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克雷格·g·理查德·t·Koenig齿轮,安迪。对于, ”旱地冬小麦产量、籽粒蛋白质和土壤肥料和有机氮反应的应用程序”,应用和环境土壤学, 卷。2011年, 文章的ID925462年, 9 页面, 2011年。 https://doi.org/10.1155/2011/925462
旱地冬小麦产量、籽粒蛋白质和土壤肥料和有机氮反应的应用程序
文摘
有机固体残馀的应用程序相比,无机氮(N)肥料两年来在华盛顿州东部的三个地方,美国与不同的降雨和柔软的白色,红色,和硬白冬小麦(小麦l .)品种。高无机N倾向于减少产量,而谷物蛋白质反应N率正对所有小麦市场类和线性。有机固体残馀公顷产生0到1400公斤−1粮食产量(0 47%)高于无机N .小麦可能会积极回应营养有机固体或计量的其他比N N供应有限的营养生长和水分压力诱导的潜力减少籽粒产量在这些旱地生产系统。谷物蛋白质含量等于或低于谷物蛋白质与有机与无机N,可能由于稀释的谷物N从更高的收益率达到有机固体残。结果表明改善旱地冬小麦产量的潜力相比,无机与有机N,但可能不是努力增加籽粒蛋白质浓度的小麦种植前当应用有机固体残立即。
1。介绍
有机固体是一种有效且相对安全的氮(N)来源旱地小麦产量(1- - - - - -3]。应用于农艺利率,有机固体残可以提供足够的N最大化收益,以及其他营养物质可以使作物在转动序列[受益4,5]。确定合适的农艺应用利率是最重要的在平衡养分(主要是N)小麦的需求没有增加硝酸盐(NO的风险3−)浸出。大量的研究一直致力于这个问题(3,5]。
在美国内陆西北太平洋(PNW),软白冬小麦主要作物种植在超过275万公顷的主要旱地(旱作农田)(6]。绝大多数的小麦出口和用于制造无酵等产品平面包,面条,和蛋糕(7]。Low-grain蛋白质浓度(< 10%)生产无酵产品时是可取的。蛋白质含量高的谷物在柔软的白色冬小麦PNW由于一直是个问题,在某种程度上,高土壤N水平(7]。之前有机固体残在这个领域的研究已经表明,农艺应用以上利率需要最大化收益率可能产生过高在柔软的白色冬小麦籽粒蛋白质浓度(3,5]。同时为软质小麦蛋白质含量高谷物是有害的最终用途,高蛋白质是理想的红色和白色冬季小麦,与优化目标分别为约12.5%和11.5。有机固体可能更适当的适合硬PNW的旱地小麦生产区域,在科罗拉多州的一样,美国(8]。
本研究的目的是确定有机固体应用于农艺利率更适合生产的N源旱地硬红和白小麦谷物更理想的蛋白质含量高于软白小麦谷物。
2。材料和方法
领域的研究在三个位置上进行了2006年秋季在单独的遥远但是附近(< 200)2007年秋季。位置被选来代表三种常见但对比旱作小麦生产系统在华盛顿州东部地中海气候和降水梯度特征的< 300 > 600 mm−1。林德站点(46°58.3′N, 118°36.9 W′)通常收到200 - 250毫米降水−1在为期两年的,冬天wheat-tillage休耕轮作。达文波特站点(47°39.2′N, 118°9′W)通常收到250 - 350毫米降水−1三年,冬天wheat-spring wheat-chemical休闲(免耕)旋转。普尔曼站点(46°43.9′N, 117°10.8 W′)通常收到500 - 600毫米降水−1三年,冬天wheat-spring wheat-spring豆类免耕旋转。实际降水总量在每个站点在这项研究展示在表1。每个站点是养殖为> 2年之前这些研究一致。
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| __土系和分类名称。 林德:Shano淤泥loam-coarse-silty、混合、介子的superactive耐旱的Haplocambid(两年)。 达文波特:Mondovi淤泥loam-coarse-silty、混合、介子的superactive Cumulic Haploxeroll (2006 - 07)。 汉宁淤泥loam-fine-silty、混合、介子的superactive Pachic Argixeroll (2007 - 08)。 铂尔曼:帕卢斯淤泥loam-fine-silty、混合superactive Pachic Ultic Haploxeroll(两年)。 ‡足够的土壤测试的关键值P(碳酸氢方法)> 16毫克公斤−1(9]。 §关键值足够的土壤测试年代> 22至34公斤公顷−1(9]。 ¶意味着(标准差)的三个复制样品。如果没有标准差是表示只有一个,潜油电泵复合收集研究区域。 |
