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1.
长期不同施肥制度土壤肥力特征综合评价方法 总被引:48,自引:9,他引:48
通过综合分析不同施肥制度下土壤物理、化学、生物学特征来评价不同施肥体系培肥土壤能力,以期建立科学施肥制度,为实现土壤可持续利用提供理论依据。以位于中国农业科学院禹城试验基地长达26 a的不同施肥定位试验为平台,研究了长期不同施肥对2种土壤物理肥力指标、10种化学肥力指标及2种土壤生物肥力指标的影响,运用主成分分析和聚类分析等数理统计方法综合评价了长期不同施肥制度下土壤物理肥力、化学肥力及生物肥力因子,并对不同施肥制度土壤肥力水平进行综合评分。结果表明:1)不同施肥制度对土壤肥力因子影响差异显著。单施有机肥及有机无机配施与单施化肥相比,土壤容重降低5.0%~11.0%,土壤总孔隙度增加4.1%~9.9%:土壤有机碳、全氮增加95%~136%、69%~137%,土壤速效磷含量增加5倍,土壤速效钾增加81%~103%;土壤微生物碳、氮分别增加50%~112%、34%~79%,土壤pH值下降了0.15~0.47个单位。2)将14个土壤肥力因子分为2个主成分综合表征土壤肥力,其中土壤容重、土壤孔隙度、土壤全碳、土壤活性有机碳、土壤全氮、土壤有机氮、土壤微生物碳、土壤微生物氮、土壤速效钾、土壤全磷、土壤速效磷、土壤有机磷、pH值等肥力因子在主成分一上有较高的负荷,贡献率83.73%;土壤全钾在主成分二上有较高的负荷,贡献率8.49%。3)聚类分析方法把不同施肥制度对土壤肥力的影响差异强度分为4类:常量有机肥和常量有机无机配施、常量化肥和高量化肥、不施肥、高量有机肥。4)不同施肥制度对土壤培肥效果依次表现为:高量有机肥常量有机肥常量有机无机配施高量化肥常量化肥不施肥。单施有机肥以及有机无机肥配施与单施化肥相比能有效增加土壤养分含量,调节土壤养分平衡,能从土壤物理、化学、生物肥力方面综合提升土壤肥力水平,提高土壤养分供应能力。 相似文献
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土壤酶活性与土壤肥力的关系研究 总被引:164,自引:14,他引:164
通过长期定位试验地中土壤养分和酶活性的测定结果,将其进行了相关分析、通径分析和主成分分析。结果表明,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性可以作为土壤肥力的指标,且酶活性大小受到土壤化学性质和其它酶活性影响。土壤主成分分析能较为客观地评价土壤肥力水平。 相似文献
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应用主成分分析和聚类分析评价不同施肥处理条件下新垦淡灰钙土土壤肥力质量 总被引:18,自引:2,他引:18
通过定位试验与室内分析,研究了新垦淡灰钙土的化学、物理、生物学性质,并从中挑选出10个能反映土壤肥力质量特性的定量因子,作为评价指标,采用主成分分析,对淡灰钙土开垦前以及开垦后不同施肥处理进行了综合评分,然后用欧氏距离最短距离法对其进行了聚类。结果表明:淡灰钙土经过开垦、灌溉、种植农作物,土壤肥力质量提高;开垦后不同施肥处理比较,单施有机肥与有机肥配施化肥土壤肥力质量较高,N、P以及与其他化学肥料配施次之,单施N肥与不施肥较差。 相似文献
4.
施肥对不同品种苜蓿生产力及土壤肥力的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
研究了不同施肥处理对生长7年的3个紫花苜蓿品种的产量及土壤养分的影响。结果表明,NP配施和单施K肥对苜蓿均有显著的增产效果,不同施肥对不同品种的生产力影响效果不同。N30P120处理巨人201+Z和牧歌401+Z产量最高,分别比对照增产41.1%和74.8%;单施K60处理,路宝比对照增产了76.7%。种植苜蓿可以提高土壤氮的有效性,生长7年的苜蓿根系固氮在土壤仍有累积。种植苜蓿,不施肥处理土壤全氮含量均有不同程度增加,而土壤全磷和全钾略有下降。随磷肥用量的增加而增加,N30P120处理土壤速效磷增加11.45~41.7 mg/kg;单施钾肥,土壤速效磷含量提高了3.71~4.41 mg/kg,全钾含量增加了0.06~1.69 mg/kg。 相似文献
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有机–无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响 总被引:8,自引:2,他引:8
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基于全排列多边形图示指标法的土壤肥力质量评价 总被引:2,自引:0,他引:2
土壤对于植物生长和土地生产力极其重要,了解和掌握土壤肥力质量有助于认识土壤环境状况,并有效和合理地利用土地。当前,土壤肥力质量评价有许多种方法。本研究将全排列多边形图示指标方法引入土壤肥力质量评价,并以吉林省黑土为例,从土壤养分、结构和环境3方面建立评价指标体系和分级标准,将具有代表性的13个野外定点采样的测试数据进行评价,同时与可拓评价法、改进的人工神经网络法的评价结果进行对比分析,验证了本方法的可行性。结果表明:研究区内选取的13个样点,肥力质量均为Ⅲ类级别,肥力质量中等;针对不同样点所存在的限制因素,可提出土壤改良与改善的对策,G3、G7和G8样点的土壤需要增施磷肥,G4、G10和G14样点的土壤应注意耕作制度和改良土壤结构。与其他评价方法比较发现,全排列多边形图示指标法用于土壤肥力质量评价是可行的,评价结果一致性高,仅在3个或1个样点的评价结果不一致。全排列多边形图示指标法简便易懂,方便编程实现参评因子量化处理,避免主观随意性。此方法是土壤肥力质量评价的新方法,可为其他地区或土壤类型的土壤肥力质量评价提供一定的参考价值。 相似文献
7.
