沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究.pdf
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1、北方农业学报2 0 2 4,52 1):7 9-8 6JOURNALOFNORTHERNAGRICULTURE韩康,黄春燕,郭晓霞,等.沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究 J.北方农业学报,2 0 2 4,52(1):7 9-8 6.D01:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.01.09沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究韩康,黄春燕1,郭晓霞,李智1,菅彩媛1,田露1,卫志刚,刘畅,宋剑君,任惠敏(1.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古呼和浩特0 10 0 31;2.巴彦淖尔市农牧业科学研究所,内蒙古临河0 150 0 0)摘要:【目的】探究沿黄灌区盐碱地不同梯
2、度微生物菌肥施用量对甜菜产量和品质的影响,明确甜菜微生物菌肥在盐碱地的最佳施用量。【方法】2 0 2 0 一2 0 2 1年于内蒙古巴彦淖尔市,在平作、垄作栽培模式的基础上,设置T1(0kg/hm)、T2(75kg/hm)、T 3(150 k g/h m)、T 4(2 2 5k g/h m)和T5(300kg/hm)5个微生物菌肥施用量处理,分析不同处理对甜菜产量、产糖量的影响,并基于甜菜产量、产糖量变化规律,建立与微生物菌肥施用量间的回归模型,计算最优微生物菌肥施用量;利用归一化均方根误差(NRMSE)、实测值与估测值之间1:1的直方图检验模型的准确度。【结果】在沿黄灌区盐碱地中施用微生物菌
3、肥可以显著提高甜菜产量、产糖量,2 0 2 0 年T3处理平作、垄作栽培模式下甜菜产量均最高,分别为7 14 54、7 38 35kg/hm,较T1处理提高2 4.53%、2 0.37%;2 0 2 1年T5处理甜菜产量最高,分别为6 7 9 34、7 0 8 6 3kg/hm,较T1处理提高14.55%、12.54%。2 0 2 0 年T3处理平作、垄作栽培模式下产糖量最高,分别为117 37、12 314 kg/hm,较T1处理提高30.9 3%、2 4.6 8%;2 0 2 1年T5处理产糖量最高,分别为10 8 36、1137 4 kg/hm,较T1处理提高17.50%、13.06%。
4、在平作、垒作栽培模式下,甜菜产量与微生物菌肥施用量模型分别为y=-0.2246x2+96.845x+58126,R2=0.817*;y=0.2078g2+88.685x+62334,R2=0.723*;产糖量与微生物菌肥施用量模型分别为y=-0.0498x2+20.112x+9036.4,R2=0.806*;y=-0.0 4 5x 2+18.2 15x+9 9 2 9,R 2=0.7 14*。基于以上模型计算出平作、垄作栽培模式下分别施用微生物菌肥215.6、2 13.4 k g/h m 时甜菜产量最高,为6 8 56 8、7 17 9 6 kg/hm;分别施用微生物菌肥2 0 1.9、2 0
5、 2.4 kg/hm时产糖量最高,为110 6 7、117 7 2 kg/hm。模型检验得出甜菜实测产量与估测产量、实测产糖量与估测产糖量之间的线性关系均达到极显著相关水平,模型精准度较好。【结论】在沿黄灌区盐碱地中施用微生物菌肥可以显著提升甜菜产量和品质,平作、垄作栽培模式微生物菌肥最佳施用量分别为2 0 1.9 2 15.6、2 0 2.4 2 13.4 kg/hm。关键词:微生物菌肥;盐碱地;甜菜;产量;产糖量;回归模型中图分类号:S566.3;S158文献标识码:A文章编号:2 0 9 6-119 7(2 0 2 4)0 1-0 0 7 9-0 8Study on the applic
6、ation rate of sugar beet microbial fertilizer in saline-alkali landof the Yellow River Irrigation AreaHAN Kang,HUANG Chunyan,GUO Xiaoxia,LI Zhi,JIAN Caiyuan,TIAN Lu,WEI Zhigang,LIU Chang*,SONG Jianjun,REN Huimin(1.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences,Hohhot 010031,Chi
7、na;2.Bayannur Institute of Agricultural and Animal Husbandry Science,Linhe 015000,China)Abstract:ObjectiveJExplore the effects of different gradients of microbial fertilizer application rate on sugar beet yield andquality in saline-alkali land in the Yellow River Irrigation Area,to find out the opti
8、mal sugar beet microbial fertilizer收稿日期:2 0 2 3-12-2 5基金项目:国家自然科学基金项目(32 16 0 4 4 4);现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-170207);内蒙古自治区揭榜挂帅项目(2 0 2 2 JBGS0029);内蒙古自治区草原英才创新团队(甜菜提质增效绿色栽培技术创新人才团队)资助作者简介:韩康(19 9 1一),男,助理研究员,博士,主要从事甜菜生理方面的研究工作。通信作者:黄春燕(19 8 6 一),女,研究员,博士,主要从事甜菜生理方面的研究工作。80北方农业学报52卷application rate in
