贵州山区坡耕地钾素输入与输出研究

通过田间试验和分析测试.研究了5种水土保持措施和种植制度的钾素输入与输出规律.研究结果表明:坡耕地的钾素输入与输出与施肥、作物吸收有关,还与降水、地表径流和土壤侵蚀有密切的关系.坡耕地钾素循环体系中,钾素输入主要是降雨和施肥,共输入钾素93.12～180.26 kg/hm2,输入的钾素全部为有效钾.钾素输出主要包括地表径流、土壤侵蚀、作物吸收3个方面,输出的钾为全钾、缓效钾、有效钾3种形态.共输出全钾658.13～1 590.01 kg/hm2,输出有效钾19.28～32.45 kg/hm2,输出缓效钾5.05～11.94 kg/hm2,输出的总钾达687.34～1 634.40 kg/hm2.坡耕地每年亏缺钾素507.08～1 541.37 kg/hm2,各种水土保持措施和种植制度亏缺程度不一样,从高到低的排列为:农民习惯＞横坡种植＞条带种植2＞条带种植1＞工程梯化.改良的水土保持措施和种植制度由于降低了水土流失及合理施肥,减少了钾素亏缺.与农民习惯相比可减少钾素亏缺49%～67%.     

不同施肥措施提高南方黄泥田供钾能力及钾素平衡的作用

【目的】基于连续 30 年南方低产黄泥田培肥定位试验,研究土壤全钾、速效钾、缓效钾含量与钾素盈亏特性,明确钾肥投入量与产量的关系,以期为黄泥田钾素肥力定向培育及水稻钾肥施用提供科学依据。 【方法】定位监测不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、化肥 + 牛粪 (NPKM)、化肥 + 全部稻草还田 (NPKS) 四种施肥处理代表性年份耕层土壤钾素含量动态变化,分析各形态钾素间及与有机碳含量的关系,并于相邻集中年份 2010、2011、2013、2014 年采集植株样品以评价土壤钾素水平、土壤钾素盈亏、植株养分对钾肥投入量的响应。 【结果】30 年施肥处理下,土壤全钾含量平均较 CK 增加 2.2%～5.0%,且双季稻年份不同处理差异较单季稻年份大,速效钾含量历年平均较 CK 增加 43.9%～102.4%,以 NPKS 增加最为明显,而不同处理的土壤缓效钾含量无明显差异。土壤速效钾含量与全钾呈显著正相关,土壤全钾、速效钾含量与有机碳均呈极显著正相关。各施肥处理提高了收获期植株钾含量与累积量。NPKS 处理每年盈余钾素 (K₂O) 101.1 kg/hm2,其余处理每年亏缺幅度为 –89.4～–18.6 kg/hm2。钾肥用量、速效钾含量、土壤钾素盈亏量相互间呈极显著正相关,可推算出外源钾肥 (K₂O) 每年投入量达到 161.8 kg/hm2 时,土壤钾素处于持平状态,其对应的土壤速效钾含量为 95.3 mg/kg。钾肥用量、速效钾含量、土壤钾素盈亏量及籽粒钾含量均与植株产量呈显著正相关。 【结论】水稻增产效果与土壤钾肥投入量、速效钾含量及钾素盈亏量有关。黄泥田土壤速效钾较缓效钾、全钾更直接反映生产力水平。长期施肥提高了黄泥田土壤全钾与速效钾含量,NPK 化肥加秸秆还田对增加土壤钾素盈余与提升速效钾效果要明显优于单施 NPK 化肥或 NPK 肥配合粪肥。     

