山药的生长和养分利用效率(薯蓣属spp)生长在西非的两种截然不同的土壤

文摘

山药的受精是一个重要的管理策略(薯蓣属spp)。特别是当生长在土壤退化。领域的研究评估了叶数,叶面积指数、作物生长、产量和氮(N)和钾(K)使用的效率d . alata和d . rotundata在科特迪瓦在两个截然不同的土壤和肥料。d . alata每个葡萄树的叶子数较低,虽然叶面积指数高,和树叶都保留更长一段比吗d . rotundata。在所有情况下,收益率的d . alata显著提高,化肥促进芽的生长,根、块茎,和,因此,最终收益率特别是在低土壤肥沃的草原。有益的肥料对产量的影响是显著降低在肥沃的森林土壤。养分利用农艺效率表示两个N和K在促进产量的影响尤其是nonfertilized条件下。

1。介绍

山药(薯蓣属)是一个重要的组成部分西非的农业部门,无论是食品,社会和文化价值(1]。在这些地区,d . alata和d . rotundata在一系列土壤栽培,通过低肥沃的大草原退化小农场新开垦森林网站,具有高度的生育能力。大多数农民地区种植山药的小农场在低生育条件下,除了在某些情况下,短期fallows纳入种植制度以恢复土壤肥力(2]。因此,尽管增加土地种植在西非,山药生产仍然是静态的(3),表示单位土地面积上的收益率逐渐下降。购买高收益率的作物管理扮演着重要的角色在热带块茎作物(4]。提高山药的主要约束生产率较低土壤肥力,无论是从宏观和微量营养素缺乏5]。这是因为山药high-nutrient-demanding物种(6),当种植在低生育率在生存条件下土壤作为西非的小农系统中完成,9和10 t之间的收益率很低,不同的哈⁻¹相比之下,一个潜在的收益率51公顷⁻¹为d . alata27 t公顷⁻¹d . rotundata(7]。因此,研究可能的方法来提高山药的生产率是需要生产这一重要文化上和经济上可行的物种特别是西非的条件下。

研究肥料的影响薯蓣属山药是稀缺的。一些研究显示缺乏产生的反应薯蓣属应用磷(8),氮和磷(9]。Diby等。(10]报道积极的收益率的反应薯蓣属在现场条件下肥料。此外,(11]认为山药低收益率在贫瘠土壤由叶面积指数下降d . alata和辐射利用效率下降d . rotundata。然而,肥料的生长和产量的影响的两种最常见的山药种植在西非,即d . alata和d . rotundata不报道肯定在野外条件下。此外,即使添加肥料养分利用效率,特别是在与氮和钾,这两种营养素,支持和促进葡萄的生长和块茎薯蓣属不报道,西非的条件下。因此,现场试验进行了土壤的肥力水平对比确定添加肥料生长和产量的影响d . alata和d . rotundata,更重要的是决定植物的氮和钾含量和块茎营养添加营养的使用效率与块茎产量作为化肥是一个非常昂贵的商品小农的西非的重要作物条件下。

2。材料和方法

2.1。地理位置和气候

研究从2002年5月至12月的野外研究站瑞士中心科研、科特迪瓦(csr)。两个网站代表肥沃的土壤(Forest-6 40°N′, 5°09°W, 165美国手语)和不育稀树大草原(6°40′N, 5°08 W, 150美国手语)相距5公里在靠近研究站。两个地点的气候相似,在实验期间收到的降雨在森林和稀树大草原网站679和736毫米,从5月和12月。森林和稀树大草原站点的平均温度在生长季节为25.1°C和25.4°C,分别与网站或数月之间无显著差异。森林和草原网站的相对湿度值分别为78.0%和77.8%,分别。总辐射在生长季节是2886年和2880年乔丹·m⁻¹分别在森林和草原上。因此,两个网站的气候被认为是类似的。

2.2。现场准备和实验布局

5月的雨季,两大维度100×100块是准备在两个站点,通过减少和消除植被,不燃烧。在每个清除单元,一块尺寸24 m×28 m准备,和四个单元每个测量17 m×11 m在这一块,四个复制的随机区组设计,它有四个治疗(2×2施肥水平)的物种。个人治疗堆在情节(6 m×5米)隔开1米巷各方克服边界效应在复制。

