中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (33): 76-84.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0922
收稿日期:
2022-11-03
修回日期:
2023-02-02
出版日期:
2023-11-25
发布日期:
2023-11-22
通讯作者:
刘建国,男,1968年出生,山东济宁人,教授,博士,主要从事农田生态环境与农作制度研究。通信地址:832003 新疆石河子市石河子大学农学院,Tel:0993-2057359,E-mail:l-jianguo@126.com。
作者简介:
罗雪梅,女,1999年出生,新疆阿拉尔人,硕士研究生,主要从事作物生理生态研究。通信地址:832003 新疆石河子市石河子大学农学院,E-mail:2463097448@qq.com。
基金资助:
LUO Xuemei(), CHEN Mingyuan, WANG Ningning, GUO Rui, LIU Jianguo(
)
Received:
2022-11-03
Revised:
2023-02-02
Published-:
2023-11-25
Online:
2023-11-22
摘要:
研究旨在明确减施氮肥与有机肥替代部分化肥对连作棉田土壤氮素分布、氮肥利用效率与棉花产量的影响,结合农田现状为优化施肥方案提供理论依据。本试验于2021年在石河子大学二连农试场多年连作棉田上进行,设置常规施氮量(CF,360 kg/hm2)、减少常规施氮量8%、16%、24% (CF-8%、CF-16%、CF-24%)、施用有机肥等量替代常规施氮量8%、16%、24% (8%OF、16%OF、24%OF)与不施肥(CK) 8个处理。结果表明:氮肥贡献率、氮肥农学利用率、干物质积累量、产量构成及产量随化肥的减施与有机肥替代比例的增大先增加后下降,CF-16%氮肥农学利用率、氮肥偏生产力较CF显著提高,增产率达6.22%;除单株结铃数外有机肥替代处理各项指标均显著高于CF,16%OF增产率最高,为17.96%。CF-16%与CF-24%残留在0~60 cm土层中的铵态氮与硝态氮含量较CF显著减少,20~60 cm土层中硝态氮含量随着有机肥替代比例的增大显著降低,其中16%OF 0~20 cm硝态氮含量与24%OF 0~20 cm铵态氮含量较CF显著增加。综上,优化施氮量CF-16%表现最优;从减少深层土壤氮素累积与提高棉株氮肥利用来看,16%OF为最佳有机肥替代比例。
罗雪梅, 陈明媛, 王宁宁, 郭睿, 刘建国. 有机肥替代部分化学氮肥对连作棉田土壤氮分布及氮肥吸收利用的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(33): 76-84.
LUO Xuemei, CHEN Mingyuan, WANG Ningning, GUO Rui, LIU Jianguo. Effects of Organic Manure Replacing Part of Chemical Nitrogen Fertilizer on Soil Nitrogen Distribution and Nitrogen Fertilizer Uptake and Utilization in Continuous Cropping Cotton Fields[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(33): 76-84.
土层深度/cm | 铵态氮/(mg/kg) | 硝态氮/(mg/kg) | 全氮/(g/kg) | 有机碳/(g/kg) | pH | 电导率/(μS/cm) |
---|---|---|---|---|---|---|
0~20 | 15.12 | 28.95 | 1.26 | 11.99 | 7.77 | 251.83 |
20~40 | 11.06 | 51.13 | 1.18 | 10.41 | 7.78 | 245.00 |
40~60 | 8.69 | 38.83 | 0.78 | 6.96 | 7.75 | 237.00 |
土层深度/cm | 铵态氮/(mg/kg) | 硝态氮/(mg/kg) | 全氮/(g/kg) | 有机碳/(g/kg) | pH | 电导率/(μS/cm) |
---|---|---|---|---|---|---|
0~20 | 15.12 | 28.95 | 1.26 | 11.99 | 7.77 | 251.83 |
20~40 | 11.06 | 51.13 | 1.18 | 10.41 | 7.78 | 245.00 |
40~60 | 8.69 | 38.83 | 0.78 | 6.96 | 7.75 | 237.00 |
日期 | 蕾期 | 花铃期 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
6月13日 | 6月21日 | 6月30日 | 7月7日 | 7月14日 | 7月21日 | 7月27日 | 8月5日 | 8月12日 | ||
N | 10.7 | 12.2 | 7.6 | 7.0 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 7.0 | |
P2O5 | 7.0 | 8.0 | 5.0 | 8.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 8.0 | |
K2O | 7.0 | 8.0 | 5.0 | 8.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 8.0 |
日期 | 蕾期 | 花铃期 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
6月13日 | 6月21日 | 6月30日 | 7月7日 | 7月14日 | 7月21日 | 7月27日 | 8月5日 | 8月12日 | ||
