及磷肥效益，减少了土壤磷素的盈余。
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参考文献
-
[1] 郝玉华．土壤肥料［M］．北京：高等教育出版社，2008．
-
[2] 王利，高祥照，马文奇，等．中国低浓度磷肥的使用现状与发展展望［J］．植物营养与肥料学报，2006，12（5）：732-737．
-
[3] 周晓芬，罗亦云，刘宗衡．石灰性土壤中磷肥后效及磷素转化规律的研究［J］．华北农学报，1991（S1）：147-152．
-
[4] 张炎，王讲利，李磐，等．新疆棉田土壤养分限制因子的系统研究［J］．水土保持学报，2005，19（6）：59-62．
-
[5] 王金鑫．新疆石灰性土壤锌有效性及棉花对锌肥的响应［D］． 石河子：石河子大学，2013．
-
[6] 陆文龙，张福锁，曹一平．磷土壤化学行为研究进展［J］． 天津农业科学，1998，4（4）：3-9．
-
[7] 鲁如坤．土壤磷素水平和水体环境保护［J］．磷肥与复肥，2003，18（1）：4-8．
-
[8] James E，Elena B．Phosphorus cycle：a broken biogeochemical cycle［J］．Nature，2011，478：29-31．
-
[9] Balemi T，Negisho K．Management of soil phosphorus and plant adaptation mechanisms to phosphorus stress for sustainable crop production：a review［J］．Journal of Soil Science and Plant Nutrition，2012，12（3）：547-562．
-
[10] 刘世亮，介晓磊，李有田，等．不同磷源在石灰性土壤中的供磷能力及形态转化［J］．河南农业大学学报，2002，36（4）：370-373．
-
[11] 李青军，张炎，哈丽哈什·依巴提，等．膜下滴灌棉花对3种水溶性磷肥的利用效率和产量响应［J］．棉花学报，2018，30（2）：172-179．
-
[12] 陈家杰，关钰，王静，等．新疆农田施磷量、磷肥效率及磷肥品种长期演变［J］．新疆农业科学，2016，53（10）：1858-1866．
-
[13] 李阿荣，顾益初，蒋柏藩．石灰性土壤适用磷肥品种的研究 ［J］．土壤，1985，17（6）：319-322．
-
[14] 王光火，朱祖祥，Syers J K．石灰性土壤与磷酸盐的反应及吸持态磷的同位素交换性［J］．土壤学报，1993，30（4）：374-379．
-
[15] Clothier B E，Green S R．Rootzone processes and the efficient use of irrigation water［J］．Agricultural water Management，1994，25（1）：1-12．
-
[16] 褚贵新，李明发，危常州，等．固体磷肥和液体磷肥对石灰性土壤不同形态无机磷及磷肥肥效影响的研究［J］．植物营养与肥料学报，2009，15（2）：358-365．
-
[17] 路永莉，白凤华，杨宪龙，等．水肥一体化技术对不同生态区果园苹果生产的影响［J］．中国生态农业学报，2014，22（11）：1281-1288．
-
[18] 李传哲，许仙菊，马洪波，等．水肥一体化技术提高水肥利用效率研究进展［J］．江苏农业学报，2017，33（2）：469-475．
-
[19] 鲍士旦．土壤农化分析［M］．北京：中国农业出版社，2000．
-
[20] 王洪博，曹辉，高阳，等．南疆无膜滴灌棉花灌溉制度对土壤水分和产量品质的影响［J］．灌溉排水学报，2020，39（5）：26-34．
-
[21] 袁芳，张凯，马超，等．有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响［J］．农业资源与环境学报，2022，39（1）：118-128．
-
[22] 侯云鹏，王立春，李前，等．覆膜滴灌条件下基于玉米产量和土壤磷素平衡的磷肥适用量研究［J］．中国农业科学，2019，52（20）：3573-3584．
-
[23] 陈防，张过师．农业可持续发展中的“4R”养分管理研究进展［J］．中国农学通报，2015，31（23）：245-250．
-
[24] Rose T J，Hardiputra B，Rengel Z．Wheat，canola and grain legume access to soil phosphorus fractions differs in soils with contrasting phosphorus dynamics［J］．Plant and Soil，2010，326（1/2）：159-170．
-
[25] Wang Y，Marschner P，Zhang F S．Phosphorus pools and other soil properties in the rhizosphere of wheat and legumes growing in three soils in monoculture or as a mixture of wheat and legume［J］． Plant and Soil，2012，354（1/2）：283-298．
-
[26] 郭忠勇，田长彦，胡明芳，等．不同形态磷肥对棉花生长和AM真菌接种效应的影响［J］．干旱区研究，2008（2）：196-200．
-
[27] 孙文涛，孙占祥，王聪翔，等．滴灌施肥条件下玉米水肥耦合效应的研究［J］．中国农业科学，2006，39（3）：563-568．
-
[28] 李伏生，陆申年．灌溉施肥的研究和应用［J］．植物营养与肥料学报，2000，6（2）：233-240．
-
[29] 李廷亮，谢英荷，洪坚平，等．施磷水平对晋南旱地冬小麦产量及磷素利用的影响［J］．中国生态农业学报，2013，21（6）：658-665．
-
[30] 王海东，张富仓，吴立峰，等．滴灌施肥量对棉花生长、养分吸收及产量的影响［J］．干旱地区农业研究，2015，33（4）：98-104，250．
