潮土区小麦-玉米轮作周年秸秆还田及施钾效应研究

在山东省西部潮土区研究了小麦-玉米周年轮作模式下连续两年4个种植茬口秸秆全还田和施用钾肥对耕层土壤钾素状况、作物产量及土壤-作物系统钾素平衡的影响。结果表明:定位两年后,秸秆还田及施用钾肥均可不同程度地提高土壤速效钾和缓效钾含量,其中秸秆还田配施钾肥(NPKst)处理提高幅度最大;小麦或玉米产量各个茬口均以NPKst处理最高,不施钾肥秸秆不还田(NP)处理最低。施用钾肥小麦平均增产8.03%,玉米平均增产2.92%;秸秆还田条件配合施用钾肥,小麦平均增产14.13%,玉米平均增产6.99%。施用钾肥秸秆不还田(NPK)处理和NPKst处理第一种植季的钾肥当季回收率分别为31.8%、24.4%,4个种植季钾肥累计回收率分别为39.2%、25.3%。定位两年后,单施钾肥处理(NPK)土壤钾素平衡达到-481.2 kg/hm2,秸秆还田配施钾肥处理(NPKst)土壤钾素平衡达到74.2 kg/hm2。为实现化肥使用量零增长目标,秸秆还田配施钾肥是维持潮土土壤钾素持续供应的有效措施。     

湖北省稻茬麦区秸秆还田替代钾肥效果

2014~2015年,在湖北省鄂中丘陵和鄂北岗地麦区、江汉平原麦区的9个县(市)布置稻茬麦秸秆还田配施钾肥效果田间试验。共设置NP、NPK、NP+S、NP+1/2K+S、NP+3/4K+S和NPK+S 6个处理,其中N、P、K和S分别表示氮、磷、钾和秸秆还田。结果表明,与NP处理相比,施钾和秸秆还田均能不同程度增加小麦产量、植株钾素含量及钾素吸收量;秸秆还田条件下,鄂中北麦区产量随钾肥用量的增加而增加,江汉平原麦区产量表现先增加后降低趋势;秸秆还田处理稻茬麦区土壤钾素表观平衡处于盈余状态;结合产量及经济效益,秸秆还田条件下湖北省稻茬小麦钾肥推荐用量为30~45 kg/hm~2。     

湖北省不同稻作区域秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究不同稻作区域钾肥和秸秆还田对水稻产量、钾素吸收量以及农田钾素表观平衡的影响,分析不同稻区秸秆还田可替代化学钾肥的用量,为不同区域稻田秸秆还田条件下钾肥的合理配置提供理论依据。【方法】2013年在湖北省鄂东丘陵、鄂中丘陵岗地和江汉平原3个区域的19个县（市）布置稻田秸秆还田替代钾肥效果研究田间试验,试验共设置6个处理：分别为（1）不施钾（NP）;（2）施化学钾肥（NPK）;（3）施秸秆（NP+S）;（4）秸秆还田配施1/2化学钾肥（NP+1/2K+S）;（5）秸秆还田配施3/4化学钾肥（NP+3/4K+S）;（6）秸秆还田配施全量化学钾肥（NPK+S）。【结果】不同稻作区钾肥和秸秆均能不同程度增加水稻产量和地上部钾素吸收量。与NP处理相比,鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区NPK处理水稻分别增产0.36、0.36和1.07 t·hm^-2,平均增产率分别为6.4%、5.0%和15.3%;而施秸秆（NP+S）处理水稻分别平均增产0.57、0.49和0.24 t·hm^-2,增产率为7.6%、6.9%和4.0%。3个稻作区施化学钾肥（NPK）地上部钾素吸收量平均增加20.1-61.9 kg K₂O·hm^-2,施秸秆（NP+S）钾素吸收量平均增加8.5-39.1 kg K₂O·hm^-2,江汉平原区施化学钾肥处理产量和钾素吸收量均显著高于施秸秆处理,而鄂东丘陵区和鄂中丘陵岗地区NP+S与NPK处理的产量和钾素吸收量均没未表现出差异。通过计算土壤-作物系统钾素表观平衡,发现一季水稻收获后土壤钾素均处于亏缺（平均钾素亏缺量为144.3-284.4 kg K₂O·hm^-2）状态,但秸秆还田处理亏缺量小于秸秆不还田处理。在保证水稻产量（即NPK处理产量）时秸秆还田条件下,采用模型计算出鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区的平均钾肥用量分别比目前钾肥推荐用量（60 kg K₂O·hm^-2）节约化学钾肥66.8%、75.2%和9.7%;参考2013年钾肥和水稻价格,可计算出秸秆还田条件下鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区最经济钾肥推荐用量分别比推荐用量节省化学钾肥54.3%、53.5%和36.9%。【结论】湖北省不同稻区均可采用秸秆还田的方式减少钾肥投入,不但可以缓解土壤钾素亏缺,而且对农田钾素的可持续管理具有重要意义。     