2.3。治疗

选择的两个物种d . alata(TDa 95/00010)d . rotundata(89/02461)和两个肥料政权为零作为每个农民的实践或肥料水平计算按照需求生产60吨新鲜块茎公顷⁻¹(12]。这种级别的肥料是如下:240公斤·哈⁻¹N, 269公斤·哈⁻¹K, 11公斤·哈⁻¹P, 8.5公斤公顷⁻¹Ca, 11公斤·哈⁻¹Mg和66公斤·哈⁻¹的年代。

2.4。作物建立和管理

整地后不久,两个物种的统一的洞穴浸泡在溶液中含31.2克氨基乙二酰L⁻¹硫酸,1 g抑L⁻¹和0.34 g deltamethrine L⁻¹以抵御线虫、真菌和昆虫和风干24小时,所推荐的(13]。这些被种植到成堆水平提高到20厘米,间隔2成堆m⁻²的速度,1套/丘的预选的阴谋已经投入了20厘米的深度。种植后不久,每堆农地膜的一簇干杂草从图中删除在网站的准备。簇是大到足以防止洞穴干燥和保持土壤水分。

使用尿素肥料制备,硫酸钾,三磷酸超级,白云岩钙、硫酸镁、50%的预定的水平是应用于种植后60天(DAP)和100 DAP的平衡。应用程序是使用边带方法(14),应用人工肥料与土壤混合,3 - 4厘米凹槽的四方丘,照顾,以防止任何损害到根系。

除草是在需要时,没有补充灌溉提供了。

2.5。测量

在创建越来越多的土壤,土壤核心来自每个情节20厘米的深度稀树大草原和森林网站,分别给每个网站共有16个土壤样品。植物残体在土壤样本,样本和地面通过一个2毫米筛。这些分析为物理和化学参数使用标准技术(15]。

在所有治疗,萌发决心种植后50天。叶数/每隔一段时间确定植物的物种,直到收获或全部叶片衰老。每个植物叶面积测量通过扫描随机样本30叶子,和地区由程序决定WinRHIZO普通版本的面积,计算所有树叶。这个数据被用来确定叶面积指数(LAI)。

破坏性抽样进行了以下的增长stages-shoot出现95%以上的植物(57 DAP),块茎起始(78 DAP),地上器官的最大增长(107 DAP),块茎(136 DAP的快速增长d . alata和107 DAPd . rotundata)、块茎成熟度(160 DAP)和收获(195 DAPd . rotundata和220 DAPd . alata)。在每个取样日期、三个相邻的每块地收获,除了最后的收获六个植物收获的地方。在所有四个取样、植物部分在70°C恒重和干重。这个数据被用来计算干物质积累芽和根和块茎的膨化率用回归方程。此外,氮(N)和钾(K)的内容使用次级样本来自植物部分也进行了分析d . alata和d . rotundata在最后的收获。氮浓度与碳氮分析仪测定植物部分,而K浓度测量与ICP-OES焚烧后要分析的器官在550°C 6小时,溶解的骨灰集中HNO₃。在最后的收获,新鲜块茎的权重(水分含量75 - 79%;经济收益)也被确定。

2.6。数据分析

数据进行适当的统计分析来确定治疗的差异。每个物种首次单独分析,此后,物种之间的相互作用和治疗进行了研究使用GLM SAS 8.2版本,程序和治疗差异被确定使用SE意味着和LSD值。进行了回归和相关分析来确定营养内容和收益率之间的关系虽然养分利用效率是决定基于方程 基于该方法的16对木薯]。

农艺效率计算如下:

3所示。结果与讨论

3.1。土壤肥力

森林(肥沃)土壤粘粒含量高于草原土壤(表(不育)1)。粘土含量越大导致了森林土壤CEC的增量85%相比的稀树大草原一起大(91%)增加土壤有机碳在森林土壤(表1)。所有测量的森林土壤含量明显高于营养除了碳酸氢盐可榨出的P(表1)。磷并不像这些物种被认为是限制要求低P(小于10公斤P ha⁻¹)[17]。测量在所有其他营养,增加的大小一般超过50%,这可能归因于大森林土的土壤C含量。土壤pH值也大森林土。给出的数据明显更大的森林土壤的肥力。

