不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响.pdf
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1、北方农业学报2 0 2 4,52(1:2 6-3 5JOURNALOFNORTHERNAGRICULTURE郭雪娇,张婷婷,梁俊梅,等.不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响 J.北方农业学报,2 0 2 4,52(1):2 6-3 5.D0I:10.12190/j.issn.2096-1197.2024.01.04不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响郭雪娇1,张婷婷2.3.4,梁俊梅1,.2 3 4,张君2.3.4,张胜1,李虹谕5,安昊2.3.4,兰慧青2.3.4,侯建伟2.3 4,赵旭1(1.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特0 10 0 18;2.内蒙古自
2、治区农牧业科学院,内蒙古呼和浩特0 10 0 3 1;3.国家土壤质量武川观测实验站,内蒙古武川0 117 0 5;4.内蒙古旱作农业重点实验室,内蒙古呼和浩特0 10 0 3 1;5.元泰丰(包头)生物科技有限公司,内蒙古土默特右旗0 1410 0)摘要:【目的】探讨内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产中有机肥替代化肥的施用效果及适宜替代比例。【方法】试验在内蒙古呼和浩特市武川县进行,设10 0%M(10 0%有机肥)7 5%M(7 5%有机肥+2 5%化肥)50%M(50%有机肥+50%化肥)25%M(25%有机肥+7 5%化肥)、NPK(单施化肥,N210kg/hmP20,12 0 k g/h
3、mK20180kg/hm)、不施氮肥(PK)、不施磷肥(NK)、不施钾肥(NP)8个处理,分析不同有机肥替代比例对马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率和水分利用效率的影响。【结果】不同有机肥替代比例下,2 5%M处理马铃薯产量、大薯产量、小薯产量和单株薯个数最高,分别为3 18 12、18250、13.56 k g/h m 和7.9 0,较NPK处理分别提高了3.14%、2.2 2%、4.3 9%和2 3.8 2%;2 5%M处理马铃薯植株干物质积累量增幅最大,氮素积累量显著高于其他处理(P0.05);施入有机肥可以提高马铃薯肥料利用率,50%M处理的氮肥利用率最高,为43.9 4%;2 5%M
4、处理的磷肥、钾肥利用率最高,分别为17.57%、6 0.9 5%;2 5%M处理氮肥、磷肥和钾肥的农学效率最高,分别为3 5.8 6%、3 8.9 8%和2 5.0 0%;2 5%M处理水分利用效率最高,为12 5.8 1kg/(h mmm)显著高于其他处理(P 0.0 5)。【结论2 5%M处理(2 5%有机肥+7 5%化肥)可以提高马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率,增加水分利用效率,是内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产适宜的施肥方式。关键词:有机肥替代;马铃薯;产量;养分积累量;肥料利用率;水分利用效率中图分类号:S532文献标识码:A文章编号:2 0 9 6-119 7(2 0 2 4)0
5、1-0 0 2 6-10Effects of different organic fertilizer substitution ratios on potato yield in the northernfoothills of Yinshan Mountains in Inner MongoliaGUO Xuejiao,ZHANG Tingting-3-4,LIANG Junmeil-2.34,ZHANG Jun23-4,ZHANG Sheng,LI Hongyu,AN Hao2.3-4,LAN Huiqing234,HOU Jianwei234,ZHAO Xu(1.Inner Mongo
6、lia Agricultural University,Hohhot 010018,China;2.Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal HusbandrySciences,Hohhot 010031,China;3.National Soil Quality Wuchuan Observing and Experimental Station,Wuchuan 011705,China;4.Inner Mongolia Key Laboratory of Dry Farming,Hohhot 010031,China;5.Apaxf
7、on(Baotou)Biological Science and TechnologiesCo.,Ltd,Tumed Right Banner 014100,China)Abstract:ObjectiveTo explore the application effect and suitable substitution ratio of organic fertilizer substitute chemicalfertilizer in potato production in the northern foothills of Yinshan Mountains in Inner Mo
8、ngolia.MethodsThe experiment was收稿日期:2 0 2 3-12-2 1基金项目:内蒙古农牧业创新基金项目(2 0 2 3 CXJJN20);国家重点研发计划项目(2 0 2 3 YFD190050504)作者简介:郭雪娇(19 9 9 一),女,硕士研究生,研究方向为寒旱区作物生理生态。通信作者:张君(19 8 2 一),男,研究员,博士,主要从事旱作农业与土壤肥料方面的研究工作。张胜(19 6 1一),男,教授,博士,博士生导师,主要从事作物生理生态及栽培技术方面的研究工作。1期郭雪娇等:不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响27conduct