N | 10.7 | 12.2 | 7.6 | 7.0 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 7.0 | |
P2O5 | 7.0 | 8.0 | 5.0 | 8.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 8.0 | |
K2O | 7.0 | 8.0 | 5.0 | 8.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 8.0 |
生育时期 | 处理 | 单株干物质量/(g/株) | 干物质积累总量/ (kg/hm2) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
茎 | 占比 | 叶 | 占比 | 生殖器官 | 占比 | |||
蕾期 | CK | 4.32 c | 41.33% | 5.70 d | 54.50% | 0.44 b | 4.18% | 2870.49 |
CF | 4.84 c | 41.92% | 6.23 cd | 53.95% | 0.48 b | 4.13% | 3172.55 | |
CF-8% | 5.33 bc | 44.81% | 6.09 cd | 51.16% | 0.48 b | 4.03% | 3268.66 | |
CF-16% | 5.34 bc | 42.09% | 6.78 bc | 53.42% | 0.57 ab | 4.49% | 3483.76 | |
CF-24% | 4.80 c | 41.43% | 6.30 bcd | 54.37% | 0.49 b | 4.20% | 3183.53 | |
8%OF | 6.19 ab | 45.01% | 6.91 bc | 50.22% | 0.66 a | 4.77% | 3776.67 | |
16%OF | 6.73 a | 43.29% | 8.12 a | 52.21% | 0.70 a | 4.50% | 4269.02 | |
24%OF | 6.22 ab | 43.93% | 7.27 ab | 51.40% | 0.66 a | 4.66% | 3885.59 | |
花铃期 | CK | 10.76 d | 38.52% | 8.41 d | 30.10% | 8.77 d | 31.38% | 7673.24 |
CF | 16.44 c | 34.57% | 13.05 c | 27.45% | 18.06 c | 37.98% | 13058.15 | |
CF-8% | 17.76 c | 35.18% | 13.07 c | 25.89% | 19.66 c | 38.93% | 13864.55 | |
CF-16% | 17.43 c | 34.35% | 13.55 c | 26.70% | 19.76 c | 38.95% | 13934.12 | |
CF-24% | 16.57 c | 34.62% | 13.09 c | 27.35% | 18.21 c | 38.03% | 13146.02 | |
8%OF | 26.68 b | 37.59% | 21.22 b | 29.90% | 23.07 b | 32.50% | 19490.19 | |
16%OF | 37.91 a | 37.69% | 26.78 a | 26.63% | 35.89 a | 35.68% | 27617.44 | |
24%OF | 27.08 b | 37.92% | 21.04 b | 29.47% | 23.28 b | 32.61% | 19605.52 | |
吐絮期 | CK | 10.29 d | 47.09% | 3.62 d | 16.56% | 7.95 f | 36.35% | 6002.76 |
CF | 16.08 c | 42.27% | 4.71 cd | 12.39% | 17.25 e | 45.34% | 10444.87 | |
CF-8% | 16.07 c | 40.24% | 4.94 c | 12.37% | 18.93 d | 47.39% | 10966.61 | |
CF-16% | 17.28 c | 39.87% | 7.20 b | 16.61% | 18.86 d | 43.53% | 11900.25 | |
CF-24% | 16.12 c | 42.25% | 4.68 cd | 12.26% | 17.36 e | 45.49% | 10476.91 | |
8%OF | 26.80 b | 47.09% | 8.26 ab | 14.51% | 21.86 c | 38.41% | 15627.49 | |
16%OF | 34.86 a | 45.03% | 8.69 a | 11.23% | 33.87 a | 43.75% | 21262.28 | |
24%OF | 26.77 b | 46.41% | 8.14 ab | 14.10% | 22.78 b | 39.49% | 15842.59 |
生育时期 | 处理 | 单株干物质量/(g/株) | 干物质积累总量/ (kg/hm2) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
茎 | 占比 | 叶 | 占比 | 生殖器官 | 占比 | |||
蕾期 | CK | 4.32 c | 41.33% | 5.70 d | 54.50% | 0.44 b | 4.18% | 2870.49 |
CF | 4.84 c | 41.92% | 6.23 cd | 53.95% | 0.48 b | 4.13% | 3172.55 | |
CF-8% | 5.33 bc | 44.81% | 6.09 cd | 51.16% | 0.48 b | 4.03% | 3268.66 | |
CF-16% | 5.34 bc | 42.09% | 6.78 bc | 53.42% | 0.57 ab | 4.49% | 3483.76 | |