3.2。萌芽、叶数、叶面积指数

发芽的物种不受土壤类型的影响,和萌发45 - 50天内实现了90%以上,表明休眠已经克服,也足够的土壤水分的存在与降雨在种植。

薯蓣属rotundata每个植物的叶子数大于d . alata(图1),特别是在森林土壤和肥料,而没有稀树大草原的肥料,d . alata每个植物的叶子数大于d . rotundata。薯蓣属alata有绿色叶子功能即使在收获时的时间吗d . rotundata了所有的叶子在收获。这表明,光合作用的装置d . alata功能比在较长时间内d . rotundata会,因此,影响产量。

与数量的叶子(图1),叶面积指数(LAI)的d . alata是高于d . rotundata(图2),这暗示前有一个小数量的大叶子相比,更多的小叶子d . rotundata。这也给一个优势的捕获的辐射能量d . alata相比d . rotundata,这可能影响块茎产量。此外,赖的d . alata明显高于种植后107天(DAP)(图2),只是在块茎快速发展阶段。这可能会产生显著的有益影响块茎产量,由于更大的拦截的辐射。草原土壤,赖的d . alata最高136 DAP也低于森林土,也可以对收益率产生影响。在d . rotundata,最高的赖在107 DAP,但明显低于价值d . alata,这可能也是一个因素为其较低的收益确认之间的正相关关系最大LAI和新鲜块茎产量(图3)。

添加肥料增加单株叶数(图1)和叶面积指数(图2)的两个物种在草原土壤。

3.3。增长分析

干物质积累薯蓣属物种相似的森林土种植时,即使没有添加肥料(表2)。然而,干物质积累的芽率低d . rotundata。这可能被视为一个物种的特征d . rotundata,相比d . alata。相比之下,化肥拍摄增长两个物种的稀树大草原土壤、显著的影响更大d . rotundata。

拍摄增长率相比,根两个物种的生长速度均降低肥料在森林土壤(表2)。这表明有适当施肥,植物往往分区较低的量子干物质营养根的根不需要清除。即使在草原土壤、肥料的应用对根的增长率没有显著影响d . alata的,而d . rotundata是减少了。然而,根增长率在两个物种的森林和稀树大草原土壤说明较高的根生物量积累在土壤肥力较低。此外,根的增长率d . rotundata更大的草原土壤,相比的d . alata。

在两种土壤,d . alata保持较高的块茎增长(表2)不管肥料,这可能被认为是一个物种的特征。然而,在森林土,块茎的发展d . alata没有得到肥料的应用(表吗2),这些土壤是富含营养物质,尤其是N和k .相比之下,块茎的生长d . rotundata增强了施肥与拍摄和根的生长。稀树大草原,块茎增长是减少两个物种由于低生育率水平的土壤,并再次率低d . rotundata。应用化肥促进块茎增长速度的两个物种,和一个更大的反应是观察到d . rotundata,这表明更大的反应的物种在低土壤肥力条件下补充养分。

3.4。块茎产量

观察到的差异的影响增长率最突出了新鲜块茎产量水分(75 - 79%)(表3)。的收益率更高的能力d . alata显然是表示在这项研究中不考虑土壤肥力条件下,和整体在块茎产量增加,意味着什么d . rotundata是140%,和更大的块茎增长相关的好吗d . alata(表2)。这个数据也关联与叶面积指数(图2),d . alata有更大更长一段时间值将使它更有效地捕获辐射持续时间大于d . rotundata。这类似于研究[18),马铃薯生物量产量成正比的辐射能量。

在森林土壤中,这两个物种之间的观察差异显著(表3)。两个物种之间的收益率平均差为125%,增加到142%的草原土壤,d . alata产生更大的块茎产量在两个站点。当比较两个网站,平均收益率的下降d . alata森林和草原之间的土壤是97%,而减少吗d . rotundata是130%。这表明产生的能力d . alata即使在低生育率网站维护。

在森林土壤,两个物种的反应添加肥料不显著,尽管的反应d . alata更大(25%显著()相比的d . rotundata(15%)。这再次强调了更大的产量潜力d . alata及其对改善管理。

