有机营养来源和NPS肥料对农业和经济性能的扁豆(菜豆在埃塞俄比亚南部l .)

文摘

尽管矿物肥料被广泛认为是解决危机的一个主要选择营养损耗,其使用在小农不足是由于不断升级的成本。另外,营养丰富的有机来源对农民不容易获得广泛推广。因此,本研究的研究领域进行了Wolaita合情大学,埃塞俄比亚南部评估本地可用有机养分的影响来源氮(N)和磷(P)硫(S)肥料(n-46p 19日₂O₅7 s)刀豆的生产率和经济效益。有机材料巴豆(巴豆macrostachyus),刺桐属(刺桐brucei)2:1比例,分别。实验随机完全区组设计中提出了三个复制。治疗有机肥料(的)是0,2.5和5 t·哈⁻¹NPS肥料是0,100,和150公斤·哈⁻¹。有机材料的化学成分分析显示高养分含量变化量从4.7% - -5.2% N, P 11.07 - -18.6毫克/公斤,-3.07%和2.12%农艺参数k .结果表明,叶面积指数,粒重,每个工厂的荚数、单株干物质,籽粒产量扁豆的两个主要影响和NPS的肥料。集成的应用程序下的籽粒产量150公斤/公顷NPS和2.5 t·/公顷(4.16吨/公顷)显著高于来自未施肥的作物(1.01吨/公顷)312%。此外,它导致了34%、31%、和79%的收益率增加剂量(100公斤·NPS·哈⁻¹),2.5吨/公顷和5吨/公顷,分别。还指出,资源贫乏的农民,与未施肥的作物相比,可以得到粮食产量优势130%和214%使用唯一的2.5和5 t·哈⁻¹,分别。此外,最高的经济效益(27日179.5 etb)被记录从150公斤/公顷NPS + 2.5 t·/公顷。这一发现表明,局部可用有机材料的植物来源单独/集成了NPS肥料有助于增加扁豆的收益率。

1。介绍

农业、soil-based产业支持的生活超过80%的埃塞俄比亚人口约1.14亿(2020年1]。为了养活不断增长的人口,需要生产更多的单位面积增长非常迅速。同时,生产力的增加很可能获得通过供应充足和平衡的营养。然而,土壤肥力下降作物产量和粮食安全是一个严重的问题,一直没有解决。

新兴研究成果从埃塞俄比亚各地证明低得惊人的土壤有机质(SOM)和缺乏基本营养素,如氮(N)、磷(P),钾(K)、硫(S), (B)、硼、铜(铜),作物产量下降的主要原因和nonsustainable农业生产2- - - - - -5]。相同的问题归因于连作土地年复一年,失去的营养补给不足,完全去除残留,和土壤侵蚀6]。为了遏制土壤养分耗竭,肥料,即有机,无机,或者集成作为植物必需的营养元素的来源。

矿物肥料被广泛认为是解决危机的一个主要选择营养损耗和维持粮食生产。在埃塞俄比亚,无机肥料的应用包含N和P的形式尿素(46 n-0-0)和磷酸氢二铵(DAP) (18 n-46p₂O₅)长期以来一直约50年前开始后意识到营养都是一个普遍的问题。然而,作物产量获得来自肥料随时间逐渐下降尽管化肥消费在中国稳步增加(7,8]。不足和长期应用程序使用N和P的土壤肥料的消耗加剧宏观和微量元素从固有的营养栈8- - - - - -10),导致可变收益甚至在同一个字段接收相同的输入和管理(11]。作为一种战略,埃塞俄比亚政府EthioSIS后(埃塞俄比亚土壤信息系统)建议引入了新的化合物(例如,NPS (n-46p 19日₂O₅7 s))和混合肥料含有微量元素2,3]。然而,农民推理肥料应用的高定价远低于毯子率(9]。除此之外,矿物肥料也归咎于对土壤微生物和环境的有害影响。

使用有机养分来源要么来自牲畜或植物已经收到全世界的支持,因为他们是几个重要的仓库和源植物营养素(12,13]。他们也用于纠正的边际缺陷二级和微量元素,在大多数情况下,不解决矿物肥料。此外,有机施肥来源影响土壤物理性质以及土壤微生物活动(14),随后提高农作物产量(15]。尽管积极影响,本地可用的植物来源的材料,特别是从农林生物质转移叶子,很容易用于农民并没有被充分利用,没有资源的广泛赞赏。此外,大量的有机物质需要满足作物营养的需求使它具有挑战性的广泛使用(15,16]。