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在每个位置,种植前的土壤样本收集在深度1.5米0.3米的增量量化plant-available土壤水分和残余N,以及其他土壤属性,每个研究(表建立之前1)。无机氮肥应用利率旨在提供0到150或200%的标准农艺推荐(9)基于预测产量潜力和初始土壤测试N在每个位置。实际利率的应用范围从0到112公斤N公顷−1除了在普尔曼2007 - 08年,利率范围从0到180公斤N公顷−1。N源使用干尿素(46% N)。
有机来源包括类脱水蛋糕来自塔克马港市的固体(22%)、洗、由thermophilic-mesophilic消化和Soundgro甲级heat-dried固体(93%)从皮尔斯郡有机固体残,洗。有机固体残率计算供应约1×2×N的农艺率对这些场景。数据点有机固体残治疗在无机N响应函数(画人物1和2)在中期和为每个site-year N率高。有机固体残率和等效plant-available N供应展示在表2。基于先前的研究[N可用性从脱水和heat-dried有机10我们估计plant-available N的有机来源总额的25%条件下的研究和使用,估计我们的现场应用利率(表2)。heat-dried有机固体残馀的最近的研究进行了2007 - 2009年华盛顿州西部齿轮等。11从Soundgro N]报道更大的可用性,我们调整估计可用N的应用从Soundgro总额的50% N .稍后将讨论这种变化的影响。有机固体表面应用或前两周种植在每个位置。有机固体残没有注册。无机N应用前两周之前立即种植在林德的位置和种植在达文波特和铂尔曼带N 20到25厘米。在达文波特和铂尔曼,一个phosphate-sulfate起动器铵肥料应用的种子利率9公斤N, P 5公斤,13公斤年代公顷−1。
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| __可用N估计是25%的总N Tacoma产品和50%的总N Soundgro基于沙利文et al。3和齿轮等。11]。 |
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三个市场类的冬小麦(努力柔软的白色,白色,红色)种植在每个位置。柔软的白色,简历。“Eltan”种植在林德达文波特和“马德森”种植在普尔曼在2006年。2007年同一品种种植,但马德森在达文波特和铂尔曼。红色的简历。“Bauermeister”种植在林德,“圣骑士”是种植在达文波特和铂尔曼这两年的学习。白色的简历。“MDM”种植在所有三个网站和两年了。播种率50公斤公顷−1在林德90公斤公顷−1达文波特和铂尔曼。行间距在达文波特19厘米,铂尔曼,在林德40厘米。
个人情节尺寸2.1(达文波特和铂尔曼)或2.5(林德)米宽,15.4米长。长1.5米宽12.3米(18.5米2)地区收获小结合每个情节的中心在生理成熟。颗粒密度(重量测试)是衡量使用标准程序。使用近红外光谱学谷物蛋白质含量测定。采后收集土壤样本中0,中期,和肥料N率高治疗以及1×2×有机固体硬红冬小麦市场类的治疗。复合样品的三个核心收集从每个情节在0.3 - m增量的深度1.5米。硝酸残余水分、土壤样本进行了分析(0到1.5米深)和铵(0.3只)表面。
2.1。统计数据
小麦市场类被当作主要情节和次要情节的生育治疗随机完整的块,裂区设计在每一位置的三个复制。有重要的网站,网站通过N率交互在年。因此,数据进行了分析,提出了分别通过网站和年。粮食产量和蛋白质反应肥料N率进行评估使用第一(线性)和第二阶多项式模型(数据(二次)1和2)。有机固体残1×2×利率比较在中间和无机N率高,分别使用方差分析。分析了采后残余土壤N使用方差分析变量与土壤深度和治疗。至少显著差异(LSD)值在5%的水平计算,提出了图形化的酒吧在土壤剖面N图表(图3)。处理对土壤无机氮的影响平衡分离使用图基的诚实的显著差异(图4)。
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3所示。结果与讨论