9、ed in Wuchuan County,Hohhot City,Inner Mongolia.Eight treatments were set up,including 100%M(100%organicfertilizer),75%M(75%organic fertilizer+25%chemical fertilizer),50%M(50%organic fertilizer+50%chemicalfertilizer),25%M(25%organic fertilizer+75%chemical fertilizer),NPK(chemical fertilizer only,N 2
10、10 kg/hm,P20,120 kg/hmK,O 180 kg/hm2),no nitrogen fertilizer(PK),no phosphorus fertilizer(NK),and no potassium fertilizer(NP).The effects ofdiferent organic fertilizer substitution ratios on potato yield,nutrient accumulation,fertilizer utilization rate,and water useefficiency were analyzed.ResultsJ
11、Under different organic fertilizer substitution ratios,yield,large tuber yield,small tuberyield,and number of tubers per plant of 25%M treatment were highest at 31 812,18 250,13.56 kg/hm,and 7.90,respectively.Increased by 3.14%,2.22%,4.39%,and 23.82%compared with NPK treatment.25%M treatment had the
12、highest increase of potato dry matter accumulation amount,and significantly higher(P0.05)N accumulation amountcompared with other treatments.Organic fertilizer increased potato fertilizer utilization rate,with 50%M treatment having thehighest nitrogen fertilizer utilization rate at 43.94%.25%M treat
13、ment had the highest phosphorus and potassium fertilizerutilization rate at 17.57%,60.95%and highest agronomic efficiencies of nitrogen,phosphorus,and potassium fertilizer at35.86%,38.98%,and 25.00%,respectively.25%M treatment had the highest water use efficiency at 125.81 kg/(hm mm),significantly h
14、igher(P0.05)than other treatments.Conclusion25%M(25%organic fertilizer+75%chemical fertilizer)treatment increased potato yield,nutrient accumulation,and fertilizer utilization rate,improved water use efficiency,was theoptimal fertilization method for potato production in the northern foothills of Yi
15、nshan Mountains in Inner Mongolia.Keywords:Organic fertilizer substitution;Potato;Yield;Nutrient accumulation;Fertilizer utilization rate;Water use fficiency马铃薯是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物,富含碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质,是重要的农作物和工业原料,对我国粮食安全具有重要意义。内蒙古自治区是我国马铃薯主要产区,内蒙古阴山北麓地区位于农牧交错地带,生态环境脆弱,需要不断探索马铃薯高效种植技术来实现高产、稳产的目标。
16、马铃薯的产量与化肥施用量密切相关,为达到高产目的,化肥的施用量逐年增加,不断破坏农业生态,造成土壤板结、透气性差3、肥力下降、氮素利用率低4等问题,损失严重。为了解决化肥过量施用带来的环境问题,我国农业农村部于2 0 2 2 年发布了到2 0 2 5 年化肥减量化行动方案,强调了在作物生产中采用多种养分来源的必要性,建议将绿肥、有机肥、微生物肥料等与配方肥、缓释肥等相结合,替代部分化肥投人,以减少化肥施用量,促进作物养分均衡,提高肥料利用率。施用有机肥是改善土壤理化性质和作物产量的有效途径,长期施用无机肥会大幅度降低土壤有机碳含量,补充有机肥有助于维持土壤中原有的有机质状态 5 。褐煤有机肥中
17、有机质含量高、富含多种腐殖酸,微生物种类丰富,利用褐煤有机肥部分替代化肥可以活化土壤、提升肥效,是提高耕地质量和减肥增效的重要措施。王亚宁等 6 研究表明,施入褐煤有机肥可以增加土壤有机碳和微量元素硼的含量,有效提高土壤肥力并促进油葵生长。吕辑彦等7 研究表明,褐煤有机肥与脱硫石膏联合施用可以改变土壤盐分组成,降低土壤pH值和碱化度,显著改善盐碱土壤理化性质,提高向日葵产量、水分利用效率和氮肥偏生产力。有机肥部分替代化肥作为一种有助于农业可持续发展的方法得到了越来越多的认可。付强等8 研究表明,有机肥等氮替代化肥可以提高马铃薯产量,增加马铃薯水分利用效率和氮肥利用率。范秉元9 研究表明,有机肥