-
[31] 王静．不同施磷策略对磷在土壤中移动、转化及磷肥利用率的影响［D］．石河子：石河子大学，2016．
-
[32] 陈波浪，盛建东，蒋平安，等．磷肥种类和用量对土壤磷素有效性和棉花产量的影响［J］．棉花学报，2010，22（1）：49-56．
-
[33] 赵海霞，裴红宾，张永清，等．施磷对干旱胁迫下苦荞生长及磷素吸收分配的影响［J］．干旱区资源与环境，2019，33（3）：177-183．
-
[34] 张炎，姚银坤，胡伟，等．施磷对棉花磷素积累、分配、利用及产量的影响［J］．新疆农业科学，2020，57（11）：2004-2011．
-
[35] Lombi E，McLaughlin M J，Johnston C，et al．Mobility，solubility and lability of fluid and granular forms of P fertilizer in calcareous and non-calcareous soils under laboratory conditions［J］． Plant and Soil，2004，269：25-34．
-
[36] Bertrand I，McLaughlin M J，Holloway R H，et al．Changes in P bioavailability induced by the application on the liquid and powder sources of P，N and Zn fertilizers in alkaline soils［J］． Nutrient Cycling in Agroecosystems，2006，74：27-40．
-
[37] McBeath T M，McLaughlin M J，Armstrong R D，et al． Predicting the response of wheat（Triticum aestivum L．）to liquid and granular phosphorus fertilisers in Australian soils［J］ Austalian Journal of Soil Researche，2007，45：448-458．
-
[38] McBeath T M，Lombi E，McLaughlin M J，et al．Pyrophosphate and orthophosphate addition to soils：so rption，cation concentrations，and dissolved organic carbon［J］．Australian Journal of Soil Research，2007，45：237-245．
-
[39] 刘刚，殷浩，罗春燕，等．不同施肥处理对桑叶产量及其品质的影响［J］．植物营养与肥料学报，2012，18（2）：506-511．
-
[40] 段锦波，翟勇，柴颖，等．不同滴灌施肥模式对棉花产量及养分吸收的影响［J］．中国土壤与肥料，2014（6）：52-58．
-
[41] 鲁如坤，时正元，施建平．我国南方6省农田养分平衡现状评价和动态变化研究［J］．中国农业科学，2000，33（2）：63-67．
-
摘要
探究水肥一体化下磷肥种类和施用方式对棉花产量、磷素积累量、土壤磷素有效性和磷肥利用率的影响，以期为棉田优化磷肥施用方式提供理论依据和技术参考。田间试验于 2021 年在新疆昌吉州棉花主产区进行。试验设不施磷肥对照（CK）、基施重过磷酸钙（TSP）、基施磷酸一铵（MAP-B）、基施 + 滴施磷酸一铵（50% 基施，25%+25% 分别在蕾期和花铃前期）（MAP-D）、基施 + 滴施磷酸一铵（50% 基施，25%+25% 分别在蕾期和花铃前期）和聚谷氨酸（MAP-P）5 个不同施肥处理，测定指标包括土壤有效磷、植株生物量、植株磷积累量和籽棉产量，并计算磷肥利用率。在棉花盛花期和盛铃期，磷肥滴施显著提高 0 ～ 20 cm 土层有效磷含量，0 ～ 5 cm 土层尤为显著，MAP-P 处理有效磷含量比 CK 处理分别提高 136.27% 和 113.99%。TSP、MAP-B、MAP-D 和 MAP-P 处理产量比 CK 处理分别提高 17.65%、16.25%、19.37% 和 31.88%。棉花生育期内，磷肥滴施植株累积吸磷量高于基施，各处理植株累积吸磷量在盛铃期达最大，MAP-P 处理植株累积吸磷量整体高于其余处理，在苗期、蕾期、盛花期和盛铃期比 CK 处理分别提高 50.92%、55.38%、81.33% 和 84.69%。在等量施磷条件下，磷肥滴灌追施的磷肥利用率高于基施。MAP-P 处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理，磷素表观平衡低于其余处理，磷肥利用率达 33.94%，比 TSP、MAP-B 和 MAP-D 处理分别提高 20.23%、25.28% 和 16.71%。水磷一体下，磷肥结合活化剂（聚谷氨酸）滴施显著提高土壤磷素有效性和棉花产量。MAP-P 处理提高了棉花产量和磷肥利用率，减少了土壤磷素的盈余。
Abstract
The effects of phosphorus fertilizer types and application methods on cotton yield，phosphorus accumulation，soil phosphorus availability and phosphorus fertilizer utilization rate under the integration of water and fertilizer were explored， in order to provide theoretical basis and technical reference for optimizing the application of phosphorus fertilizer in cotton fields. The field trial was conducted in