长期施钾下中国3种典型农田土壤钾素固定及其影响因素研究

【目的】探索不同轮作方式和不同气候下，长期施钾对土壤钾素固定的影响。【方法】采用室内模拟法和X射线衍射分析技术研究了中国3种典型农田土壤，即灰漠土、潮土和紫色土在长期施钾条件下对外源钾固定能力的变化，并分析了影响土壤钾素固定的主要因素。【结果】在外源钾加入浓度0.4～4.0 g•L-1的范围内，长期施钾与不施钾相比，水云母含量较低的紫色土对外源钾的固定量和固定率显著降低，分别降低了91～559 mg•kg-1和14％～23％；水云母含量较丰富的潮土固钾量和固钾率略有降低，分别降低了35～274 mg•kg-1和6％～8％；而水云母含量丰富的灰漠土固钾能力没有发生明显变化。长期施钾对3种土壤SOC、CEC和<0.002 mm粘粒含量均无显著影响，而缓效钾和K+饱和度分别增加了11.3～349.9 mg•kg-1和11％～65％。【结论】长期施钾主要是通过影响土壤含钾矿物组成的变化，即水云母向云母-蒙脱石混层层间矿物的转化，而影响土壤钾素的固定，长期施钾延缓或阻止了这种转化，使土壤对外源钾的固定能力降低；土壤缓效钾含量和K+饱和度增加，也使土壤固钾能力降低。     

湖北省油菜施硼效果及土壤有效硼临界值研究

 【目的】从区域角度研究湖北省油菜主产区硼肥施用对油菜（Brassica napus L.）生长及产量的效果，确定目前生产条件下土壤有效硼临界值，为油菜科学施肥提供依据。【方法】2005～2006年在湖北省布置30个田间试验研究油菜施硼产量效应，结合土壤有效硼含量确定缺硼临界值。【结果】施硼对油菜的营养生长及产量构成因素均有促进作用，30个试验点施硼平均增产油菜籽428 kg•ha-1，平均增产率19.2%，70%的试验增产效果显著，增产量超过500 kg•ha-1的试验点占26.7%；土壤有效硼含量与施硼效果呈极显著负相关；按照不施硼产量相对于施硼处理的90%作为判断标准，土壤有效硼临界值比20年前第二次土壤普查时确立的临界值有所提高。【结论】湖北省油菜施用硼肥增产效果显著，现阶段油菜种植的土壤有效硼临界值为0.58 mg•kg-1，大约80%的地块在种植油菜时需要施硼。     

不同种植制度下长期施钾与秸秆还田对作物产量和土壤钾素的影响

【目的】研究施钾和秸秆还田对华北地区不同种植制度下作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】在华北平原的河北潮土和山西褐土上进行连续13年的施钾和秸秆还田试验。【结果】施钾和秸秆还田能增加小麦和玉米产量，处理之间表现为：NPK+St＞NPK＞NP+St>NP，施钾处理的作物产量与NP处理的产量差异显著，轮作制度下玉米的施钾效应高于小麦。与山西单作制度相比，河北轮作制度下的土壤钾素损耗严重，除NPK+St处理外土壤钾素均表现亏缺。秸秆还田和施用钾肥较NP处理可不同程度提高河北潮土和山西褐土耕层土的水溶性钾、非特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾含量，且降低矿物钾比例的同时提高其余几种形态钾的比例。与定位开始相比，两种类型土壤各形态钾含量和比例随时间变异特点不同，两定位点土壤矿物钾和全钾含量均表现下降。【结论】整体看直接施用化肥钾的效果优于秸秆还田。但从提高作物产量和缓解土壤钾素下降来看，小麦秸秆还田是一个有效的补钾措施。     