湖北省两个生态区水稻施钾效果及农田钾素平衡研究

在湖北省江汉平原和鄂东南丘陵两个典型的生态区布置田间试验,研究K肥施用对水稻产量、经济效益及K素平衡的影响。结果表明,江汉平原生态区水稻产量有随施K量增加而逐渐升高的趋势,与不施K肥处理相比,施K（K2O）187.5 kg/hm2 时增产量最高为3 007 kg/hm2,纯增经济效益4 136 元/hm2;鄂东南丘陵生态区施K效果显著,但各施K水平的差异不大,施K 150 kg/hm2 时水稻的增产量及纯增经济效益最高,分别为1 495 kg/hm2和1 852 元/hm2。江汉平原生态区各施K处理的K肥平均表观利用率为74.6%,低于鄂东南丘陵生态区的98.7%。研究结果还显示,两个生态区的农田K素在种植水稻后均呈负平衡,K肥施用可以缓解土壤K素的亏缺。     

长期稻虾共作模式下稻田钾素平衡状况及合理施钾量研究

通过田间试验,研究了长期稻虾共作模式和中稻单作模式下农田生态系统钾素的输入、输出特征、平衡状况以及不同施钾量对直播水稻产量和钾肥利用效率的影响。结果表明,稻虾共作模式钾输入总量为134.3kg/hm~2,主要由化肥、饲料、降雨及灌溉水等带入,分别占输入总量的46.3%、10.3%、5.5%和34.8%;相对于中稻单作模式,稻虾共作模式由饲料和灌溉水输入的钾大幅增加。稻虾共作模式钾输出总量为119.4 kg/hm~2,主要由水稻籽粒、商品虾、渗漏以及排水带出,分别占输出总量的26.5%、5.0%、41.2%和27.3%,相对于中稻单作模式,以上4种途径钾输出均大幅增加。两种模式下钾表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式系统钾的盈余量低于中稻单作模式。同等施钾量条件下,长期稻虾共作模式的水稻产量、钾肥偏生产力和钾肥利用率较中稻单作模式分别平均提高了14.1%、14.2%和5.6%,且水稻增产主要是通过增加有效穗数来实现的。中稻单作模式和稻虾共作模式施钾量分别达到47.3 kg/hm~2(即K_2O施用量57.0 kg/hm~2)和21.6 kg/hm~2(即K_2O施用量26.0 kg/hm~2)时能够维持农田生态系统钾素平衡,而K_2O施用量分别达到82.2和85.0 kg/hm~2时水稻能够获得较高的产量。     

长期施钾对双季玉米钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响

  【目的】  玉米 (Zea mays L.) 生产需要投入大量的钾素营养。研究长期大量投入钾素对玉米钾素吸收利用以及土壤钾素平衡的影响,旨在保障该地区双季玉米的高产高效和土壤钾库平衡。  【方法】  红壤钾肥长期定位试验位于江西省进贤县,始于1986年,种植制度为一年两季玉米。试验处理包括不施肥对照 (CK),氮磷化肥 处理(NP),氮磷钾化肥处理(NPK),2倍量的氮磷钾化肥处理 (DNPK),氮磷钾化肥+有机肥处理 (NPKM) 和单施有机肥处理 (OM)。每季收获后,调查分析玉米产量和钾素含量,以及耕层土壤有效钾含量,计算玉米钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率和土壤钾素表观平衡;并以每10年为一个阶段,分析玉米产量、钾素吸收利用等指标及耕层土壤速效钾含量、钾素表观平衡等的变化规律。  【结果】  在试验的33年（1986—2018）间,NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均产量和年均吸钾量均显著高于NP处理。在试验的第一个10年 (1986—1995年) 间,各钾肥处理间玉米产量和吸钾量无显著差异;而在第3个10年 (2006—2015) 和后3年 (2016—2018年) 间,NPKM处理的玉米年产量和年吸钾量分别比NPK处理提高了129.9%～246.7%和55.2%～62.1%。33年玉米的年均钾肥利用率以OM处理最高,而DNPK处理显著低于其他处理。在2006—2015和2016—2018年,NPKM处理的钾肥利用率显著高于DNPK处理,在2016—2018年间分别比NPK和DNPK处理显著增加了56.0%和119.2%。与NPK处理相比,1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥收获指数分别提高了61.6%、53.5%和35.8%,年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。除了1986—1995年间OM处理土壤钾素为亏缺外,其他施钾处理的土壤钾素均为盈余,NPKM处理的钾盈余量比NPK处理增加了53.2%～211.6%。钾素盈余量与耕层土壤速效钾含量显著相关 (P < 0.001),钾素盈余量每增加1 kg/hm2,2016—2018年间耕层土壤速效钾含量增加2.60 mg/kg,明显高于1996—2005和2006—2015年的1.40和1.18 mg/kg。  【结论】  除前10年的单施有机肥处理外,其他施用钾肥处理在试验期间土壤钾素均处于盈余状态,钾肥施用量和钾肥来源对玉米钾素的吸收量没有显著影响。试验20年之后,有机无机肥配施对玉米产量、吸钾量和钾肥利用率的提升优势逐渐凸显。同时,长期施用钾肥导致的钾素盈余量增加会进一步提升耕层土壤速效钾含量,且随着试验年限的延长,钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用逐渐增加。     

