Effect of Reducing Phosphate Fertilizer and Applying Biochar on Phosphorus Utilization and Yield of Spring Wheat in Northern Xinjiang

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20200300265

Abstract

Abstract:

This experiment aims to investigate different fertilization patterns’ influence on the accumulation and transport of phosphorus and yield of wheat, and provide references for scientific reduction of phosphorus and application of biochar, thus raise the utilization ratio of phosphate fertilizer. 4 levels of phosphate fertilizer (P₂O₅) and 3 levels of biochar were set to compare the difference of wheat phosphorus accumulation, utilization rate, and yield under different fertilization modes. The results showed that by reducing phosphorus 15% (102 kg/hm²) and applying biochar 22.5 t/hm² (P3B2), the comprehensive effect was the best, the dry matter quality of spring wheat was the highest, with an increase of 4.07g/plant (8.24%) compared with that of the control. Under this treatment, the phosphorus content of the plant increased by 6.21% compared with that of the control, mainly distributed in the ear; phosphorus transfer in stem increased the most when phosphate fertilizer was applied with low biochar and the least when phosphate fertilizer was applied with high biochar. The effect of phosphate fertilizer combined with biochar on leaf phosphorus was greater than that of single phosphate fertilizer. Under the conditions of this experiment, applying 102 kg/hm² with biochar 22.5 t/hm²has a significant promoting effect on the contribution rate of stem and leaf to grain, and can improve the utilization efficiency and physiological efficiency of phosphorus and achieve the best yield increase.

Key words: spring wheat in irrigated areas, biochar application, phosphorus utilization rate, yield

CLC Number:

S512

He Jiaqi, Yang Weijun, Jia Yonghong, Li Yonghao, Xing Dongjian, Hui Chao, Gao Wencui. Effect of Reducing Phosphate Fertilizer and Applying Biochar on Phosphorus Utilization and Yield of Spring Wheat in Northern Xinjiang[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(3): 13-19.

Figures/Tables 8

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编号	处理	代码	磷肥用量/(kg/hm²)	生物炭用量/(t/hm²)
1	空白	P1B1
2	常规磷肥	P2B1	120
3	磷肥减量15%	P3B1	102
4	磷肥减量30%	P4B1	84
5	低量生物炭	P1B2		22.5
6	常规磷肥+低量生物炭	P2B2	120	22.5
7	磷肥减量15%+低量生物炭	P3B2	102	22.5
8	磷肥减量30%+低量生物炭	P4B2	84	22.5
9	高量生物炭	P1B3		30
10	常规磷肥+高量生物炭	P2B3	120	30
11	磷肥减量15%+高量生物炭	P3B3	102	30
12	磷肥减量30%+高量生物炭	P4B3	84	30

编号	处理	代码	磷肥用量/(kg/hm²)	生物炭用量/(t/hm²)
1	空白	P1B1
2	常规磷肥	P2B1	120
3	磷肥减量15%	P3B1	102
4	磷肥减量30%	P4B1	84
5	低量生物炭	P1B2		22.5
6	常规磷肥+低量生物炭	P2B2	120	22.5
7	磷肥减量15%+低量生物炭	P3B2	102	22.5
8	磷肥减量30%+低量生物炭	P4B2	84	22.5
9	高量生物炭	P1B3		30
10	常规磷肥+高量生物炭	P2B3	120	30
11	磷肥减量15%+高量生物炭	P3B3	102	30
12	磷肥减量30%+高量生物炭	P4B3	84	30

