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Effects of Organic Fertilizer Application Rate on Agronomic Traits and Yield of Rapeseed Under Rice-oilseed Rape Rotation Model in Erhai Lake Basin
CHENXiaoyan, ZHANGLifan, LIJianyong, LIUHehu, LIGenze, LIUCuicui, ZHANGYunyun, YANGGuoan, WANGXueming, HEQing, ZHOUShan, ZHUXuan, ZHAOKaiqin
Journal of Agriculture ›› 2025, Vol. 15 ›› Issue (11) : 28-34.
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Effects of Organic Fertilizer Application Rate on Agronomic Traits and Yield of Rapeseed Under Rice-oilseed Rape Rotation Model in Erhai Lake Basin
This study aimed to investigate the impact of different organic fertilizer applications on the economic traits and yield of crops under the rice-oilseed rape rotation model, exploring the optimal rate of organic fertilizer application and providing scientific basis for application in oilseed rape cultivation. Field trials were conducted from 2019 to 2022 at the Heng’an Agricultural and Forestry Professional Cooperative in Yinqiao Town, Dali City. Rice cultivation was treated with 7500 kg/hm2 of solid organic fertilizer and 600 kg/hm2 of liquid organic fertilizer. Four treatments of organic fertilizer applications for oilseed rape cultivation were set up, including no fertilizer (A), 7500 kg/hm2 of solid organic fertilizer + 1890 kg/hm2 of liquid organic fertilizer (B), 15000 kg/hm2 of solid organic fertilizer + 1890 kg/hm2 of liquid organic fertilizer (C), 22500 kg/hm2 of solid organic fertilizer + 1890 kg/hm2 of liquid organic fertilizer (D). The results showed that: (1) the average values of the main economic traits of oilseed rape increased with the quantity of organic fertilizer application. (2) Over two years, the average yields of oilseed rape in treatments A to D was 922.40, 2352.35, 2830.5 and 3237.40 kg/hm2, respectively, demonstrating that oilseed rape yield also increased with the application of organic fertilizer. This study concluded that increasing application of organic fertilizer enhanced oilseed rape yield and economic traits. Considering the factors such as yield and cost, the optimal application rate of organic fertilizer was proposed as followed: 15000 kg/hm2 of solid organic fertilizer and 1890 kg/hm2 of liquid organic fertilizer. This study provides a scientific guidance and theoretical basis for organic fertilizer application in cultivation of oilseed rape.
rape / organic fertilizer / agronomic traits / yield / Erhai Lake basin
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The combined application of manure and chemical fertiliser has major effects on soil physico-chemical and biological properties, and it increases crop yields. A 4-year study was conducted to study the effects of the application of high (HM 22 500 kg/ha), medium (MM 15 000 kg/ha), and low (LM 7500 kg/ha) rates of manure in combination with conventional chemical fertiliser. We evaluated the effects on soil properties, nutrient use, and crop yield in a continuous-cropping maize system. We also compared the three manure treatments with chemical fertiliser-only (CF-only) and no fertiliser (NF) treatments during 2007–2010 in semi-arid conditions. Compared with CF-only and NF, manure combined with chemical fertiliser produced a lower soil bulk density and significantly increased the >0.25-mm water-stable aggregate content, which was higher with increasing manure application rates. The duration of increased soil enzyme activity after manure application depended on the manure application rate; HM produced a significantly higher increase in soil enzyme activity than CF-only and NF during 2007–2010. Manure combined with chemical fertiliser significantly increased crop yield and nitrogen (N) content of the crop organs, showing that this treatment enhanced the use of N fertiliser. Soil properties may be conserved by the MM treatment, which improved soil properties while increasing crop yield, because there was no significant difference in the residual level of N with the MM and CF-only treatments. Therefore, the MM treatment may be an appropriate soil fertiliser treatment for dryland maize farming.
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贾豪语, 张国斌, 郁继华, 等. 化肥与生物肥配施对花椰菜产量和养分吸收利用的影响[J]. 甘肃农业大学学报, 2013, 48(05):36-42,49.
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韩天富, 马常宝, 黄晶, 等. 基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征[J]. 中国农业科学, 2019, 52(11):1918-1929.
