追施硅肥对棉花生长发育及产量品质的影响

所属栏目：农业工程论文范文发布时间：2026-06-16浏览量:585

　　摘 要:【目的】探究膜下滴灌棉田追施硅肥对棉花农艺性状､产量及纤维品质的影响,分析追施硅肥影响棉 花生长发育的机制,筛选出硅肥最佳施用浓度,为硅肥在棉花上推广应用提供数据支撑｡【方法】选用中棉 113(生育周期115d)为材料,分别于棉花蕾期、花期追施硅肥。 (CK( 常规施肥 +0 ~kg / hm^{2} SiO_{2})) (S_{1}) (常规施 肥 (7. 2 ~kg / hm^{2} SiO_{2}) )、 (S_{2}) (常规施肥+14.4kg/hm2 SiO₂)、 (S_{3} (常规施肥 +21.6 ~kg / hm^{2} )) ,分析施用硅 肥对棉花生长发育､产量和纤维品质的影响｡【结果】追施硅肥的棉花株高低于对照;茎粗高于对照;追施硅 肥能显著增加棉花的根茎叶和蕾花铃的干物质积累量 ((P<0.05)) 。 (S_{2}) 施用量效果最佳追施硅肥能显著 提高棉花单株铃数(8.6%)和单铃重(10.2%) ((P<0.05)) ,提高棉花籽棉产量(25.1%)和皮棉产量(23.0%) ((P<0.05)) 长度整齐度指数断裂比强度和马克隆值均有所提高【结论】随水滴施硅肥可以促进棉花生长 发育､增加生物量及产量,并提升品质｡

　　关键词:硅肥;棉花;产量;品质;农艺性状;干物质积累

　　论文《追施硅肥对棉花生长发育及产量品质的影响》发表在《新疆农业科学》，版权归《新疆农业科学》所有。本文来自网络平台，仅供参考。

　　0 引言

　　【研究意义】棉花是天然纤维的主要来源[1]｡ 2023年新疆棉花产量 (511. 2 ×10^{4} t) ,占全国棉花 总产量的90%以上[2]｡新疆光热资源丰富,土壤 条件适合棉花生长｡但同时新疆干旱少雨,土地 沙漠化､盐碱化严重,生态环境脆弱[3]｡而新疆春 季气温变化幅度大,会发生“倒春寒” 现象,影响 了棉花的产量和品质｡亟需寻找一种肥料缓解该 种逆境胁迫｡硅对植物生长发育极为重要[4]｡硅 Si并非天然存在于土壤中,而是通过叶面､土壤/ 根部和种子处理3种技术中的一种施用于植 物[5]｡【前人研究进展】硅肥对重金属污染土壤 的修复具有显著作用[6]｡土壤中的硅多以难溶形 态存在,可为植物所利用的土壤硅有效含量较低, 表现出供硅不足｡施用硅肥可促进作物生长､抵 抗生物和非生物胁迫[7],进而提高作物产量和品 质,提高作物抗逆性｡此外,硅的应用使植物芽系 统变得更加直立,提高了光合作用率､叶绿素含量 和产品质量[8]｡因此,硅以有利的方式影响作物

　　产量和质量[9]｡【本研究切入点】新疆在石灰性 土壤上对硅的研究较少[10],农作物对土壤中硅的 吸收消耗量逐年增加,但土壤中缓慢释放的硅已 不能很好地满足作物生长发育的需求,如不能及 时补充,可引发植株缺硅甚至导致减产[11]｡新疆 对硅肥的相关研究主要集中于对水稻产量及生物 量的影响[12-14],而对棉花生长发育和产量品质方 面的研究较少｡需探究膜下滴灌棉田追施硅肥对 棉花农艺性状､产量及纤维品质的影响｡【拟解 决的关键问题】于棉花蕾期和花期追施硅肥,研 究硅肥对棉花生长及产量的影响,分析最佳施用 硅肥浓度,为硅肥在棉花上推广应用提供科学依 据｡

　　1 材料与方法

　　1.1 材料

　　选择棉花品种为中棉113(生育期115d)｡ 施用硅肥为邹平县润梓化工有限公司生产的全水 溶性硅肥 ((SiO_{2}>50 \%)) 。试验地土壤(0~60 cm)有效硅含量为140.8mg/kg｡