滴灌施肥中施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响

 【目的】研究滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【方法】试验于2004～2006年在宁夏引黄灌区日光温室条件下，以番茄-番茄-黄瓜-番茄四茬蔬菜为材料，研究滴灌施肥中的传统施氮和减氮两处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【结果】在前两茬传统施氮与增（减）氮两处理，对番茄的产量与吸氮量影响不大，在第三、四茬随着施氮量的下调，蔬菜果实产量、总吸氮量受到影响，第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7～72.3 t•ha-1；不同施氮处理会造成对当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，在第4茬番茄收获后，在表层NO3--N累积量比第1茬下降了91.1%～92.2%，同时造成下茬蔬菜收获后土壤NO3--N累积量向下层运移，第2茬冬春茬番茄收获后，在60～90 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了105.4%～137.3%，在第3茬秋冬茬黄瓜收获后，90～120 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了4.8%～30.8%，而120 cm以下土层NO3--N累积变化不大；连续种植四茬蔬菜，有机肥也有向下淋失的可能。第4茬番茄收获后，在有机肥处理和有机肥后效处理中60～90 cm土层的NO3--N累积量比第2茬高22.7%；在黄瓜-番茄种植体系下，滴灌量及土壤表层水分含量对土壤溶液NO3--N含量有直接影响，表层土壤溶液中NO3--N有不断向下层淋洗的趋势，施氮量高的处理表现的更为明显；四茬蔬菜整个种植体系下氮素平衡，在氮素的总输入项中，以施氮量和灌溉水为主，总输入量随氮肥施用量的增加而增加，氮素输出项中以Nmin残留为主。【结论】在当地设施蔬菜滴灌施肥条件下，传统施氮量800 kg•ha-1过高并没有使当季蔬菜增产，造成当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，并对下茬蔬菜收获后有向下淋失的趋势影响，因此采取减量施氮是切实可行的。在有机肥和磷钾肥配施基础上，秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100～150 kg•ha-1、冬春茬番茄推荐施氮量在250～300 kg•ha-1、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400～450 kg•ha-1。     

磷肥和有机肥的产量效应与土壤积累磷的环境风险评价

 【目的】研究大量施用磷肥和有机肥对大白菜产量、土壤各形态磷积累量、土壤磷的吸附饱和度、土壤灌溉水中可溶性磷及土壤磷渗漏的影响。【方法】采用磷肥和有机肥田间定位试验的作物产量效应和土壤积累磷的环境风险相结合的方法。【结果】施用P2O5 360 kg•ha-1和有机肥150 t•ha-1显著增加大白菜的产量，过量施用磷肥和有机肥大白菜产量无显著变化；随着磷肥和有机肥用量的增加, 0～20 cm土层Olsen-P、CaCl2-P、NaOH-P、土壤灌溉滞留水中可溶性磷均显著增加，随着磷肥和有机肥用量的增加，土壤磷的吸附饱和度（DPS）增加，在施用磷肥基础上增施有机肥，土壤最大吸磷量（Qm）明显降低；20～40 cm土层Olsen-P与CaCl2-P显著增加。【结论】过量施用磷肥和有机肥白菜产量无显著变化；随磷肥和有机肥用量的增加，土壤Olsen-P、水溶性磷、生物有效磷、土壤磷的吸附饱和度及土壤灌溉滞留水中可溶性磷含量均显著增加，从而明显增加了土壤积累磷的潜在风险。     

施氮量和底追肥比例对冬小麦产量及肥料氮去向的影响

【目的】应用15N标记技术研究高产麦田中施氮量和底施与追施氮肥比例（底追肥比例）对冬小麦籽粒产量、氮肥利用及土壤残留和损失的影响。【方法】试验设置7个处理：不施氮肥(N0)；在施纯氮量为168 kg•ha-1和240 kg•ha-1条件下，各设底追肥比例为1﹕1(N1和N4)、1﹕2(N2和N5)、0﹕1(N3和N6) 3个处理。【结果】与不施氮处理相比，施氮显著提高了籽粒产量和蛋白质含量，处理N2、N5和N6均较优，其中处理N2显著提高了氮肥利用率，降低了损失率。试验还表明，随底施和追施氮量增加，二者在土壤中的残留量增加，下移层次加深；随小麦的生育进程，土壤残留的肥料氮不断下移。成熟期，底肥氮在0～40、40～100和100～200 cm土层中的残留量分别占总底肥氮残留量的38%～49%、40%～51%和0%～22%；处理N4、N5的追肥氮淋洗至140～160 cm土层，N3、N6分别至160～180 cm和180～200 cm土层。在小麦全生育期，处理N2的底施和追施肥料氮均未淋洗至100～200 cm土层。【结论】在本试验中，施氮量为168kg•ha-1、底追肥比例为1﹕2的处理N2的籽粒产量、蛋白质含量、氮肥利用率均较高，损失率最小，且未淋洗至100～200 cm 土层，为最佳氮肥运筹方式。     

