文摘

为了探索羊肥料与化肥混合的影响玉米的产量和品质和土壤无机氮的时空分布在小麦-玉米轮作制度下,达到增加玉米的产量和效率与合理施肥,同时提供一个合理的科学依据绿色生产,执行一个实验Wanbei综合试验站安徽农业大学在2020年。实验的土壤是砂姜黑土,主题是Zhengdan 958。试验采用随机区组设计与6治疗:没有肥料(T1)、单个应用程序的化肥(T2)、15%绵羊粪便混合化肥(T3), 30%绵羊肥料与化肥相结合(T4)、45%绵羊肥料与化肥(T5)补充道,并且只绵羊粪便(T6)。大量的氮、磷、钾应用在每个治疗是相同的。实验结果表明,T1治疗最低收益,其次是T6处理。羊肥料与化肥相结合的收益率远高于纯羊的粪便和肥料。其中,T3的收益率是最高的和T4是最低的。没有明显的变化之间的联合治疗。与单一使用化学肥料相比,脂肪含量玉米内核处理T3和T4的8.9%和5.6%高于T2治疗。玉米的蛋白质含量内核处理T3, T4, T5是2.3%,2.5%和2%高于T2。 It shows that the mixture of sheep manure and chemical fertilizer can improve the quality of maize kernels in some degree. The partial productivity of the nitrogen fertilizer in T3 and T5 treatments is 3.7% and 0.8% higher than that of T2 treatment, and the agronomic utilization rate of the nitrogen fertilizer is 10.9% and 1.6% higher than that of T2 treatment. T6 is much lower than that of T2 treatment. It certifies that the combined application of chemical fertilizers with sheep manure can increase the partial productivity and the agronomic utilization rate of the nitrogen fertilizer and increase crop yields and farmers’ income. The nitrate nitrogen of 40–60 cm soil layer is increased by 30.4%, 60–80 cm soil layer is increased by 56.5%, and 80–100 cm soil layer is increased by 11.6%. It shows that the mixed usage of organic and inorganic fertilizers can prevent nitrate nitrogen from moving to deep soil and reduce groundwater pollution.

1。介绍

化肥使用中国粮食产量的助推器。但随着应用程序的数量继续增长,它并没有带来更高的收益。而化学肥料的利用率一直在低水平,造成许多环境问题。过度使用化肥氮肥,不能被植物吸收土壤中接受一系列的离解产生硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、和其他阴离子。这些离子会被土壤胶体和将沉浸在水体通过农业灌溉或自然降雨。进入地表水将富营养的,进入地下水硝酸盐污染将导致它。众所周知,硝酸盐对人体大大有害影响。在很长一段时间,使用化肥也会影响土壤的物理和化学特征。一些学者提出,应结合有机和化肥。的比例和数量的两个可能决定在受精之前,帮助维持土壤养分的平衡,减少化肥的流失,减少污染土壤环境(1]。

土壤是农业生产的基础。应用化学与有机肥料能提高土壤水分和其他因素,增加有机质含量,保持营养平衡,增加产量2]。在小麦和玉米旋转的情况下,土壤中的氮主要是硝态氮和铵氮。与只使用化肥相比,有机和无机的混合应用的可防止向下迁移的硝态氮、铵氮和减少氮元素泄漏(3]。因此,本文基于实验进行Shajiang黑土区南部黄淮海湖的一部分,旨在研究绵羊粪便的影响加上化肥对土壤无机氮的迁移和玉米产量和品质,减少地下水污染提供理论依据,实现绿色生产。

2。相关的工作

考尔的研究等。4]证明了有机和无机肥料的混合应用程序可能玉米籽粒产量保持在一个相对较高的水平。Maintang [5)使用液体有机肥料和有机肥料结合得出结论,75%的粮食产量的推荐量是高于其他治疗方法。一项由魏et al。6)观察到的结合应用有机和无机肥料对小麦产量有显著的增产效果。化肥的应用可以帮助作物维持植物的正常的氧化还原电位,生长素,增加玉米蛋白质含量,改善其质量(7- - - - - -9]。

土壤物理和化学性质,研究Dermiyati [10]表明,有机和无机肥料的结合可以显著增加土壤pH值,控制土壤酸度,并增加土壤中的磷含量,但对土壤总氮和有机碳含量的影响不明显。通过两年的实验中,Hammad et al。11得出一个结论,有机和无机肥料的混合应用是必要的,因为它有一个显著的积极效果在改善土壤肥力。通过10年定位试验,这个和Benbi [12)发现,有机和无机肥料的混合应用可以显著降低土壤容重。有机和无机肥料的联合应用可以提高土壤的内部环境,增加内容的访问土壤中的养分,提高生育能力,提供足够的营养对作物产量的增加13- - - - - -15]。辛格等人的研究。16]印度冲积平原的显示,联合使用的有机肥料和无机肥料修正案不仅能显著增加土壤速效氮的含量也有积极的影响增加钙的含量,钾、磷、镁和提高生育能力。王的研究(17)也有类似的结果。