　　于2023年4月22日播种,播种深度3~3.5 cm,播后及时灌水,出苗水 (150 ~m^{3} / hm^{2}) 。全生育 期随滴水施尿素(N46%) (600 ~kg / hm^{2}) 、磷肥375 (kg / hm^{2}) 、钾肥 (375 ~kg / hm^{2}) 分次进行先滴水 0.5h,然后施肥,在滴清水冲洗)｡试验于7月12 日人工打顶,其他管理措施与常规栽培技术相同｡ 2023年棉花生育期内降水总量为66.3mm,4月 22日~10月14日,日平均最高气温为8.3℃,日 平均最低气温为30.5℃｡

　　1.2 方法

　　1.2.1 试验设计

　　采用随机区组设计,在中国农业科学院西部 农业中心昌吉老龙河综合试验基地进行(44° 26′ N,87° 32′E)｡试验地土质为沙壤土,土壤肥力中 等,滴灌设施条件完善,种植模式为66cm+10 cm,小区面积 (67.5 ~m^{2}) 分别于棉花蕾期、花期土 壤追施硅肥｡4个处理为CK(常规施肥+0kg/ (hm^{2} SiO_{2}) )、 (S_{1} (常规施肥 +7.2 ~kg / hm^{2} SiO_{2} )) 、 (S_{2}) ((常规施肥 +14.4 ~kg / hm^{2} )) 、 (S_{3}) (常规施肥 (+21.6 ~kg / hm^{2} ) ),每个处理重复3次,共12 个小区｡

　　1.2.2 测定指标

　　1.2.2.1 农艺性状

　　于棉花蕾期､花期､铃期和吐絮期调查,每个 处理选取长势一致的6株棉花,选株时避开缺苗 和双珠区域调查,株高(从子叶节到主茎顶端的 高度)､茎粗(子叶节到第1片真叶节间的最小直 径)､主茎叶数､主茎节数､始节位､始节高度和果 枝台数[15]｡

　　1.2.2.2 生物量累积与分配

　　于棉花蕾期､花期､铃期和吐絮期,在每个处 理选取代表性棉花6株｡从子叶节剪断,按不同 器官(叶子､茎秆､蕾花铃)取样,分别放入105℃ 烘箱杀青30min,于80℃条件下烘干质质量恒定 后称重｡计算平均单株叶子､茎秆､生殖器官的干 物质质量[15]｡

　　1.2.2.3 产量及其构成因素

　　于棉花吐絮期每个小区选取 (6. 67 ~m^{2}) 的样 点,调查样点内全部株数和结铃数,计算棉花收获 密度和单株结铃数;每个小区内取上部(第7果 枝及以上)､下部(第1~3果枝)棉铃各30个,中部 棉铃(第4~6果枝)40个,风干后测量铃重,并轧 花后称量皮棉质量､计算衣分及各小区理论产 量[15]｡

　　1.2.2.4 棉纤维品质

　　各小区皮棉样品混合后称取15~20g,送至 新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 检测5项纤维品质指标(HVI校准棉花棉花标准 校准),包括纤维上半部平均长度､长度整齐度指 数､段裂比强度､断裂伸长率和马克隆值[15]｡

　　1.3 数据处理

　　数据处理用MicrosoftExcel2021软件进行, 统计分析用SPSS26.0软件进行,异显著性检验 采用法进行 ((P<0.05)) ,绘图用Origin 2019,GraphpadPrism10软件。

　　2 结果与分析

　　2.1 追施硅肥对棉花农艺性状的影响

　　研究表明,棉花株高､茎粗､主茎节数和果枝 台数随生育的推进呈增加趋势｡株高在花期到吐 絮期与空白对照相比呈降低趋势,茎粗和果枝台 数呈增加趋势｡

　　蕾期和铃期与相比 (S_{1}) . (S_{2}) . (S_{3}) 处理的棉 花株高分别增加了6.0%~12.9%和0.3%~ 3.4% ((P>0.05)) ;而在花期和吐絮期, (S_{1} ~ S_{3}) 处理 的棉花株高分别减少9.3%~11.4%和4.8%~ 8.9% ((P<0.05))。