玉米钾肥长期定位试验作物产量和土壤钾素的变化

从1993年到2002年,在沈阳市东陵区草甸土上持续了10年的玉米钾肥定位试验。试验设4个处理,即CK(不施肥)、NP(N300kg/hm2和P2O5150kg/hm2),NPK1(NP+K2O112.5kg/hm2),NPK2(NP+K2O225kg/hm2);4次重复。结果表明,各处理间籽粒产量差异总的趋势是NPK2>NPK1>NP>CK,试验区草甸土对玉米的供钾能力接近90%,施K2O113kg/hm2即可满足玉米生长需要。在玉米成熟期,籽粒含钾量最低,茎秆含钾量最高,约为籽粒含钾量的3～5倍,并且随着施钾量的增加而提高,叶含钾量居中。钾素平衡分析结果指出,在无肥对照区和只施NP区,玉米地上部分移走的土壤钾素K2O累积分别达到847、1011kg/hm2;当施低量钾时(K2O112.5kg/hm2),土壤钾仍未平衡,只有在施高量钾时(K2O225kg/hm2),才使土壤钾得到补充并有盈余。土壤测试结果显示,不施钾的CK区和NP区0～20cm及20～40cm土壤速效钾明显下降,而施钾处理则有所增加;土壤缓效钾与速效钾的变化趋势相同,但没有速效钾显箸。     

华北农牧交错区饲用玉米覆膜和施氮的效应研究

 【目的】针对华北农牧交错区饲草量少质差的现实问题，研究了生物产量较高的饲用玉米覆膜和施氮的效应，以生产高产优质节水饲草。【方法】采用田间试验与室内样品分析相结合的方法。【结果】覆膜使饲用玉米干物质增产23.8%，且显著地促进了玉米对氮素的吸收，提高了氮素的表观利用率与产投比，植株粗蛋白的含量增加，有效地改善了其营养品质；覆膜改变了玉米田的耗水时序规律，水分利用效率提高了10%以上。施氮实现了饲用玉米的生物产量与营养品质协同增长，且营养成分的增幅（含量和产量）成倍于生物产量的增幅，施氮在提高饲用玉米生物产量36.1%～39.5%的情况下，植株中粗蛋白、粗脂肪的含量分别提高了109%和145%，产量提高了160%和210%；裸地施氮量约200 kg•ha-1、膜地不超过300 kg•ha-1是兼顾玉米高产优质和土壤速效氮平衡的施用量。【结论】饲用玉米覆膜和施氮是华北农牧交错区发展高产优质节水饲草，缓解草畜矛盾，促进区域生态恢复和经济发展的有效技术措施。     

不同施钾量对土壤钾素动态的影响

通过定位试验研究了不同钾肥用量情况下土壤钾素的动态变化,结果表明:在完全不施肥或只施用氮、磷肥的情况下,土壤速效钾含量呈现逐年下降趋势,平均每年下降2mg/kg。在施用氮、磷肥的基础上,钾肥用量在112.5kg/hm2(K2O)时可维持土壤钾素原有水平;钾肥用量在225kg/hm2时可提高土壤速效钾含量以及土壤速效钾占土壤全钾的比例,改善土壤钾素状况。     