后一年的应用小麦氮,30%有机肥料代替化学肥料更有利于提高氮肥的利用率,从而提高小麦产量。一些学者[18,19)的混合应用有机肥料和化学的一个密集种植系统可以显著降低磷和钾径流损失,维持磷和钾的平衡,提高磷和钾化肥的利用率。与常规氮肥相比,玉米的产量和氮利用效率增加了缓/控释肥料(20.,21]。但由于无机化肥的过度使用,尤其是氮肥料,土壤中硝态氮的淋溶作用越来越明显,和严重的地下水污染发生在世界各地的许多国家22- - - - - -27]。尽管有机肥料的利用率也会导致硝态氮的增长,有机物的应用程序可以动态地管理土壤,增加土壤活性(28]。有机肥料的替代化肥可以减少环境污染,提供了一个重要的方法来实现零增长的目标在化肥消费29日,30.]。

3所示。材料和方法

3.1。测试网站

执行的测试是在安徽北部试验站(41°33′N, 117°04′E)安徽农业大学Fuhu新农村,Yongqiao区,苏州城市,安徽省。测试地点位于淮北平原,一个温暖的温带semihumid气候有明显的四季。年平均日照时间是大约2500 h,年平均温度为15.7°C,降雨是充分的。年平均降水量约858毫米,无霜期210天。在测试点的土壤是Shajiang黑色的土壤,这是弱碱性的,土壤质地粘稠,重。

3.2。实验设计

试验采用随机区组设计与6治疗:没有肥料(T1)、单个应用程序的化肥(T2)、15%绵羊粪便混合化肥(T3), 30%绵羊肥料与化肥相结合(T4)、45%绵羊肥料与化肥相结合(T5)和单一应用绵羊粪便(T6)。的总体数量N, P, K综合治疗中的养分的总量是一样的单一化学肥料的应用程序,这是氮肥:240公斤/嗯²磷肥(P₂O₅):120公斤/嗯²和肥料钾(K₂O): 240公斤/嗯²。设置3个重复,情节是10米长,6米宽,面积60米²。水分含量、全氮、全磷和钾的玉米季节绵羊粪便是55.21%,1.756,1.628,和1.332克/公斤,61.24%,1.675,1.324,和1.178克/公斤。表1显示了土壤的基本物理和化学状态之前种植玉米。

供试玉米品种Zhengdan 958,统一的耳朵,细长轴,深谷物,不是秃头,没有空心杆、良好的阻力,产量稳定,适合在夏天种植玉米在中国地区。有机肥料在实验中选择发酵绵羊粪便,和无机肥料选择二胺磷酸,尿素,钾氧化。在种植玉米之前,我们使用旋耕机旋转有机和无机肥料成一定比例的土壤。剩下的氮肥topdressed与尿素在玉米喇叭口期(基肥:表面处治= 5:5)。玉米的种植密度55500株/嗯²。2020年播种日期是6月22日,和收获日期是2020年10月4日。

3.3。实验测定

3.3.1。测定玉米产量和品质

玉米收获时,10个玉米植株从每个随机选择6块,穗粒数是计算在内。然后,他们被放置在一个网袋,晒干后,尖利,粒重和thousand-grain重量重。,有效的玉米穗数情节是调查,最后,玉米的理论产量。玉米、0.5公斤的粮食样本重质量的决心,并且每个样品测试在三个复制,确保测试的准确性。为了确定蛋白质、脂肪和淀粉含量的玉米内核,本文使用PerkinElmer产品Perten达7200的决心。

3.3.2。测定土壤无机氮

土壤中无机氮的含量(硝酸盐和铵氮)测量通过恒流分析仪(德国,AA3)。使用潜油电泵抽样方法,收集0-20厘米,20 - 40厘米,40 - 60厘米,60 - 80厘米,用土壤演习和80 - 100厘米,5土壤的土壤样本层渗后的研磨和混合将岩石,根和其他杂质,保存在冰箱−80°C。10 g的每一个土壤样品放入烧杯中,并加入50毫升的氯化钾提取实验。把它放在一个电磁搅拌器,搅拌30分钟;站了15分钟之后,需要10毫升的上层清液,并立即把它在连续流动分析仪检测。如果不能及时被发现,它需要被存储在冰箱−立即80°C。存储时间不应太长;否则,它将影响测量结果的准确性。

