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【目的】研究有机肥部分替代化肥对新疆不同连作棉田土壤及棉花根系生长的影响，筛选有机肥部分替代化肥的最佳比例，为新疆连作棉田的科学高效施肥提供参考依据。【方法】在新疆常见的棉田灰漠土和风沙土中种植棉花，采用腐熟的农家鸡粪作为有机肥，设置3个有机肥部分替代化肥处理：T1处理：100%化肥；T2：80%化肥+20%有机肥（有机肥2250 kg·hm-2）；T3：60%化肥+40%有机肥（有机肥4500 kg·hm-2）。采用聚氯乙烯管开展试验，研究有机肥部分替代化肥对蕾期和吐絮期棉田土壤理化性质，棉花根系的形态特征、生理特征，以及棉花生物量和产量等的影响。并利用综合隶属函数法对所有指标进行主成分分析和回归分析，综合评价不同比例的有机肥和化肥组合对土壤-棉花系统的整体影响。【结果】有机肥替代化肥的T2处理和T3处理均显著提高灰漠土和风沙土中土壤全氮和有效磷含量。在灰漠土中与T1相比，T2处理的土壤全磷含量在蕾期和吐絮期分别增加14.7%和30.3%、有效磷含量分别增加138.7%和202.6%；T3处理的土壤全氮含量在蕾期增加39.2%、土壤全磷含量在吐絮期增加46.2%。T2处理和T3处理均使灰漠土中棉花根系的总根长、比根长、比根表面积、根系可溶性糖含量、硝酸还原酶活性显著增加，而根系组织密度、地上部生物量显著下降。在风沙土中棉花蕾期，T2处理和T3处理下比根长分别显著增加11.9%和9.6%。在风沙土中棉花吐絮期，与T1相比，T2处理和T3处理下土壤碱解氮含量分别显著增加51.3%和97.9%、总根长分别显著减少26.9%和21.0%；比根长显著减少33.4%和36.5%。对于风沙土中种植的棉花，T2处理下棉花蕾期和吐絮期比根表面积分别显著减少18.8%和19.3%；T3处理显著增加棉花吐絮期根系平均直径（65.3%）和地上部生物量（27.6%）。【结论】有机肥部分替代化肥可以通过改善灰漠土和风沙土土壤理化特征，提高土壤养分含量，促进棉花根系生理活性和优化根系构型，使根系投入更少的生物量以获得更高的养分吸收效益，优化对生物量的分配，最终缓解连作障碍。在灰漠土中，有机肥替代40%化肥处理效果最佳。在风沙土中，有机肥部分替代化肥的影响因有机肥添加比例和生育时期而不同。关键词：有机肥替代；土壤类型；棉花；根系生理；比根长；连作
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棉花学报，2024，36（5）：431-446.
https://doi.org/10.11963/cs20240009
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