目的 定量分析近30年施肥对中国水稻产量的综合效应和影响机制,为水稻种植区域肥料的科学施用提供依据。方法 以全国水稻土长期监测点为平台,将相应的监测数据按照种植区域、试验时间、种植制度、作物类型、施肥类型、土壤质地、土壤pH、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤缓效钾含量进行分组,以不施肥处理作为对照,利用Meta-analysis方法探究施肥对水稻产量的综合效应及其影响因素。结果 近10年（2008—2017）以来,无论施肥与否,水稻产量均显著高于1988—1997和1998—2007年对应的水稻产量。与不施肥相比,施肥显著提高水稻产量,其提高幅度平均为80.8%。在西南地区施肥对水稻产量的提高幅度最高（98.5%）,显著高于华北地区（70.3%）。不同试验时间下,施肥比不施肥处理在1988—1997年对水稻产量提高的幅度（99.1%）高于1998—2007年（84.2%）和 2008-2017年（78.1%）。不同种植制度下,施肥较不施肥处理能显著提高一年三熟水稻产量（92.0%）,且提高幅度均高于一年一熟（76.2%）和一年两熟（81.9%）。与不施肥相比,双季稻施肥对水稻产量的提高幅度（85.9%）高于单季稻区（75.9%）和水稻-其他作物（79.5%）。与不施肥相比,有机肥与无机肥配合施用对水稻产量提高幅度（88.3%）高于化肥单施处理（76.6%）。施肥较不施肥处理能显著提高黏质土壤水稻产量（92.0%）,提高幅度显著高于砂质土壤（58.0%）和壤质土壤（77.5%）。随着土壤有机质和有效磷含量的增加,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度呈降低趋势。在较高的土壤pH（＞7.5）、较低土壤全氮（＜1.5 g·kg <sup>-1</sup>）和缓效钾（＜150 mg·kg <sup>-1</sup>）情况下,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度较高。随机森林分析结果表明：施肥对水稻产量提高幅度主要受水稻种植区域、土壤全氮和种植制度的影响。此外,肥料的农学效率与施肥对水稻产量增产幅度呈极显著正相关。结论 虽然当前施肥对水稻产量增加的趋势在降低,但是适量的肥料投入（尤其是西南地区）是提高和维持水稻高产的重要措施,尤其是有机肥与无机肥配合施用增产效果更加显著。同时,在种植制度的基础上,各水稻种植区域应结合土壤质地、土壤氮素和钾素等方面作为肥料投入的主要依据。
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史常亮, 郭焱, 朱俊峰. 中国粮食生产中化肥过量施用评价及影响因素研究[J]. 农业现代化研究, 2016, 37(4):671-679.
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Globally, overuse of nitrogen (N) fertilizers in croplands is causing severe environmental pollution. In this context, Gu et al. suggest environmentally friendly and cost-effective N management practices and Hamani et al. highlight the use of microbial inoculants to improve crop yields, while reducing N-associated environmental pollution and N-fertilizer use.Crown Copyright © 2023. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
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张旭琳, 张梓涵, 尹高飞, 等. 农田氮磷流失与沟渠输移转化过程及影响因素[J]. 生态与农村环境学报, 2024, 40(10):1278-1286.
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王家宝, 孙义祥, 李虹颖, 等. 生物有机肥用量及部分替代化肥对小麦产量效应的研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(36):6-11.
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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林光号, 党洪阳, 周江明, 等. 有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力和经济效益的影响[J]. 江西农业学报, 2023, 35(11):63-71.
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李燕青, 温延臣, 林治安, 等. 不同有机肥与化肥配施对氮素利用率和土壤肥力的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(10):1669-1678.
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李亚林, 张旭博, 任凤玲, 等. 长期施肥对中国农田土壤溶解性有机碳氮含量影响的整合分析[J]. 中国农业科学, 2020, 53(6):1224-1233.
