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本项目在多目标地球化学调查和区域地球化学评价的基础上，将生态地质成果应用于农业领域，选择河北棉区具有代表性县，采集土壤、棉花、地下水和地表水样品，分析土壤13种大中微量元素全量和有效态含量，棉花纤维品质8个指标，灌溉水9个指标，收集了多年气象数据，共获得有效数据1.44万个。重点开展了河北省棉花纤维品质评价，生态地质地球化学基础及与棉花品质的关系，优化棉花品质布局，结合三年三点定位试验，形成了河北省棉花生态地质地球化学比配与优质施肥技术。经过5年攻关,取得以下创新成果：
1、针对河北省棉花纤维长度、强度和细度不协调的突岀冋题，以综合反映纤维长度、强度和细度协调性的棉花纤维综合品质指数(IFQI指数)指标，对棉花纤维品质进行评价，将其分为优质棉、次优质棉和非优质棉三类。
2、系统硏究了河北棉区生态地质地球化学基础，明确了影响棉花品质的生态地质地球化学主导因子的优先次序为:气温、土壤氮磷钾养分含量、土壤质地和类型。采用“生态位”理论和ArcGis分析技术，建立了棉花生态地质地球化学比配模型，将河北省棉花品质区划为优质棉最适宜区、较适宜区和一般适宜区，形成优化布局图。
3、从适宜区、县域和田块三个区域尺度，提出三个棉花品质区在土壤肥力、质地种植密度三个层次的可调控措施。通过试验研究了优质棉养分需求规律，以区域上发挥生态地质地球化学基础优势、县域制定施肥“大配方”、田块水平依据土壤质地和种植密度进行“小调整”的思路，形成了氨肥“区域总量控制、分时期追肥调控”、 磷、钾肥依土壤肥力和棉花目标产量维持棉田地力、中微量元素“缺补丰控”的棉花优质髙效施肥技术，制定了河北棉区不同土壤类型、质地和肥力水平下的优质棉施肥方案，并制定相应的技术规程2项。应用该技术较棉农常规施肥增产率为5.1~29.2%，中绒棉纤维长度长平均值从29.4提高到30.7mm，比强度从28.1提高到 30.2 cN/tex，马克隆值从5.12降低到4.71，棉花品质显著提高，纤维品质结构明显改善。
4、分析多年多点气象资料和土壤地球化学特征分析发现,棉花生育期≥10℃和≥15℃积温升高明显，在氯化物-硫酸盐盐化土壤条件下，全盐在0.2%以下，适量土壤盐分离子有利于提高棉花品质，提岀了棉花种植区域可以“北移、东扩”，北移到唐山南部、东扩到滨海盐碱地，为河北省棉花品质区划提供了理论依据。
5、应用推广及效益分析：该技术以充分发挥光热资源优势,提高棉花品质和保证产量制定配方施肥方案及配套栽培技术，采用“科研院所+农技推广站+农资销售企业+专业合作社+农户”的模式，在邯郸、邢台、衡水和保定等15个县进行技术示范与推广，3年累计推广应用169.2万亩，采用优质施肥技术比农民传统增产5.1~29.2%，每亩节支增收99~271元，新增社会总产值1.61亿元。该技术节肥提质、增产增收，经济、生态和社会效益显著。课题组共发表文章7篇,核心期刊2篇。
6、本项目经国内同行专家鉴定达到了国内领先水平。