3.4。统计分析

Microsoft Excel 2010和R4.0软件用于测试的安排和图表数据。DPS7.05软件是用于分析方差,和邓肯的多个范围的新方法应用于检查差异的重要性。

氮的农艺效应主要是由部分决定生产率和农业氮肥利用率(31日),计算公式如下:

氮肥偏生产力=产量氮区域/肥料氮的应用程序数量。

农业氮肥利用率=(籽粒产量在氮的地方applied-grain收益率在氮的地方不是应用)/肥料氮的应用[32]。

4所示。结果和分析

4.1。羊的影响肥料与化肥相结合对玉米产量和质量

使用氮肥对玉米耳朵至关重要的增加(33,34]。从图可以看出1玉米的穗数,明显高于T1, T2和T3治疗T4, T5, T6处理。这表明15%的混合应用绵羊肥料与化肥是最有利于最大化玉米耳朵。羊的比例增加肥料组合应用程序中,每个耳朵耳朵的数量显著减少的过程,和T4, T5, T6处理没有显著差异。

从图可以看出2玉米thousand-grain重量而言,T2、T3、T4, T5有不明显的差异,从T2 T6治疗都明显高于T1治疗。结果表明,与不施肥相比,施肥本身,无论添加有机肥料,有助于显著增加玉米的thousand-grain重量(35,36]。其中,15%绵羊粪便是最有效的。如果有机肥料的比例增加,玉米的1000 -内核重量会稍微减少。

从图可以得出结论3T1治疗产量最低,其次是T6处理。羊肥料与化肥相结合的收益率显著高于nonfertilizer和纯羊的粪便,但没有重大变化的单一使用化学肥料。三国联合治疗,T3处理最高产量和T4处理最低。收益率差异的治疗并不重要。可以看出,绵羊的粪便和化肥也在一定程度上有助于实现作物产量高。

图4显示没有显著变化的蛋白质,脂肪,和脂肪酸在T3、T4, T5治疗和T2治疗,T3和T4治疗的淀粉含量远低于T2的治疗。T6处理的蛋白质含量明显低于T2, T6处理的脂肪和淀粉含量没有明显不同于T2治疗,和T6处理的脂肪酸含量远远高于T2治疗。中包含的脂肪酸玉米内核处理T3、T4, T5, 4.1%, 10.8%,和11.1%低于T2治疗,T3和T4处理的脂肪含量8.9%和5.6%高于T2治疗,和玉米的蛋白质含量谷物处理T3、T4, T5是2.3%,2.5%和2%高于T2。

从图可以得出结论5之间有一个互惠的玉米产量及其品质变量蛋白质、脂肪、淀粉和脂肪酸产量和蛋白质含量是高度正相关,淀粉和脂肪酸明显呈正相关。弱,之间正相关但不显著,产量和脂肪含量和蛋白质和脂肪的含量。之间存在显著的负相关脂肪酸和产量和脂肪酸和蛋白质含量和淀粉之间存在显著负相关,脂肪酸含量、淀粉和产量、淀粉和蛋白质含量。

4.2。羊的影响肥料混合在农艺与化肥氮的影响

从图可以看出6部分的生产力和农艺氮肥的利用率也有类似的规律。在氮肥偏生产力方面,T3 > T5 > T2 > T4 > T6。T3处理是3.7%高于T2处理。T5治疗是0.8%高于T2, T6处理显然是低于其他疗法。没有显著差异羊肥料与化肥相结合和单一的化学肥料。

在氮肥的农学利用率方面,T3 > T5 > T2 > T4 > T6。之间没有太多变化的治疗羊肥料混合化肥和化学肥料。然而,T3处理是10.9%高于T2, T5治疗比T2高1.6%。T6处理低于其他疗法,差异是显著的。

羊的混合应用肥料和化学肥料能提高土壤质量和促进土壤微生物的繁殖,特别是固氮细菌、加氨细菌、纤维素分解细菌,和许多其他有益的微生物。这些有益微生物可以分解有机物质在土壤,增加土壤颗粒结构、改善生态环境的作物根,促进根系生长,提高根系活力,提高作物耐涝。当应用绵羊粪便有机肥,有益的生物活性改善土壤结构,提高土壤的质量保持水分和肥料,并减少营养物质的损失。此外,有益微生物溶磷和钾。可能增加化肥的主管利用率超过50%。上述所有有益于氮肥利用效率的进一步提高。