9、 saline-alkali land.MethodsJIn Bayannur City,Inner Mongolia,from 2020 to 2021,five microbial fertilizerapplication treatments,including T1(0 kg/hm),T2(75 kg/hm),T3(150 kg/hm),T4(225 kg/hm)and T5(300 kg/hm)wereset up on the basis of two main cultivation modes of flat cropping and ridge cropping.The e
10、ffects of different treatments onsugar beet yield and sugar yield were analyzed.Based on the variation law of sugar beet yield and sugar yield,a regressionmodel with the application rate of microbial fertilizer was established.And the optimal application rate of microbial fertilizerwas calculated.Th
11、e accuracy of the model was tested by normalized root mean square error(NRMSE)and 1:1 histogrambetween the measured value and the estimated value.Results The application of microbial fertilizer in saline-alkali land ofthe Yellow River Irigation Area significantly improved sugar beet yield and sugar
12、yield.In 2020,T3 treatment had thehighest sugar beet yields both in flat cropping and ridge cropping at 71 454 and 73 835 kg/hm,respectively,increased by24.53%and 20.37%compared to T1 treatment.In 2021,T5 treatment had the highest sugar beet yields of 67 934 and70 863 kg/hm,respectively,increased by
13、 14.55%and 12.54%compared to T1 treatment.In 2020,T3 treatment had thehighest the sugar yields of 11 737 and 12 314 kg/hm?in flat cropping and ridge cropping respectively,increased by 30.93%and 24.68%compared to T1 treatment.In 2021,T5 treatment had the highest sugar yields of 10 836 and 11 374 kg/h
14、m?respectively,increased by 17.50%and 13.06%compared to T1 treatment.Under the flat cropping and ridge cropping modes,the models of sugar beet yield and microbial fertilizer application rate were y=-0.224 6x2+96.845x+58 126,R2=0.817*;y=-0.207 8x2+88.685x+62 334,R2=0.723*.The models of sugar yield an
15、d microbial fertilizer application rate werey=-0.049 8x2+20.112x+9 036.4,R2=0.806*;y=-0.045x2+18.215x+9 929,R2=0.714*.Based on the above models,it wascalculated that the maximum yields of 68 568 and 71 796 kg/hm?can be achieved by applying microbial fertilizer of 215.6and 213.4 kg/hm?in flat croppin
16、g and ridge cropping mode.The maximum sugar yield of 11 067 and 11 772 kg/hm couldbe achieved when microbial fertilizer was applied at 201.9 and 202.4 kg/hm?respectively.The model tests showed that thelinear relationship between the measured and estimated sugar beet yields,as well as the measured an