长期秸秆还田下基于东北水稻高产和钾素平衡的钾肥用量研究

  【目的】  通过5年定位试验,系统研究东北稻区秸秆还田条件下不同钾肥用量对水稻产量、钾素利用率和土壤供钾能力的影响,为秸秆还田下水稻钾肥合理施用提供科学依据。  【方法】  于2015—2019年在东北水稻主产区吉林省前郭县开展田间定位试验。共设6个钾肥用量 (K₂O) 处理,分别为0 (K0)、30 (K30)、60 (K60)、90 (K90)、120 (K120) 和150 kg/hm2 (K150),水稻收获后,测定籽粒产量与生物产量、植株钾含量及0—20和20—40 cm土层土壤速效钾、缓效钾和全钾含量,并计算作物钾积累量、钾素利用效率和土壤-作物系统的钾素表观平衡状况。  【结果】  施钾可提高水稻籽粒产量和生物产量,与不施钾相比,平均增幅依次为7.6%～14.5%、6.3%～10.9%,以K60和K90处理籽粒产量和生物产量最高。不同施钾处理间收获指数没有显著差异。钾素表观回收率、农学利用率和偏生产力均随钾肥用量的增加而下降。K60、K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量高于K0和K30处理,全钾含量6个处理间没有显著差异。K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量间也没有显著差异。在5年试验中,K0和K30处理土壤钾素表观平衡均表现为亏缺,K60处理农田钾素投入量和输出量基本平衡,当钾肥用量增加至90 kg/hm2以上,农田钾素表观平衡呈现盈余状态,并随钾肥用量的增加显著增加。盈余率与钾肥用量、籽粒产量、土壤速效钾含量、钾素利用效率分别进行拟合得出,当盈余率为0时,钾肥用量为53.1 kg/hm2,籽粒产量为10035 kg/hm2,0—20和20—40 cm土壤速效钾含量分别为103.04和91.56 mg/kg,钾素表观回收率为40.4%,钾素农学利用率为21.2 kg/kg,钾素偏生产力为202.2 kg/kg。  【结论】  在秸秆还田条件下,施用钾肥对水稻依然有明显增产效果。年施K₂O 30 kg/hm2,土壤钾素处于亏缺状态;年施K₂O 60 kg/hm2增产效果最好,且土壤钾素处于基本平衡状态,土壤速效钾和缓效钾含量处于稳定状态;年施K₂O超过90 kg/hm2后,虽然钾盈余量增加,但对土壤速效钾和缓效钾含量没有进一步增加的效果,水稻产量甚至还有下降的趋势。以理论盈余率为0时钾肥用量的95%为置信区间,钾肥用量在50～56 kg/hm2范围内既可保证较高的水稻产量和钾素利用效率,又可维持土壤供钾能力,可作为东北稻区秸秆还田下水稻钾肥推荐用量。     