液体地膜覆盖棉花高产机理研究

 【目的】针对塑料地膜“白色污染”日益严重的现实，探讨液体地膜取代塑料地膜覆盖棉田的理论依据。【方法】试验采取液体地膜75.0 kg&#8226;ha-1（T1）、112.5 kg&#8226;ha-1（T2）、150.0 kg&#8226;ha-1（T3）、187.5 kg&#8226;ha-1（T4），塑料地膜（PF）及不覆盖（CK）3种覆盖方式，测定对土壤物理性状、棉花生理特性与产量及其构成因素的效应，并进行比较分析。【结果】液体地膜覆盖对土壤物理性状和棉花产量影响明显。与露地对照相比，覆盖棉花产量差异达到极显著水平。其中，塑料地膜覆盖棉花产量最高，增产率为34.0%；液体地膜处理（112.5 kg&#8226;ha-1）次之，增产率为21.7%。液体地膜覆盖提高土壤温度和含水量，降低土壤容重；增强根系活力；改善叶片光化学特性；提高棉铃蔗糖转化酶活性；成铃时空分布合理，优质铃数增加，铃重提高。【结论】在棉花生产中，采用液体地膜覆盖栽培是一项可行的技术。     

氮钾配施对玉米产量和土壤钾素的影响

研究了氮磷钾不同配施条件下,钾肥的效应及土壤钾素的变化,结果表明:玉米施用氮、钾肥有显著的增产作用,氮、钾对玉米的影响程度为:N>K,钾素的盈余随钾肥用量的增加而呈上升趋势,施用钾肥对抑制土壤钾素的下降作用明显。郑州潮土区建议施钾量(K2O)为112.5kg/hm2,驻马店砂姜黑土区建议施钾量(K2O)为150kg/hm2。     

吉林省西部土地整理后N、P、K及中微肥S、Zn调控对玉米产量的影响

【研究目的】为解决吉林省西部土地整理后地力低、养分不平衡、玉米综合生产能力弱等问题;【方法】本试验通过玉米几种主要肥料量级试验,通过数学模型得出施肥量与玉米产量关系,并确定各种肥料的最佳施肥量;【结果】玉米田间试验结果表明：土地整理后N、P、K及微肥S、Zn施用模式符合二次曲线Y=ax2+bx+c;【结论】利用该模式,结合肥料和玉米产量进行综合分析,明确了土地整理后玉米产量最大化的N、P、K及微肥S、Zn施用量,即N：198.02kg/hm2;P2O5：107.36kg/hm2;K2O：75.32kg/hm2;S：48.72kg/hm2;Zn：38.35kg/hm2。     

富钾土壤施钾对棉花的增产效应

富钾褐土上增施钾肥对棉花产量的影响研究表明，在一定范围内适量用好钾肥，可实现棉花增产增收。每公顷施Ｋ２Ｏ７５ｋｇ，可获得最大的经济效益，每公斤Ｋ２Ｏ可增产皮棉０．９２ｋｇ，产投比２．７４。在目前生产水平下，富钾褐土棉花钾肥用量以７５～１５０ｋｇ（Ｋ２Ｏ）／ｈｍ２为宜。     

吉林中部玉米高产施肥模式研究

通过不同施肥模式对比试验,研究玉米生长发育、需肥特性、土壤养分及产量的变化规律,构建吉林中部玉米高产施肥模式。研究结果表明,玉米高产施肥模式:底肥深施优质有机肥,无机肥N、P2O5、K2O施肥水平分别为350 kg/hm2、150 kg/hm2和190 kg/hm2,补充施中、微量元素Zn、S、Mg、B、Mn等,采用底肥、口肥和分次追肥的施肥方式,玉米生育中后期不但追施氮肥,还要追施磷、钾肥。     

氮钾配施对夏玉米产量和养分含量动态变化的影响

为给夏玉米合理施肥提供科学依据,采用田间试验和土壤、植物诊断相结合的方法,研究不同氮钾肥配施对夏玉米产量和养分含量动态变化的影响。结果表明:在该地区的高磷土壤上,不施磷肥,合理配施氮钾肥,可以增加玉米产量1.8%-12.4%。其中,穗长增加1.8%-8.2%,穗粗增加1.3%-4.1%,穗粒数增加11.3%-22.5%,百粒重增加1.1%-4.8%。综合玉米产量、穗部性状、叶片以及土壤氮磷钾养分含量分析,在土壤含磷量为35.3 mg/kg时,以N2K2配施效果最好,玉米产量高达11 183.3 kg/hm2。     

