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作物杂志,2026, 第2期: 224–229 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.028

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

氮素有机肥替代对高粱产量和土壤性质的影响

王海燕1(), 毕如田2, 聂萌恩3, 霍晓兰2, 于志勇2, 刘平2()   

  1. 1山西农业大学社会服务部， 030031， 山西太原
    2山西农业大学资源环境学院， 030031， 山西太原
    3山西农业大学高粱研究所， 030600， 山西晋中
  • 收稿日期:2024-09-20 修回日期:2024-12-05 出版日期:2026-04-15 发布日期:2026-04-16
  • 通讯作者: 刘平，主要从事土壤环境与植物营养研究，E-mail：lp709@163.com
  • 作者简介:王海燕，主要从事高粱植物营养研究，E-mail：283596757@qq.com
  • 基金资助:
    山西农业大学横向科技项目(2023HX07);山西省重点研发计划项目“山西耕地质量演变与提升关键技术研究”(202102140601010-3);山西省基础研究计划项目(202103021223137);山西农业大学“科技创新提升工程”(CXGC2023029)

Response of Sorghum Yield and Soil Properties to Organic Nitrogen Substitution of Chemical Fertilizer

Wang Haiyan1(), Bi Rutian2, Nie Mengʼen3, Huo Xiaolan2, Yu Zhiyong2, Liu Ping2()   

  1. 1Social Service Department, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, Shanxi, China
    2College of Resources and Environment, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, Shanxi, China
    3Sorghum Research Institute, Shanxi Agricultural University, Jinzhong 030600, Shanxi, China
  • Received:2024-09-20 Revised:2024-12-05 Online:2026-04-15 Published:2026-04-16

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PDF (PC)

14

摘要：

以红糯16号高粱为供试材料，于同等养分投入下，设置不施肥（CK）、常规施肥（HF）以及氮素有机肥替代25%（NF25）、50%（NF50）、75%（NF75）和100%（NF100）共6个处理。结果表明，与CK处理相比，随着有机肥替代比例增加，土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量均有不同程度的提升；有机肥替代化肥处理的土壤碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性较CK处理分别平均显著提高40.8%、13.6%和61.6%。高粱产量与不同牛粪纯氮量可以用一元二次方程较好地拟合，计算出理论上施用牛粪纯氮量为92.5 kg/hm2时高粱产量最高。本试验条件下，有机肥替代50%（NF50）处理不仅有利于改善土壤理化性质和提高土壤酶活性，还能使高粱处于较高产量水平。综合不同有机肥替代下高粱产量和土壤肥力、土壤酶活性响应可知，50%氮素有机肥替代比例为适宜的有机肥施用量。

关键词: 高粱, 产量, 土壤性质, 氮素, 有机肥替代比例

Abstract:

Using ‘Hongnuo 16’ sorghum as the experimental material and under equivalent nutrient input conditions, six treatments were established: no fertilization (CK), conventional fertilization (HF), and nitrogen organic fertilizer substitution ratios for nitrogen of 25% (NF25), 50% (NF50), 75% (NF75), and 100% (NF100). The results showed that compared with CK treatment, increasing the ratio of organic fertilizer substitution led to varying degrees of improvement in soil organic matter, total nitrogen, alkaline hydrolyzed nitrogen, available phosphorus, and available potassium contents. The activities of alkaline phosphatase, urease, and sucrase in soils treated with organic manure substitutions were significantly increased by an average of 40.8%, 13.6%, and 61.6%, respectively. Sorghum yield could be well fitted with a quadratic equation, with the highest yield obtained when applying cow manure at a nitrogen rate of 92.5 kg/ha theoretically. In this experiment, the treatment NF50 not only improved soil physicochemical properties and enhanced soil enzyme activity but also maintained sorghum at high productivity. Considering the responses in terms of sorghum yield and soil fertility as well as soil enzyme activity under different levels of organic manure substitution, it was suggested that an organic nitrogen substitution ratio of 50% was suitable for optimal application rates.

Key words: Sorghum, Yield, Soil properties, Nitrogen, Ratio of organic manure substitution

表1

不同处理有机肥和化肥的施用情况

处理
Treatment		 化肥Chemical fertilizer 有机肥Organic fertilizer 总养分Total fertilizer
N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O
CK 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HF 225 140 140 0 0 0 225 140 140
NF25 169 125 108 56 15 32 225 140 140
NF50 113 111 76 113 29 64 225 140 140
NF75 56 96 44 169 44 96 225 140 140
NF100 0 82 12 225 58 128 225 140 140

表2

不同施肥处理对土壤理化因子的影响

处理
Treatment		 有机质
Organic matter
(g/kg)		 全氮
Total nitrogen
(g/kg)		 碱解氮
Alkaline hydrolyzed
nitrogen (mg/kg)		 有效磷
Available phosphorus
(mg/kg)		 速效钾
Available potassium
(mg/kg)		 土壤容重
Soil bulk density
(g/cm3)		 土壤孔隙度
Soil porosity
(%)
CK 10.32±0.39c 0.82±0.05b 47.46±1.01c 31.09±2.01c 222.7±7.01c 1.28±0.02a 51.60±2.13b
HF 10.55±0.51c 0.96±0.04a 59.60±1.21a 41.29±1.78a 273.4±3.75a 1.28±0.03a 51.74±3.02b
NF25 10.75±0.28c 0.95±0.02a 55.38±2.02b 40.30±1.33a 248.2±7.87b 1.27±0.01ab 52.23±1.34ab
NF50 11.32±0.67b 0.95±0.03a 56.58±3.01ab 38.98±1.72ab 241.7±2.56b 1.26±0.03ab 52.59±1.11ab
NF75 11.83±0.47ab 0.94±0.02a 55.12±2.79b 36.75±1.69b 241.1±2.31b 1.23±0.02b 53.53±3.47a
NF100 11.99±0.72a 0.93±0.03a 53.61±1.12b 35.64±2.07b 237.4±1.91b 1.23±0.01b 53.61±2.91a

图1

不同有机肥替代比例对土壤酶活性的影响 不同小写字母表示差异达到显著水平（P < 0.05）。

表3

土壤理化特性与土壤酶活性相关关系

指标
Index		 总氮
Total
nitrogen		 有机质
Organic
matter		 碱解氮
Available
hydrolyzed nitrogen		 有效磷
Available
phosphorous		 速效钾
Available
potassium		 土壤容重
Soil bulk
density		 土壤孔隙度
Soil
porosity		 碱性磷酸酶
Alkaline
phosphates		 脲酶
Urease		 蔗糖酶
Sucrase
碱性磷酸酶Alkaline phosphates 0.562* -0.283 0.754** 0.724** 0.723** 0.193 -0.194 1.000
脲酶Urease 0.712** 0.570* 0.466 0.344 0.319 -0.383 0.382 0.551* 1.000
蔗糖酶Sucrase 0.384 0.764** 0.273 0.054 -0.088 -0.720** 0.719** -0.204 0.670** 1.000

图2

不同有机肥替代比例下高粱产量

表4

高粱产量与土壤理化特性、土壤酶的相关关系

指标
Index		 总氮
Total
nitrogen		 有机质
Organic
matter		 碱解氮
Available
hydrolyzed nitrogen		 有效磷
Available
phosphorous		 速效钾
Available
potassium		 土壤容重
Soil bulk
density		 土壤孔隙度
Soil
porosity		 碱性磷酸酶
Alkaline
phosphates		 脲酶
Urease		 蔗糖酶
Sucrase
产量Yield 0.798** 0.323 0.731** 0.795** 0.529* -0.195 0.195 0.549* 0.541* 0.385
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