17、d estimated sugaryields,all had extremely significant correlations,indicating good accuracy of the models.ConclusionThe application ofmicrobial fertilizer in saline-alkali land of the Yellow River Irrigation Area significantly improved the yield and quality ofsugar beet.The optimal application rates
18、 of microbial fertilizer were 201.9-215.6 and 202.4-213.4 kg/hm in flat croppingand ridge.cropping.Keywords:Microbial fertilizer;Saline-alkali land;Sugar beet;Yield;Sugar yield;Regression model沿黄灌区是内蒙古重要粮食和经济作物的主要种植区,然而耕地日益盐碱化制约着农业的发展 1-3,主要是因为该地区土壤母质含盐量高、降水量少、地下水位高以及灌排不畅 4-5。针对沿黄灌区耕地盐碱化问题,国内学者提出有关于
19、施肥、轮作 7、灌排18-9 等方面的多种改良措施2,取得了一定成效,但无法达到可持续性且经济、生态双赢的目标。微生物菌肥具有见效快且绿色无污染、可大面积应用等优点,已成为改良盐碱地的研究热点110-14。微生物菌肥所含的有益微生物可通过自身代谢产物改善土壤理化性质5、提高矿物质吸收效率 6 、强化溶磷固氮作用7,从而为作物营造良好的生存环境 18-19 、提高其产量和品质 2 0 、降低作物对化肥的依赖性 2 1-2 。目前,微生物菌肥已在改良土壤、提高作物产量及品质、防病虫害、促进生长等方面取得良好的应用效果 2 3-2 。柳鑫鹏等 2 6 通过在盐碱土中筛选微生物,并测定促生特性,为改良
20、盐碱地提供了菌株资源。沙月霞等 2 7 用平板拮抗法筛选出多种病原菌的拮抗菌,用于宁夏盐碱地玉米生长的微生物菌剂。王启尧等 2 8 研究表明,在滨海盐碱地中施用微生物菌肥对冬小麦的长势和产量有促进影响。邵华伟等 2 9 研究表明,微生物菌肥可以提高甜菜产量。以上研究结果表明,微生物菌肥对提高盐碱地农作物产量和品质方面具有至关重要的作用,但施用微生物菌肥会增加成本,所以精确微生物菌肥的施用量是提高经济效益最大化的关键途径之一。1期韩康等:沿黄灌区盐碱地甜菜微生物菌肥施用量研究81甜菜因耐盐碱、经济价值高,在盐碱地的开发和利用中具有巨大潜力。田露等 30 研究表明,在苏打盐碱地中施用微生物菌肥能够
21、保证甜菜生长发育、提高产量和品质。然而目前关于甜菜微生物菌肥盐碱地最佳施用量的研究较少。本试验连续两年在沿黄灌区盐碱地中,设置平作、作两种不同的栽培方式,探究不同梯度微生物菌肥施用量对甜菜产量和品质的影响,旨在明确甜菜微生物菌肥在沿黄灌区盐碱地的最佳施用量,从而为在盐碱地种植高产、高品质的甜菜奠定理论基础。1材料和方法1.1试验设计试验在巴彦尔市农牧业科学研究所试验地进行,秋灌压盐,播种前取土,测定土壤基础养分为有机质含量10.9 g/kg、碱解氮含量6 7.4 mg/kg、有效磷含量17.2 mg/kg、速效钾含量14 0.3mg/kg、含盐量0.26%pH值8.8;土壤类型为壤土;种植甜菜
22、品种为KWS2314;采用随机区组设计,施用不同梯度的微生物菌肥,分别为T1(0 k g/h m)、T 2(7 5k g/h m)、T3(150 kg/hm)、T 4(2 2 5 k g/h m)和 T5(300 kg/hm);栽培方式分为平作、作两种,共10 个处理,每个处理3次重复,行距55cm,株距18 cm;微生物菌肥中芽孢杆菌、解磷菌、解钾菌等有效活菌数2.0 亿/g;微生物菌肥与甜菜专用肥(N:P:K=12:18:15)结合整地,一次性施人,甜菜专用肥用量为9 0 0 kg/hm;分别于2 0 2 0 年4 月2 5日、2 0 2 1年4 月15日进行播种,同年10 月1日收获。其
23、他农艺措施按常规操作。1.2测定数据产量测定:在测产区内,每个小区随机选取10 m长势均匀的甜菜植株,将块根分离,用电子秤称取块根重量,并换算成单位面积的甜菜产量。产糖量测定:在测产区内,每个小区随机选取6株长势均匀的甜菜植株,将块根分离,并采用一刀切的方法,用锤度计测定锤度值。产糖量/kg/hm)=产量x锤度值x0.81.3数据分析构建回归模型:采用回归分析方法,随机选择3/4试验数据为建模集,以微生物菌肥施用量为自变量,甜菜产量、产糖量为因变量,依据数据变化规律,选择构建一元二次回归模型,并计算出最优解,即为最大产量、产糖量与最佳施肥量。回归模型的检测:为确保回归模型的准确性,以1/4数据
24、作为验证集,用归一化均方根误差(NRMSE)、估测值与实测值之间1:1的直方图来检验监测模型的准确度 31。NRMSE值小于10%,表明估测值与实测值的一致性非常好;10%2 0%表明模拟效果较好;2 0%30%表明模拟效果一般;若大于30%则表明估测值与实测值偏差较大,模拟效果差 32 。V2(E-0.)2NRMSE=x1000式中,E为估测值;O,为实测值;0 为实测值的平均值;n为数据个数值。1.4数据处理采用MicrosoftExcel2021软件处理数据及制图,SPSS25.0统计学软件进行回归分析。2结果与分析2.1微生物菌肥施用量对甜菜产量的影响由图1可知,施用微生物菌肥可以显著
25、提高甜菜产量。不同栽培模式间,施用微生物菌肥处理的甜菜产量均显著高于不施用微生物菌肥处理。2 0 2 0 年T3处理甜菜产量最高,平作、垄作栽培模式下产量分别为7 14 54.7 38 35kg/hm,比T1处理增长2 4.53%,20.37%;2 0 2 1年T5处理甜菜产量最高,平作、垄作栽培模式下产量分别为6 7 9 34、7 0 8 6 3kg/hm,较T1处理增长14.55%、12.54%。随微生物菌肥施用量的增加,2 0 2 0 年甜菜产量呈单峰曲线变化,,2 0 2 1年甜菜产量逐渐增加,并趋于稳定。相同处理间,在同一年份垄作栽培模式相较于平作栽培模式增产幅度为3.33%7.0
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