河南主要土类施用钾肥配合秸秆还田定位试验初报

１９９２～１９９４年在河南省三大土类区（褐土、潮土、砂姜黑土）进行了钾肥配合秸秆还田试验。结果表明，施钾对冬小麦、夏玉米、夏大豆均有增产效果，但不同土类、不同作物增产效果不一。总的来看，夏大豆＞夏玉米＞冬小麦；砂姜黑土＞潮土＞褐土。除洛阳褐土玉米外，单用秸秆还田就能显著增加作物产量。但三种作物都是施钾配合秸秆还田处理的产量最高，施钾或施钾配合秸杆还田对作物生长发育均有促进作用，并能减轻小麦、大豆的病虫危害。     

河南主要土类施用钾肥配合秸秆还定位试验初报

１９９２￣１９９４年在河南省三大土类区（褐土、潮土、砂姜黑土）进行了钾肥配合秸秆还田试验。结果表明，施钾对冬小麦、夏玉米、夏大豆均有增产效果，但不同土类、不同作物增产效果不一。总的来看，夏大豆〉夏玉米〉冬小麦；砂姜黑土〉潮土〉褐土。除洛阳褐土玉米外，单用秸秆还田就能显著增加物产量。但三种作物都是施钾配合秸秆还田处理的产量最高，施钾或施钾配合秸杆还田对作物生长发育均有促进作用，并能减轻小麦、大豆的病     

油菜秸秆还田对水稻增产及供钾的效果

在湖北省应城、孝昌、汉川、荆门布置油菜秸秆还田对后季水稻产量及钾素吸收量影响试验,分析油菜秸秆还田对水稻的增产和供钾效应的影响.结果表明,应城、孝昌和荆门三个试验点施钾效果明显,在此条件下秸秆还田(NP+S)比不还田(NP)处理稻谷产量与稻草生物量平均分别增加725和669 kg/hm2,增幅分别为10.21％和8.36％.四个试验点施钾和秸秆还田均可提高水稻地上部钾素吸收量,与NP处理相比,NP+S、NPK(施钾)和NPK+S(施钾配合秸秆还田)处理地上部钾素吸收量分别增加了20.2、48.3和58.3 kg K2O/hm2;进一步分析表明,水稻钾素吸收量增加的主要原因是生物量的增加,而各处理的钾含量差异不显著.种植水稻后各处理的土壤速效钾含量均呈不同程度的下降趋势,但油菜秸秆还田的两个处理(NP+S和NPK+S处理)的下降幅度明显低于相应的不还田处理(NP和NPK处理).油菜秸秆还田具有提高后季水稻产量和稻草生物量、增加钾素的供应和缓解土壤钾素亏缺的作用.     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

长期施钾对草甸土钾素动态变化及产量的影响

采用定位方法研究连年施用钾肥对草甸土土壤钾素动态变化及产量的影响，红兴隆草甸土钾素含量较高，施钾对大豆和小麦有一定的增产效果，但增产幅度不大，施钾肥结合秸秆还田对增加作物产量，提高钾肥利用率有积极作用，施钾肥和秸秆还田明显缓解土壤耕层速效钾和缓效钾含量的下降，对维持土壤钾素平衡具有重要意义。     

