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Effects of Different Application Rates of Soybean Phospholipid Amendments on Yield and Nutrients Uptake in Maize-Wheat Rotation System
GUANXilin, TIANShenzhong, LIUZhentian, DONGQinde, DONGLiang, LIQiang, GAOXinhao, BIANWenfan, ZHANGYufeng
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (7) : 8-14.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effects of Different Application Rates of Soybean Phospholipid Amendments on Yield and Nutrients Uptake in Maize-Wheat Rotation System
The purpose of this study is to evaluate the effect of soybean phospholipid amendments on crop yield and crop nutrients uptake, providing references for the crop yield and soil fertility improvement in the northwestern Shandong Province. A field experiment with five treatments was conducted in 2022 in Dezhou City, Shandong Province. The treatments were as follows: conventional management (T1), additional application of 300 kg/hm2 (T2) and 600 kg/hm2 (T3) soybean phospholipid amendments on the basis of T1, 20% (T4) and 30% (T5) reduction in chemical fertilizer input on the basis of T3. Crop yield, crop nutrient uptake and soil nutrient content were measured to evaluate the effects of soybean phospholipid amendments on crop yield and soil fertility. Compared with T1, T3 and T4 significantly increased maize yield by 11.3% and 16.0% through enhancing kernels per row and kernels per ear, while no significant effect was observed in T2 and T5. Wheat yield was significantly increased by 0.56 and 0.51 t/hm2 through enhancing spike numbers. The application of soybean phospholipid amendments can increase soil available phosphorus content and plant phosphorus uptake. T3, T4 and T5 showed 31.0%-55.2% and 12.5%-15.4% enhancement in phosphorus uptake compared with T1 for maize and wheat, respectively. Therefore, in the maize-wheat rotation system of northwestern Shandong, it is recommended to apply 600 kg/hm2 soybean phospholipid amendments on the basis of conventional management or with 20% reduction of chemical fertilizer.
soybean phospholipid amendments / maize / wheat / yield / nutrient uptake / soil nutrient / phosphorus
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为验证商品有机肥部分替代化肥对小麦产量的影响,以确定有机肥替代化肥的最优比例,本试验采用大田小区试验的方法,以商品生物有机肥为材料,研究生物有机肥用量和部分替代化肥对小麦生长、产量与产量构成因素的影响。结果表明:小麦产量随生物有机肥施用量的增加而提高,当用量为5636.5 kg/hm<sup>2</sup>时,产量为7800.6 kg/hm<sup>2</sup>。在等养分条件下,生物有机肥料与化肥配合施用,能促进小麦植株个体的生长,有机肥替代17%~34%化肥比单施化肥处理增产11.3%~11.8%。在施用有机肥1500 kg/hm<sup>2</sup>的基础上,化肥减量34%,小麦产量达7542.0 kg/hm<sup>2</sup>,较单施化肥提高了11.8%,化肥减量34%与减量17%相比小麦产量差异不显著,主要原因是施用生物有机肥料可以增加有效穗、穗粒数、千粒重。本试验条件下,单施商品生物有机肥5600 kg/hm<sup>2</sup>,有机肥替代化肥的比例20%~30%,能有效减轻小麦菌核病的发生,改善小麦的产量结构,有利于产量的提高。
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目前,中国农业集约化过程中普遍存在着化肥,特别是磷肥利用效率不高、土壤残留磷量较大的问题,这造成了磷肥资源的浪费以及由淋溶和径流造成的面源污染。笔者通过文献查阅,收集和筛选了自1980年以来中国公开发表的小麦田间试验论文,对华北平原及山西和陕西等地区小麦田间试验数据进行分析,对小麦生产和磷肥利用特征进行统计分析。本研究获得了冬小麦籽粒与秸秆产量的回归方程,以及施磷量与籽粒和秸秆含磷量的回归方程。在施磷为61 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/hm <sup>2</sup>时,冬小麦-土壤系统表现为磷素表观平衡;随着磷肥数量增加,磷素表观盈亏量呈线性增加。在当前华北地区常规磷肥(102 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/hm <sup>2</sup>)水平下,冬小麦一季在土壤中磷肥累积量约为25.7 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/hm <sup>2</sup>。华北地区冬小麦磷肥平均利用效率为(14.7±7.6)%,氮肥增加有利于提高磷肥利用效率。整体上,冬小麦对磷酸二铵的利用效率高于过磷酸钙,有机肥和化肥配施有利于提高磷肥利用效率,‘郑麦9023’的磷肥利用效率较高。所以选择合适的磷肥品种,通过合理的氮肥水平以及有机肥与化肥配施,能够提高华北地区的冬小麦磷肥利用效率。这对于该地区提高磷肥利用效率、降低磷肥损失和土壤污染风险,具有重要参考价值。
