長期施肥土壤-作物體系鉀素動態(tài)變化研究.pdf

1、長期定位試驗是研究不同施肥制度和耕作條件下土壤肥力和肥料效益演變的重要手段。本文以1989年建成的“國家紫色土肥力與肥料效益監(jiān)測基地”為研究平臺，利用多年定位試驗保存的土壤和數(shù)據(jù)資料，采用長期定位試驗與化學(xué)形態(tài)分析相結(jié)合的方法，研究了在稻麥水旱輪作體系中，不同施肥措施對紫色土鉀素含量、形態(tài)轉(zhuǎn)化、供鉀能力和稻麥產(chǎn)量的影響以及稻麥生長期土壤．作物鉀素動態(tài)變化。旨在了解長期不同施肥措施下紫色土鉀素肥力的變化，明確長期不同施肥對稻麥產(chǎn)量和鉀素平

2、衡的影響，為紫色土鉀肥的合理施用，充分利用紫色土鉀素資源、提高紫色十鉀素肥力提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下： 經(jīng)16年稻麥水旱輪作定位試驗后，無論施鉀與否，耕層和犁底層土壤中全鉀、緩效鉀、速效鉀含量與試驗前相比均下降(速效鉀含量除1.5(NPK)+M1處理外)，其中以不施鉀處理(CK、NP)下降最多，速效鉀和緩效鉀分別比試驗前降低16.4 mg/kg和159.0mg/kg：施鉀肥的各處理速效鉀和緩效鉀分別降低8.7mg/kg和109

3、.7mg/kg：有機(jī)肥與化肥配施處理鉀素含量下降最少，速效鉀與試驗前基本平衡，緩效鉀降低93.3mg/kg。。說明在現(xiàn)有的鉀肥用量(每季施用K2O 60.75kg/hm2)水平下，不能滿足稻麥對鉀素的需求，稻麥通過吸收利用土壤中的鉀而導(dǎo)致土壤鉀素虧缺，在我國鉀肥資源不足的國情下，通過秸稈還田和施用有機(jī)肥可以緩解土壤鉀素虧缺。 對1991年(試驗前)和2007年0-20cm、20-40cm土壤鉀素形態(tài)分析結(jié)果表明，紫色土中水溶性鉀

4、、非特殊吸附態(tài)鉀、特殊吸附態(tài)鉀含量只占土壤全鉀的0.39％(各處理2年平均)；土壤非交換性鉀占全鉀的2.65％：紫色十中礦物鉀占全鉀比例最大，達(dá)到96.96％，說明礦物鉀是紫色土鉀素的主要組成成分。與試驗前相比，16年定位試驗后土壤各種鉀素形態(tài)均有不同程度的下降趨勢，其中以水溶性鉀降低最少，特殊吸附態(tài)鉀和非交換鉀下降較多：施鉀肥能基本維持土壤水溶性鉀的平衡，使土壤供鉀強(qiáng)度維持在一個適當(dāng)?shù)乃?。在長期不施鉀土壤鉀素嚴(yán)重耗竭時，土壤特殊吸附

5、鉀、非交換鉀和礦物鉀都明顯下降，成為作物吸收利用的鉀源。由于耕作施肥和根茬的門還都在0-20cm土層，導(dǎo)致犁底層(20-40cm)土壤各種形態(tài)鉀素含量的虧缺程度都高于耕層(0-20cm)。 紫色土供鉀量和供鉀能力隨試驗?zāi)晗薜难娱L呈下降趨勢，16年平均紫色土對一季小麥的供鉀量平均為40.8 kg/hm2，對一季水稻的供鉀量平均為90.1k/hm2：紫色土對水稻的供鉀能力平均為90％，對小麥的供鉀能力平均為85.8％。在水旱輪作條件

6、下，紫色土對小麥的供鉀能力逐年下降，從試驗初期的100％下降到62％；而紫色土對水稻的供鉀能力一直維持在90％左右，淹水能促進(jìn)紫色土鉀的釋放，提高土壤的供鉀能力。從紫色土的X射線衍射圖譜可以看出，與施鉀(NPK處理)土壤相比，長期不施鉀(NP處理)土壤膨脹性粘土礦物含量增加，土壤的固鉀量和固鉀率明顯提高，NP比NPK處理固鉀量提高91～559 mg/kg，平均335 mg/kg:固鉀率提高14～23％，平均18％。長期施鉀后，影響了土壤

7、含鉀礦物的組成，從而影響各種形態(tài)鉀素含量及土壤供鉀能力。 小麥不同生育期吸鉀量具有很強(qiáng)的階段性，小麥拔節(jié)期前(小麥播種至第100d)，吸鉀量變化不大，普遍維持在一個較低的水平上：當(dāng)小麥進(jìn)入拔節(jié)期后，吸鉀量急劇上升，到小麥孕穗期地上部吸鉀量達(dá)到最大，在此25d內(nèi)小麥吸鉀量達(dá)到了一生總吸鉀量的27％左右；直到小麥開花期之后小麥吸鉀量開始逐漸下降；到小麥完熟期出現(xiàn)植株鉀素外排現(xiàn)象。各處理0-20cm、20-40cm土層土壤速效鉀、緩效

8、鉀含量隨小麥生育進(jìn)程而發(fā)生變化，在小麥拔節(jié)期前(小麥播種至第100d前)，由于小麥吸鉀量少，土壤中速效鉀、緩效鉀含量變化不大：隨著小麥需鉀量的不斷增加，土壤中速效鉀、緩效鉀含量也開始大幅降低，到小麥孕穗期降至最低，并一直到開花期都維持在基本相同的含鉀水平上；隨著小麥的不斷成熟，土壤速效鉀、緩效鉀含量也出現(xiàn)回升。 水稻移栽后植株吸鉀量逐漸上升，至分孽盛期(移栽后第45d左右)達(dá)到整個水稻生育期中最大吸鉀量，水稻移栽第30-45d的

9、這15d內(nèi)，其吸鉀量占水稻總吸鉀量的30％多；隨著水稻進(jìn)入黃熟期，吸鉀量也逐漸減少，并維持在一個較穩(wěn)定的水平上。各處理0-20cm、20-40cm土層土壤速效鉀、緩效鉀含量隨水稻生育進(jìn)程的變化而變化，各處理不同土層的速效鉀和緩效鉀含量在水稻移栽后30d內(nèi)變化不人，基本維持在移栽前的水平上；到移栽30d后，兩土層速效鉀、緩效鉀開始下降，至第45d時降到最低點(diǎn)，隨后，其含量又逐漸回升，到第75d時達(dá)劍一個穩(wěn)定的水平上。 施鉀提高了植

10、株體內(nèi)鉀素含量，促進(jìn)作物生長，從而提高了稻麥產(chǎn)量，16年平均施鉀(NPK處理)比不施鉀(NP處理)水稻增產(chǎn)10.0％、小麥增產(chǎn)14.2％，在試驗的前3年鉀肥沒有增產(chǎn)效果，第5年后鉀肥的增產(chǎn)效果顯現(xiàn)并逐年升高。每季施用60.75kg化學(xué)鉀肥不能維持土壤鉀素平衡，化學(xué)鉀肥與廄肥配施，由于廄肥含鉀量低，也難以維持土壤鉀素平衡，只有稻草還田與化學(xué)鉀肥配施才能維持鉀素平衡(盈余329.8kg/hm2)。岡此，在我國鉀資源貧乏的國情下，循環(huán)利用稻草