垄作覆膜与有机肥施用对小粒黑豆产量形成及土壤有机碳组分的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.06.030

摘要/Abstract

摘要：

为明确垄作覆膜及有机肥施用对黄土高原旱作农区小粒黑豆土壤保水改土效果及产量形成的影响，设置CK、无膜+复合肥（NPK）、平作覆膜+复合肥（C+NPK）、平作覆膜+有机无机肥配施（C+NPKM）、垄作覆膜+复合肥（R+NPK）和垄作覆膜+有机无机肥配施（R+NPKM）6种方式开展田间试验，分析了不同种植方式对小粒黑豆田间土壤水分利用效率、土壤有机碳含量、土壤酶活性和产量的影响。研究表明，与CK相比，覆膜显著提高了小粒黑豆产量，尤其是R+NPKM处理显著提高了小粒黑豆的株高、产量及其构成因子；与CK相比，R+NPKM处理的产量在2022年和2023年分别提高24.82%和40.31%。2022年和2023年小粒黑豆地上部干物质积累量表现为随着生育期的延长呈先升高后降低的趋势，垄作覆膜和有机肥无机配施处理的地上部干物质积累量显著高于不覆膜处理。此外，R+NPKM处理的水分利用效率最高，2022年和2023年分别达5.64和6.45 kg/(mm?hm²)，同时R+NPKM处理增加了土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量，但与C+NPKM处理相比差异不显著。与C+NPKM处理相比，R+NPKM处理的碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别提高13.16%、10.77%和9.20%。与NPK处理相比，C+NPKM和R+NPKM处理的土壤酶活性均有提高。总之，垄作覆膜与有机肥施用在产量和土壤水分利用率方面均优于其他覆膜方式。

关键词: 垄作覆膜, 小粒黑豆, 产量, 土壤有机碳, 土壤酶, 土壤含水量

Abstract:

In order to determine the effects of ridge mulching and organic fertilizer application on the water retention and soil improvement effect and yield formation of small black bean under dry farming soil in the loess plateau area, CK, no film+compound fertilizer (NPK), plain mulching+compound fertilizer (C+NPK), plain mulching+organic fertilizer inorganic combination (C+NPKM), ridge film mulching+inorganic combination (R+NPK), and ridge film mulching and organic and inorganic combined application (R+NPKM) were conducted to analyze the effects of different planting methods on soil water use efficiency, soil organic carbon content, soil enzyme activity and yield of small black beans. The results showed that compared with CK, film mulching treatment significantly increased the yield of small black beans, and R+NPKM treatment significantly increased the plant height, yield and its components of small black beans. Meanwhile, compared with CK, the yield of R+NPKM treatment increased by 24.82% and 40.31% in 2022 and 2023, respectively. The aboveground dry matter accumulation of small black beans in 2022 and 2023 showed a trend of first increasing and then decreasing with the extension of growth period, and the aboveground dry matter accumulation of ridge mulching and inorganic fertilizer combined treatment was significantly higher than that of non-mulched treatments. In addition, the water use efficiency of R+NPKM treatment was the highest, reaching 5.64 kg/(mm?hm²) in 2022 and 6.45 kg/(mm?hm²) in 2023. The contents of organic carbon, soluble organic carbon and microbial biomass carbon of soil were increased under R+NPKM treatment, but the differences were not significant compared with that of C+NPKM treatment. Compared with C+NPKM treatment, the alkaline phosphatase, sucrase and catalase activity of R+NPKM treatment were increased by 13.16%, 10.77% and 9.20%, respectively. Compared with NPK treatment, soil enzyme activities of C+NPKM and R+NPKM treatments were increased. In conclusion, ridge mulching and organic fertilizer application are superior to other mulching methods in terms of yield and soil water utilization.

