Influence of crop rotation on selected chemical and physical soil properties in potato cropping systems

Crop yields are often increased through crop rotation. This study examined selected soil chemical and physical properties that may constitute the N and non-N related effects of crop rotation in potato cropping systems. Potato (Solanum tuberosum L. Norwis) was grown continuously and in two-year rotations with annual alfalfa (Medicago sativa L. Nitro), hairy vetch (Vicia villosa Roth), white lupin (Lupinus albus L. Ultra), and oat (Avena sativa Astro). Hairy vetch contributed more residue N than any other crop rotation, ranging from 110 to 119 kg N ha^?1. Inorganic N concentrations in potato soils were related to the previous crop’s residue N contents, and were highest following vetch and alfalfa and lowest following oat and potato. The highest mineralizable N concentration was found following vetch (46.6 mg N kg^?1). Saturated soil hydraulic conductivity in potato following all rotations ranged from 9.88 to 11.28 cm h^?1 compared to 5.71 cm h^?1 for continuous potato. Higher soil water contents were maintained in the 30 to 45 cm depth for all rotations compared to continuous potato. Thus several parameters indicate substantial N effects associated with particular crop rotations. Soil hydraulic conductivity and soil water status may also represent significant components of the rotation effect not directly related to N for these cropping systems.     

大垄垄上行间覆膜对土壤水分、温度及大豆产量形成的影响

为探讨大豆大垄垄上行间覆膜的增产机制,以垦丰15、垦丰16两个大豆品种为材料,在田间进行大垄垄上行间覆膜和不覆膜处理,研究了覆膜阶段土壤水温状况及植株形态指标变化。结果表明,行间覆膜对土壤的增温作用在大豆生育前期内呈“U”型变化,在增加耕层含水量、改善根系生长环境方面起到重要作用,覆膜大豆产量明显高于对照。     

Potato microtuber production and performance: A review

Almost half a century has passed sincein vitro tubers (microtubers) were first described in potato, but their adoption as a seed propagule has been uneven globally. Consensus is lacking regarding optimal production practices for microtubers and their relative productivity in relation to other propagules for minituber production. There is significant uncertainty regarding the utility of microtubers for evaluation of agronomic characters. However, the application of microtubers in germplasm conservation is widely accepted. Microtubers are producedin vitro in a plethora of different growing systems with varying environment, media constituents, and storage intervals. Many of the interactions between growth parametersin vitro and subsequent productivity appear to be genotype-specific. Accordingly, microtubers come in different sizes, have different dormancy requirements, and differ widely in relative growth potential and productivity. Despite these differences, there is evidence for strong analogies in growth responses between fieldgrown tubers and microtubers. The use of microtuber technology in seed tuber production, breeding programs, germplasm conservation, and research appears to have enormous potential. This review discusses microtuber production, yield and performance,in vitro screening, and germplasm storage and exchange.     

土壤条件与苎麻农艺性状形成关系的初步研究

土壤有机质、氮、磷及铁、硼含量与茎粗、皮厚和出麻率呈负相关,虽略利于优质却降低产量;水解氮对优质高产均不利。钾、锰、锌与株高呈正相关、与有效株呈负相关,不利高产优质和原麻含胶率的降低。土壤容重和ｐ Ｈ 与株高之外其它经济性状呈正相关,有益高产优质,而总孔度的作用相反。土壤毛孔度和比重都有利优质,但前者与株高呈负相关、与有效株呈正相关,后者则反之。     

Effect of nitrogen and phosphorus application on soil nitrogen morphological characteristics and grain yield of oil flax

In order to identify effects of nitrogen (N) and phosphorus (P) on soil nitrogen morphological characteristics and grain yield of oil flax, a two-factor experiment was conducted in a randomized complete block design in typical semi-arid and hilly-gully area of Loess Plateau with 3 replicates in 2013 and 2014. Two levels of N application included 150 ​kg/hm² (N₂) and 75 ​kg/hm² (N₁). P application included 150 ​kg P₂O₅/hm² (P₂) and 75 ​kg P₂O₅/hm² (P₁). Temporal and spatial variation of soil nitrate nitrogen (NO₃⁻-N) and ammonium nitrogen (NH₄⁺-N) contents in 0–60 ​cm soil layer, and relationship between soil NO₃⁻-N accumulation (SNA) and grain yield of oil flax were analyzed. Results showed that SNA increased with evaluated N application rate in different soil layers (0–20 ​cm, 20–40 ​cm and 40–60 ​cm). With the increased P application, SNA increased at N₁ level but decreased at N₂ level. SNA under N₂P₁ treatment increased by 73.33% in 2013 and 74.97% in 2014 respectively, compared with control treatment (CK) at maturity stage. Grain yield of oil flax also increased by 44.27% in 2013 and 56.55% in 2014, compared with CK under the same treatment. Correlation analysis showed that SNA in different soil layers were respectively positively correlated with grain yield. In conclusion, this research suggested that the optimal fertilizer application rate was 150 ​kg ​N/hm² and 75 ​kg P₂O₅/hm² in the Northwest of China.     