CF-24% | 4.80 c | 41.43% | 6.30 bcd | 54.37% | 0.49 b | 4.20% | 3183.53 | |
8%OF | 6.19 ab | 45.01% | 6.91 bc | 50.22% | 0.66 a | 4.77% | 3776.67 | |
16%OF | 6.73 a | 43.29% | 8.12 a | 52.21% | 0.70 a | 4.50% | 4269.02 | |
24%OF | 6.22 ab | 43.93% | 7.27 ab | 51.40% | 0.66 a | 4.66% | 3885.59 | |
花铃期 | CK | 10.76 d | 38.52% | 8.41 d | 30.10% | 8.77 d | 31.38% | 7673.24 |
CF | 16.44 c | 34.57% | 13.05 c | 27.45% | 18.06 c | 37.98% | 13058.15 | |
CF-8% | 17.76 c | 35.18% | 13.07 c | 25.89% | 19.66 c | 38.93% | 13864.55 | |
CF-16% | 17.43 c | 34.35% | 13.55 c | 26.70% | 19.76 c | 38.95% | 13934.12 | |
CF-24% | 16.57 c | 34.62% | 13.09 c | 27.35% | 18.21 c | 38.03% | 13146.02 | |
8%OF | 26.68 b | 37.59% | 21.22 b | 29.90% | 23.07 b | 32.50% | 19490.19 | |
16%OF | 37.91 a | 37.69% | 26.78 a | 26.63% | 35.89 a | 35.68% | 27617.44 | |
24%OF | 27.08 b | 37.92% | 21.04 b | 29.47% | 23.28 b | 32.61% | 19605.52 | |
吐絮期 | CK | 10.29 d | 47.09% | 3.62 d | 16.56% | 7.95 f | 36.35% | 6002.76 |
CF | 16.08 c | 42.27% | 4.71 cd | 12.39% | 17.25 e | 45.34% | 10444.87 | |
CF-8% | 16.07 c | 40.24% | 4.94 c | 12.37% | 18.93 d | 47.39% | 10966.61 | |
CF-16% | 17.28 c | 39.87% | 7.20 b | 16.61% | 18.86 d | 43.53% | 11900.25 | |
CF-24% | 16.12 c | 42.25% | 4.68 cd | 12.26% | 17.36 e | 45.49% | 10476.91 | |
8%OF | 26.80 b | 47.09% | 8.26 ab | 14.51% | 21.86 c | 38.41% | 15627.49 | |
16%OF | 34.86 a | 45.03% | 8.69 a | 11.23% | 33.87 a | 43.75% | 21262.28 | |
24%OF | 26.77 b | 46.41% | 8.14 ab | 14.10% | 22.78 b | 39.49% | 15842.59 |
处理 | 单株结铃数 | 单铃重/g | 籽棉产量/(kg/hm2) | 产量较CF增产率/% |
---|---|---|---|---|
CK | 6.0±0.8 c | 5.06±0.05 d | 5886.0±99.8 f | |
CF | 8.0±0.8 b | 5.25±0.04 c | 7311.7±89.6 e | 0 |
CF-8% | 8.3±0.5 ab | 5.27±0.06 bc | 7482.0±59.4 e | 2.33 |
CF-16% | 8.7±0.5 ab | 5.35±0.05 bc | 7766.3±49.9 d | 6.22 |
CF-24% | 8.0±0.8 b | 5.27±0.02 bc | 7336.3±47.4 e | 0.34 |
8%OF | 9.3±0.5 ab | 5.38±0.07 b | 8024.7±97.8 c | 9.75 |
16%OF | 9.7±0.5 a | 5.52±0.07 a | 8624.7±77.9 a | 17.96 |
24%OF | 9.3±0.5 ab | 5.51±0.02 a | 8426.0±76.1 b | 15.24 |
处理 | 单株结铃数 | 单铃重/g | 籽棉产量/(kg/hm2) | 产量较CF增产率/% |
---|---|---|---|---|
CK | 6.0±0.8 c | 5.06±0.05 d | 5886.0±99.8 f | |
CF | 8.0±0.8 b | 5.25±0.04 c | 7311.7±89.6 e | 0 |
CF-8% | 8.3±0.5 ab | 5.27±0.06 bc | 7482.0±59.4 e | 2.33 |
CF-16% | 8.7±0.5 ab | 5.35±0.05 bc | 7766.3±49.9 d | 6.22 |
CF-24% | 8.0±0.8 b | 5.27±0.02 bc | 7336.3±47.4 e | 0.34 |
8%OF | 9.3±0.5 ab | 5.38±0.07 b | 8024.7±97.8 c | 9.75 |
16%OF | 9.7±0.5 a | 5.52±0.07 a | 8624.7±77.9 a | 17.96 |
24%OF | 9.3±0.5 ab | 5.51±0.02 a | 8426.0±76.1 b | 15.24 |
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