18、部分替代化肥不仅能提高马铃薯养分积累量和肥料利用率,还能显著提高土壤养分,调节土壤微生物结构。SHI 等 IOI研究表明,有机肥替代化肥可使马铃薯具有更高的产量和肥料贡献率,同时可以显著提高马铃薯的品质。郝小雨等叫通过长期增施有机肥定位试验表明施人有机肥可以改善土壤理化性质,同时增施有机肥处理下大豆产量显著高于化肥处理。王国兴等 12 研究表明,合理的氮、磷、钾肥与有机肥配比施用可以促进马铃薯地上及地下部的生长,提高干物质的积累量,有效增加产量。张绪28北方农业学报52卷成等13 研究表明,有机肥替代化肥马铃薯的块茎产量、水分利用效率和养分利用效率均增加。目前,在内蒙古阴山北麓地区有机肥替代化
19、肥对马铃薯肥料利用率、水分利用效率及产量影响的研究鲜见报道。本试验通过有机肥替代化肥的施肥措施,分析其对马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率和水分利用效率的影响,探究阴山北麓地区适宜的有机肥替代化肥比例,旨在为马铃薯绿色栽培和科学管理养分提供理论依据。1材料和方法1.1试验地点及供试材料试验在国家土壤质量武川观测实验站开展,海拔15 7 0 m。实验站位于阴山北麓丘陵区,属中温带大陆性季风气候,年降水量2 5 0 40 0 mm,且生长季内和年际变异率高。年蒸发量高达18 48.3 mm,年平均气温1.5 3.7,无霜期9 0 12 0 d,土壤为栗钙土,是典型的半干旱偏旱农牧交错区。供试马铃薯
20、品表1月肥料用量Table 1Fertilizer rate养分用量处理Nutrient dosageTreatmentN100%M21075%M21050%M21025%M210NPK210PK0NK210NP210注:表中数据是以有机肥含N量2%、P20s1%、K,0 1%为例的估算值。Note:Data in the table is based on the estimated value of organic fertilizer containing 2%N,1%P0s and 1%K20.1.3样品采集与测定方法1.3.1植物样品采集与测定在马铃薯出苗后每隔15 d取样1次,每次
21、随机取样3 株,带回室内清洗植株表面泥土,晾去表面水分后测定株高,分器官测定叶片、茎(指地上茎,简称种为华颂7 号。1.2试验设计试验采取随机区组设计,共设置8 个处理,分别为10 0%M(10 0%有机肥)7 5%M(7 5%有机肥+2 5%化肥)5 0%M(5 0%有机肥+5 0%化肥)、2 5%M(2 5%有机肥+7 5%化肥)NPK(单施化肥,N210kg/hm、P20s120 kg/hmKz0 180 kg/hm)、不施氮肥(PK)、不施磷肥(NK)、不施钾肥(NP),每个处理3 次重复,共2 4个小区,小区面积40 m(5mx8m)。10 0%M、75%M、5 0%M、2 5%M、
22、NPK 处理等氮量为2 10 kg/hm氮肥用量根据NE系统进行推荐14。有机肥采用元泰丰BGF技术商品有机肥(N2%P20s1%K,01%,有机质6 0%),按照比例替代化肥氮,不足的磷、钾用重过磷酸钙和氯化钾补齐养分。PK、NK、NP处理为NPK处理基础上不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥,具体施肥量见表1。马铃薯采用高垄双行种植,播种垄距10 0 cm,垄上行距40 cm,株距3 5 cm,每小区种植5 垄。田间管理同一般大田。单位:kg/hm肥料用量Fertilizer rate尿素重过磷酸钙P.0,K.01201801201801201801201801201801201800180120
23、0氯化钾UreaCalcium triple superphosphate034681031370137137有机肥Potassium chlorideOrganic fertilizer33590491479320413626118026118001802610“茎”)、根(指根系和地下茎总量,简称“根”)块茎鲜重,取各器官鲜重留小样,烘干并粉碎留样。1.3.2产量样品采集与测定收获时记录每个小区的总株数,测定块茎总个数、总重量、大小薯重量,计算总产量。10500800052502.75000001期郭雪娇等:不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响291.3.3植株养分测定马
24、铃薯植株采用H,SO4-H2O2法消煮,氮素含量采用凯氏定氮法测定、磷素含量采用钒钼黄比色法测定、钾素含量采用火焰光度计法测定。1.4计算方法肥料利用率/%=(施肥区总吸收量-不施肥区总吸收量)/肥料施用量10 0(1)农学效率/kg/kg)=(施肥区块茎产量-不施肥区块茎产量)/肥料施用量(2)水分利用效率/kg/(h mmm)=作物产量/作物生育期内的蒸散量(3)蒸散量/mm=播前土壤贮水量-收获后土壤贮水量+降水量(4)1.5数据分析采用Excel 2007软件统计数据、SPSS27.0统计学软件分析数据。2结果与分析2.1不同有机肥替代比例对马铃薯产量及产量构成因素的影响由表2 可知,
25、不同有机肥替代比例对马铃薯总表2 不同有机肥替代比例对马铃薯产量及产量构成因素的影响Table 2 Effects of different organic fertilizer substitution ratio on potato yield and yield components处理总产量/(kg/hm)TreatmentTotal yield100%M27572958c75%M29 406915 b50%M30 656788 ab25%M31812716aNPK30843906abPK24 2811 984 dNK27135850cNP27 312437 c注:同列小写字母不同表示
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