长期氮磷化肥和有机肥配施对褐土钾素平衡及不同形态的影响

通过连续20 a的氮磷化肥与有机肥配施的定位试验,研究了氮磷化肥与有机肥配施对褐土耕层土壤钾素平衡、各形态钾素含量及其在全钾中的比例和全钾含量的影响。结果表明,单施氮磷化肥或与有机肥配施都可以增加作物产量,提高作物地上部对土壤钾素的吸收;土壤钾素除单施高量有机肥处理有所盈余外,其余处理都表现为亏缺,且随着有机肥施用量的增加,土壤钾素的亏缺量减少;只施用氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾和非交换性钾含量呈先上升后下降的趋势,其他钾素形态含量变化无明显规律,水溶性钾、非交换性钾和矿物钾在全钾中的比例呈先下降后上升的趋势;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,钾素各种形态含量以及水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势,矿物钾的比例则呈下降趋势,非交换性钾变化规律不明显。长期氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤全钾含量的消耗。     

麦玉轮作体系中秸秆钾对土壤钾库平衡的影响

应用土壤养分状况系统研究法,对麦玉轮作体系中连续秸秆与NP化肥配施对土壤钾素肥力影响进行长期定位研究。试验表明,秸秆还田对土壤速效钾、非交换钾的影响最大,对矿物钾和全钾的影响很小。在不施任何化学钾肥14~18 a的连续耗竭状态下,秸秆还田能及时补给有效钾的损耗,但却提高了矿物钾的自然释放速率。     

Effect of Long-Term Application of K Fertilizer and Wheat Straw to Soil on Crop Yield and Soil K Under Different Planting Systems

Effect of application of K fertilizer and wheat straw to soil on crop yield and status of soil K in the plough layer under different planting systems was studied. The experiments on long-term application of K fertilizer and wheat straw to soil in Hebei fluvo aquic soil and Shanxi brown soil in northern China were begun in 1992. The results showed that K fertilizer and straw could improve the yields of wheat and maize with the order of NPK ＋ St 〉 NPK 〉 NP ＋ St 〉 NP, and treatment of K fertilizer made a significant difference to NP, and the efficiency of K fertilizer in maize was higher than in wheat under rotation system of Hebei. In contrast with Shanxi, the wastage of soil potassium was a more serious issue in the rotation system in Hebei, only treatment of NPK ＋ St showed a surplus of potassium and the others showed a wane. K fertilizer and straw could improve the content of water-soluble K, nonspecifically adsorbed K, non-exchangeable K, mineral K, and total K in contrast to NP; however, K fertilizer and straw reduce the proportion of mineral K and improve proportion of other forms of potassium in the two locating sites. Compared with the beginning of orientation, temporal variability character of soil K content and proportion showed a difference between the two soil types; furthermore, there was a decrease in the content of mineral K and total K simultaneously in the two locating sites. As a whole, the effect of K fertilizer applied to soil directly excelled to wheat straw to soil. Wheat straw to soil was an effective measure to complement potassium to increase crop yield and retard the decrease of soil K.     

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

 【目的】研究长期施用氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥和稻草（RS）对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土（分类为普通简育水耕人为土）上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。     

麦玉轮作体系中秸秆钾对土壤钾库平衡的影响

应用土壤养分状况系统研究法,对麦玉轮作体系中连续秸秆与氮、磷化肥配施对土壤钾素肥力影响进行长期定位研究。试验表明,秸秆还田对土壤速效钾、非交换钾的影响最大,对矿物钾和全钾的影响很小。秸秆还田量与溶液钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾和非交换钾含量呈正相关,与矿物钾呈负相关。在连续14～18年不施任何化学钾肥的耗竭状态下,秸秆还田能及时补给有效钾的损耗,但却促进了矿物钾的自然释放速率。在秸秆还田量2250～6750kg/hm2的情况下,难以维持土壤钾素平衡,需配施适量的化学钾肥。     

