Combined application of nitrogen，phosphorus，and potassium fertilizers on yield and nutrient uptake of sorghum-rape rotation

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20240811

Abstract

Abstract:

To clarify the fertilizer requirements of sorghum-rape rotation in the southwest region，achieve crop yield increase and efficiency improvement，and scientific fertilization，this study conducted field fertilizer efficiency experiments on sorghum-rape rotation for two consecutive years. Five treatments were set up：no fertilization（CK），no nitrogen fertilizer（PK），no phosphorus fertilizer（NK），no potassium fertilizer（NP），and combined application of nitrogen phosphorus and potassium fertilizer（NPK）. The crop yield，yield composition，dry matter accumulation，and soil physicochemical properties were measured under different treatments. The nutrient accumulation and utilization rate of fertilizer were calculated under different treatments，and the effects of different fertilization treatments on the yield and nutrient uptake of sorghum-rape rotation were analyzed. The results showed that under different fertilization treatments，the stem biomass and grain yield of sorghum and rape were the highest in the NPK treatment，followed by NP，NK，PK，and CK. The biggest difference in yield composition among different fertilizer treatments for sorghum was the panicle weight. Compared with CK，the panicle weight of sorghum in the other treatments was significantly （p<0.05） higher by 55.57% to 378.72%. For rape，the biggest difference in yield components among different fertilizer treatments was the number of effective siliques per plant. Compared with CK，the number of effective siliques per plant of rape in the treatments of NK，PK，NPK was significantly higher by 524.22% to 632.81%. Compared with other treatments，NPK treatment significantly increased the aboveground nitrogen，phosphorus，and potassium accumulation in sorghum and rape，with nitrogen accumulation showing the most significant improvement. Furthermore，NPK treatment had the highest annual fertilizer partial productivity，apparent utilization efficiency，and agronomic efficiency for both sorghum and rape. Compared with CK，the soil pH value significantly decreased and the organic matter content significantly increased under NPK treatment. In conclusion，combined application of nitrogen phosphorus and potassium fertilizer can increase the yield and yield composition，nutrient uptake，utilization rate of fertilizer，and soil organic matter content of sorghum and rape. It can also maintain the availability of soil nutrients at a higher level. The results of this study can provide scientific basis for understanding the nutrient requirements and rational fertilization in the sorghum-rape rotation in the southwest region.

Key words: sorghum-rape rotation, yield, nutrient uptake, utilization rate of fertilizer, soil nutrient

CLC Number:

ZHOU Yifan, LI Zhiqi, CAI Guoxue, LI Siguang, PENG Qing, ZHAO Jingkun, WANG Jie, SHI Xiaojun. Combined application of nitrogen，phosphorus，and potassium fertilizers on yield and nutrient uptake of sorghum-rape rotation[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(4): 884-892.

Figures/Tables 7

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处理	高粱			油菜			周年
处理	N	P₂O₅	K₂O	N	P₂O₅	K₂O	N	P₂O₅	K₂O
CK	0	0	0	0	0	0	0	0	0
PK	0	180	210	0	90	75	0	270	285
NK	270	0	210	180	0	75	450	0	285
NP	270	180	0	180	90	0	450	270	0
NPK	270	180	210	180	90	75	450	270	285

处理	高粱			油菜			周年
处理	N	P₂O₅	K₂O	N	P₂O₅	K₂O	N	P₂O₅	K₂O
CK	0	0	0	0	0	0	0	0	0
PK	0	180	210	0	90	75	0	270	285
NK	270	0	210	180	0	75	450	0	285
NP	270	180	0	180	90	0	450	270	0
NPK	270	180	210	180	90	75	450	270	285

处理	株高/cm	穗长/cm	穗重/g	千粒重/g	茎秆生物量/（kg·hm^-2）	籽粒产量/（kg·hm^-2）
CK	132.05±5.70 c	25.35±6.16 b	23.50±2.89 e	10.05±1.12 d	3 555.61±112.16 e	2 711.80±132.11 e
PK	136.96±5.61 bc	26.78±5.61 ab	36.56±2.27 d	13.15±1.08 c	3 812.24±147.72 d	3 803.43±137.77 d
NK	143.00±6.97 ab	30.00±2.50 ab	65.39±3.74 c	18.30±1.15 b	4 263.61±118.24 c	4 453.45±101.23 c
NP	144.54±7.50 ab	30.69±2.43 ab	87.00±6.54 b	22.90±1.53 a	4 652.82±95.63 b	5 050.90±81.90 b
NPK	150.20±6.10 a	32.65±1.32 a	112.50±5.30 a	24.35±1.61 a	5 189.75±102.74 a	5 601.18±90.76 a

处理	株高/cm	穗长/cm	穗重/g	千粒重/g	茎秆生物量/（kg·hm^-2）	籽粒产量/（kg·hm^-2）
CK	132.05±5.70 c	25.35±6.16 b	23.50±2.89 e	10.05±1.12 d	3 555.61±112.16 e	2 711.80±132.11 e
PK	136.96±5.61 bc	26.78±5.61 ab	36.56±2.27 d	13.15±1.08 c	3 812.24±147.72 d	3 803.43±137.77 d
NK	143.00±6.97 ab	30.00±2.50 ab	65.39±3.74 c	18.30±1.15 b	4 263.61±118.24 c	4 453.45±101.23 c
NP	144.54±7.50 ab	30.69±2.43 ab	87.00±6.54 b	22.90±1.53 a	4 652.82±95.63 b	5 050.90±81.90 b
NPK	150.20±6.10 a	32.65±1.32 a	112.50±5.30 a	24.35±1.61 a	5 189.75±102.74 a	5 601.18±90.76 a

处理	株高/cm	一次分枝数	单株有效角果数	每角果粒数	千粒重/g	茎秆生物量/（kg·hm^-2）	籽粒产量/（kg·hm^-2）
CK	125.00±5.46 d	3.27±0.30 b	64.00±5.57 c	17.31±2.03 c	3.46±0.22 b	1 226.87±92.65 e	694.63±102.27 e
PK	146.35±8.47 c	4.00±0.62 b	97.28±8.64 c	18.34±1.75 bc	3.60±0.47 b	1 698.76±102.32 d	999.27±104.32 d
NK	168.20±3.60 b	7.61±1.73 a	399.50±23.38 b	20.35±1.92 bc	4.38±0.82 ab	3 226.82±113.16 c	1 898.13±123.92 c
NP	187.40±6.80 a	8.09±1.55 a	427.00±30.97 b	21.29±1.96 ab	4.57±0.85 ab	3 601.37±85.42 b	2 186.10±76.68 b
NPK	191.40±5.91 a	8.80±1.08 a	469.00±32.68 a	23.94±2.14 a	4.77±0.91 a	3 962.11±92.68 a	2 300.65±96.73 a