Combination of Organic Fertilizer N and Inorganic Fertilizer N: Environmental Safety Threshold

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190600307

Abstract

Abstract:

It is an important technical index for N management and environmental safety to calculate the threshold value of the combination of long-term organic fertilizer N and chemical fertilizer N with wheat-corn rotation. Based on the data of long-term positioning field experiments (2007-2017), we analyzed the change law of total output benefits of wheat and corn with time (the experiments’ results were divided into 3 periods), and calculated the most economical organic fertilizer with chemical fertilizer N and the N threshold. The results showed that: (1) the average yield results of the 7^th to 10^th year could represented the yield effects of the combination of organic fertilizer and fertilizer; (2) the combination of organic fertilizer N and fertilizer N could increase the threshold of fertilizers N; (3) the optimal fertilizer application amount of organic fertilizer N was determined by the price of organic fertilizer N, the best economic N application under the equivalent conditions of organic fertilizer N and fertilizer N was when the best efficiency of the organic fertilizer N and fertilizer N each was 50%. In conclusion, the organic fertilizer N applied (cow) at the beginning of the test do not fully reflect the fertilizer efficiency; only 7 years later, it could show the combination effect of organic fertilizer N and fertilizer N; the organic fertilizer N combined with chemical fertilizer N could increase the threshold of N.

Key words: organic fertilizer N, chemical fertilizer N, threshold value of N fertilizer, long-term positioning test, environment, economic benefits

CLC Number:

S147

Tian Changyu, Tang Jiwei, Li Jianhua, Zhao Bingqiang, Xu Jiukai, Lin Zhi’an. Combination of Organic Fertilizer N and Inorganic Fertilizer N: Environmental Safety Threshold[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(22): 69-77.

Figures/Tables 8

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土层/cm	容重/(g/cm³)	pH	有机质/(g/kg)	全氮/(g/kg)	速效磷/(mg/kg)	速效钾/(mg/kg)
0~20	1.43	8.30	10.62	0.83	7.34	69.32
20~40	1.38	8.44	4.70	0.49	2.96	59.33

土层/cm	容重/(g/cm³)	pH	有机质/(g/kg)	全氮/(g/kg)	速效磷/(mg/kg)	速效钾/(mg/kg)
0~20	1.43	8.30	10.62	0.83	7.34	69.32
20~40	1.38	8.44	4.70	0.49	2.96	59.33

试验时间	含水/%	养分含量(DW)/%			每季作物用量/(t/hm²)			年施用次数
试验时间	含水/%	N	P₂O₅	K₂O	45 kg N/hm²	120 kg N/hm²	240 kg N/hm²	年施用次数
2007.10—2008.10	60.7	1.55	1.40	1.78	7.38	19.67	39.34	1
2008.10—2009.10	62.0	1.32	1.29	1.55	9.00	24.00	48.00	1
2009.10—2010.6	69.4	1.34	1.08	1.34	10.98	29.27	58.54	2
2010.6—2010.10	52.0	1.19	1.77	0.81	7.89	21.05	42.11	2
2010.10—2011.6	67.7	1.64	0.74	0.87	8.49	22.64	45.28	2
2011.6—2011.10	57.4	1.17	1.27	1.81	9.00	24.00	48.00	2
2011.10—2012.6	64.0	1.22	1.44	0.72	10.23	27.27	54.55	2
2012.6—2012.10	52.3	1.61	2.05	1.95	5.84	15.58	31.17	2
2012.10—2013.6	62.1	1.72	2.53	2.01	6.92	18.46	36.92	2
2013.6—2013.10	60.3	1.33	0.82	1.50	8.52	22.73	45.45	2
2013.10—2014.10	61.3	1.70	1.70	2.91	6.84	18.24	36.48	1
2014.10—2015.10	60.6	1.44	1.80	2.41	7.93	21.15	42.30	1
2015.10—2016.10	62.0	1.52	1.77	2.67	7.79	20.78	41.55	1
2016.10—2017.10	64.3	1.37	1.12	2.07	9.20	24.54	49.07	1