　　蕾期和花期与空白对照相比 (S_{1} ~ S_{3}) 处理的 棉花茎粗分别增加了4.8%~14.3%和10.1%~ 22.8%, (S_{2}) 、 (S_{3}) 的棉花茎粗较处理显著增长 14.3%和13.4% ((P<0.05)) 铃期空白对照高于 (S_{1}) (S_{2}) 0.2%和0.1%,而低于 (S_{3}) 0.8%;吐絮期, (S_{2}) 处理的棉花茎粗性状优势最为明显 ((P>0.05)) , 分别高于CK、 (S_{1}) , (S_{3}) ,17.3%、22.5%和28.8%。

　　蕾期与空白对照相比 (S_{1}) 、 (S_{3}) 处理的棉花始 节位分别降低了和高于 (S_{2} 3.7 \%) . (S_{2}) 处理显著低于 (S_{3}) 21.8% ((P<0.05)) ;花期, (S_{3}) 低 于CK、 (S_{1}) 、 (S_{2}) ,6.6%~12.2%;铃期,与空白对照 相比, (S_{1} ~ S_{3}) 分别提高了22.0%~28.1%( (P>) (0.05) );吐絮期,与 (S_{2}) 相比,CK、 (S_{1}) 、 (S_{3}) 的棉花始节 位和始节高度别显著降低25.0%~41.7%和 31.2% ~35.0% ((P<0.05)) 。

　　蕾期处理的果枝台数显著低于 (S_{2}) 处理 18.6%;吐絮期, (S_{3}) 处理的棉花果枝台数显著 低于CK 9.0%、 (S_{1}) 9.0%和 (S_{2}) 16.2%;花期和铃 期处理间均无显著差异 ((P>0.05)) 。

　　2.2 追施硅肥对棉花生物量累积与分配的影响

　　研究表明,随着棉花生育期的推进,追施硅肥 的棉花总生物量呈逐渐增加趋势,源(根､叶)和 流(茎)生物量在蕾期至花期增加,花期至铃逐 渐降低,库(蕾花铃)生物量在蕾期至吐絮期持续 呈增加趋势｡

　　蕾期,与空白对照相比 (S_{1} ~ S_{3}) 处理源(根､ 叶)的棉花干物质积累量分别增加了30.8%~ 63.1% ((P<0.05)) , (S_{2}) 处理积累量最高达到了5.7 g;花期, (S_{2}) 处理分别高于CK、 (S_{1}) 、 (S_{3}) (10%~ 24.6%);铃期, (S_{3}) 处理高于CK、 (S_{1}) 、 (S_{2}) (6.6%~ 21.3%), ((P>0.05)) ;吐絮期, (S_{2}) 处理显著高于空 白对照50.7% ((P<0.05)) ,高于 (S_{1}) 、 (S_{3}) (14.6%和 25.3%)｡

　　蕾期和铃期与空白对照相比 (S_{1} ~ S_{3}) 处理库 (蕾花铃)的棉花干物质积累量分别减少了5.0% ~100.0%和12.4%~20.6%,蕾期的 (S_{3}) 与对照 达到了显著水平 ((P<0.05)) ;花期和吐絮期, (S_{2}) 处 理高于CK、 (S_{1}) 、 (S_{3}) (7.7%~100.0%和1.7%~ 50.9%),吐絮期 (S_{2}) 处理显著高于其他且积 累量高达到了94.1g ((P<0.05))

　　蕾期与空白对照相比 (S_{1} ~ S_{3}) 处理流茎的 棉花干物质积累量分别显著增加45.1%~ 68.6% ((P<0.05)) , (S_{2}) 处理积累量最高达到了5.9 g;花期, (S_{2}) 较CK、 (S_{1}) 、 (S_{3}) 增加铃 期, (S_{3}) 较CK、 (S_{1}) , (S_{2}) 增加7.5%~23% ((P>0.05)) : 吐絮期, (S_{2}) 处理显著高于 (S_{3}) 处理57.1%( (P<) (0.05) ),高于CK, (S_{1}) ,36.4%和24.8% ((P>0.05))

　　追施硅肥能显著增加棉花的根､茎､叶和蕾花 铃的生物量。 (S_{2}) 处理施肥效果最佳。

　　2.3 追施硅肥对棉花产量性状的影响

　　研究表明,追施硅肥的棉花各产量性状均优 于对照｡除衣分外,追施硅肥的棉花单株铃数 (6.5%~8.6%)､单铃重(6.1%~10.2%)､籽棉 产量(16.6%~25.1%)和皮棉产量(11.2%~ 23.0%)与对照均达到了显著性差异 ((P<0.05)) 。 (S_{2}) 的产量最高显著高于空白对照高于 (S_{1}) , (S_{3}) (7.2%和4.3%)。追施硅肥能显著提高棉 花单株结铃数､铃重和产量｡

