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Effect of Partial Chemical Nitrogen Substitution by Organic Fertilizer on Potato Yield and Quality
ZHAOMingming, LIKe, DUFurong, ZHANGMei, HUXinyan, CHENXiaoguang
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (5) : 128-134.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effect of Partial Chemical Nitrogen Substitution by Organic Fertilizer on Potato Yield and Quality
To investigate the optimization effect of organic fertilizer substitution for chemical fertilizers on yield and quality of potato, and to explore the optimum organic fertilizer substitution ratio for chemical fertilizer in potato production, which can provide the scientific basis for high-quality cultivation of potato in Jiangsu Province. The experiment used ‘Zhongshu 3’ as the test variety and set up five fertilization treatments under the condition of a total nitrogen application rate of 180 kg/hm2, including 100% compound fertilizer (N100), 90% compound fertilizer + 10% organic fertilizer (T10), 80% compound fertilizer + 20% organic fertilizer (T20), 70% compound fertilizer + 30% organic fertilizer (T30), and 100% organic fertilizer treatment (T100). The results showed that: (1) the substitution of organic fertilizer significantly promoted the growth of potato plant height, with an increase of 6.12% to 15.82% compared to the N100 treatment, and the differences between the T30 and T100 treatments reached a significant level. Among all treatments, there were no significant differences in the emergence rate, the number of main stems and stem diameter. However, the T10 treatment exhibited the highest emergence rate, while the T30 treatment had the largest number of main stems and the thickest stem diameter. (2) Both the potato yield and weight per plant increased first and then decreased with the increasing substitution ratio of organic fertilizer. Compared to the N100 treatment, the yield increase ranged from 37.17% to 72.80%, and the increase in the weight per plant ranged from 14.00% to 28.27%. Specifically, the T30 treatment had the highest yield and weight per plant, reaching a significant difference compared to the N100 treatment. The number of tubers per plant increased linearly with the increase in the amount of organic fertilizer substitution, with an increase of 10.57% to 40.17% (P<0.05), while there was no significant difference in the rate of commodity potato. (3) The substitution of organic fertilizer significantly enhanced the crude protein content (4.09% to 18.57%) and reduced sugar content (3.75% to 14.71%), but the dry matter content decreased. There were no significant differences in starch and vitamin C content among the treatments, with the T30 treatment having the highest starch content and the T100 treatment having the highest vitamin C content. The results of this study indicated that the combined application of 70% compound fertilizer and 30% organic fertilizer can synergistically enhance the growth, yield and quality of potato, achieving a synergistic improvement of yield and quality. It can be used as an optimized fertilization strategy for green potato production in Jiangsu Province.
organic fertilizer substitution / potato / yield / quality / combined application
| [1] |
张书乐. 有机肥替代部分化肥对马铃薯干物质积累与分配以及对土壤生物学性状的影响[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2014.
|
| [2] |
|
| [3] |
李含悦, 张润清, 王哲. 我国马铃薯全要素生产率比较及空间集聚研究[J]. 中国农业资源与区划, 2021, 42(07):9-18.
|
| [4] |
Food and agriculture organization of the United Nations. FAOSTAT[EB/OL].[2023-04-06]. http://www.fao.org/faostat/zh/#data/QC.
|
| [5] |
屈冬玉, 谢开云, 金黎平, 等. 中国马铃薯产业发展与食物安全[J]. 中国农业科学, 2005, 38(2):358-362.
|
| [6] |
沈辰, 孙家波, 吴建寨, 等. 世界马铃薯生产、消费与贸易格局及演化分析[J]. 山东农业科学, 2021, 53(2):127-132.
|
| [7] |
杜二小. 氮肥减施与替代对土壤特性及马铃薯产量和品质的影响[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2022.
|
| [8] |
房丽萍, 孟军. 化肥施用对中国粮食产量的贡献率分析——基于主成分回归C-D生产函数模型的实证研究[J]. 中国农学通报, 2013, 29(17):156-160.
|
| [9] |
杨永森. 化肥减量配施有机肥对马铃薯生长和土壤化学性状的影响[D]. 银川: 宁夏大学, 2022.
|
| [10] |
张维理, 武淑霞, 冀宏杰, 等. 中国农业面源污染形势估计及控制对策 III.中国农业面源污染控制中存在问题分析[J]. 中国农业科学, 2004, 37(7):1026-1033.
|
| [11] |
朱兆良, 孙波, 杨林章, 等. 我国农业面源污染的控制政策和措施[J]. 科技导报, 2005, 23(4):47-51.
|
| [12] |
Soil acidification is a major problem in soils of intensive Chinese agricultural systems. We used two nationwide surveys, paired comparisons in numerous individual sites, and several long-term monitoring-field data sets to evaluate changes in soil acidity. Soil pH declined significantly (P < 0.001) from the 1980s to the 2000s in the major Chinese crop-production areas. Processes related to nitrogen cycling released 20 to 221 kilomoles of hydrogen ion (H+) per hectare per year, and base cations uptake contributed a further 15 to 20 kilomoles of H+ per hectare per year to soil acidification in four widespread cropping systems. In comparison, acid deposition (0.4 to 2.0 kilomoles of H+ per hectare per year) made a small contribution to the acidification of agricultural soils across China.