4.3。时空演化下的土壤无机氮含量的联合应用绵羊粪便和化学肥料

如图7玉米幼苗期间,0 - 80 cm土层铵氮含量减少T1, T2, T6处理。T3处理0-20 cm土层含量减少,20 - 80厘米土层铵氮含量增加。T5 0-40 cm土层治疗上升和下降40 - 100厘米土层。在T5治疗,在经济增长时期,0-40 cm土层上升,40 - 80厘米土层的减少,以及80 - 100 cm土层上涨。从幼苗状态到接合状态,每个治疗有不同范围的增加0 - 100厘米的土壤。从接合到抽雄期,也许,与温度和降水的增加,氨挥发速率增加,每个治疗的铵氮含量降低,并减少T2-T6治疗的范围是22.4%,22.1%,30.1%,2.3%,和25.3%,分别。

从抽雄期powder-spreading阶段,T2治疗最彻底改变。土壤的减少振幅层0 - 100厘米土壤分别为43.9%,52.5%,42.3%,13.1%,和41.9%,分别。从散粉期到灌浆阶段,铵氮0-20 cm土层中包含每个治疗所有行动的减少。可能的原因是,水蒸气的蒸发造成氨的挥发,然后,铵氮含量降低(37]。与此同时,在此期间,生殖生长的玉米营养生长取代,及其吸收氮的能力更强,这也导致了进一步的铵氮含量下降。从填充状态到成熟阶段,铵氮含量每个治疗组仍然有下降的趋势。0-20 cm土壤间隔,T2治疗的下降率为40.7%,T3处理为33.9%,和T6处理是26.2%。从填充状态到成熟阶段,每个治疗组的铵氮含量仍有下降的趋势。0-20 cm土壤间隔,T2治疗的下降率为40.7%,T3处理为33.9%,和T6处理是26.2%。在苗期玉米吸收氮的能力很差。从拔节期,土壤中氮的积累逐渐减少,主要是因为氮的吸收的玉米开始增加,这与相关研究的结论是一致的(38- - - - - -40]。

如图8,不同的施肥处理显著影响土壤硝态氮的积累在不同级别(37]。玉米苗期和拔节期,中包含的硝酸盐氮0-20厘米土层的治疗增加,和硝酸盐氮中包含20 - 40厘米土层T2和T4下降,但降幅较小。土壤层40 - 60厘米,60 - 80厘米从幼苗状态到接合状态显示上升趋势。土壤层40 - 60厘米,60 - 80厘米从幼苗状态到接合状态显示上升趋势。

从填料段抽雄期,0-20厘米土层的硝态氮含量与尿素的应用显著增加,联合应用治疗和纯化肥的使用接合状态。在80 - 100 cm土层,除了T1,其他疗法的硝态氮含量有一个小变化。然而,在60 - 80厘米土层,T4和T5治疗中包含的硝酸盐氮的增加,和T3处理中包含的硝态氮减少。中的硝酸盐氮80 - 100 cm土层在抽雄期的T2处理高于60 - 80厘米土层,这可能是由于降水淋溶的向下渗漏从上层土壤硝态氮较低的土壤和硝态氮含量增加。

中包含的锰浸种0-20厘米在每个治疗减少从玉米面粉的放松阶段充填阶段。可能是玉米的增长率增加,氮的吸收速率开始增加,导致锰浸种表层土壤的内容减少。硝态氮的含量在土壤深处的玉米增加。可能的原因是更多的降水造成硝酸盐氮的渗入。从灌浆期阶段到成熟阶段,0-20 cm土层中的硝态氮含量持续下降,这可能是由于改变从玉米营养生长向生殖生长,和谷物玉米对氮的需求增加。中包含的硝酸盐氮80 - 100 cm土层的联合应用治疗显著降低,减少振幅是10.1%,58.3%,和33.8%,分别。在T4和T5治疗,土壤中硝态氮的含量- cm层在不同的范围,减少60 - 80厘米。

5。讨论

5.1。羊的影响肥料与化肥相结合对玉米产量和质量

联合治疗的玉米thousand-grain重量高于T2。T2和T3的穗粒数明显高于其他治疗,和T3高于T2。羊肥料与化肥相结合通过增加耳朵的数量可能增加产量和谷物/耳朵。同时,结合应用的比例也是非常重要的。在这个实验中,15%的羊羊肥料与化肥和45%混合肥料与化肥混合治疗在屈服性能优越。中包含的蛋白质T3处理高于T2处理,但区别是模糊的。这可能是由于这样的事实:羊肥料与化肥相结合延长作物的生长期,增加蛋白质含量。

