论文摘要
本研究通过不同氮肥施肥量试验、不同施肥策略试验、不同灌水频率试验和不同氮素推荐方法四个田间试验,研究不同施氮量下棉花的生长发育规律；研究调整施肥策略和灌溉频率对棉花产量及氮肥利用率的影响；研究氮素的优化推荐施肥的最佳管理方法,实现棉田的最佳养分管理方法。主要结论如下(1)不同施肥量试验表明：棉花产量在一定范围内随氮肥施用量的增加而提高,但超过一定范围之后,棉花产量有下降的趋势,即施肥报酬随氮肥用量增加而呈下降趋势。籽棉产量和施氮量的关系为典型的二次曲线方程。拟合肥料效应函数方程后得到最高籽棉产量为7259.78 kg/hm2,对应的施氮量为N 345.06kg/hm2。棉花的经济最佳施氮量为236.85kg/hm2,经济最佳施肥量下的产量为7079.43kg/hm2。(2)调整灌水施肥策略的研究表明：生育期调整灌水施肥策略的处理和常规灌水施肥处理棉花的干物质积累量、氮素吸收量、产量和产量结构没有显著的差异；硝态氮在土壤中各层的残留有明显的差别,调整灌水施肥策略后下层土壤的硝态氮含量显著增加。(3)不同灌水频率的试验表明：在棉花生K的花铃期实行高频灌水施肥能提高棉花对氮肥的吸收和利用效率,提高棉花的产量和干物质累积量,同时降低了土壤中硝态氮的残留量。(4)不同氮素管理方法的研究表明：基于Nmin和基于计算机视觉诊断技术的优化氮肥管理模式获得了与常规施肥模式相同的产量,但大幅度节省了氮肥的施用量,相比于常规施肥模式,基于Nmin和计算机视觉诊断技术分别减少了56%和38%的施氮量。与常规施肥模式相比,两种优化施肥模式都显著的提高了氮肥利用率和偏生产力,其中基于土壤Nmin进行氮素管理的模式氮肥利用率要高于基于计算机视觉诊断技术。随着氮肥施用量的增加,土壤中硝态氮的残留量随着增加,Nmin和Ncv两种方法降低了施肥量,因此明显降低了土壤中当季的硝态氮残留,氮素表观损失量也显著的低于常规施肥模式,表明上述两种方法有助于实现土壤氮素平衡,防止氮肥的无效投入和浪费,且减少氮素向环境中的排放。(5)作为广泛应用的氮素推荐施肥工具,Nmin推荐施肥技术适合采用在新疆棉区作为氮素管理的工具。计算机视觉技术同样表现了良好的氮肥管理效果,且具有快速、成本低的优点,适合采用作为Nmin的替代方法。