3.1。降水和土壤初始属性在每个位置
降水量在每个位置的长期平均水平在2006 - 2007和2007 - 2008年作物年(表1)。残余plant-available土壤水分通常反映了以前的管理和沉淀在每个站点,在前一年的休耕农事年(林德和达文波特)反映在种植前土壤剖面水分测量。有大量残留在林德N和达文波特网站。这主要是由于当地实践和种植历史,在土壤测试很少进行低降雨/低收益率林德等网站,和前一年的休耕冬小麦允许额外的有机N矿化导致更高的种植前的残留水平。土壤测试磷(P)低于推荐临界值的两个site-years(林德和达文波特,2006 - 2007年)和附近的临界值为林德2007 - 2008。这是地方实践的反映,由于低收益率,林德地区农民很少使用P肥,只是偶尔使用P在达文波特,相对于铂尔曼。土壤测试硫(S) site-years低于临界值。
3.2。小麦对无机N化肥和有机固体残
籽粒产量反应无机N 2007年仅二次(图1的九个网站)和二次三×2008年市场类数据集(图2)。在达文波特,2007年粮食产量的高N rate-induced抑郁症与小麦倒伏。住宿不是问题在林德或铂尔曼在2007年。2008年,粮食测试重量这些位置(数据不是)往往在高N率越低,表明压力引起的,也许,水分损耗。2008年,粮食产量没有回应无机N在林德(图2)。在林德水分限制,就是明证低2007 - 2008年作物降水和种植前的残余土壤水分(表1),加上相对较高的残余N在今年,显然有限的产量反应N .降水和种植前的土壤水分在普尔曼高2007年- 08农事年底,将解释缺乏消极应对高N率在这个位置。
二次反应无机氮肥在旱地小麦生育实验是常见的在这个地中海环境(3,12),但是没有戏剧性的环境中更多的降雨发生在夏天的生长季节和有机固体残被用作营养来源(8,13]。负收益率反应到N已经记录在澳大利亚和通常被称为“割干草”14]。这一现象的解释是,高水平的可用N诱导营养生长的冲洗耗尽水分在生长季节的早期。这导致postanthesis水分亏缺和严格限制pre-anthesis易位的碳颗粒,以及postanthesis同化新的碳注定麦粒。
谷物蛋白质浓度线性增加肥料N率在2007年为所有市场类和位置(图12008年在达文波特和铂尔曼位置)和(图2)。谷物蛋白质浓度的线性响应在N N率普遍反应研究谷物(12),即使产量高原或由N率高的负面影响15]。柔软的白色冬小麦谷物蛋白质高于所需的所有N利率林德。艰难的红色和白色的市场类、粮食产量和蛋白质含量对肥料N建议施肥利率高于最高产量,从而降低籽粒产量,可能需要为每个市场类实现靶蛋白浓度。这可能是一个问题的时间施肥和位置的可用性N从先前的研究已经表明,plant-available驻留在概要文件比浅或最近更有效应用N在导致旱地小麦籽粒蛋白质浓度高(16,17]。
在2007年和2008年,粮食产量为有机固体残经常高于无机N治疗(数字1和2)。site-years,收益率与有机固体残0到47%高于最高收益率达到与无机肥料。现场最大的差距生育来源(2007达文波特硬红),有机生产1400公斤公顷−1(> 20%)的籽粒产量高于肥料N产量最高。在任何情况下导致粮食产量显著低于了有机无机N治疗。
最初试图农艺利率目标有机匹配中间(56或90公斤N公顷−1)或高(112或180公斤N公顷−1基于N)氮肥率显然是不成功的可用性计算总N的一小部分的材料(表2)。这些可用性指数是由应用研究,有机的休耕期crop-fallow将旋转和与耕作(3,18)表面或广播的饲料作物(11]。应用在目前的研究中,有机种植和前不久离开表面上。应用程序的时间相对于播种和缺乏合并将有助于降低冬小麦N可用性比先前的研究[3]。证据从土壤剖面N测量水分(稍后讨论)也表明“Soundgro”有机N的可用性是高估了在表2计算。自实际N可以从有机固体残是未知的,只能估计,我们保留了统计对比1×2×有机固体残治疗和中间和肥料N率高(数据1和2)。虽然这种比较的有效性可以认为,粮食产量和籽粒蛋白质浓度和有机肥料N是更高和更低的相比,分别在肥料N率,和结果的统计比较相似的无机N率选择相比,有机固体残。