稻草与钾肥配合施用对冬作马铃薯土壤钾素的影响

为研究施钾肥和稻草还田对南方冬作马铃薯土壤钾素状况的影响,在施氮磷肥基础上设计了稻草与钾肥不同组合的盆栽试验。结果表明:相对于仅施氮磷肥,增施钾肥和稻草可显著增加土壤速效钾、有效钾、缓效钾含量,且以氮磷钾肥配施稻草处理对土壤钾素提高的效果明显好于氮磷肥基础上施用钾肥或稻草;至马铃薯成熟期,氮磷钾肥配施稻草处理的土壤速效钾、有效钾和缓效钾含量平均高180.13%、125.16%和10.62%,而且较种植前也有较大提升,土壤速效钾含量平均提高33.33%。钾肥与稻草不同配比中以T5(K3S2)、T8(K2S3)对土壤钾素影响比较明显,速效钾和缓效钾含量比种植前分别增加69.69%、14.09%和81.98%、10.76%。从节约资源和改善土壤钾素状况综合考虑,在南方早稻-晚稻-马铃薯种植模式下,钾肥和稻草施用量以199.7 kg/hm2和9 000 kg/hm2较佳。     

长期施肥对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响

 【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为：CK（不施肥）、NP（施氮磷肥）、NPK（施氮磷钾肥）、NP+RS（施氮磷肥和稻草）和NPK+RS（施氮磷钾肥和稻草）。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径（2～5 mm,0.5～2 mm）水稳性团聚体内有机碳、全氮和可矿化氮储量。与CK处理相比,NPK长期平衡施用的处理,也能提高大粒径水稳性团聚体（2～5 mm,0.5～2 mm）内的有机碳、全氮、可矿化氮的含量和储量,但提高的幅度小于化肥与稻草长期配合施用的处理。【结论】水稳性大团聚体对土壤有机碳、氮具有强富集和物理保护作用;化肥和稻草长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量,是改善土壤团粒结构,提升红壤水稻土肥力的有效措施。2～5 mm和0.5～2 mm粒径团聚体是红壤水稻土有机碳、全氮和可矿化氮的主要载体。     

水稻油菜轮作下稻草还田和钾肥对土壤团聚体及钾素分布的影响

目的 通过田间定位试验探究水稻-油菜轮作和水稻-冬闲模式下不同施肥措施对稻田土壤团聚体特性及团聚体钾素分布的影响,为我国南方水旱轮作区钾素资源可持续利用提供依据。方法 利用始于2016年不同轮作模式钾肥定位试验,选取CK（F）（不施肥和冬闲）、NPK（F）（氮磷钾肥和冬闲）、NPK（R）（氮磷钾肥和冬种油菜）、NPK（SR+R）（氮磷钾肥配稻草还田和冬种油菜）、NP50%K（SR+R）（氮磷减钾50%配稻草还田和冬种油菜）5个处理,在试验第3年（2019年）于油菜收获后取0—20 cm土层土样,分析土壤团聚体组分以及团聚体组分中交换性钾和非交换性钾含量变化,并进一步探讨土壤团聚体稳定性及团聚体组分中钾素的分布规律。结果 （1）所有处理均以<0.053 mm团聚体组分最高。与NPK（F）相比,NPK（R）处理提高了1—2、0.5—1、0.25—0.5 mm团聚体的比例,增幅为26.2%—82.6%,土壤团聚体的稳定性增加,>0.25 mm团聚体组分比例、平均重量直径（MWD）和平均几何直径（GMD）显著提高了30.6%、31.2%和82.0%。水稻-油菜轮作模式下,稻草还田配施化肥（NPK（SR+R））比施化肥处理（NPK（R））显著提高了>2 mm团聚体比例,增幅为69.7%。（2）所有处理土壤各团聚体组分中交换性钾含量随团聚体粒级的减小逐渐降低,水稻-油菜轮作模式下,稻草还田配施化肥（NPK（SR+R））比施化肥处理（NPK（R））显著提高了所有粒级团聚体组分的交换性钾含量,增幅为22.2%—46.0%。相比较NPK（SR+R）,减钾处理（NP50%K（SR+R））显著降低了>0.5 mm团聚体中交换性钾的含量,降幅为19.4%—20.6%。与水稻-冬闲下的化肥处理（NPK（F））相比,水稻-油菜轮作下3个施肥处理均降低了团聚体中的非交换性钾含量。（3）所有处理以<0.053 mm团聚体中钾对全土钾的贡献率最高。水稻-油菜轮作（NPK（R））比水稻-冬闲（NPK（F））显著提高了1—2和0.5—1 mm团聚体中钾对全土钾的贡献率,增幅分别为82.6%、52.1%（交换性钾）和105.5%、36.9%（非交换性钾）。结论 水稻-油菜轮作可提高MWD、GMD、大团聚体比例和大团聚体中钾对全土钾的贡献率,改善土壤结构。在该轮作模式下稻草还田配施化肥可提高所有粒级团聚体中交换性钾含量,改善稻田土壤钾素供应,但水稻-油菜轮作因需钾量高而降低了团聚体中的非交换性钾含量,应适当增加钾肥投入。     