|
| [13] |
毛伟, 曾洪玉, 李文西, 等. 不同土壤肥力下有机氮部分替代化学氮对小麦产量构成及土壤养分的影响[J]. 江苏农业学报, 2020, 36(5):1189-1196.
|
| [14] |
陶磊, 褚贵新, 刘涛, 等. 有机肥替代部分化肥对长期连作棉田产量、土壤微生物数量及酶活性的影响[J]. 生态学报, 2014, 34(21):6137-6146.
|
| [15] |
|
| [16] |
|
| [17] |
|
| [18] |
杨静, 聂三安, 杨文浩, 等. 不同施肥水稻土可溶性有机氮组分差异及影响因素[J]. 土壤学报, 2018, 55(4):955-966.
|
| [19] |
张水清, 张博, 岳克, 等. 长期施肥对黄淮海平原小麦氮素吸收及氨挥发的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2022(11):40-47.
|
| [20] |
李娟, 赵秉强, 李秀英, 等. 长期有机无机肥料配施对土壤微生物学特性及土壤肥力的影响[J]. 中国农业科学, 2008, 41(1):144-152.
|
| [21] |
万连杰, 何满, 李俊杰, 等. 有机肥替代部分化肥对椪柑生长、品质及土壤特性的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(15):2988-3001.
【目的】通过有机肥替代等养分化肥对椪柑生长、产量、品质及土壤特性的影响研究,提出适宜的有机肥替代量,为柑橘化肥减量与提质增效技术提供理论依据。【方法】以15年生枳砧台湾椪柑为试验材料,设置不施肥(CK)、单施化肥(FP)、有机肥替代氮、磷、钾肥的比例分别为10%、25%、18%(T1)、有机肥替代氮、磷、钾肥的比例分别为15%、38%、27%(T2)、有机肥替代氮、磷、钾肥的比例分别为20%、51%、36%(T3)、有机肥替代氮、磷、钾肥的比例分别为30%、76%、54%(T4),共6个处理,除CK外,各施肥处理的氮、磷、钾养分一致,2019—2020年连续两年系统研究等养分有机肥替代化肥对椪柑当年生叶片、花、果等的干物质量积累、产量与品质、土壤理化性质、土壤碳排放与硝态氮淋失的影响。【结果】(1)两年试验施肥处理的椪柑春、秋梢叶片,花和果实的干物质量变化趋势类似,即随有机肥替代比的增加呈先升后降的趋势,且总体上T1和T2处理更有利于叶片、花和果干物质量的积累。2019和2020年各有机肥替代处理的产量分别较FP处理增加了7.2%—26.4%和2.0%—36.9%;(2)与FP相比,2020年各有机肥替代处理的可溶性固形物显著增长了7.4%—9.8%,其他品质指标也有提升,且以T2和T3处理的效果较好;(3)2020年各有机肥替代处理的土壤pH和有机质含量较FP分别显著提高了4.6%—12.6%和16.4%—25.1%;(4)与FP相比,有机含量替代处理的土壤碳排放通量平均提高了20.1%、土层硝态氮含量减少了13.9%,且随有机肥替代比的增加,硝态氮向深层土壤的迁移量越小;(5)通过主成分分析及对主要指标进行综合评分,各处理得分从高到低顺序为T3、T2、T4、T1、FP、CK。【结论】本试验条件下以T3处理效果最佳,兼顾树体生长发育、土壤良好理化特性和果实优质丰产,并能一定程度减轻土层硝态氮淋失的风险。
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| [22] |
娄菲, 左怿平, 李萌, 等. 有机肥替代部分化肥氮对糯玉米产量、品质及氮素利用的影响[J]. 作物学报, 2024, 50(4):1053-1064.
研究有机肥替代部分化肥氮对糯玉米产量、品质及氮素利用的影响, 探索糯玉米生产中有机肥与化肥的最佳配施比例, 为河北省鲜食糯玉米优质栽培提供理论依据。2021和2022年设置田间试验, 以糯玉米品种斯达糯41为试验材料, 采用随机区组设计, 设置不施氮(T1)、常量化肥氮(T2)、有机肥替代20%化肥氮(T3)、有机肥替代40%化肥氮(T4)、有机肥替代60%化肥氮(T5)和有机肥替代100%化肥氮(T6)共6个处理。结果表明, 与T2处理相比, T3、T4和T5处理提高了糯玉米鲜果穗产量, 分别增加3.08%、13.61%、3.20%; T3~T6处理下氮素利用效率降低, T3、T4和T5处理氮肥偏生产力和氮肥农学效率增加。与T2处理相比, T3~T5处理提高了糯玉米外观和品尝品质评分, 其中T4处理总评分最高, 这主要是因为有机肥替代部分化肥氮增加了籽粒总淀粉和支链淀粉含量, 降低了籽粒蛋白质和可溶性糖含量, 同时改善了籽粒质构特性, 籽粒硬度、弹性和咀嚼性增加, 内聚性降低。综上所述, 在总施氮量为180 kg hm<sup>-2</sup>条件下, 有机肥替代部分化肥氮的比例为总施氮量40%时可以实现糯玉米鲜果穗产量和品质的协同提高。
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| [23] |
罗雪梅, 陈明媛, 王宁宁, 等. 减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2024, 30(2):289-306.