根据Alhrout et al。17),有机和矿物肥料都无法站在自己解决土壤肥力耗竭问题。因此,综合使用有机和矿物肥料的建议,因为它克服了限制化肥都遇到。特别是在土壤养分限制下,刺激微生物的活动练习,增强分解有机残留物和释放必要的营养成分,随后,提高粮食产量13,18- - - - - -22]。此外,综合营养管理有助于降低矿物肥料的成本高达50% (23)或更多(15]。然而,信息的影响本地可用有机材料的植物起源和最近推出了NPS (19 n-46p₂O₅下7 s)肥料养分贫瘠的土地埃塞俄比亚南部的缺乏。因此,这个实验的目的是评估有机营养来源的影响,矿物肥料,它们组合农艺和扁豆的经济表现(菜豆l .)。

2。方法

2.1。位置

这项研究是在2017年进行Wolaita合情大学研究和实际的农场最合情Zuria区,埃塞俄比亚南部。地理位置,它位于06 50°′00“N纬度和37°45′07年“E经度和海拔平均海平面以上1882米。年平均降水量1212毫米,特点是具有双峰降雨模式形成两个种植季节,即Belg月中),默赫(6)。在两个赛季农民种植不同的作物。

Nitisol是发生在实验的主要土壤类型位置和地区。该网站有粘土结构类。的化学性质,实验网站微酸性反应(pH = 5.9)含量较低的有机碳(OC)(0.17%)、总氮(0.01),和可用的P(5.4毫克/公斤)24]。低OC可以解释缺乏的有机资源。主要的年度该地区种植的农作物包括扁豆(菜豆l .)、小麦(小麦l .)和玉米(玉米L)。

2.2。治疗、研究设计和实验过程

组成的析因实验三个层次的有机肥料(0,2.5和5 t·哈⁻¹)和四层NPS肥料(0,100和150公斤·哈⁻¹)被安排在随机完全区组设计(RCBD)和三个复制。营养有机来源是来自两个农林树叶,也就是说,巴豆(巴豆macrostachyus),刺桐属(刺桐brucei)。这些树生长在作物领域和/或农场边界;和农民修剪树枝和覆盖物绿叶来提高土壤肥力。每个实验单元有2.40米长×1米宽度(2.4米²)的长度分为六行每隔40厘米。每一行在20厘米深度(即开放。,average plough layer), and the whole doses of organic and inorganic fertilizers as per the treatment were applied into the soil two weeks prior to sowing of the test crop variety Nasir.

2种子/山种植行40公分,之间有10厘米种子。0.5 m×1米的距离了块与块之间,分别。稀释后进行全面崛起的作物留下一苗山。每个情节都有六行和60每块地。除草和其他必要的农艺管理实践进行了正常。这些程序是重复在每个农作物生长期。

2.3。化学成分的有机残留物

有机材料收集的树叶被切碎,干置于阴凉处,然后,烤箱干在70°C至恒重。离开窝地面,用于表征的化学成分。化学成分,即N, P, K, OC,和C: N有机材料的内容确定根据Sahlemedhin和意甲的工作25]。JIJE分析测试服务的样本分析实验室,埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴。这个过程完成之前种植的作物。

2.4。农作物数据收集

数据在株高、叶面积指数(LAI),和单株干物质记录从五个随机选择的植物内部行。的株高测量的基础植物植物的顶芽和用厘米表示。叶面积指数(LAI)是计算总叶面积比地面面积被工厂使用图示法(26]。单株干物质测定炉干燥后的样品工厂恒重48小时的70°C。

产量构成,即每个植物分支的数量,每植物数量的豆荚,每个豆荚和种子的数量,和1000年种子重量也记录在两个中心行随机选择5个植物的阴谋。籽粒产量收集在一块基地和10%水分调整后,转换成吨/公顷。

2.5。经济分析

部分预算分析使用描述的方法在国际玉米和小麦改良中心27]。粮食产量数据用于分析。1公斤的扁豆粮食的价格在当地市场附近实验作为8.0埃塞俄比亚比尔(ETB)。NPS肥料的价格是15.15公斤⁻¹ETB。的平均劳动力成本将1.0 t·哈⁻¹的大肠brucei生物质是200 ETB。然后,总可变成本(TVC)计算成本的总和变量或特定于治疗未受精的阴谋。总收益(GB)计算平均调整籽粒产量(公斤·哈⁻¹)×谷物价格。调整收益率(AY)指总数的90%向下调整的籽粒产量一定比例来反映实验的区别产量和农民可以预期收益率相同的待遇。净效益计算减TVC GB。边际回报率(MRR)计算净收益的比率差异的连续治疗的区别TVC的连续治疗。最低可接受MRR是100%。

