Effect of polysuccinimide on summer maize⁃winter wheat rotation yield in the north China

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240522

Abstract

Abstract:

To investigate the effects of polysuccinimide （PSI） application rate on crop yield in the summer maize-winter wheat rotation system in north China，a field experiment was conducted over two consecutive years （four growing seasons） using summer maize （Zhengdan 958） and winter wheat （Jimai 38） as test materials. Different PSI application rates were set as treatments to systematically analyze their impacts on the yields of both crops. The results showed that PSI application in the first growing season significantly（p<0.05） increased the yields of both crops during the initial three consecutive seasons. PSI enhanced maize yield primarily by increasing kernel number per ear，and improved wheat yield by increasing the number of effective panicles. Under conventional fertilization，the effective duration of PSI was 22-23 months at application rates of 6.0-12.0 kg·hm^-2，and extended to 24 months when the rate was increased to 18 kg·hm^-2. Considering the stability of the fertilization effect，soil microbial activity，and other factors，it is recommended to apply PSI at 6.0-12.0 kg·hm^-2 simultaneously with seeds during the summer maize sowing period each year.

Key words: polysuccinimide, application rate, summer maize-winter wheat rotation, north China

CLC Number:

S513

JIN Nan, JIA Jianlin, ZHANG Kuo, LI Changming, FAN Zhanquan, LI Huashuai, JIAO Yongkang. Effect of polysuccinimide on summer maize⁃winter wheat rotation yield in the north China[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(2): 326-331.