|
| [24] |
徐玉坤, 薛龙飞. 不同施肥模式对马铃薯光合特性及产量品质的影响[J]. 中国农业大学学报, 2022, 27(6):83-90.
|
| [25] |
张永成, 田丰. 马铃薯试验研究方法[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社,2007:154-184.
|
| [26] |
刘海英, 王华华, 崔长海, 等. 可溶性糖含量测定(蒽酮法)实验的改进[J]. 实验室科学, 2013, 16(2):19-20.
|
| [27] |
梁云贞, 董佩佩, 黄秋婵. 测定果蔬中维生素C含量的实验教学改革——2,6-二氯酚靛酚法[J]. 教育教学论坛, 2019(2):279-280.
|
| [28] |
石铭福. 不同类型肥料追施对马铃薯生长特征、产量构成及品质的影响[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2018.
|
| [29] |
张福锁, 王激清, 张卫峰, 等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J]. 土壤学报, 2008(5):915-924.
|
| [30] |
张福锁, 崔振岭, 王激清, 等. 中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J]. 植物学通报, 2007, 24(6):687-694.
|
| [31] |
王顺妮, 董文, 陈鑫昊, 等. 施氮水平对湖南地区秋马铃薯生长、产量及品质的影响[J]. 中国瓜菜, 2020, 33(10):33-38.
|
| [32] |
杨雪, 高倩, 蔡林志, 等. 新型肥料施用对马铃薯生长和产量及品质的影响[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2022, 48(5):550-555.
|
| [33] |
杜宏辉, 贾学刚, 杨涛. 化肥减量及配施生物有机肥对马铃薯产量、矿质元素含量及土壤肥力的影响[J]. 中国瓜菜, 2023, 36(9):66-74.
|
| [34] |
方玉川, 吕军, 张圆, 等. 生物有机肥对马铃薯产量和品质的影响[J]. 中国瓜菜, 2019, 32(9):50-53.
|
| [35] |
付强, 张平良, 刘晓伟, 等. 有机肥替代部分化肥对半干旱区马铃薯产量、水分和氮素利用率的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2023(10):143-149.
|
| [36] |
黄艳岚, 张超凡, 张道微, 等. 有机肥替代化肥对马铃薯产量、氮肥利用和土壤养分的影响[J]. 湖南农业科学, 2022(6):25-28.
|
| [37] |
李雅飞, 冯琰, 祁利潘, 等. 减施化肥配施不同生物有机肥对马铃薯的影响[J]. 江苏农业科学, 2024, 52(9):65-71.
|
| [38] |
胡月华. 化肥减量与生物有机肥配施对土壤质量变化及马铃薯产量与品质的影响[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(19):204-210.
|
| [39] |
丁玉萍, 马涛, 杨永森, 等. 有机肥替代部分化肥对土壤养分和马铃薯块茎品质的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(19):76-85.
研究旨在评估有机肥替代化肥对土壤和马铃薯的影响,并确定最佳的有机替代比例。试验于2022年在宁夏固原市西吉县进行,以‘青薯9号’马铃薯品种为供试材料,设置5个处理组,对照组(CK)仅施用化肥,T<sub>1</sub>组20%的化肥被有机肥替代,T<sub>2</sub>组40%的化肥被有机肥替代,T<sub>3</sub>组60%的化肥被有机肥替代,T<sub>4</sub>组完全施用有机肥。研究分析不同处理对马铃薯生长期间土壤养分含量、土壤酶活性及块茎品质的影响,并探讨三者之间的关系。结果显示:(1)与CK、T<sub>4</sub>相比,有机肥替代部分化肥能显著提高碱解氮、速效磷、速效钾的含量,其中速效钾的增长最为明显,增幅为13.86%~37.74%、2.55%~42.10%。(2)土层深度0~20 cm的土壤酶活性略高于20~40 cm,有机肥替代部分化肥提高了土壤酶活性,特别是碱性磷酸酶活性,在0~20、20~40 cm土层较CK分别提高了3.74%~56.11%、2.02%~55.90%;较T<sub>4</sub>分别提高了7.57%~64.94%、8.56%~50.57%。(3)与CK和T<sub>4</sub>处理相比,有机肥替代部分化肥处理提高了马铃薯块茎品质含量。(4)相关性分析表明,土壤酶活性与土壤养分含量呈正相关,土壤养分含量的增加会促进酶活性的提升。逐步线性回归分析发现,碱解氮、脲酶、碱性磷酸酶以及20~40 cm土层的过氧化氢酶活性与马铃薯品质有显著关联。研究表明,有机肥替代40%的化肥对提升土壤养分含量、增强土壤酶活性、改善马铃薯品质的效果最为显著。
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