大量试验研究表明控释肥能够提高作物产量和肥料利用率,但是有关控释肥养分释放与棉花养分吸收相同步的机理研究较少。本文以国欣棉3号为供试材料,在德州市农科院试验基地,利用两年定点大田试验研究不同种类控释氮肥对棉花产量和土壤肥力的影响;在河北省衡水市试验田,采用裂区试验设计,以控释氮肥和普通尿素为主区,0、60和120 kg hm-2三个硫肥水平为副区,探究了控释氮肥与硫互作对棉田土壤无机氮和有效硫含量、叶片生理特性和产量的影响;同时利用盆栽试验研究了包膜控释氯化钾肥对棉花养分吸收和产量的影响。通过控释肥在土壤和静水中的释放特点,土壤养分供应情况,棉花植株养分吸收规律,结合叶片生理特征,探究棉花专用控释肥养分释放和棉花养分吸收相同步的机理。研究结果表明:(1)控释氮肥显著地增加了棉花产量,皮棉产量较相同用量尿素处理增加6.10-9.78%,较无氮肥处理增加14.81-18.15%。控释氮肥显著增加了棉铃重量,但是对衣分无显著影响。树脂包膜尿素和硫加树脂包膜尿素在土壤中的释放高峰期分别在盛花到盛铃期阶段和初花期至盛花期阶段,能够与棉花的养分吸收高峰(盛花到盛铃期)吻合,满足了棉花养分需求,显著的提高了棉花氮素吸收量,并最终提高了棉花的产量。控释氮肥氮素释放量与棉花氮素吸收量呈极显著正相关,树脂包膜尿素和硫加树脂包膜尿素的相关系数分别达到0.9712和0.8997,且氮肥利用率分别提高了25.18%和52.69%。控释氮肥显著的增加了棉花植株生物量,较相同用量普通氮素处理增加了2.90-6.14%。控释氮肥处理土壤速效氮含量随控释氮肥的释放变化而变化,并且使盛花期以后土壤保持较高硝态氮和铵态氮含量。因此,控释氮肥氮素释放能够与棉花氮素吸收相一致,增加棉株氮素吸收量,提高了产量,达到同步营养的目的。(2)田间裂区试验研究表明,控释氮肥较普通尿素处理显著增加了初花期至始絮期土壤的硝态氮和铵态氮含量,增加了盛铃期有效硫含量;桃数和子棉产量分别显著增加7.03-8.91%和5.54-11.17%,氮肥表观利用率提高27.80-34.21%;并且显著提高了初花期以后叶绿素SPAD值和光合速率,增强了硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,减少了叶片丙二醛的含量,显著延缓了叶片的衰老。硫肥的施用显著的提高了棉花产量,改善了叶片生理活动,施60 kg hm-2硫肥较不施硫肥子棉产量增加5.08%,但与施120 kg hm-2硫肥处理产量无显著差异。同时,控释氮肥与硫对光合速率、氮代谢酶活性、抗氧化保护酶、丙二醛含量及产量均有显著的互作效应。但是衣分值、马克隆值和纤维强度不受氮和硫互作效应的影响。因此,在棉花上以60 kg hm-2硫肥配合控释氮肥施用,可显著改善叶片生理特性,提高棉花产量。(3)盆栽试验研究表明,一次性基施包膜控释氯化钾肥(CRK)较普通钾肥显著提高了初花期、盛花期、始絮期及收获期的土壤速效钾含量。CRK较一次基施氯化钾(KCl)和硫酸钾处理分别增产23.60%和15.60%,比基施40%+追施60%KCl处理增加16.0%,与追施硫酸钾处理差异不显著。CRK较KCl处理显著提高了衣分值,其余处理间单铃重及衣分差异不显著。CRK显著提高了纤维长度、伸长率和断裂比强度,但与其他处理相比,马克隆值和整齐度的影响不显著。速效钾肥追施较一次基施处理显著增加了生物量和吸钾量,但均低于控释钾肥处理。CRK处理的钾素利用率较一次基施KCl处理显著提高41.90-50.9%,较基施硫酸钾处理提高27.30-29.90%,较基施40%+追施60%KCl处理提高21.10-25.20%。因此,在棉花上一次基施包膜控释氯化钾肥对不同生育期的钾素供应优于一次性基施普通钾肥,也好于普通钾肥基施加追施,较速效钾肥显著提高了棉花的产量、品质和钾肥利用率。