籽粒产量反应有机固体残没有反映“割干草”效应观察与肥料N(如上所述)。一的解释是,N矿化的有机固体残率不够快速刺激充足的营养生长,导致水分消耗和压力。事实上,粮食进行权重的有机固体残治疗是在可接受的范围,不显示广泛的压力。同时,更高的收益率从相比,有机肥料N观察在2008年几乎没有迹象表明负收益率反应高肥和化肥N N .先前的研究比较有机反应在旱地的PNW没有显示区域与有机固体材料(更高的收益率3]。更高的收益率从有机固体残馀的第二种解释本研究在这些网站是其他营养素缺乏,被有机固体材料中提供足够的数量。在2007年林德和达文波特,土壤测试P低于临界水平,而S低于临界水平对所有site-years(表1)。虽然一些P和S是应用于起动肥料和种子在达文波特和铂尔曼,但是利率是较低的(5公斤P和13公斤年代公顷−1)。相关的额外的P和S有机固体残可以解释这些疗法相关的更高的收益率在网站。
在籽粒产量的情况下与同类无机与有机固体残高于N治疗,谷物的蛋白质含量相对较低。这种效应可以解释这些收益率较高的粮食N稀释治疗,从而降低了谷物蛋白质。逆籽粒产量和籽粒蛋白质浓度之间的关系是一种常见的现象在小麦15]。本研究的另一个因素可能是N在土壤剖面的位置可用性。先前的研究已经表明,谷物蛋白质浓度高时更容易实现N是用于吸收后在本赛季在灌浆期(16,17]。在这个地区旱地土壤表面干燥迅速,N位于深度在赛季中段的剖面水分吸收发生更有可能导致高谷物蛋白质浓度。中心本研究的前提是有机固体残更适合生产高蛋白硬红色和白色的冬小麦比软白冬小麦在这些旱地环境中,正如前面提出的(3]。似乎没有这样条件下(时间、位置)的有机固体残在这项研究中的应用。
3.3。土壤剖面N和N的平衡
硬红冬小麦的水分、无机N分布变量在生育治疗,特别是在林德(图3)。除了林德和有限的治疗在0到0.3米的深度在铂尔曼,水分、土壤剖面N比最初的治疗降低无机和有机土壤剖面N .有趣的是,高数量的不就证明了这一点3- N在概要文件的深度,有N运动0.6到1.2米的深度为有机固体残林德位置和高N率治疗(图3),尽管这个网站收到最少的降水和有一些最低的种植前的土壤水分(表1)。林德网站有大量种植前的剩余N的概要文件(表1;图3)。这一点,再加上收益率和高N利率相对较低,导致一些中间增加土壤中N和N率高治疗。无论如何,正如缺乏统计治疗和未孕控制的区别,几乎没有N运动1.2米以下深度在林德以外的任何治疗。
当表示为净收益或损失的无机N,净N的变化没有区别土壤剖面中治疗在达文波特和铂尔曼,暗示没有土壤的更大风险3积累比无机与有机肥料。有一个净增加土壤N为中间值和高肥料和有机固体残治疗林德在2007年和2008年在林德肥料治疗,比未孕的控制。积累N下面的配置文件可以受到浸出作物根区休闲周期在这个位置,尤其是这剩余N在土壤剖面位于深度。
总的来说,达文波特和铂尔曼网站,结果表明有效的利用剩余和应用N形式无论源(有机与无机N)。虽然这是一个有前途的发现,其他的研究中,应用高有机和/或应用程序是在休耕,残余土壤N的增加,有一些证据的浸出损失(3,8]。
4所示。结论
有机固体应用在两周内种植和不整合是一个有效的营养来源旱地小麦生产一系列华盛顿东部的降雨区域。的情况下的低到中度种植前的土壤剖面N,有机N发布的有机固体残被作物充分利用与残积土含量不大于无机N源。收益率是经常高于无机与有机N的治疗,可能由于N缓慢释放和贡献的其他营养物质,如P和S缺乏这些系统。当应用于这种方式,有机固体残没有有效地努力生产高谷物蛋白质浓度在红色或白色的冬小麦。如果有机固体材料应用于休闲年低,中间沉淀区,对籽粒蛋白质浓度的影响可能更大。早期应用的有机固体残高降水地区年度种植实践是不可能的。
确认
作者要感谢西北有机管理协会财务支持本研究。这项研究得到了华盛顿州立大学农业研究中心孵化项目没有。0579年。
引用
- k . a . Barbarick j . a .使役动词和d·g·威斯特法”分布和矿化的有机氮用于旱地小麦,“《环境质量,25卷,不。4、796 - 801年,1996页。视图:谷歌学术搜索
- c . g .齿轮、t . a .伪造和g . h . Neilsen“有机固体回收:氮管理和土壤生态学”,加拿大的土壤科学》杂志上,卷86,不。4、613 - 620年,2006页。视图:谷歌学术搜索
- d·m·沙利文ai对于,c . g .齿轮和t . e . Shearin”申请利率预测有机旱地小麦在一系列西北气候区,“通信在土壤科学和植物分析,40卷,不。11 - 12,1770 - 1789年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- k . a . Barbarick j . a .使役动词和d·g·威斯特法”有机固体残影响磷、铜、锌、镍和钼浓度旱地小麦,“《环境质量,24卷,不。4、608 - 611年,1995页。视图:谷歌学术搜索