华北沙质潮土夏玉米“3414”肥效试验

在沙质潮土条件下,采用＂3414＂肥效试验设计,通过不同方法对玉米产量结果与肥料施用量的回归拟合,建立不同施肥因子组合的施肥效应模型。单因子效应分析结果表明,氮、磷、钾肥料的增产效应表现为氮〉磷〉钾;夏玉米对钾肥的忍耐度低于磷和氮,表现为过量施用会引起产量快速降低。3种肥料因子间均存在正向交互作用,但交互作用的大小和程度在不同的模型上特点不同。通过对模型寻优分析,确定沙质潮土夏玉米N、P2O5、K2O最高产量施肥量分别为164 kg/hm2、93 kg/hm2和57 kg/hm2,投入比例为1.0∶0.6∶0.4;最佳经济施肥量分别为96 kg/hm2、78 kg/hm2和38 kg/hm2,投入比例为1.0∶0.8∶0.4。     

砂薄地夏玉米施钾效应研究

研究了砂薄地玉米施钾效应,田间试验结果表明:砂薄地玉米产量随施钾量的增加而增加,且以施钾量225kg/hm2为最佳,此时钾肥产投比最高,达5.2,能取得较高的产量和获得较高的钾肥利用率;施钾能够提高砂薄地玉米籽粒蛋白质含量,但与施钾的产量效应变化趋势不同,在施钾225kg/hm2时蛋白质含量最高,继续提高施钾量则蛋白质含量呈现下降趋势。土壤速效钾含量随施钾量的增加而增加,欲保持玉米生长周期结束后土壤钾素肥力平衡,施钾量应达到150kg/hm2。玉米籽粒产量与生育期内玉米体内钾素含量呈显著正相关,其中拔节期、喇叭口期、抽雄期和成熟期的植株钾含量与产量之间相关系数分别达0.87、0.95、0.94、0.99。     

钾锰配施对旱地冬小麦的增产效应

在豫西褐土区研究了钾、锰配施对旱地冬小麦的增产效应。结果表明 :钾、锰配施对旱地冬小麦有显著的增产效应 ,增产幅度为 6 .9%～ 2 5 .4 %;施用 0～ 112 .5 kg/ hm2 K2 O和质量分数为 0～ 0 .3%的 Mn SO4 ,小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量均随钾、锰肥施用量的增加而增加 ;钾、锰肥的合理施用量为每公倾施钾 (K2 O) 75 kg,同时配合叶面喷施质量分数为 0 .2 %～ 0 .3%的锰肥 (分拔节期和灌浆初期 2次喷施 ,每次喷施液为 75 0 kg/ hm2 )     

风沙土玉米钾肥适宜用量的研究

田间试验结果表明:在吉林省西部风沙土上,施用钾肥对玉米有明显的增产效果。施用K2O 75kg/hm2,相对增产值为23.6%,化肥利用率达31.7%,千粒重和穗粒数最高,为最佳用量。     

湖南省晚稻施钾效应及土壤速效钾丰缺指标研究

[目的]研究钾肥对晚稻产量、经济效应的影响,建立湖南省晚稻土壤速效钾的丰缺指标。[方法]2005~2008年在湖南省湘北、湘中-湘东及湘南3个地区的稻田土壤上共布置159个钾肥晚稻田间试验。[结果]晚稻施钾有明显的增产及增收效应,3个地区晚稻施钾平均增产803~871 kg/hm2,平均增产率为13.1%~13.7%;施钾平均增加利润704.01~798.39元/hm2,平均产投比1.94~2.31。施钾增产趋势及经济回报均随土壤速效钾含量的提高而减缓或降低。晚稻种植体系中,湘北区土壤速效钾＂低＂、＂中＂、＂高＂丰缺指标分别为〈45.8、45.8~143.0和〉143.0 mg/kg;湘东-湘中区分别为〈42.9、42.9~125.2和〉125.2 mg/kg;湘南分别为〈38.8、38.8~139.1和〉139.1 mg/kg。[结论]湖南省晚稻种植体系中,严重缺钾土壤较少,土壤钾素主要为中等水平,8%左右的土壤速效钾含量较高。