Figures/Tables 2

References 24

[1]	张学雷，冯婉婉，钟国敏. 豫中褐土耕地土壤性质空间分异及质量评价［J］. 应用生态学报，2011，22（1）：121-128.
	ZHANG X L， FENG W W， ZHONG G M. Spatial variation of soil properties and quality evaluation for arable Ustic Cambosols in central Henan Province［J］. Chinese Journal of Applied Ecology，2011，22（1）：121-128.
[2]	张继光，陈洪松，苏以荣，等. 喀斯特山区洼地表层土壤水分的时空变异［J］. 生态学报，2008，28（12）：6334-6343.
	ZHANG J G， CHEN H S， SU Y R，et al. Spatial and temporal variability of surface soil moisture in the depression area of Karst hilly region［J］. Acta Ecologica Sinica，2008，28（12）：6334-6343.
[3]	厉彦玲，赵庚星. 黄河三角洲典型地区耕地土壤养分空间预测［J］. 自然资源学报，2018，33（3）：489-503.
	LI Y L， ZHAO G X. Spatial prediction of cultivated land soil nutrients in typical region of Yellow River Delta［J］. Journal of Natural Resources，2018，33（3）：489-503.
[4]	李鹏，关强，邬梦成，等. 我国旱地两熟区土壤养分时空变异的调查研究［J］. 土壤通报，2017，48（2）：380-386.
	LI P， GUAN Q， WU M C，et al. Investigation of temporal and spatial variability of soil nutrients in double cropping area of the upland，China［J］. Chinese Journal of Soil Science，2017，48（2）：380-386.
[5]	毛文娟. 不同改良剂对宁夏平罗盐碱土改良研究［D］. 杨凌：西北农林科技大学，2010.
	MAO W J. Meliortion of salint-aldalkali soil with sulfur and different modifier of soil in Pingluo，Ningxia［D］. Yangling：Northwest A & F University，2010.
[6]	何宝忠，丁建丽，刘博华，等. 渭库绿洲土壤盐渍化时空变化特征［J］. 林业科学，2019，55（9）：185-196.
	HE B Z， DING J L， LIU B H，et al. Spatiotemporal variation of soil salinization in Weigan-Kuqa River Delta oasis［J］. Scientia Silvae Sinicae，2019，55（9）：185-196.
[7]	卢闯，张宏媛，刘娜，等. 免耕覆膜增加中度盐碱土团聚体有机碳和微生物多样性［J］. 农业工程学报，2019，35（21）：116-124.
	LU C， ZHANG H Y， LIU N，et al. Increasing soil organic carbon in aggregates and microflora diversity in moderate salt-affected soils through no till combined with plastic film mulching［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2019，35（21）：116-124.
[8]	张春楠，张瑞芳，王鑫鑫，等. 保水剂对小白菜生长的影响及节水保肥效果［J］. 北方园艺，2020（5）：1-7.
	ZHANG C N， ZHANG R F， WANG X X，et al. Effect of water retaining agent on growth of Chinese cabbage and effect of water saving and fertilizer retention［J］. Northern Horticulture，2020（5）：1-7.
[9]	张涛，李素艳，孙向阳，等. 不同工程措施对滨海盐土的改良效果研究［J］. 应用基础与工程科学学报，2019，27（3）：482-491.
	ZHANG T， LI S Y， SUN X Y，et al. Effects of different engineering measures on coastal saline soil amelioration［J］. Journal of Basic Science and Engineering，2019，27（3）：482-491.
[10]	QIN H， GU Q， KUPPU S，et al. Expression of the Arabidopsis vacuolar H⁺-pyrophosphatase gene AVP1 in peanut to improve drought and salt tolerance［J］. Plant Biotechnology Reports，2013，7（3）：345-355.
[11]	刘乐，费良军，陈琳，等. γ-聚谷氨酸对土壤结构、养分平衡及菠菜产量的影响［J］. 水土保持学报，2019，33（1）：277-282.
	LIU L， FEI L J， CHEN L，et al. Effects of γ-polyglutamic acid on soil structure，nutrient balance and spinach yield［J］. Journal of Soil and Water Conservation，2019，33（1）：277-282.
[12]	XIAO A W， OUYANG Y， LI W C，et al. Effect of organic manure on Cd and as accumulation in brown rice and grain yield in Cd-As-contaminated paddy fields［J］. Environmental Science and Pollution Research，2017，24（10）：9111-9121.
[13]	邱朝霞，张若冰，邱海霞，等. 含蒙脱土和多糖的保水剂对土壤物理性质的影响［J］. 中国土壤与肥料，2013（6）：11-16.
	QIU Z X， ZHANG R B， QIU H X，et al. Effects of superabsorbents containing montmorillonite and polysaccharide on soil physical properties［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China，2013（6）：11-16. （in Chinese with English abstract）
[14]	刘建明. 农资行业迎来助力健康土壤新商机：纳米活性矿物质或成“三元合一” 最佳选择［J］. 中国农资，2022（3）：14.
	LIU J M. Agricultural resources industry welcomes new business opportunities to help healthy soil-nano-active minerals may be the best choice for “three in one” ［J］. China Agri-Production News，2022（3）：14.
[15]	许迎春，吴一弦，孔祥璐，等. 微波辅助合成聚天冬氨酸［J］. 北京化工大学学报（自然科学版），2009，36（3）：41-45.
	XU Y C， WU Y X， KONG X L，et al. Polycondensation of L-aspartic acid under microwave irradiation［J］. Journal of Beijing University of Chemical Technology （Natural Science Edition），2009，36（3）：41-45.
[16]	胡小明，颜英杰，李青彬，等. 用双螺杆挤出机制备聚琥珀酰亚胺的绿色合成工艺研究［J］. 化学试剂，2020，42（4）：463-467.
	HU X M， YAN Y J， LI Q B，et al. Green synthesis of polysuccinimide by twin screw extrude［J］. Chemical Reagents，2020，42（4）：463-467.
[17]	王永丽，黄少斌. 聚琥珀酰亚胺的水解动力学过程［J］. 应用化工，2005，34（8）：517-518.
	WANG Y L， HUANG S B. The hydrolysis kinetics process of polysuccinimide［J］. Applied Chemical Industry，2005，34（8）：517-518.
[18]	杨泽，徐睿琪，韩华，等. 聚天冬氨酸土壤保水剂的制备及性能研究［J］. 广州化工，2023，51（20）：41-45.
	YANG Z， XU R Q， HAN H，et al. Study on preparation and performance of a polyaspartic acid soil water-retaining agent［J］. Guangzhou Chemical Industry，2023，51（20）：41-45.
[19]	刘文龙. 聚天冬氨酸保水剂对土壤微生态的影响及其降解菌的分离鉴定［D］. 阿拉尔：塔里木大学，2021.
	LIU W L. Effect of polyaspartic acid water-retaining agent on soil microecology and isolation and identification of degrading bacteria［D］. Aral：Tarim University，2021.
[20]	闫治斌，闫富海，马明帮，等. 水肥一体化模式下多元水溶肥对制种玉米性状和效益的影响［J］. 农业科技与信息，2022（6）：1-3.
	YAN Z B， YAN F H， MA M B，et al. Effects of multi-water soluble fertilizer on characters and benefits of maize seed production under the mode of water and fertilizer integration［J］. Agricultural Science-Technology and Information，2022（6）：1-3.
[21]	柴汕，李青松，高慧姗，等. 有机肥等氮量替代化肥对豫南砂姜黑土区夏玉米生长及土壤理化性状的影响［J］. 河南师范大学学报（自然科学版），2023，51（5）：122-130.
	CHAI S， LI Q S， GAO H S，et al. Effects of organic fertilizers and other nitrogen replacements for chemical fertilizers on the growth and soil physico chemical properties of summer maize in the black soil area of sand ginger in southern Henan［J］. Journal of Henan Normal University （Natural Science Edition），2023，51（5）：122-130.
[22]	李向岭，胡君霞，左怿平，等. 聚天门冬氨酸缓释复合肥显著提高甜玉米鲜穗产量与品质［J］. 植物营养与肥料学报，2021，27（11）：2019-2029.
	LI X L， HU J X， ZUO Y P，et al. Slow-release compound fertilizer containing polyaspartic acid effectively increases fresh ear yield and quality of sweet corn［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2021，27（11）：2019-2029.
[23]	李建刚，韩卫红，马翔龙，等. 不同品牌“聚天门冬氨酸” 在玉米上研究初报［J］. 中国农村小康科技，2007（2）：74-75.
	LI J G， HAN W H， MA X L，et al. Preliminary report on the study of different brands of polyaspartic acid on corn［J］. Chinese Countryside Well-off Technology，2007（2）：74-75.
[24]	李建刚，韩卫红，马翔龙，等. “聚天门冬氨酸” 后效对小麦群体及产量的影响［J］. 中国农村小康科技，2006（2）：43.
	LI J G， HAN W H， MA X L，et al. Effect of after-effect of polyaspartic acid on wheat population and yield［J］. Chinese Countryside Well-off Technology，2006（2）：43.