免耕对土壤理化性状和直播稻生长及产量形成的影响

为探明免耕直播稻的生长规律和免耕直播的环境效应,研究了稻田免耕直播对土壤理化性状和水稻生长及产量形成的影响.结果表明,稻田免耕后,土壤容重降低和孔隙性得到改善,土壤养分在土壤表层富集.与翻耕直播相比,免耕直播稻分蘖能力较弱,但无效分蘖较少,成穗率高.直播条件下,免耕更有利于叶面积的扩展.除齐穗期外,其它生育时期免耕稻的根系活力强,平均比翻耕提高4.45%.在最高分蘖期,免耕直播稻的根冠比和单蔸根干重高于翻耕直播稻.在翻耕和免耕条件下,干物质积累量及在茎、叶和穗中的分配比例无显著差异.免耕直播稻的实际产量为8.6 t/hm2,比翻耕直播稻增产5.8%.另外,免耕直播稻的收获指数比翻耕直播稻高,增幅为13.3%,但未达到5%的显著差异水平.     

Effects of soil characteristics on the relationship between potato cyst nematodes and yield. II. Acidity (soil pH)

Summary The sandy and sandy peat soils of the northeast of The Netherlands are mineralogically very poor and acid. Independently of potato cyst nematode infestations, there is a considerable negative effect of increasing soil pH on potato tuber yield. Potato cyst nematode infections aggravate the effect of soil pH in depressing yield. It was shown that both potato cyst nematode infection and increasing soil pH values reduce the buffering capacity of the root system. Testing for yield as well as for tolerance to potato cyst nematode infection should be made at a range of soil pH values, similar to those found in the target area. This refers to active breeding programmes as well as to the selection of cultivars for yield trials.     

Impact of Stolbur Phytoplasmas on Potato Tuber Texture and Sugar Content of Selected Potato Cultivars

Potato stolbur is a phytoplasmal disease that seriously affects yield and tuber quality in South Eastern Europe, Russia and the Mediterranean areas. In 2007 and 2008, field experiments were carried out to determine stolbur resistance of processing potato cultivars at Sannicolau Mare (Romania) by determining consistency and concentration of reducing sugars (fructose and glucose), sucrose and phytoplasmas in potato tubers. In both years, non-symptomatic potato tubers showed sucrose levels in the range of 3,000 mg kg⁻¹ fresh weight (FW). In contrast, sucrose concentrations were up to 11,820 mg kg⁻¹ FW in 2007 and 19,560 mg kg⁻¹ FW in 2008 in tubers showing severe symptoms. These high values severely affect suitability of tubers for processing as sucrose serves as substrate for the formation of reducing sugars that are the limiting factor in fried potato production for Maillard-related discolouration. The cultivars examined differed considerably in susceptibility to stolbur disease. Whereas cvs. ‘Courage’ and ‘Lady Rosetta’ showed high numbers of diseased tubers and high sucrose concentrations, ‘Lady Claire’ had a lower incidence of symptomatic tubers and lower sucrose concentrations. However, fully resistant cultivars were not observed. Across all cultivars examined, phytoplasmal concentration was significantly higher in symptomatic tubers than in non-symptomatic ones.     