2.6。统计分析

从实验中获得的数据都进行方差分析(使用SAS(方差分析)28]。效果显著时,意味着比较使用最小显著差(LSD)概率水平的5%。皮尔逊相关性和简单的regressiosn分析进行评估选择的参数之间的关系。

3所示。结果和讨论

3.1。化学成分的有机营养来源

的化学成分巴豆(巴豆macrostachyus),刺桐属(刺桐brucei)用于研究提出了表1。的有机碳含量巴豆和刺桐属分别从51.8%至50.8不等。巴豆N(5.2%)高于4.7%刺桐属。N含量的营养来源是2.5%以上,即阈值表明有机材料的质量和暗示,在短期内,它会导致土壤中N矿化(29日]。磷含量(毫克/公斤)11.07巴豆和18.6刺桐属。钾(K)的内容也从2.12%(不同刺桐属)到3.07% (巴豆)。此外,C: N比例也高出10和11表示分解之间的不同可能由于减少耐药的存在结构和有机化合物。这将导致更快的分解和释放必需营养素的作物。在协议中,Gindaba et al。30.在绿色的叶子巴豆和Wassie15)刺桐属发现C: N比率小于20和更高的内容(4.83%),分别为。总的来说,有机营养来源的化学特性被发现是高和鼓励作为土壤改良剂。

3.2。共同豆的生长和产量

3.2.1之上。株高

扁豆植株的株高明显( )增加连续增加的NPS和有机肥料(的),但不是由他们的交互(表2)。应用150公斤·NPS /公顷导致48%高植物相比nonfertilized植物。另一方面,有机肥料的应用在5吨/公顷记录23%高植物控制。然而,正是在与2.5吨/公顷。株高表现出进步的增量率增加的NPS或肥料。高植物在高剂量的两种肥料类型可以与N的互补效应有关,P, S和其他营养物质释放有机物分解。符合这个,的最大NPS(株高增加速度31日]和NPKSB [32扁豆是报道)。

3.2.2。叶面积指数

叶面积指数(LAI)的扁豆明显受到NPS的组合效应和应用(表3)。最大(4.49),最低(1.35)赖获得从150公斤·NPS /公顷+ 5吨/公顷和nonfertilized情节,分别(表3)。治疗最大LAI导致赖昌星未孕治疗相比,增加了233%。整合NPS连同其他所提供的营养物质的增长率显示增加的赖归因于(图提供均衡的营养1)。N导致更多的树叶和促进光合作用,P在纤维素和半纤维素的合成作用,导致个别叶子的扩张,和K和S鼓励菜豆营养生长(26,33]。营养来源的有机和无机结合时创建一个协同效应来增加叶面积和赖。排队,Zahida et al。21)也报告说,综合施肥结果显著提高LAI的菜豆在鞋底和nonfertilized情节。同样,Nasim et al。34玉米)也公布了最大LAI情节受精与家禽粪便和氮肥的组合。

在我们的研究中,更快的每日衰变率(k时记录)和分解有机营养来源是处理150公斤·NPS /公顷。这意味着矿化和释放营养的农作物开始初以来作物生长时期。相关分析进一步表明,赖显著( )关系k(r= 0.63),NPS (r= 0.73),(r= 0.38)。这可能有助于增加营养需求与供应之间的同步,导致更多的每个植物的叶子数量和更高的赖昌星的植物。

3.2.3。收益率的属性

分支机构的数量每植物和种子荚明显( )受到的主要影响NPS(表的应用程序2),而他们的交互影响豆荚/植物和千粒重(表3)。NPS在150公斤/公顷和5吨/公顷导致67%和28%更多的分支工厂比未孕治疗。此外,早期的NPS和治疗的顺序也导致每荚种子比控制高69%和28%。一般来说,树枝每植物和种子群扁豆显示越来越趋势不断增加肥料的来源。