【目的】施肥是影响农田土壤溶解性有机碳、氮的重要因子。探讨在不同利用方式、熟制、土壤pH等条件下长期施肥对土壤溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量的影响,为农田土壤碳氮管理提供指导。【方法】收集2000—2019年已发表文献72篇,获得相对独立数据（510组DOC和208组DON）,采用整合分析（Meta-analysis）方法定量分析不同利用方式、熟制和土壤pH下施肥对DOC和DON含量的影响。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤DOC和DON含量,其中施有机肥（单施或配施）的提高幅度（60%和93%）是化肥（13%和29%）的4.6倍和3.2倍。不同利用方式下,施肥能显著提高旱地土壤DOC和DON含量,且旱地施用有机肥提升土壤DOC和DON的幅度显著高于水旱轮作。不同熟制比较,一年一熟下施用有机肥后DOC含量提高85 %,显著高于一年两熟（38%）;不同pH土壤比较,碱性土壤（pH>7.5）上施用有机肥后DOC和DON含量分别提高了85%和162%,显著高于6.5＜pH＜7.5的中性土壤（48%和70%）和pH＜6.5 的酸性土壤（32%和61%）。【结论】施用有机肥（单施或配施）可显著提高DOC和DON含量,但其效果会因利用方式、熟制、土壤pH等的不同有较大差异,因此,有机肥的施用应综合考虑相应的土壤和环境条件。
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李晓立, 何堂庆, 张晨曦, 等. 等氮量条件下有机肥替代化肥对玉米农田温室气体排放的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(5):948-961.
【目的】明确大田等氮量条件下,有机肥替代化肥对玉米农田土壤温室气体（N<sub>2</sub>O和CO<sub>2</sub>）排放及其增温潜势的影响,为稳定作物产量、减少化肥投入、减少氮肥流失、提高氮肥利用效率提供理论依据。【方法】2018和2019年大田采用静态箱-气相色谱法,以不施肥（CK）为对照,比较等氮量条件下常规单施化肥（NPK）、有机肥替代30%（化学肥料180 kg N·hm<sup>-2</sup>+有机肥90 kg N·hm<sup>-2</sup>,NPKM30）、有机肥替代50%（化学肥料135 kg N·hm<sup>-2</sup>+有机肥135 kg N·hm<sup>-2</sup>,NPKM50）对夏玉米生育期土壤N<sub>2</sub>O和CO<sub>2</sub>排放的影响,并估算玉米季农田温室气体排放量、全球增温潜势（global warming potential,GWP）和农业碳足迹（carbon footprint）。【结果】等氮量条件下NPK、NPKM30和NPKM50处理间的玉米籽粒产量没有显著差异。玉米整个生育期土壤N<sub>2</sub>O排放通量呈动态变化,且3个施肥处理的N<sub>2</sub>O排放通量均高于对照。与NPK相比,NPKM30处理两年N<sub>2</sub>O累积排放量均值增加5.22%,而NPKM50处理降低7.92%。玉米生育期N<sub>2</sub>O累积排放量占土壤全氮的12.91?—18.74?。3个施肥处理间CO<sub>2</sub>排放通量的季节变化趋势基本一致,变幅为74.53—367.04 mg·m<sup>-2</sup>·h<sup>-1</sup>。施肥显著增加CO<sub>2</sub>累积排放量,与NPK相比,NPKM30和NPKM50处理两年CO<sub>2</sub>累积排放量均值分别增加0.91%和5.79%;GWP分别增加2.07%和2.10%。与NPK处理相比,NPKM30处理的温室气体排放强度（GHGI）和单位产量碳足迹降低2.46%和1.43%,而NPKM50处理增加3.37%和1.43%。【结论】部分有机肥替代化肥能够增加玉米田土壤温室气体排放量和全球增温潜势,但能够保持玉米产量稳定,同时有效降低温室气体排放强度和单位产量碳足迹,综合考虑玉米产量和生态效益,有机肥替代30%（NPKM30）是实现玉米稳产减肥减排较为理想的有机肥替代化肥比例。
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任依, 姜培坤, 鲁长根, 等. 炭基肥与有机肥替代部分化肥对青紫泥水稻土微生物丰度及酶活性的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(4):860-868.
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马肖, 刘木兰, 何潇, 等. 化肥减量配施有机肥对油菜产量形成及菜籽品质的影响[J]. 作物研究, 2020, 34(6):518-524.