试验时间	含水/%	养分含量(DW)/%			每季作物用量/(t/hm²)			年施用次数
试验时间	含水/%	N	P₂O₅	K₂O	45 kg N/hm²	120 kg N/hm²	240 kg N/hm²	年施用次数
2007.10—2008.10	60.7	1.55	1.40	1.78	7.38	19.67	39.34	1
2008.10—2009.10	62.0	1.32	1.29	1.55	9.00	24.00	48.00	1
2009.10—2010.6	69.4	1.34	1.08	1.34	10.98	29.27	58.54	2
2010.6—2010.10	52.0	1.19	1.77	0.81	7.89	21.05	42.11	2
2010.10—2011.6	67.7	1.64	0.74	0.87	8.49	22.64	45.28	2
2011.6—2011.10	57.4	1.17	1.27	1.81	9.00	24.00	48.00	2
2011.10—2012.6	64.0	1.22	1.44	0.72	10.23	27.27	54.55	2
2012.6—2012.10	52.3	1.61	2.05	1.95	5.84	15.58	31.17	2
2012.10—2013.6	62.1	1.72	2.53	2.01	6.92	18.46	36.92	2
2013.6—2013.10	60.3	1.33	0.82	1.50	8.52	22.73	45.45	2
2013.10—2014.10	61.3	1.70	1.70	2.91	6.84	18.24	36.48	1
2014.10—2015.10	60.6	1.44	1.80	2.41	7.93	21.15	42.30	1
2015.10—2016.10	62.0	1.52	1.77	2.67	7.79	20.78	41.55	1
2016.10—2017.10	64.3	1.37	1.12	2.07	9.20	24.54	49.07	1

有机肥氮	化肥氮	初期（2008—2010年）		中期（2011—2013年）		后期（2014—2017年）
有机肥氮	化肥氮	小麦	玉米	小麦	玉米	小麦	玉米
0 kg/hm²	0 kg/hm²	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
	45 kg/hm²	0.90	0.64	1.26	0.72	1.43	0.77
	90 kg/hm²	1.47	1.19	1.68	1.26	1.85	1.24
	120 kg/hm²	1.84	1.51	1.97	1.60	2.11	1.45
	180 kg/hm²	2.71	2.26	2.69	2.38	2.79	2.10
	240 kg/hm²	3.61	3.03	3.66	3.23	3.68	2.81
45 kg/hm²	0 kg/hm²	1.01	0.74	1.59	0.79	1.64	0.76
	45 kg/hm²	1.56	1.21	1.79	1.29	1.82	1.20
	90 kg/hm²	2.07	1.70	2.27	1.81	2.38	1.59
	120 kg/hm²	2.52	2.00	2.48	2.12	2.58	1.92
	180 kg/hm²	3.36	2.75	3.23	2.87	3.37	2.57
	240 kg/hm²	4.31	3.50	4.14	3.70	4.32	3.26
120 kg/hm²	0 kg/hm²	2.15	1.80	2.34	1.84	2.24	1.58
	45 kg/hm²	2.81	2.16	2.87	2.24	2.70	1.98
	90 kg/hm²	3.23	2.60	3.13	2.72	3.11	2.35
	120 kg/hm²	3.62	2.90	3.36	2.99	3.43	2.65
	180 kg/hm²	4.49	3.66	4.19	3.69	4.24	3.29
	240 kg/hm²	5.50	4.38	5.17	4.47	5.11	3.98
240 kg/hm²	0 kg/hm²	3.92	3.37	3.97	3.49	3.78	2.90
	45 kg/hm²	4.40	3.53	4.07	3.72	4.24	3.17
	90 kg/hm²	4.92	3.95	4.46	4.13	4.68	3.54
	120 kg/hm²	5.24	4.33	4.90	4.40	5.07	3.86
	180 kg/hm²	6.16	5.08	5.73	5.09	5.93	4.50
	240 kg/hm²	7.19	5.89	6.61	5.91	6.59	5.03
平均		3.29	2.67	3.23	2.77	3.30	2.44