- c . g .齿轮d·m·沙利文ai对于,和j·a . Kropf”匹配plant-available旱地小麦的需求,从有机氮”《农业生产,11卷,不。1,41-47,1998页。视图:谷歌学术搜索
- d·k·迈克尔·r·哈金斯k·e·萨克斯顿和a·c·肯尼迪,“美国太平洋西北地区农业可持续发展的影响因素:概述,”学报第十届国际水土保持组织会议上维持全球农业研讨会d·e·斯托特,r·h·Mohtar G.C.斯坦哈特,Eds。普渡大学,页255 - 260年,1999年5月。视图:谷歌学术搜索
- a·c·s . Rao j·l·史密斯诉k . Jandhyala r . i Papendick和j·f·帕尔”品种的蛋白质含量和气候影响冬小麦软软绵绵,“农学期刊,卷85,不。5,1023 - 1028年,1993页。视图:谷歌学术搜索
- k . a . Barbarick j . a .使役动词和j·麦克丹尼尔,“十五年的小麦产量、氮素吸收和土壤nitrate-N动力学在biosolids-amended农业生态系统,”农业、生态系统和环境,卷139,不。1 - 2、116 - 120年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- r . Koenig东华盛顿营养管理指南:旱地冬小麦华盛顿州立大学扩展公告,不。1987年,华盛顿州立大学扩展、铂尔曼、清洗,美国,2005年,http://cru.cahe.wsu.edu/CEPublications/EB1987/EB1987.pdf。
- j·t·吉尔摩c . g .齿轮l·w·雅各布·g·k . Evanylo d·m·沙利文,“在有机氮分解和plant-available:实验室研究、现场研究,和计算机模拟,”《环境质量,32卷,不。4、1498 - 1507年,2003页。视图:谷歌学术搜索
- c . g .齿轮ai对于,和e·a·,古纳尔”评估可用性氮heat-dried有机固体残。”应用和环境土壤学。在出版社。视图:谷歌学术搜索
- s . o .的家伙,r . m . Gareau”轮作、残渣耐久性和氮肥对冬小麦产量的影响,“《农业生产,11卷,不。4、457 - 461年,1998页。视图:谷歌学术搜索
- k . Barbarick j . a .使役动词,“旱地小麦的营养评价农业生态系统应用,经过12年的有机”农学期刊,卷99,不。3、715 - 722年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
- a . f . van Herwaarden g·d·法夸尔j·f·安格斯,r·a·理查德·g·n·豪,“‘Haying-off’,消极的籽粒产量反应旱地小麦氮肥。一、生物量、籽粒产量、和用水。”澳大利亚农业研究杂志》上卷,49号7,1067 - 1081年,1998页。视图:谷歌学术搜索
- g·l·特曼r . e . Ramig a·f·德雷尔和r·a·奥尔森“Yield-protein关系在小麦谷物受到氮和水的影响,“农学期刊卷,61年,第759 - 755页,1969年。视图:谷歌学术搜索
- 诉l·科克伦,r·l·华纳和r . i Papendick“N的影响深度和应用率对产量、蛋白质含量和质量的冬小麦,”农学期刊卷,70年,第968 - 964页,1978年。视图:谷歌学术搜索
- k . e .苗圃、公元前米勒和w·l·潘”优化在柔软的白色的冬小麦产量和籽粒蛋白质分离氮应用程序”农学期刊,卷86,不。6,1020 - 1025年,1994页。视图:谷歌学术搜索
- c . g .齿轮和d·m·沙利文工作表应用利率计算有机农业,太平洋西北扩展公告,不。511年,华盛顿州立大学扩展、铂尔曼、清洗,美国,2007年,http://cru.cahe.wsu.edu/CEPublications/pnw0511e/pnw0511e.pdf。
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