长期施钾及小麦秸秆还田对北方典型土壤固钾能力的影响

【目的】探索在连续13年的钾肥施用及小麦秸秆还田条件下耕层土壤对外源钾素的固定能力。【方法】在各点同一氮磷用量水平上长期进行不同用量钾肥投入以及小麦秸秆还田,定位13年后对不同试验点各处理土壤样品进行不同浓度的KCL溶液浸泡处理,以研究中国北方典型土壤的固定钾素能力。【结果】长期连续施用钾肥或秸秆还田可显著降低土壤对外源钾素的固定,环境溶液中钾素浓度从1000mg·L-1上升至4000mg·L-1时,土壤固钾量亦随之增加。一年两作种植制度下土壤的固钾量较单作制高。土壤固钾能力表现出明显的地带性分布规律,自西向东土壤对钾的固定能力逐渐增强。在环境溶液中钾为1000mg·L-1浓度下,取自西北、华北和东北试验点只施氮磷肥(NP)处理土壤的平均固钾量分别为349、443和469mg·kg-1。【结论】连续耗竭及连续施钾的土壤固钾能力差异亦是判断土壤钾素状况的重要特征之一。     

稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究稻田不同土壤供钾能力条件下,秸秆还田配施钾肥对水稻产量、地上部钾素累积量以及钾肥利用率的影响,为秸秆还田水稻钾肥合理施用提供科学依据。【方法】2011-2012年在鄂中、江汉平原和鄂东地区的10个县（市）选择不同供钾水平田块布置水稻试验。根据湖北省第二次土壤普查制定的速效钾分级标准,本文将土壤速效钾含量＞150 mg•kg-1的试验点如钟祥和宜城归为高钾供应能力土壤（1级水平）,简称为高钾土壤,标记为High-K;土壤速效钾含量100-150 mg•kg-1的试验点如团风、仙桃、洪湖和枝江归为中钾供应能力土壤（2级水平）,简称为中钾土壤,标记为Middle-K;土壤速效钾含量＜100 mg•kg-1的试验点如麻城、广水、鄂州和蕲春归为低钾土壤,标记为Low-K。试验共设6个处理,分别为：（1）CK（-K）;（2）+K;（3）+S;（4）S+1/3K;（5）S+2/3K;（6）S+K,其中K和S分别表示钾肥和还田秸秆,以此来考查当前推荐钾肥用量（K2O 75 kg•hm-2）对水稻的增产效果以及轮作模式下麦秆或油菜秸秆还田钾素对钾肥的替代作用。【结果】结果显示CK处理（-K）,高钾、中钾和低钾土壤的稻谷产量分别为8 372、8 710和7 767 kg•hm-2,施钾和秸秆还田均可以不同程度地增加水稻产量和地上部钾素累积量。与CK相比,高钾、中钾和低钾土壤均以秸秆还田配施钾肥处理的增产效果最显著,增产量分别为633、1 098和814 kg•hm-2,增幅分别为7.7%、12.6%和12.5%;地上部钾素累积吸收增量分别为40.2、56.5和49.3 kg•hm-2,增幅分别为15.9%、21.3%和36.8%。在当前推荐钾肥用量条件下,秸秆还田会造成高钾土壤的钾肥吸收利用率下降,但可明显提高中钾和低钾土壤的钾肥吸收利用率;同时秸秆还田也会显著降低高钾土壤的钾肥农学利用率,但对中钾和低钾土壤的钾肥农学利用率没有明显影响。同钾肥利用率相比,钾素利用率均有所降低,但中钾土壤和低钾土壤的钾素利用率要显著高于高钾土壤的钾素利用率。通过对秸秆还田条件下钾肥用量与增产率、地上部钾素累积增幅的相关性分析得出高钾土壤和中钾土壤的推荐钾肥用量偏高。根据线性加平台肥效模型拟合得出,在秸秆还田条件下,高钾土壤田块（速效钾含量＞150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为38.2 kg•hm-2,比推荐用量减少49.1%;中钾土壤田块（速效钾含量100-150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为60.0 kg•hm-2,比推荐用量减少20.0%;而低钾土壤田块（速效钾含量＜100 mg•kg-1）,增产效果显著,推荐钾肥用量不足。【结论】因此,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用;而低钾供应田块推荐用量略显不足,增施钾肥仍有较大的增产空间。     

Trends of Yield and Soil Fertility in a Long-Term Wheat-Maize System