处理	2022年				2023年
处理	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数
T1	11.67 a	330.50 a	7.67 a	460.15 a	12.32 a	315.07 ab	8.34 a	468.85 ab
T2	12.16 a	336.82 a	7.79 a	463.43 a	12.66 a	317.54 ab	8.32 a	479.82 a
T3	12.69 a	342.05 a	7.82 a	480.52 a	12.67 a	323.26 a	8.19 a	478.54 a
CK	11.05 b	328.70 a	7.66 a	431.00 b	11.28 b	307.25 b	8.15 a	450.49 b

处理	2022年				2023年
处理	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数
T1	11.67 a	330.50 a	7.67 a	460.15 a	12.32 a	315.07 ab	8.34 a	468.85 ab
T2	12.16 a	336.82 a	7.79 a	463.43 a	12.66 a	317.54 ab	8.32 a	479.82 a
T3	12.69 a	342.05 a	7.82 a	480.52 a	12.67 a	323.26 a	8.19 a	478.54 a
CK	11.05 b	328.70 a	7.66 a	431.00 b	11.28 b	307.25 b	8.15 a	450.49 b

处理	2022—2023年				2023—2024年
处理	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/ （10⁴·hm^-2）	穗粒数	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数
T1	7.93 a	37.05 a	742.34 b	28.12 a	7.34 b	37.15 a	723.56 ab	27.62 a
T2	8.21 a	37.66 a	772.35 ab	28.11 a	7.70 ab	37.26 a	743.27 a	27.81 a
T3	8.25 a	37.82 a	779.85 a	28.89 a	7.85 a	37.22 a	756.49 a	27.89 a
CK	7.54 b	36.97 a	706.35 c	27.85 a	7.31 b	36.89 a	694.36 b	27.35 a

处理	2022—2023年				2023—2024年
处理	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/ （10⁴·hm^-2）	穗粒数	标准产量/（t·hm^-2）	千粒重/g	有效穗数/（10⁴·hm^-2）	穗粒数
T1	7.93 a	37.05 a	742.34 b	28.12 a	7.34 b	37.15 a	723.56 ab	27.62 a
T2	8.21 a	37.66 a	772.35 ab	28.11 a	7.70 ab	37.26 a	743.27 a	27.81 a
T3	8.25 a	37.82 a	779.85 a	28.89 a	7.85 a	37.22 a	756.49 a	27.89 a
CK	7.54 b	36.97 a	706.35 c	27.85 a	7.31 b	36.89 a	694.36 b	27.35 a