处理		磷素转移量/(kg/hm²)		磷素转移效率/%		对籽粒贡献率/%		磷素利用效率/(g/g)
处理		茎	叶	茎	叶	茎	叶	磷素利用效率/(g/g)
B1	P2	4.30 ab	0.71 ab	67.71 ab	63.90 a	33.912 bc	5.586 abc	566.271 abc
	P3	4.08 ab	0.49 bc	69.36 ab	54.42 ab	31.075 bc	3.761 ab	516.189 abc
	P4	3.66 b	0.52 bc	67.56 ab	57.14 a	19.473 c	2.760 c	380.392 c
	P1(CK)	3.41 b	0.55 bc	62.39 ab	60.33 a	28.665 bc	4.343 abc	518.006 abc
B2	P2	3.72 b	0.53 bc	63.47 a	49.08 ab	36.764 abc	5.403 abc	644.634 ab
	P3	5.40 a	0.65 ab	73.22 ab	55.37 ab	37.277 abc	4.505 abc	518.873 abc
	P4	4.45 ab	0.36 bc	69.97 a	27.75 ab	40.657 ab	2.767 c	569.321 abc
	P1	4.68 ab	0.63 abc	70.61 a	56.36 ab	54.804 a	7.076 ab	685.815 a
B3	P2	3.60 b	0.91 a	59.09 ab	71.56 ab	29.660 bc	7.454 a	571.400 abc
	P3	3.75 b	0.43 bc	60.94 ab	41.91 ab	25.578 bc	3.120 c	453.914 bc
	P4	4.44 ab	0.27 c	72.43 b	25.59 a	40.897 ab	2.591 c	598.873 abc
	P1	4.06 ab	0.61 abc	65.75 ab	52.37 ab	30.864 bc	4.692 abc	490.758 abc

处理		磷素转移量/(kg/hm²)		磷素转移效率/%		对籽粒贡献率/%		磷素利用效率/(g/g)
处理		茎	叶	茎	叶	茎	叶	磷素利用效率/(g/g)
B1	P2	4.30 ab	0.71 ab	67.71 ab	63.90 a	33.912 bc	5.586 abc	566.271 abc
	P3	4.08 ab	0.49 bc	69.36 ab	54.42 ab	31.075 bc	3.761 ab	516.189 abc
	P4	3.66 b	0.52 bc	67.56 ab	57.14 a	19.473 c	2.760 c	380.392 c
	P1(CK)	3.41 b	0.55 bc	62.39 ab	60.33 a	28.665 bc	4.343 abc	518.006 abc
B2	P2	3.72 b	0.53 bc	63.47 a	49.08 ab	36.764 abc	5.403 abc	644.634 ab
	P3	5.40 a	0.65 ab	73.22 ab	55.37 ab	37.277 abc	4.505 abc	518.873 abc
	P4	4.45 ab	0.36 bc	69.97 a	27.75 ab	40.657 ab	2.767 c	569.321 abc
	P1	4.68 ab	0.63 abc	70.61 a	56.36 ab	54.804 a	7.076 ab	685.815 a
B3	P2	3.60 b	0.91 a	59.09 ab	71.56 ab	29.660 bc	7.454 a	571.400 abc
	P3	3.75 b	0.43 bc	60.94 ab	41.91 ab	25.578 bc	3.120 c	453.914 bc
	P4	4.44 ab	0.27 c	72.43 b	25.59 a	40.897 ab	2.591 c	598.873 abc
	P1	4.06 ab	0.61 abc	65.75 ab	52.37 ab	30.864 bc	4.692 abc	490.758 abc

处理		有效穗数/(×10⁴/hm²)	穗粒数	千粒重/g	产量/(kg/hm²)	磷肥农学利用率/(kg/kg)
B1	P2	450.50 a	41.000 a	46.622 ab	8611.90 a	0.28 d
	P3	422.67 a	40.267 a	46.867 ab	7975.53 a	2.61 cd
	P4	409.00 a	40.267 a	48.456 a	7983.20 a	13.89 ab
	P1(CK)	420.00 a	40.600 a	45.700 b	7660.97 a	-
B2	P2	454.33 a	37.400 a	47.567 ab	8084.57 a	1.11 cd
	P3	458.67 a	40.000 a	47.911 a	8792.36 a	11.44 abc
	P4	444.33 a	35.667a	48.500 a	7689.58 a	17.46 a
	P1	455.33 a	35.000 a	47.711 ab	7629.65 a	-
B3	P2	462.33 a	38.333 a	47.600 ab	8489.97 a	6.67 bcd
	P3	430.67 a	39.200 a	47.200 ab	7961.82 a	4.25 bcd
	P4	445.33 a	38.933 a	46.711 ab	8100.23 a	9.52 abcd
	P1	443.33 a	37.733 a	46.444 ab	7781.38 a	-