The sustainability of the wheat-maize rotation is important to China＇s food security. Intensive cropping without recycling crop residues or other organic inputs results in the loss of soil organic matter （SOM） and nutrients, and is assumed to be non- sustainable. We evaluated the effects of nine different treatments on yields, nitrogen use efficiency, P and K balances, and soil fertility in a wheat-maize rotation system （1991-2010） on silt clay loam in Shaanxi, China. The treatments involved the application of recommended dose of nitrogen （N）, nitrogen and phosphorus （NP）, nitrogen and potassium （NK）, phosphorus and potassium （PK）, combined NPK, wheat or maize straw （S） with NPK （SNPK）, or dairy manure （M） with NPK （M1NPK and M2NPK）, along with an un-treated control treatment （CK）. The mean yields of wheat and maize ranged from 992 and 2 235 kg ha-1 under CK to 5 962 and 6 894 kg ha-1 under M2NPK treatment, respectively. Treatments in which either N or P was omitted （N, NK and PK） gave significantly lower crop yields than those in which both were applied. The crop yields obtained under NP, NPK and SNPK treatments were statistically identical, as were those obtained under SNPK and MNPK. However, M2NPK gave a significant higher wheat yield than NP, and MNPK gave significant higher maize yield than both NP and NPK. Wheat yields increased significantly （by 86 to 155 kg ha-1 yr-1） in treatments where NP was applied, but maize yields did not. In general, the nitrogen use efficiency of wheat was the highest under the NP and NPK treatments; for maize, it was the highest under MNPK treatment. The P balance was highly positive under MNPK treatment, increasing by 136 to 213 kg ha-1 annually. While the K balance was negative in most treatments, ranging from 31 to 217 kg ha^-1 yr^-1, levels of soil available K remained unchanged or increased over the 20 yr. SOM levels increased significantly in all treatments. Overall, the results indicated that combinations of organic manure and inorganic nitrogen, or retuming straw with NP is likely to improve soil fertility, increasing the yields achievable with wheat-maize system in a way which is environmentally and agronomically beneficial on the tested soil.