虽然没有观察到草原土壤肥料效应,两个物种的反应添加肥料显著大于观察森林土壤。增量分别为71%和38%d . alata和d . rotundata分别。低生物量的d . rotundata,因此,似乎显示出更大的反应拍摄期间添加肥料增长,这并不反映在一个更大的整体反应块茎产量。这两个物种的收获指数(HI)(表3)反映重大变化与物种和添加肥料在森林里的网站,而显著变化观察只在草原物种之间的网站。嗨的价值就越高d . rotundata相比d . alata将地面上的衰老器官(叶片和葡萄)前物种在收获。在森林里,嗨受精治疗低表明添加肥料延迟衰老。

3.5。营养利用和农艺效率

在森林土壤N的利用效率更高d . alata(表4),收益率较高的物种,它还保留了其营养生长,无论是叶数量和持续时间d . rotundata下跌超过95%的叶子在收获(图1)。相比之下,K的利用效率d . rotundata高于d . alata尽管收益率较低。这表明收益率较低的物种有一个更大的利用能力把这营养很重要的光合作用的产物,相比的d . alata。

在这两个物种,草原土壤N利用率较低(表4),这可能是由于低N含量的土壤和它无法保留应用N,由于较低的土壤有机质。K使用效率两个物种在草原土壤,增加相比,记录在肥沃的森林土,并可能被认为是由于K克服植物非生物压力的影响。然而,意想不到的是钾利用效率的显著增加d . rotundata在草原土壤相比的d . alata。这又可能是一个功能的能力这个物种,从而高效地利用K在克服压力虽然收益不明显的更大的收益。

减少肥料的应用N和K在两个物种(表使用效率4),因此,这表明这些物种使用N和K更有效地当他们没有现成的肥料。此外,减少由于添加肥料N的养分利用效率较低d . rotundata,这表明它的有效使用添加肥料比更大的能力d . alata。相反,减少在K与添加肥料利用效率低d . alata这种营养素,这表明更大的反应。减少由于添加肥料养分利用效率低与K比N,这说明这些热带块茎K物种的重要性,而碳水化合物储存在根通过易位在马铃薯和木薯所示[K的协助下16,19]。此外,106年的养分利用效率d . rotundataK在草原土壤肥料是一个令人印象深刻的价值,它突出了这个物种的能力限制条件下利用K nonfertile土壤。可能的原因是低效的应用程序和土著之间缺乏一致性土壤肥料供应和应用。然而,过多的使用化肥也可以减少养分利用效率如图所示(20.与氮)。在这方面还没有被确认薯蓣属山药,因果现象显然需要进一步研究。

农艺效率薯蓣属物种与N和K养分利用效率(表的内容遵循4)。在肥沃的森林土壤N的农艺效率高于草原土壤,在这两个物种。相比之下,K的农艺效率是草原土壤,增加这两个跟随的养分利用效率。在养分利用效率,肥料的应用降低了农艺N和K的利用效率,减少农艺效率更高的N这再次说明了K作为热带块茎营养的重要性等薯蓣属山药,这一现象不早些时候报道。的因果机制农艺效率,减少养分利用效率也可能是由于更大的产量与化肥(表3)。

4所示。结论

薯蓣属是一种重要的作物是西非,既是食物和文化的目的。广泛种植于一系列土壤在改善和生活栽培技术。这一领域的研究在两个站点土壤有高和低生育率明显突出,虽然d . alata有较低的叶片数、赖是更大的,去年在葡萄树和叶子更长一段比吗d . rotundata,从而使其产生更大的收益d . rotundata。肥料、作物生长是促进更大的影响低肥沃的草原土壤中添加营养的拍摄,根和块茎增长。这还有助于获得更大的产量特别是d . alata在两种土壤类型,影响更大的低土壤肥沃的草原。

的养分利用效率和农艺效率N和K还强调了影响N和K在促进作物的产量。虽然施肥提高收益率,这个过程减少了N和K使用效率,因此农艺效率。由于肥料N使用效率的降低是更大的森林土壤中N和K的稀树大草原土壤。结果表明N和K养分利用效率,移动的营养物质,可以在这些物种不同,应用化肥甚至可能减少其影响将降低效率。这需要进一步的研究这些物种对肥料的反应,全面应用在不同土壤添加营养可能导致的损失,造成财务损失的高成本也化肥和土壤和水的污染问题,特别是在如西非脆弱的环境。