the main cotton producing area of Changji prefecture，Xinjiang in 2021. Five different fertilization treatments were set up，including no phosphate fertilizer control（CK），basal application of heavy superphosphate（TSP），basal application of monoammonium phosphate（MAP-B），basal application + drip application of monoammonium phosphate（50% basal application，25% at the bud stage and 25% at pre-boll stage）（MAP-D），basal application + drip application of monoammonium phosphate（50% basal application，25% at the bud stage and 25% at preboll stage）and polyglutamic acid（MAP-P）. Soil available phosphorus，plant biomass，plant phosphorus accumulation and seed cotton yield were measured and the utilization rate of phosphorus fertilizer was calculated. In the flowering and boll stages of cotton，drip application of phosphorus fertilizer significantly increased the available phosphorus content in the 0-20 cm soil layer，especially in the 0-5 cm soil layer，and the MAP-P treatment increased by 136.27% and 113.99% compared with CK treatment，respectively. Compared with CK，the yields of TSP，MAP-B，MAP-D and MAP-P treatments were increased by 17.65%，16.25%，19.37% and 31.88%，respectively. During the growth period of cotton，the cumulative phosphorus uptake of plants with drip application of phosphorus fertilizer was higher than that of basal application，and the cumulative phosphorus uptake of each treatment reached the maximum in the boll stage. The MAP-P treated plants was higher than that of the other treatments，which was 50.92%，55.38%，81.33% and 84.69% higher than CK treatment during the seeding, bud, full flowering and full boll stages，respectively. Under the condition of the same amount of the phosphorus application，the utilization rate of phosphorus fertilizer applied by drip irrigation was higher than that of basal application. The utilization rate of phosphorus fertilizer，cumulative utilization rate of phosphorus fertilizer，agronomic efficiency of phosphorus fertilizer and partial productivity of phosphorus fertilizer in the MAP-P treatment were higher than those of other treatments，and the apparent balance of phosphorus was lower than that of other treatments，the utilization rate of phosphorus fertilizer reached 33.94%，which was 20.23%，25.28% and 16.71% higher than that of TSP，MAP-B and MAP-D treatments，respectively. Under the integration of water and phosphorus，the combined application of phosphate fertilizer dripping and activator（polyglutamic acid）significantly improved soil phosphorus availability and cotton yield. MAP-P treatment increased cotton yield and phosphorus fertilizer utilization，and decreased soil phosphorus surplus.