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何浩, 张宇彤, 危常州, 等. 不同有机替代减肥方式对玉米生长及土壤肥力的影响[J]. 水土保持学报, 2019, 33(5):281-287.
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徐有祥, 朱真令, 王昱妃, 等. 有机肥部分替代化肥对水稻产量和土壤理化性质的影响[J]. 浙江农业科学, 2024, 65(4):817-822.
为探明有机肥部分替代化肥对水稻生产及土壤地力水平的影响,促进水稻生产化肥减量增效。以早、晚稻为试验材料,采用田间试验方法,研究不施肥(CK<sub>1</sub>)、常规施肥(CK<sub>2</sub>)、有机肥替代15%氮肥(T<sub>1</sub>)、有机肥替代30%氮肥(T<sub>2</sub>)对早、晚稻产量、品质以及土壤理化性质、矿质元素等养分含量的影响。结果表明,与CK<sub>2</sub>相比,T<sub>1</sub>、T<sub>2</sub>处理早、晚稻产量均有所提升,分别增加5.03%~10.13%、6.17%~12.96%,稻米加工、外观品质相关指标未见明显变化趋势。T<sub>1</sub>、T<sub>2</sub>处理较CK<sub>2</sub>土壤pH值、碱解氮、有效磷、速效钾含量均显著提升,矿质元素锰、锌、铜有效态含量呈现不同程度的增加趋势。另外,T<sub>1</sub>、T<sub>2</sub>处理的氮肥利用率与偏生产力均高于CK<sub>2</sub>,且呈现随氮肥替代比例增加而下降的趋势。试验条件下,有机肥部分替代氮肥既能维持水稻高产又能有效提升稻田养分利用效率,其中替代15%氮肥是适宜当地水稻生产较佳的一种化肥减量增效技术措施。
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郑福丽, 刘苹, 李国生, 等. 有机-无机肥协同调控小麦-玉米两熟作物产量及土壤培肥效应[J]. 中国农业科学. 2020, 53(21):4355-4364.
【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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戴祥来, 赵继献, 胡权. 有机肥施用对甘蓝型油菜产量、品质及效益的影响[J]. 南方农业, 2022, 16(11):17-20,23.
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李永华, 武雪萍, 何刚, 等. 我国麦田有机肥替代化学氮肥的产量及经济环境效应[J]. 中国农业科学, 2020, 53(23):4879-4890.
【目的】有机肥替代是在维持作物产量的同时减少化学氮肥用量的关键措施之一。然而,有机肥替代化学氮肥的小麦产量效应、环境代价和经济效益的复杂联系尚不清楚。本研究通过系统分析,量化了有机肥替代的农学、环境和经济效应,旨在为有机肥替代技术在我国小麦生产中的应用提供参考。【方法】本研究利用文献调研方法,对2019年12月前经同行评议发表的涉及有机肥替代化学氮肥在小麦生产上应用的文献通过Meta分析,从农学、环境和经济角度评估有机肥替代的综合效益。【结果】有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量。有机肥替代比例对小麦产量有巨大影响。在替代化肥比例30%时,未显著增产。小麦生产的净经济效益受替代比例和替代有机肥类型影响。当有机肥替代比例45%时,牛粪和商品有机肥作为替代有机肥时,净经济效益减少18%和68%。有机肥替代使小麦生长季的NH<sub>3</sub>挥发减少24%、小麦收获期的土壤硝酸盐残留量减少16%,但使小麦生长季的N<sub>2</sub>O排放量增加了32%。进一步分析可知,土壤性质、有机肥类型、气候条件、试验持续年限、产量和施肥水平均可调控有机肥替代的小麦产量效应。与单施化肥相比,有机肥替代处理在SOM>15 g·kg <sup>-1</sup>时显著增产4%,而在SOM≤15 g·kg <sup>-1</sup>时无增产效应,在土壤pH7时无增产效应。当鸡粪、猪粪和商品有机肥作为替代有机肥时,有机肥替代处理分别增产6%、6%和4%,而牛粪作为替代有机肥时无增产效应。有机肥替代处理在年降雨量>600 mm区域显著增产4%,而在≤600 mm区域无增产效应。在年平均气温>15℃区域增产5%,而在年平均气温10年增产6%,而在
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