枸溶性钾肥对作物生物量及作物–土壤系统钾素平衡的影响

通过盆栽试验研究了不同形态钾肥的施用对连续3季作物(油菜、油菜、水稻)生物量、钾素(K2O)吸收量、作物-土壤系统钾素平衡以及土壤速效钾和缓效钾含量的影响。研究结果表明,不同形态钾肥施用后,枸溶性钾硅肥(K枸)与水溶性钾肥(K水)效果一致,与不施钾相比,3季作物生物量都显著增加,钾素总吸收量增加155%,钾素平衡系数为0.79,钾素的供应缓解了土壤钾素亏缺,利于维持土壤钾素平衡;而粉碎性钾矿粉(K矿)钾素不能被作物充分吸收利用,增产效果不显著。第一季油菜收获后K枸、K水处理土壤速效钾、缓效钾含量显著高于K0、K矿,但随着作物的收获各处理间差异逐渐变小,最终趋于一致。枸溶性钾硅肥和水溶性钾肥均能补充土壤的有效钾素,缓解土壤钾素的消耗,维持土壤钾素肥力水平的稳定,有利于作物增产。     

马铃薯的钾素需求及营养诊断

了解马铃薯的钾素营养特点是马铃薯养分管理的基础,综述了马铃薯钾素营养的研究进展,并提出了进一步研究的方向。尽管文献报道的马铃薯需钾量存在差异,但已有的研究结果表明,马铃薯是需钾量较大的作物,其对钾素的需求多于其他元素。而且与小麦等作物相比,马铃薯的钾素营养效率较低。已有的研究还证实土壤交换性钾含量与马铃薯产量的关系并不稳定,仅依靠土壤测试制定钾肥施用方案存在较大的误差,因而马铃薯钾素营养状况诊断并依此指导生育期钾肥施用就显得必要。业已发现叶柄钾浓度能很好的反映马铃薯植株的钾素营养状况,对土壤供钾高度敏感,与块茎产量存在很好的数量关系,因此,用于指导马铃薯施肥的叶柄的临界钾浓度被不同研究人员确立,但干重基础的叶柄钾浓度指标指导施肥实践的时效性较差,这意味着简便快速的诊断方法有待建立。     

太湖县耕地钾素亏缺及补钾途径

通过对太湖县耕地主要土壤类型的取样化验，分析了全县不同土种供钾状况，与第二次土壤普查数据相比较，速效钾由70mg/kg下降到50mg/kg，缺钾面积增加了20个百分点。钾素亏缺的原因是钾素投入总量不足；氮磷钾投入比例不当；以及淋失损失等。补钾的途径是充分利用有机钾源；充分挖掘土壤潜在钾源；科学施用无机钾肥。     

翻耕与压实对坡地土壤溶质迁移过程的影响

采用田间模拟降雨试验方法,研究地表翻耕与压实处理对坡地产流产沙及溶质迁移特征的影响。结果表明：与压实处理比较,翻耕坡地初始产流时间延长近3倍,降雨向土壤水转化率提高10％以上,产沙量增加67％;翻耕处理明显降低溶解态磷（DP）和泥沙浸提态磷（SEP）的流失量,但磷素流失形态（DP与SEP的比值）并未显著变化,始终以颗粒态形式流失为主;翻耕处理显著改变了溴的流失形态,溶解态溴（Br）与泥沙浸提态溴（SBr）流失量比值减少了72％;翻耕处理提高了溴（或硝态氮）的淋失概率,增大污染地下水体的潜在危险。因此,合理配置坡地免耕或翻耕措施,有机结合其他农艺耕作措施,对减少坡地水土及养分流失具有重要实践意义。     