赤霉素对马铃薯块茎形成的影响

赤霉素 (GA ,Gibberellins)广泛存在于马铃薯植株体内 ,不同部位和发育时期的GA种类、含量及活性变化受块茎形成时环境条件的影响。GA通过参与马铃薯块茎形成时细胞分裂及细胞骨架的调整、光周期诱导块茎形成时的信号传递、以及碳水化合物的合成代谢时多种酶活性的影响等对马铃薯块茎形成进行调控。外源添加GA能促进马铃薯茎、叶和匍匐茎的生长 ,而抑制块茎的形成。添加GA生物合成抑制剂可降低植株体内GA水平和活性 ,促进块茎形成     

施用白云石粉对黄红壤 酸度和油菜产量的影响

田间试验结果表明,酸性黄红壤上施用白云石粉显著降低了土壤交互性铝含量和提高了土壤pH值,其 降酸作用与白云石粉用量呈正相关。适当施用白云石粉能够极显著提高油菜产量。白云石粉用量在1 600kg/hm2 时,油菜达到最高产量2 518kg/hm2。此外,施用白云石粉改善了土壤的养分状况,提高了油菜植株的养分含量和 养分吸收量。     

Effects of soil characteristics on the relationship between potato cyst nematodes and yield. I. Water retention

Summary Data from five long-term field experiments on sandy and sandy peat soils were analyzed for the effect of soil type on damage caused by potato cyst nematodes to potato crops. It was shown that the water retention of the topsoil and the subsoil largely determined the potential yield level in the different fields. According to Oostenbrink's equation the slopes of the curves are steeper with increasing yield level, indicating that the higher the potential yield level, the higher the absolute yield loss. However, when yield was expressed as percentage of maximum yield, yield reduction related to potato cyst nematode density did not differ significantly, except when tolerant cultivars were grown. Increasing tolerance of cultivars to nematode damage was reflected in less steep slopes of the yield/nematode density curves.     

