作物杂志,2018, 第2期: 108–116 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.02.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同施氮量对马铃薯-小麦轮作体系产量及土壤氮素平衡的影响

石晓华1,2,杨海鹰2,康文钦3,秦永林1,樊明寿1,贾立国1   

  1. 1 内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特
    2 内蒙古自治区马铃薯繁育中心,010031,内蒙古呼和浩特
    3 内蒙古农牧业科学院,010031,内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2017-10-23 修回日期:2018-02-11 出版日期:2018-04-20 发布日期:2018-08-27
  • 作者简介:石晓华,助理研究员,主要从事马铃薯栽培生理研究工作
  • 基金资助:
    公益性行业科研专项“马铃薯滴灌条件下需水需肥规律研究与示范”(201203012-4-2)

Effects of Nitrogen Fertilization on Crop Yields and Soil Nitrogen Balance in Potato-Wheat System

Shi Xiaohua1,2,Yang Haiying2,Kang Wenqin3,Qin Yonglin1,Fan Mingshou1,Jia Liguo1   

  1. 1 Agricultural College, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
    2 Inner Mongolia Potato Breeding Center, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
    3 Inner Mongolia Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Hohhot 010031, Inner Mongolia, China
  • Received:2017-10-23 Revised:2018-02-11 Online:2018-04-20 Published:2018-08-27

摘要:

为了明确不同施氮处理对马铃薯-小麦轮作产量及其土壤养分平衡的影响,在内蒙古马铃薯繁育中心中旗试验基地进行肥力定位试验。以不施肥处理为对照(CK),设置4个氮肥施用量梯度处理,分别是不施氮肥处理(N0)、减氮2/3处理(ON1)、减氮1/3处理(ON2)、农户习惯施氮处理(FN),研究马铃薯-小麦轮作产量年际变化以及土壤氮素平衡特征。研究表明:与FN相比,ON2的产量没有降低反而有所增加;同时,ON2的植株氮素吸收积累量高于FN,氮肥生产效率高于FN处理;ON1、ON2的耕层(0~30cm)土壤无机氮残留显著低于FN,而马铃薯-小麦轮作体系中氮素的表观损失主要发生在小麦种植季。本研究初步认为:在内蒙古马铃薯-小麦轮作区氮素过量施用地区,对马铃薯-小麦轮作体系氮肥减施1/3可实现作物的稳产、提高氮素利用率,同时有效降低氮肥对环境污染的风险。

关键词: 马铃薯-小麦轮作体系, 施氮量, 产量, 土壤氮素平衡

Abstract:

In order to define characteristics of crop yields in potato-wheat rotation and soil nitrogen balance, a long-term experiment was done at Zhong Banner Base in Inner Mongolia Potato Breeding Center. Four nitrogen fertilization treatments (N0: no N fertillzer used, ON1: 2/3 N fertilizer reduced, ON2: 1/3 N fertilizer reduced and FN-farmer habit N application rate) were designed. The results showed that compared with the FN treatment of the farmers, the yield under the reduced nitrogen 1/3 treatment (ON2) did not decrease but increased. At the same time, the nitrogen absorption accumulation under the ON2 treatment of nitrogen reduction was higher than that of FN, and the production efficiency of nitrogen fertilizer was higher than that of FN. Under the reducing nitrogen treatments (ON1, ON2), soil inorganic nitrogen residue in the top layer (0-30cm) of was significantly lower than that under FN, and the loss of nitrogen mainly happened in wheat planting season. This study implied that nitrogen 1/3 reduction could be used to realize stable crop production, improve the utilization rate of nitrogen at the same time, and reduce effectively the risk of nitrogen fertilizer pollution to the environment in the nitrogen excessive application potato-wheat system in Inner Mongolia.