经济植物篱和增施钾肥综合效益研究

采用能量分析的方法研究了坡耕地植物篱和施钾对土地生产力的影响,研究结果表明“经济植物篱+横坡种植”模式减少水土流失66.0%,耕地生产系统产出能提高17%,输入能总量增加50%,有机输入能增加117.6%,提高耕地光能利用率17.6%;作物系统的能量产投比提高16.1%;在作物生长中后期,提高花生叶面积指数和甘薯叶面积3.8%和10.2%。植物篱结合钾肥情况下,分别提高花生叶面积指数和甘薯叶面积6.3%和22.4%,产值增加38.3%,纯收入增加46.6%,产投比增加20.9%,劳动生产率增加20.3%。钾肥和植物篱之间存在显著正互作效应。     

红壤坡地不同土地利用方式土壤蒸发和植被蒸腾规律研究

为明确红壤坡地土壤水分耗散特征,通过田间定位观测,分析了农作区、茶园和桠柑园土壤水分蒸发和蒸腾过程。结果表明：蒸发、蒸腾与土壤表层含水率和植被叶面积指数关系密切,不同利用方式日蒸发量大小顺序为遮荫茶园〈对照茶园〈桠柑园〈农作区。茶树和桠柑蒸腾速率日变化曲线均呈现单峰型,桠柑日蒸腾速率比对照茶树弱,这两种土地利用方式下6—10月均以蒸腾耗水为主。遮荫可有效削弱茶园土壤蒸发及植被蒸腾。茶园蒸发受微地形条件影响较大,梯地蒸发比梯坎蒸发弱,而农作区和桠柑园土壤蒸发更多受水分条件的影响。合理的土地利用方式和适度遮荫可以有效降低红壤坡地土壤水分散失,提高水分利用效率和防治季节性干旱。     

PAM对黄土坡地水分养分迁移特性影响的室内模拟试验(简报)

为了研究聚丙烯酰胺(PAM)在黄土区集中暴雨条件对坡地水土及养分流失的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了在暴雨(2mm/min)条件下施加PAM对黄土坡地土壤养分流失及硝态氮淋溶特征的影响.试验结果表明,与对照处理相比较,施加PAM对径流硝态氮流失的影响不明显,但显著改变了径流磷和钾浓度随时间变化过程,分别降低了径流磷和钾的流失量为82%和84%;施加PAM减少了坡地土壤流失量93%,也降低了泥沙中硝态氮、速效磷和速效钾的流失量分别为 78%,95%和95%;施加PAM影响了坡地上壤水分再分布过程,减少了上壤水分深层的渗漏,从而降低了土壤硝态氮淋失的潜在风险.     

不同轮作模式农田钾养分表观平衡及其对土壤速效钾含量的影响

通过连续3年监测上海郊区43块定位农田,比较了50种作物以及5种不同轮作模式农田的钾养分表观盈余状况及其对土壤速效钾含量的影响。结果表明：(1)不同作物农田的钾养分盈余趋势为水生蔬菜类、果树类>旱作蔬菜≥草皮>大田作物;不同轮作模式农田钾养分盈余大小表现为作物轮作>菜作轮作>草皮单作>菜菜轮作>果树单作;(2)不同作物及轮作模式农田收获时土壤速效钾含量随土层的加深而逐渐增加,钾养分盈余多的农田土壤的表层速效钾含量也高;(3)不同作物及不同轮作模式农田钾养分盈余量与收获时土壤表层(0~30 cm)的速效钾含量呈正相关,但未达显著水平。     

红壤缓坡花生地不同水土保持措施效果分析

采用径流小区试验,以花生常规种植为对照,研究红壤荒坡花生地花生+草篱、花生+覆盖+草篱、花生+覆盖3种种植措施的水土保持效果.试验从4月份花生种植后开始测定,8月底花生收获结束.结果表明:1)3种种值措施地表径流量均随日降雨量的增大而增大;2)3种种植措施地表径流量、土壤侵蚀量均与对照差异显著(P＜0.01).表明,花...     