集成的应用程序的150公斤/公顷NPS + 2.5吨/公顷的显著提高单株荚数227%土地不肥沃的阴谋(图2)。造成的产量优势属性可能是更大的可用性和宏观和微量营养素的吸收,可能导致更高的光合作用,组织分化,易位和同化,反过来,导致更好的营养生长(例如,赖总干物质产量越来越高)和产量属性(分支和豆荚/植物)。皮尔森相关矩阵(表4)还表示,每个工厂的豆荚数显著相关的NPS (r= 0.73),(r= 0.38),莱(r= 0.86),干物质生产(r= 0.8),每个工厂的分支数量(r= 0.744)。

结果关于收益属性按照Zahida等的结果。21]报告最高的树枝在情节处理/工厂氮磷钾和肥料家禽粪便或农场院子里。此外,类似的结果在鹰嘴豆也由搜狐报道等。19]。根据艾哈迈德和Abdin [35],应用N和S肥料提高作物的净光合速率,进而,增加干物质产量属性和籽粒产量。效果会变得更好,当有机肥料混合在一起。这是由于这样的事实:有机肥料会提供微量元素除了营养素(12,13]。

3.2.4。每个植物生物量和产量

交互式NPS和显著的影响( )扁豆(表的生物质产量的影响3)。应用NPS 150公斤/公顷和5吨/公顷记录最高的单株干重(45.2 g)比最低(12.2 g)从土地不肥沃的作物。生物质生产已显示出增加的趋势增长率的NPS +的肥料。综合营养应用程序下的更好的性能与提高LAI和产量密切相关的属性。这是一个重要和积极支持协会NPS (r= 0.64),(r= 0.53),莱(r= 0.78),株高(r每个工厂= 0.84),豆荚(r= 0.8),每荚种子(r= 0.86)(表4)。例如,更高的植物使植物赖拦截更多的可用的辐射吸收其中的生产。反过来,这是依赖于营养的可用性。Ashenafi [26)也报道菜豆品种生物量产量的增加和NPS的速度增加。作者相关增强的可用性和吸收N、P和S营养,显著提高株高、单株和豆荚的数量,数量的分支导致地面干燥生物质产量高。

关于粮食产量数据表明,应用NPS 150公斤/公顷和2.5吨/公顷·明显导致粮食产量最高(4.16吨/公顷)增加了312%在未施肥的作物(1.01吨/公顷)(图3、表3)。此外,它还记录了31%、79%、和34%的收益率增加唯一有机肥料的应用为2.5吨/公顷,5吨/公顷,100公斤·NPS /公顷(即。,分别覆盖剂)。Abdou et al。36)报道,联合应用的有机和无机养分来源导致协同效果和改善同步释放和吸收的营养植物导致更高的收益率。此外,混合有机和矿物肥料养分来源增强分解和矿化12,13),因此改善养分释放和吸收导致更高的收益率(12,22]。在目前的研究中,NPS增强分解以越来越快的速度,显著( )籽粒产量之间的关系和日常衰变率(k)(r= 0.67)记录。所有这些过程都是一个很好的理由有力的营养生长,提高干物质积累,产量增加属性和bean的合成对籽粒产量的影响。早期的研究也报道,联合应用矿物和有机肥料导致更高的产量13,22,37,38]。

3.3。经济分析

结果显示应用程序的150公斤/公顷·NPS + 2.5 t·/公顷净效益最高记录(27179.5冲量)与接受MRR(> 100%)(图4、表5)。随后净收益在NPS 100公斤/公顷(25417.0 ETB)和2.5 t·/公顷。这个发现也表明,资源贫乏的农民可以获得合理的收益从16204.0到21824.0 ETB有机营养的唯一的应用程序/公顷和5的2.5 t·t·/公顷,分别。

4所示。结论

这项研究证明了一个集成的应用程序的150公斤·NPS /公顷和2.5 t·/公顷导致更快的分解和最高的增长,产量组件,并在未施肥的作物产量。对籽粒产量的影响是未施肥的作物的三倍(312%)。此外,产量增加31%和79%相比,唯一的应用程序为2.5吨/公顷和5吨/公顷,分别记录。经济分析进一步证实了最高的净收益从150公斤·NPS /公顷的结合应用和2.5 t·/公顷。因此,在低输入种植制度等研究领域,综合使用本地可用有机矿物肥料养分来源提出提高土壤质量和作物生产力。资源贫乏的建议农民使用唯一的5吨/公顷,因为它记录了优越的产量和经济优势未孕·NPS 100公斤/公顷。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

作者收集、分析、解释和准备手稿。

确认

作者承认威诺娜州立大学的植物科学部门提供土地和实验使用实验室的支持。

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