　　2.4 追施硅肥对棉花纤维品质的影响

　　研究表明,各处理间的棉纤维断裂比强度和 断裂伸长率均无显著差异;与空白对照相比,硅肥 处理的长度整齐度指数增加0.2%~2.0%,CK､ (S_{3}) 显著低于 (S_{1}) 处理和个百分点 (P<) (0.05) 各处理的纤维上半部平均长度均超过了 30 mm; (S_{1}) 马克隆值最优,优于CK、 (S_{2}) , (S_{3}) (8.9%~ 17.3%)。 (S_{1}) 处理的长度整齐度指数断裂比强度 和马克隆值均最高｡硅肥处理对棉花纤维品质有 一定的改善作用｡

　　2.5 追施硅肥对棉花产量及构成因素的相关性

　　研究表明,棉花蕾花铃与茎粗和果枝台数呈 极显著正相关关系( (r=0.59) , (r=0.58) ),与始节位 和始节高度呈极显著负相关关系 (r=-0.55) , (r=) -0.52);始节位与茎粗呈负相关关系;籽棉产量 与单铃重呈极显著正相关关系 ((r=0.82)) ,与单株 铃数呈正相关关系;皮棉产量与籽棉产量､单铃重 和单株铃数呈极显著正相关关系;因此,追施硅肥 能增加棉花的蕾花铃､茎粗､果枝台数和单株结 铃数,增加皮棉产量与籽棉产量｡

　　3 讨论

　　3.1 施硅肥能够显著提高马铃薯的株高､茎 粗[16]｡亦有研究认为随着硅浓度增加可以增加 小麦茎粗,降低株高,形成高产抗倒伏植株群体郝 立冬等[17];滴施硅肥棉花株高低于对照张大 伟[18]｡试验结果表明,棉花追施硅肥后株高比不 施硅肥低､但茎粗､果枝台数增加,可能原因是追 施硅肥前期抑制了棉花的营养生长,促进了营养 生长向生殖生长的转化[18],与张大伟[18]等研究 结果一致｡

　　3.2 增施硅肥有利于缓解水稻的非生物胁迫, 促进干物质积累[19]｡施硅肥提高了水稻干物质 积累协调了库源关系[20]｡刘鹏等[14]研究表明, 施用硅肥处理的马铃薯叶片与块茎干物质积累量 均显著提高｡试验结果表明,棉花追施硅肥后源 (根､叶)､库(蕾花铃)､流(茎)的干物质积累量显 著高于空白对照尤其是 (S_{2}) 处理原因是追施硅 肥后期促进营养物质向生殖器官的运输,进而显 著提高单株生殖器官干物质质量｡

　　3.3 在甜瓜､香蕉､棉花等多种作物中表现出促 进作物生长､提高产量和改善品质的正效应[21], 适量施用硅肥会使水稻[22]和小麦[23]产量显著增 加｡硅肥可以增加棉花单株结铃数和铃重[24]｡ 试验中,硅肥作为一种重要的元素,合理调控了棉 花的生长发育,促进了棉铃的生长,提高了棉花 的结铃率,从而增加了产量[17]｡与前人研 究结果一致｡硅与棉花纤维的形成有关系｡硅可 能在纤维形成过程中发挥重要作用[25],试验结果 显示,各硅肥浓度处理间的棉纤维断裂比强度和 纤维上半部长度与对照相比无显著差异,但均达 到30mm,30cN/tex以上,可能与棉花品种有一 定的关系。 (S_{1}) 处理的马克隆值相对其他处理最 优,达到了B级｡

　　4 结论

　　蕾期､花期随水滴施硅肥可以有效促进棉花 植株的生长发育,显著增加根､茎､叶和蕾花铃的 干物质积累量,显著提高单株铃数(6.5%~ 8.6%)､单铃重(6.1%~10.2%)和籽棉产量 (16.6%~25.1%),产量最高达到了6847.7 (kg/hm^{2}) 。硅肥 (SiO_{2}) 使用浓度为 (14.4 ~kg / hm^{2}) ,对棉花 增产及优化品质效果最佳｡

　　参考文献(References)

　　[1]deOliveiraSA,NunesdeMacedoJR,dosSantosRosaD.Eco -efficiencyofpoly(lacticacid)-starch-cottoncompositewith highnaturalcottonfibercontent:environmentalandfunctional value[J].JournalofCleanerProduction,217:32-41.