土地督察制度实施对耕地占补数量平衡效果评估

为评估土地督察对耕地占补数量平衡的影响,该文把目标分解为2个问题,即土地督察制度的实施是否对耕地占补平衡产生影响;如果有影响,影响的效果如何。该文收集了2003-2008年的省级面板数据,基于随机效应Tobit回归模型估计了土地督察对耕地占补平衡的效果,在模型估计结果的基础上,对土地督察的耕地占补平衡效果进行了评估。结果表明:1)2007-2008年土地督察对耕地占补平衡有积极的促进作用,专项督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升1.47%,例行督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升5.59%。2)通过实施专项督察,2007-2008年分别促进了耕地补充1939.39和318.81m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和1.36%;通过实施例行督察,2008年促进了耕地补充29106.36hm2,约占当年耕地补充总面积的12.68%。3)2007-2008年通过土地督察分别促进了耕地补充1939.39和3225.17m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和14.03%。     

土地督察制度实施对耕地占补数量平衡效果评估

为评估土地督察对耕地占补数量平衡的影响,该文把目标分解为2个问题,即土地督察制度的实施是否对耕地占补平衡产生影响;如果有影响,影响的效果如何。该文收集了2003－2008年的省级面板数据,基于随机效应Tobit回归模型估计了土地督察对耕地占补平衡的效果,在模型估计结果的基础上,对土地督察的耕地占补平衡效果进行了评估。结果表明：1）2007－2008年土地督察对耕地占补平衡有积极的促进作用,专项督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升1.47%,例行督察覆盖度每提高1%,约能促进耕地占补比例提升5.59%。2）通过实施专项督察,2007－2008年分别促进了耕地补充19?39.39和3?18.81?m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和1.36%;通过实施例行督察,2008年促进了耕地补充29 106.36 hm2,约占当年耕地补充总面积的12.68%。3）2007－2008年通过土地督察分别促进了耕地补充19?39.39和32?25.17?m2,占当年耕地补充总面积的9.88%和14.03%。     

前期土壤含水量对坡面产流产沙特性影响的模拟试验(简报)

为了研究黄土区降雨前期土壤含水量对不同土壤坡面降雨入渗、产流和产沙特性的影响,采用室内降雨模拟试验方法,探讨了前期土壤含水量从风干土状态至近饱和条件下塿土和砂黄土坡面降雨入渗、产流产沙的特征。研究结果表明：在雨强（80 mm/h）和坡度(10°)较大情况下,前期土壤含水量对塿土坡面产流时刻、入渗和产流过程影响不明显;砂黄土坡面产流时刻受前期土壤含水量影响显著,随着前期土壤含水量的增大先延长后缩短,其极差值达到28.91 min;前期土壤含水量在风干土～10%和15%～25%两段范围内,砂黄土坡面入渗产流规律差异十分显著。基于土壤水分累积入渗过程特征,塿土前期含水量可分成“三区”,砂黄土则可分成“两区”;利用前期土壤含水量与坡面土壤流失量的二次多项式关系,分别确定出塿土和砂黄土坡面土壤流失量最少的前期含水量值为11.25%和12.74%,为黄土区坡地水土管理提供理论依据。     

丘红壤坡耕地苎麻与花生水土保持效果对比研究

通过径流小区试验,进行了苎麻与花生水土保持效果的对比试验,重点分析降雨量、作物覆盖度、叶面积指数等农艺性状及冠层截留量与地表径流量的关系。试验从4月份作物种植后开始测定,7月底作物收获结束。结果表明,无论是地表拦蓄径流量,还是泥沙侵蚀量,苎麻处理都优于花生处理;与花生处理相比,苎麻处理的冠层截留量提高了22.9%~908.3%(p<0.01),土壤入渗率增加了16.2%~157.7%;红壤坡耕地径流量与降雨量呈显著正相关,与覆盖度和叶面积指数呈显著对数或指数负相关。