确认

该项目资金是由瑞士发展与合作署提供通过合作研究奖学金计划(RFPP)由南北中心的苏黎世联邦理工学院(原瑞士国际农业中心),他们都是感激地承认。现场人员在Bringakro (csr)和实验室人员Eschikon (ETH)也承认。最后,我们感激地承认集团Ayemou教授和博士罗伯特Carsky这项工作为他们的贡献。不幸的是,他们去世了在2008年9月23日和2004年11月6日,分别。

引用

1. c . n . Egesi b . o . Odu s Ogunyemi r . Asiedu和j·休斯,“评价水山药(薯蓣属alatal .)种质对山药炭疽病和病毒疾病及其影响产量,”植物病理学杂志,卷155,不。9日,第543 - 536页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. h . Yasuoka“集中分布的野生山药补丁:历史生态学和非洲热带雨林的生存猎人-采集者,”人类生态学,37卷,不。5,577 - 587年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. IITA”,年度报告,“技术代表、国际热带农业研究所的伊巴丹,尼日利亚,2006。视图:谷歌学术搜索
4. 诉Lebot,热带根和块茎作物美国康涅狄格州,CABI瓦林福德2009。
5. j·n·奥沙利文和j .欧内斯特在较小的山药营养不良(薯蓣属耐使用constant-water表沙文化特征。”植物营养和土壤科学杂志》上,卷170,不。2、273 - 282年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. r . j . Carsky n . Wolo v . m . Manyong g .田,“营养平衡模型在山药种植制度设计的可持续生产,”第七届国际研讨会三年学会学报热带根和块茎Crops-Africa分支m . o . Akoroda和j . m . Ngeve Eds。,pp. 198–209, IITA, Cotonou, Benin, 2007.视图:谷歌学术搜索
7. l . n . Diby v . k . Hgaza t . b .领带et al .,“生产力山药(薯蓣属spp。)作为土壤肥力的影响。”动物和植物科学杂志》上,5卷,不。2、494 - 506年,2009页。视图:谷歌学术搜索
8. 美国t·弗格森洞穴的影响特点和间距的增长,发展和山药的产量(薯蓣属spp)西印度群岛大学,博士论文,特立尼达,西印度群岛,1973年。
9. h . BaimeyScutellonema布雷迪山药在贝宁的病原体南非比勒陀利亚大学博士论文,2005年。
10. l . n . Diby r . j . Carsky集团,t . b .领带,o . Girardin和e . Frossard”理解土壤因素限制山药的潜在收益,”第四届国际作物科学院刊Congress-New方向不同的星球(ICSC的04)f·费舍尔,n . Turner j·安格斯et al .,。布里斯班,澳大利亚,2004年。视图:谷歌学术搜索
11. l . n . Diby v . k . Hgaza t . b .领带et al .,“土壤肥力影响山药生长怎样?”Acta Agriculturae Scandinavica,部分B,卷61,不。5,2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. j . m . Kowal和a . h . Kassam农业生态学的稀树大草原:西非的一个案例研究英国牛津,牛津大学出版社,1978年。
13. g . c . Orkwor和c·l·a . Asadu“农艺、”食品山药:研究的进步g . c . Orkwor r Asiedu, i . j . Ekanayake Eds。,pp. 105–141, International Institute of Tropical Agriculture, Ibadan, Nigeria, 1998.视图:谷歌学术搜索
14. s . c . o . Nwinyi和w·o·Enwezor评价肥料白山药(放置方法薯蓣属rotundata),“实验农业21卷,第78 - 73页,1985年。视图:谷歌学术搜索
15. m . Pansu和j . Gautheyrou为了分析du索尔:Mineralogique Organique Minerale,2003年IRD-Springer。
16. m·a·El-Sharkawy和l . f . Cadavid”遗传变异在木薯种质钾,”实验农业,36卷,不。3、323 - 334年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. l . n . Diby产量形成两种山药(薯蓣属spp)。treichville市大学,博士论文,阿比让,科特迪瓦,2005。
18. s . Schittenhelm h . Sourell, f . j . Lopmeier“马铃薯品种的抗旱性对比树冠架构,”欧洲农艺学杂志》上,24卷,不。3、193 - 202年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. z Rengel p . m .大门,“作物和基因型不同钾吸收效率和使用,“Physiologia杆菌,卷133,不。4、624 - 636年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. k·d·提尔曼g . Cassman p . a . Matson r·内勒和s . Polasky“农业可持续性和密集的生产实践,”自然,卷418,不。6898年,第677 - 671页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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