　　[2]国家统计局.国家统计局关于2023年棉花产量的公告[J]. 中国棉花加工,2023,(6):15,20.

　　[3]张静.新疆棉花种植农户绿色农业技术采纳行为研究[D]. 石河子:石河子大学,2023.

　　[4]EPSTEINE.SILICON[J].AnnualReviewofPlantPhysiology andPlantMolecularBiology,1999,50:641– 664

　　[5]NaiduS,PandeyJ,MishraLC,etal.Siliconnanoparticles: Synthesis,uptakeandtheirroleinmitigationofbioticstress[J]. EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,2023,255:114783.

　　[6]张鑫月,翟玉莹.不同胁迫下硅对植物的作用及发展前景 [J].现代园艺,2024,(1):58-59,64.

　　[7]宋兴宜,刘昌华,郭祥,等.施用有机硅肥对提高烤烟农艺 性状和质量的作用[J].中南农业科技,2023,(9):3-5.

　　[8]KahM,KookanaRS,GogosA,etal.Acriticalevaluationof nanopesticidesandnanofertilizersagainsttheirconventionalana⁃ logues[J].NatureNanotechnology,2018,13(8):677-684.

　　[9]GomaaA,KandilE,El-BannaA,etal.Responseofsome maizehybridstofoliarapplicationofsiliconundersoilaffectedby salinity[J].EgyptianAcademicJournalofBiologicalSciences,H Botany,2021,12(1):1-8.

　　[10]马新.石河子垦区土壤有效硅的空间分布与硅肥肥效[D]. 石河子:石河子大学,2015.

　　[11]孙浩妍,纪武鹏.硅肥对玉米农艺性状及产量的影响[J]. 现代化农业,2021,(7):47-48.

　　[12]孙星,朱克亚,刘勤,等.皖南山区稻田土壤施用硅肥效应 研究[J].中国农学通报,2016,32(6):6-10.

　　[13]赖添奎,邓裕娴,葛少彬,等.施用硅肥对水稻稻瘟病､生 长及产量的影响[J].热带农业工程,2012,36(6):6-8.

　　[14]刘鹏,卜文宣,王斌,等.硅肥对马铃薯生长发育及产量品 质的影响[J].中国蔬菜,2023,(5):88-92.

　　[15]李欣欣,赵强,张特,等.叶面喷施硅锌肥对棉花生长发育 及产量和品质的影响[J].中国棉花,2023,50(3):13-17.

　　[16]李阳.不同施硅量对马铃薯农艺性状及产量品质的影响 [D].大庆:黑龙江八一农垦大学,2023.

　　[17]郝立冬.硅肥对春小麦生长及产量品质的影响[D].大庆: 黑龙江八一农垦大学,2013.

　　[18]张大伟,魏鑫,徐海江,等.滴施硅肥对棉花生长发育和产 量品质的影响[J].新疆农业科学,2020,57(11):1998-2003.

　　[19]KhanMIR,AshfaqueF,ChhillarH,etal.Theintricacyof silicon,plantgrowthregulatorsandothersignalingmoleculesfor abioticstresstolerance[J].PlantPhysiologyandBiochemistry,2021,162:36 -47.

　　[20]陈健晓,屠乃美,易镇邪,等.硅肥对超级早稻产量形成和 部分生理特性的影响[J].作物研究,2025,25(6):544-549.

　　[21]苏素苗,杨春雷,饶雄飞,等.硅对植物抗逆性影响的研究 进展[J].华中农业大学学报,2022,41(6):160-168.

　　[22]罗赵福.液体硅肥在水稻上的应用效果研究[J].园艺与种苗,2022,42(8):76-77,83.

　　[23]孙德祥.外源施加锌､硅肥对干旱胁迫下小麦旗叶生理特性 及产量的影响[D].郑州:河南农业大学,2015.

　　[24]施作家,潘国庆,周青,等.硅肥在棉花上的应用研究[J]. 中国棉花,2001,28(7):17-18.

　　[25]BoylstonEK.Presenceofsiliconindevelopingcottonfibers [J].JournalofPlantNutrition,1988,11(12):1739-1747.