5.2。羊的影响肥料混合在农艺与化肥氮的影响

在这个实验中,氮肥偏生产力的T3和T5治疗3.7%和0.8%高于T2治疗,和氮的农艺利用率是10.9%和1.6%高于T2治疗。T6处理显著低于纯化肥的使用和组合应用程序。研究表明,农业可以提高氮利用率通过应用有机和无机肥料,但如果有机肥料的数量过高,农艺利用氮会降低,这与实验一致。羊肥料与化肥混合可以提高氮利用率。可能的原因是,氮等营养器官将粮食的作物的茎和叶的生殖生长作物取代了营养生长。它增加了生殖器官的氮积累和提高氮肥的利用率。一些学者发现,15%的混合使用有机肥料和化学肥料可能会增加氮的利用率,而其他人则发现,混合使用30%和45%有机肥料与化肥可以提高氮的农艺利用率。基于大量研究,发现有机肥料在15%和45%之间有显著影响氮肥的农艺效率(18]。在这个实验中,T3治疗(15%羊肥料与化肥混合)氮部分生产力和氮肥的农学利用率高于T2治疗和大于T5。的结果结合应用范围在15%和45%之间与上述研究结果是一致的。

5.3。羊的影响肥料与化肥对土壤无机氮混合

在这个实验中,表层土壤的玉米苗期、T4处理硝态氮含量最高和T3处理铵氮含量最高。大多数尿素水解成氨氮后应用程序,然后通过硝化作用转化为硝态氮。这可以解释0-20厘米的硝态氮含量的增加在玉米抽雄期(节理期间尿素追施氮肥后)和铵氮含量的减少每个受精治疗。玉米的成熟阶段是5.53毫克/公斤,增长了30.4%。60 - 80厘米土层增加了56.5%,而80 - 100 cm土层已增加了11.6%。这表明单一应用化肥导致硝态氮的风险进入土壤的深处。如果不采取一些措施,很可能硝酸盐氮将根吸收区,造成地下水污染。治疗羊肥料与化肥、混合的硝态氮含量80 - 100 cm土层T4治疗减少了22.4%,表明混合使用的有机和无机污染土壤氮和肥料可以阻止硝酸盐氮迁移到土壤深处。后,很可能被应用于土壤的有机肥料,有机肥料中的益生菌发酵和酶促进作物的吸收土壤氮和降低土壤中硝态氮的积累。80 - 100 cm土壤中的硝态氮处理绵羊粪便增加与实验的初始阶段相比,这表明有机肥料的完整的应用程序可能会增加硝态氮淋溶的风险。 If the organic fertilizer is still applied alone, it may also cause groundwater pollution [41]。

6。结论

不同肥料的联合应用对玉米产量都有不同程度的影响,粮食质量、农艺的影响,氮和土壤无机氮含量在0 - 100厘米wheat-maize系统。本文主要得出了以下结论:(1)羊肥料与化肥相结合的收益率显著高于单一应用绵羊粪便和没有肥料,但没有重大变化的单一使用化学肥料。其中,T3处理最高产量和T4处理最低。治疗之间的差异不显著,表明羊肥料与化肥相结合可以在一定程度上达到高产量。(2)与单一使用化学肥料相比,脂肪中T3和T4治疗8.9%和5.6%高于T2的治疗,和玉米的蛋白质含量谷物的T3、T4, T5和治疗是2.3%,2.5%和2%高于T2。结果表明,绵羊的混合肥料和化学肥料能提高玉米内核的质量在一定程度上。(3)在这个实验中,氮肥偏生产力的T3和T5治疗3.7%和0.8%高于T2治疗,和农艺氮肥的利用率是10.9%和1.6%高于T2治疗。这表明羊肥料与化肥的结合使用可以增加部分的生产力和农艺氮肥的利用率,增加作物产量和农民收入。(4)与玉米种植前相比,80 - 100 cm土层中包含锰浸种T4治疗减少了22.4%,而锰浸种- cm土层中包含单一化肥的应用增加了30.4%。60 - 80 cm土层增加了56.5%,而80 - 100 cm土层增加了11.6%。这表明羊肥料与化肥的混合应用可以阻止硝酸盐氮进入深层土壤,减少地下水污染。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

所有作者的贡献同样这项工作。

确认

这项工作得到了中国国家重点研发项目的子项目“研究种植小麦和玉米组合的建设模式与Adult-Resistance和稳定的产量和种植和提高”(2016 yfd0300205-03)。