Potato production and utilization in the world

Zusammenfassung Die Zu- oder Abnahme von Fl?che. Hektarertrag und Gesamtproduktion in der Welt sowie in verschiedenen Regionen und L?ndern in den Jahren 1962 bis 1973 wurde diskutiert (Abb. 1–5). Mit Hilfe von Regressionsgleichungen wurde die Zu- oder Abnahme von Fl?che. Ertrag und Produktion errechnet und als Prozent der Situation im Jahre 1962 ausgedrückt. Die Regressionsgleichungen und die Korrelationskoeffizienten sind am Fuss der Abbildungen aufgeführt. Diesen kann auch die Fl?che. der Ertrag oder die Produktion im Jahre 1962 entnommen werden. Auffallend sind die Abnahme der Fl?che in Westeuropa. besonders in der Bundesrepublik Deutschland und in Frankreich, sowie die Zunahme der Fl?che und der Produktion in den Tropen. In Europa (ohne UdSSR) sank der Konsum j?hrlich um ungef?hr 1/2% (Abb. 6) und der Konsum pro Kopf um etwas mehr als 1% (Abb. 9). In den USA stieg der Gesamtverbrauch j?hrlich um etwa 1% (Abb. 8), und der Verbrauch pro Kopf schien ziemlich konstant zu sein (Abb. 9). In Europa (ohne UdSSR) nahm die Kartoffelst?rkeproduktion um 50% zu, und in den neun EG-L?ndern wurde diese Erzeugung nahezu verdoppelt (Abb. 7). In diesem Artikel wird angenommen, dass 25% der Speise- oder Saatkartoffelerzeugung Abfall sind (bei der Sortierung ausgelesene Knollen) und als Futterkartoffeln verwendet werden. In Europa (ohne UdSSR) wird ungef?hr die H?lfte der gesamten Produktion zur Verfütterung verwendet, und ungef?hr 40% wird eigens zu diesem Zweck angebaut und verwertet (Abb. 6). In den neun EG-L?ndern sank die Gesamtmenge, die als Futterkartoffeln verwendet wurde, von 40% auf 30% der Gesamterzeugung. Die Menge, die eigens als Futterkartoffeln angebaut und verwertet wurde, feil von 30% auf etwa 12% der Gesamtproduktion (Abb. 7). Es ist anzunehmen, dass der zukünftige Anbau von Futterkartoffeln vom Gewinn abh?ngt, den die Pflanzer daraus im Vergleich zu jenem aus dem Mais- oder Gerstenanbau ziehen. Auf Basis des Futterwertes von 1 kg Trockenkartoffeln (erhalten aus 4 kg Kartoffeln mit 23% Trockensubstanz (TS)) und von 1 kg Mais oder 1 kg Gerste betr?gt der Preis, bei welchem Kartoffeln mit Gerste oder Mais vergleichbar sind, für 1 kg Kartoffeln (23% TS): 1000/933×1/4×Preis für 1 kg Gerste oder 1000/1067×1/4 Preis für 1 kg Mais Abb. 10 und 11 zeigen die direktkostenfreien Ertr?ge für Mais. Gerste und Kartoffeln bei verschiedenen Preisen und für drei Ertr?ge pro ha (für die Berechnung des direktkostenfreien Ertrages siehe Anhang 1.2 und 3). Aus diesen Zahlen geht hervor, dass der Futterkartoffelanbau schwerlich mit der Mais-produktion konkurrieren kann, dass aber bei Preisen von etwa Hfl. 45 pro 100 kg Gerste die Kartoffelproduktion inklusive Trocknung mit der Gerstenerzeugung in Wettbewerb treten kann. Es darf also angenommen werden. dass bei Gerstenpreisen unter Hfl. 40 der Futterkartoffelanbau nur in jenen F?llen rentabel ist, wo der Kartoffelertrag im Vergleich zu Gerste hoch ist, oder auf Betrieben, wo ein Ueberschuss an Arbeitskr?ften besteht und das Eind?mpfen und Silieren der Kartoffeln wirtschaftlich tragbar ist. Wenn der Preis für Gerste für l?ngere Zeit über Hfl, 45 steigt, ist, eine Zunahme des Futterkartoffelanbaus zu erwarten, sofern Geld zur Investierung in Trocknungsanlagen verfügbar ist und die Inflation nicht zu stark ist. Die hohe Trockensubstanzproduktion pro ha Kartoffeln im Vergleich mit Weizen. Gerste und Mais (Tabelle 6) ist der Hauptgrund. weshalb bei hohen Gerstenpreisen die Futterkartoffeln eine Chance haben. Bei Kartoffeln für die St?rkeproduktion wurde das gleiche Vorgehen verfolgt. Die Beziehung zwischen den Preisen für Kartoffeln und Mais ist in Abb. 12 dargestellt. Aufgrund dieser Beziehung und des Anhanges 1 und 3 wurde die Abb. 13 erstellt. Diesen Daten entsprechend kann die Kartoffelst?rkeproduktion mit jener von Mais bei Maispreisen über Hfl. 35 pro 100 kg konkurrieren. Die Kartoffelproduktion pro Kopf in L?ndern zwischen 30° N und 30° S (Tabelle 1) ist ausserordentlich niedrig. Die Energie- und Proteinzerzeugung der Kartoffeln pro ha und pro Tag ist im Vergleich mit tropischen Kulturpflanzen hoch (Tabellen 7 und 8). Auch die Zunahme in der Produktion war bei Kartoffeln gr?sser als bei tropischen Kulturpflanzen (Tabelle 10). Der Anbau von Kartoffeln k?nnte helfen, die Ern?hrung der Bev?lkerung in vielen tropischen L?ndern zu verbessern und m?glicherweise auch den Mangel an Nahrungsmitteln zu verhüten, wenn die Erzeugungskosten pro kg Produkt durch Erh?hung des Hektarertrages gesenkt werden k?nnen.