Key words: Potato-wheat rotation system, Nitrogen application rate, Yield, Soil nitrogen balance

表1

试验处理及施肥量"

年份Year 作物Crop 处理
Treatment
施肥量(kg/hm2)
Fertilizer application rate
N P2O5 K2O
2010-2011 马铃薯(克新1号) FN 300 170 240
小麦(永良4号) FN 225 75 180
2012-2015 马铃薯(克新1号) CK 0 0 0
N0 0 170 240
ON1 100 170 240
ON2 200 170 240
FN 300 170 240
小麦(永良4号) CK 0 0 0
N0 0 75 180
ON1 75 75 180
ON2 150 75 180
FN 225 75 180

图1

不同施肥条件下作物产量"

表2

不同施肥处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量变化"

年份
Year
作物 Crop 处理
Treatment
有机质(g/kg)
Organic matter
全氮(g/kg)
Total N
碱解氮(mg/kg)
Available N
速效磷(mg/kg)
Available P
速效钾(mg/kg)
Available K
2010 马铃薯 Potato FN 10.7±1.1 1.16±0.15 101±8 11.2±1.1 147±15
2011 小麦 Wheat FN 10.4±0.7 1.27±0.13 94±9 10.4±1.3 152±18
2012 马铃薯 Potato CK 9.5±0.8 0.73±0.13 78±8d 12.6±1.6 127±14
N0 9.1±1.0 0.77±0.30 82±4cd 14.1±1.9 195±19
ON1 10.9±1.1 0.86±0.24 89±11c 13.9±2.2 184±21
ON2 11.2±0.9 1.22±0.23 109±9b 12.4±1.5 172±14
FN 11.7±1.1 1.28±0.17 115±8a 12.7±1.1 166±19
2013 小麦 Wheat CK 9.7±0.9 0.83±0.13 69±6d 12.5±1.4 109±13
N0 9.1±1.3 0.78±0.17 77±6c 12.6±2.1 161±17
ON1 9.3±1.6 0.84±0.14 81±4b 11.9±1.8 146±14
ON2 10.6±0.9 0.92±0.19 91±10a 11.7±1.7 139±16
FN 11.7±1.8 0.99±0.21 96±9a 10.8±1.4 137±20
2014 马铃薯 Potato CK 8.8±1.1 0.67±0.17 68±7d 11.2±1.3 93±15
N0 9.3±0.8 0.70±0.16 74±7d 14.1±1.1 186±24
ON1 11.5±1.3 0.83±0.14 83±5c 13.8±1.6 177±15
ON2 11.2±0.9 1.16±0.21 101±8b 12.9±2.1 176±18
FN 12.1±1.2 1.21±0.19 124±9a 12.5±1.9 171±27
2015 小麦 Wheat CK 10.2±0.8 0.77±0.18 62±7c 12.8±2.0 112±19
N0 9.4±1.1 0.81±0.22 69±7c 15.7±1.9 183±14
ON1 10.7±0.9 1.18±0.13 82±9b 14.9±1.1 175±18
ON2 11.4±1.2 1.07±0.17 97±10ab 14.4±1.5 179±22
FN 12.8±0.9 1.13±0.23 106±9a 13.6±1.8 172±15

表3

施肥条件下土壤氮素表观平衡"

作物
Crop
处理
Treatment
N投入Nitrogen input N输出Nitrogen output
氮肥
N
起始土壤
Initial N
秸秆还田
Straw N
大气沉降
Atmospheric N
总输入
Total input
作物吸收
Uptake N
土壤残留
Residual N
表观损失
Apparent N loss
马铃薯Potato CK 0 191.25 9.76 16.2 217.21 157.4c 34.2d 25.6b
N0 0 191.25 11.07 16.2 218.52 209.6c 31.7d -22.8d
ON1 100 191.25 12.93 16.2 320.38 264.3b 55.8c 0.3c
ON2 200 191.25 13.11 16.2 420.56 310.8a 79.5b 30.3b
FN 300 191.25 14.15 16.2 521.60 292.1b 92.4a 137.1a
小麦Wheat CK 0 221.40 1.95 16.2 239.55 101.6c 41.3c 96.7d
N0 0 221.40 2.21 16.2 239.81 109.4c 38.2d 92.2d
ON1 75 221.40 2.87 16.2 315.47 128.7b 54.4c 132.4c
ON2 150 221.40 3.01 16.2 390.61 146.2a 86.1b 158.3b
FN 225 221.40 3.14 16.2 465.74 141.9a 99.7a 224.1a
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