Key words: Ridge mulching, Small black beans, Yield, Soil organic carbon, Soil enzyme, Soil water content

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图/表 8

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参考文献 35

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年份 Year	处理 Treatment	株高 Plant height (cm)	单株荚数 Pods per plant	单株粒重 Seed weight per plant (g)	百粒重 100-grain weight (g)	产量 Yield (kg/hm²)
2022	CK	86.75±3.56c	180.00±7.85c	35.60±1.83b	8.03±0.76c	1618.06±198.78c
	NPK	90.90±3.12bc	192.00±8.93bc	37.31±1.34b	9.61±1.05bc	1670.00±320.15bc
	C+NPK	93.12±2.75b	229.00±11.52b	40.72±2.89ab	10.24±0.84b	1788.81±181.30b
	C+NPKM	103.30±4.61a	286.00±16.78a	44.72±2.18a	11.27±0.57a	1950.00±415.21a
	R+NPK	101.60±3.59ab	236.00±13.25b	41.70±3.11a	10.18±1.13b	1829.55±246.88ab
	R+NPKM	106.10±5.42a	295.00±18.52a	45.48±3.25a	12.06±0.73a	2019.70±525.34a
2023	CK	89.90±3.39b	178.00±12.33c	30.25±1.55b	7.90±0.55c	1499.40±269.86d
	NPK	90.80±4.18b	187.00±10.24c	34.10±2.14b	8.76±0.69c	1571.04±186.74c
	C+NPK	95.42±3.77ab	231.00±10.86b	41.63±3.25ab	10.45±1.21b	1739.25±311.53b
	C+NPKM	101.58±4.78a	273.00±8.92a	46.52±2.11a	11.50±0.95a	2028.21±368.19a
	R+NPK	99.92±3.77a	244.00±10.11b	43.85±3.24b	10.80±1.00b	1885.52±210.54ab
	R+NPKM	103.36±5.14a	287.00±13.52a	47.86±3.86a	12.77±0.63a	2103.88±457.88a
方差分析Analysis of variance
肥料Fertilizer (F)		*	*	*	*	*
覆膜Film mulching (M)		*	*	*	*	*
F×M		ns	ns	ns	ns	ns

年份 Year	处理 Treatment	播时贮水量 Water storage before planting (mm)	生育期降水量 Precipitation during the growth period (mm)	收获时贮水量 Water storage during harvest (mm)	总耗水量 Total water consumption (mm)	水分利用效率 Water use efficiency [kg/(mm?hm²)]
2022	CK	170.66±2.16bc	401.20±0.00a	130.51±1.96d	385.15±3.89a	4.20±0.62b
	NPK	163.52±1.43c	401.20±0.00a	123.78±2.38c	384.74±5.12a	4.34±0.38b
	C+NPK	180.78±1.89b	401.20±0.00a	160.62±2.66b	365.16±3.06a	4.90±1.05ab
	C+NPKM	195.62±2.89a	401.20±0.00a	186.23±1.89a	354.39±2.97a	5.50±0.83a
	R+NPK	189.56±2.99ab	401.20±0.00a	185.15±2.95a	349.41±2.69a	5.24±0.69a
	R+NPKM	203.51±1.69a	401.20±0.00a	190.26±1.46a	358.25±3.69a	5.64±0.93a
2023	CK	163.22±1.54b	242.70±0.00a	100.35±0.98d	368.87±4.15a	4.06±0.22b
	NPK	160.62±2.85b	242.70±0.00a	100.56±1.39d	366.06±3.74a	4.29±0.48b
	C+NPK	186.30±2.11ab	242.70±0.00a	143.85±2.05c	348.45±4.69a	4.99±0.78ab
	C+NPKM	200.68±3.01a	242.70±0.00a	160.28±1.75b	346.40±2.05a	5.86±0.57a
	R+NPK	196.98±2.67a	242.70±0.00a	160.47±1.80b	342.51±4.14ab	5.51±0.85a
	R+NPKM	210.35±1.48a	242.70±0.00a	190.23±2.68a	326.12±5.02b	6.45±1.02a
方差分析Analysis of variance
肥料Fertilizer (F)		*	*	*	*	*
覆膜Film mulching (M)		*	*	*	*	*
F×M		ns	ns	ns	ns	ns