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Résumé Durant la période 1962–1973. L'évolution des superficies, du rendement à l'hectare et de la production totale est présentée pour le monde entier et pour diverses régions et pays (fig. 1 à 5). Cette évolution est calculée à l'aide d'équations de régression et exprimée en pourcentage de l'année 1962. Les équations de régression et les coefficients de correlation ont été placés au bas des graphiques. La baisse des superficies en Europe de l'Ouest, particulièrement en Allemagne Fédérale et en France, et l'augmentation des surfaces et de la production sous les tropiques sont frappantes. En Europe (à l'exclusion de l'URSS), la consommation totale décroit annuellement d'environ 1/2% (fig. 6) et la consommation par habitant d'un peu plus de 1% (fig. 9). Aux USA la consommation totale augmente annuellement d'environ 1% (fig. 8) et la consommation par habitant semble étre constante (fig. 9). En Europe (URSS exclue), la production de pommes de terre féculières s'est accrue de 50% et dans les neuf pays du marché commun cette production a plus que doublé (fig. 7). Il est supposé que le quart de la production de plants et de pommes de terre de consommation est éliminé au triage et utilisé pour la consommation animale. En Europe (URSS exclue) environ la moitié de la production totale est consomméc par les animaux: 40% de la production totale sont cultivés à cette fin. Dans la zone du Marché Commun la quantité totale qui est utilisée pour l'alimentation animale a décrut de 40% à 30% de la production totale, et la part spécialement produite à cet effet a baissé de 30% à environ 12% de la production totale (fig. 7). Il est supposé que l'avenir de la production de pommes de terre pour la consommation animale dépend des gains que les producteurs obtiennent de cette culture comparés à ceux réalisés avec le ma?s ou l'orge. Basé sur la valeur alimentaire de 1 kg de tubercule déhydraté (obtenu à partir de 4 kg de pommes de terre à 23% de M.S.) et comparé à 1 kg de ma?s ou 1 kg d'orge, le prix à partir duquel la pomme de terre est compétitive est de 1000/933×0.25×le prix d'un kg d'orge. ou 1000/1067×0.25×le prix d'un kg de ma?s. Les fig. 10 et 11 montrent les marges brutes pour le ma?s. L'orge et la pomme de terre pour différents prix et pour trois rendements à l'hectare (pour le calcul des marges brutes voir appendices 1, 2, et 3). On voit que la pomme de terre de consommation animale ne concurrence pas facilement le ma?s, mais que au prix de Dfl (florins) 45 le quintal d'orge, la production de pommes de terre, déshydratation inclue, peut concurrencer l'orge. On voit également que pour un prix d'orge inférieur à Dfl 40. Ia production de pommes de terre est seulement profitable dans le cas où le rendement est élevé par rapport à l'orge ou encore dans le cas d'exploitations disposant d'un surplus de main d'oeuvre, et où la cuisson et l'ensilage sont économiquement possibles. Si les prix de l'orge se maintiennent au dessus de Dfl 45 durant une longue période on peut s'attendre à une augmentation de la production des pommes de terre pour la consommation animale, si toutefois les capitaux sont disponibles pour investir dans des usines de déshydratation et si l'inflation n'a pas été trop forte. Le rendement élevé de matière sèche à l'hectare des pommes de terre comparé à ceux du blé, de l'orge et du ma?s (tableau 6) fait que, à des prix élevés de l'orge, la pomme de terre pour alimentation animale est compétitive. La mème étude a été faite pour ce qui concerne la pomme de terre féculière. La relation entre son prix et celui du ma?s est donnée fig. 12. La fig. 13 illustre cette relation ainsi que les donnée des appendices 1 et 3. Il en résulte que la pomme de terre féculière peut concurrencer le ma?s pour la production d'amidon lorsque le prix du ma?s est supérieur à 35 florins le quintal. La production de pommes de terre par téte est extrèmement basse dans les régions comprises entre 30° de latitude nord et 30° de latitude sud (tableau 1). La production d'énergie et de protéines par hectare et par jour des pommes de terre est élevée, comparée aux cultures alimentaires tropicales (tableux 7 et 8). Aussi l'augmentation de production a été plus élevée pour la pomme de terre que pour ces cultures (tableau 10). La production de pommes de terre peut aider à améliorer l'alimentation des populations dans plusieurs pays tropicaux et ainsi prévenir la pénurie alimentaire si le cout de production peut être diminué par l'augmentation des rendements.

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Paper read at the Sixth Triennial Conference of the EAPR at Wageningen.     

Potato production from true potato seed (TPS) in Egypt: Effect of the growing season on seedling development,recovery from transplanting and yield

Summary Ware potatoes were produced from true potato seed by transplanting seedlings to the field in different growing periods to evaluate environmental constraints of this production method in the Nile delta. In the autumn season, with high temperatures and long-day conditions during seedling culture in the nursery and transplant establishment in the field, seedling development was fast, and transplants resumed growth within 5 days of transplanting in the field. Tuber yields ranged between 120 and 160 dt ha⁻¹. In the spring season, with low temperatures and short-day conditions during the initial growing phase, seedling development in the nursery was slow and biomass partitioning between above ground organs (stems, leaves) and tubers was shifted towards the tubers. This partitioning was further enhanced by transplanting the seedlings in the field. Seedlings recovered only slowly from transplanting or died. It is concluded that potato production via transplants is poor in the spring season when premature tuberization of seedlings in the nursery leads to slow field establishment and low tuber yield.