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为解决宁夏连作压砂西瓜田土壤养分和植株生长性能、产量下降的问题,本试验在当地常规施肥基础上,以西瓜荣耀品种为试验材料,设置常规施肥(CK)、常规施肥+菌剂(T1)、常规施肥+200 kg·hm<sup>-2</sup> 土壤调理剂+菌剂(T2)、常规施肥+300 kg·hm<sup>-2</sup>土壤调理剂+菌剂(T3)、常规施肥+400 kg·hm<sup>-2</sup> 土壤调理剂+菌剂(T4)5个处理,研究了土壤调理剂配施菌剂对土壤养分及压砂西瓜蔓长、茎粗、根系活力、产量的影响。结果表明,与CK相比,单施菌剂处理可以促进压砂西瓜生长,提高产量,但是对压砂田土壤养分无显著提高作用;而土壤调理剂配施菌剂处理均能显著提高土壤养分,增强根系活力,促进压砂西瓜生长,表明二者配施具有复合作用。其中与CK相比,T3的土壤pH值降低0.21;碱解氮、速效磷、全氮、有机质、速效钾含量分别显著提高29.31%、69.02%、54.72%、53.89%、36.56%;成熟期蔓长、茎粗、根系活力分别显著提高13.52%、23.42%、43.44%;其产量为45 173.70 kg·hm<sup>-2</sup>,提高30.56%。Person双变量相关分析表明,土壤养分含量与西瓜生长、产量具有极显著相关性。T3、T4、T2、T1的净收益分别较CK增加6 709.20、5 043.40、4 914.95、1 489.80 元·hm<sup>-2</sup>;通过内梅罗指数方法计算得出土壤综合肥力指数从大到小分别为T3、T4、T2、T1、CK。综合比较各处理的产量、经济效益、土壤综合肥力指数,常规施肥+土壤调理剂300 kg·hm<sup>-2</sup>+菌剂为最佳处理。本研究结果对当地连作压砂西瓜田土壤肥力的提升、作物产量和经济效益的稳定具有重要的现实意义。
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目的 定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。方法 利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台（1991—2016年）,比较长期不施磷肥（CK、N、NK）、施用化学磷肥（PK、NP、NPK）、化肥配合秸秆还田（NPKS）和化肥配施有机肥及有机肥（1.5NPKM、NPKM、M）土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。结果 长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数（PAC）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的PAC高于化肥配合秸秆还田（NPKS）和施用化学磷肥（PK、NP、NPK）。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm <sup>-2</sup>,土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg <sup>-1</sup>,全磷上升0.02—0.06 g·kg <sup>-1</sup>。土壤每累积亏缺磷100 kg P·hm <sup>-2</sup>,不施磷肥处理（CK、N、NK）土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg <sup>-1</sup>。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田（NPKS）以及施用化学磷肥（PK、NP、NPK）,显著高于不施磷肥（CK、NK、N）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型（线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程）均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系（P＜0.01）。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg <sup>-1</sup>。 结论 在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。
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【目的】 在小麦-玉米两季秸秆全还田条件下,探索不同有机-无机运筹模式对作物产量、氮效率和土壤养分的影响,为小麦-玉米一年两季种植合理利用有机养分资源和科学培肥地力提供理论支撑。【方法】通过设计化肥与不同用量有机肥配合并结合施用秸秆腐熟剂措施,研究不同有机无机运筹模式对产量构成、氮养分吸收、土壤有机质及团聚体等特征的影响。试验共设6个处理,分别为F处理（单施化肥）,FA处理（化肥配秸秆腐熟剂）,FM1处理（化肥配1 500 kg·hm<sup>-2</sup>有机肥）,FM2处理（化肥配3 000 kg·hm<sup>-2</sup>有机肥）,FM3处理（化肥配4 500 kg·hm<sup>-2</sup>有机肥）,FAM2处理（化肥配3 000 kg·hm<sup>-2</sup>有机肥和秸秆腐熟剂）。 【结果】（1）与单施化肥相比,施用不同用量有机肥和秸秆腐熟剂均可显著增加小麦-玉米籽粒产量,其中FM3处理产量最高,小麦增产20.6%,玉米增产10.6%,FAM2处理小麦增产19.5%,玉米增产8.2%。产量增加源于产量各构成要素的协同提高,小麦以公顷穗数和穗粒数增加较为显著,玉米以行粒数增加最为显著。（2）增施有机肥和秸秆腐熟剂可以促进氮素向籽粒运移,提高氮素收获指数,随有机肥用量增加,小麦和玉米氮素积累量均增加,其中FM3处理和FAM2处理籽粒氮素累积量和收获指数均较高,与F处理达显著差异。配合施用秸秆腐熟剂的FA和FAM2处理较不施菌剂处理周年氮肥偏生产力提高了1.3—1.6 kg·kg<sup>-1</sup>。（3）增施有机肥和施用秸秆腐熟剂显著增加土壤全氮、碱解氮和有机质含量,其中FM3处理土壤全氮和有机质含量最高,施用2年后相比F处理全氮增加0.17 g·kg<sup>-1</sup>,有机质增加1.97 g·kg<sup>-1</sup>。各有机无机配施模式显著降低土壤容重、提高孔隙度和水稳性团聚体比例。 【结论】连续2年试验表明,增施有机肥、配施秸秆腐熟剂可以增加小麦-玉米产量,促进籽粒氮素吸收和转运,改善土壤结构和培肥地力,推荐FAM2处理作为本地区小麦-玉米轮作模式下有效的增产及土壤培肥技术模式。
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微生物肥料是一种对环境友好的新型生物肥料,可以促进植物生长,提高果实品质,改善土壤质量,通过在植物和微生物之间构建良好的联系,实现环境的可持续发展,形成“可循环经济”,从而有效促进有机农业的整体发展。就有益微生物菌肥改善土壤理化性质、促进植物生长和改善果实品质、提高植物抗逆性和抗病性等方面进行了综述,并简要介绍了微生物与植物相互作用的分子机制,对微生物菌肥在有机农业上的应用前景进行了展望。
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土壤是农业正常生产的基本物质基础,土壤健康是确保粮食和食品安全的主要因素。文章回顾了国内外生物菌肥在土壤环境改善和植物生产方面的研究情况,并得出结论,生物菌肥在土壤健康改良、地力提升、作物促长、增产提质和病虫害绿色防治等方面具有显著效果,对保障粮食安全、农产品质量安全和人类健康安全至关重要,以期为生物菌肥产业的进一步发展提供参考。
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