不同肥力水平土壤团聚体的稳定性及对氮肥盐溶液的响应 总被引:5,自引:2,他引:5
在室内利用筛分技术研究了关中地区相同质地类型3个不同肥力水平土团聚体的组成及其稳定性,并在4个不同浓度氯化铵溶液中进行湿筛,探讨了不同肥力土壤团聚体对盐溶液的反应特征及抗化学物质分散的能力,以便揭示长期施用无机氮肥对土壤团聚体的作用与影响。结果表明,干、 湿筛结果显示3个肥力水平土壤直径>0.25 mm团聚体的含量均随肥力水平的升高显著增加,供试土团聚体的水稳性较差,湿筛后直径<0.25 mm的微团聚体含量在85%以上,而富有农学价值的直径在15 mm的水稳性团聚体在高肥力土壤中含量仅为2.80%,中肥力土壤为1.47%,低肥力土壤为0.84%。3种肥力土壤团聚体组成受氯化铵溶液浓度的影响,在4种浓度的氯化铵溶液中湿筛后,直径25 mm的团聚体的含量随溶液浓度增大而减少,而0.252 mm团聚体含量明显增加。试验得到的主要结论为, 不同肥力水平土壤团聚体质量差异明显; 团聚体的化学稳定性受盐溶液浓度和肥力水平的共同作用,随氮肥溶液浓度增大,团聚体组成集中在0.252 mm的较小范围,盐分使得多级的团聚体组成向单一化方向变化; 高肥力土壤受氮肥溶液的影响相对较弱,中、 低肥力土壤对氮肥溶液的响应则较为强烈。 相似文献
8.
长期不同施肥下红壤性水稻土综合肥力评价及其效应 总被引:11,自引:2,他引:11
以江西进贤红壤性水稻土长期试验为基础,运用模糊数学及统计学方法进行土壤肥力综合评价及其效应研究,以期达到土壤培肥的目的.结果表明,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、物理性粘粒、团聚度和团聚体稳定率为研究区土壤肥力评价最小数据集,由其所得评价结果具有高度代表性和科学性.NPKM的SFI值最大且与其他处理均呈显著差异.NPKM、2NPK、NPK各处理SFI值分别高出对照(CK) 31.3%、13.0%和10.1%.SFI值的时间演变为NPKM处理先增后降,临界年限在第12年,N和CK处理缓降,其它处理缓增.一定范围内,二次曲线较直线更能揭示作物产量与SFI的关系,进一步拟合发现,SFI和作物相对产量间符合“S”型波尔兹曼生长曲线,SFI增至0.60时,相对产量增幅趋零,NPKM处理(SFI=0.688)已属于此;模拟可知,作物产量趋稳时相应施肥年限表现为NPKM (2a) <2NPK (8a) <NPK (9a) <NP (11a) <K、NK (13a)<P(14a)处理.综上,长期平衡施肥(NPKM、2NPK和NPK)明显提高土壤综合肥力,NPKM更为显著,但其现状对作物增产已无效,应减施或不施若干年;长期偏施肥对土壤肥力贡献不力,尤其是长期单施氮反使土壤肥力下降. 相似文献
9.
不同有机物料培肥对渭北旱塬土壤微生物学特性及土壤肥力的影响 总被引:12,自引:4,他引:12
通过田间试验,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤微生物学特性及土壤肥力的影响。结果表明,化肥与不同有机物料配合施用,土壤微生物学特性[微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、脲酶、碱性磷酸酶]以及部分土壤养分状况(全氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量)比单施化肥处理均得到进一步改善。化肥配施秸秆堆肥处理效果最明显,其中微生物量碳增加了41.96%,微生物量氮增加了54.55%,脲酶活性增加了19.71%,碱性磷酸酶活性增加了7.35%,速效磷增加了63.12%;而且土壤微生物量碳、氮与速效磷、阳离子交换量呈显著正相关,微生物商(qMB)、脲酶活性、碱性磷酸酶活性与全氮、速效氮、速效钾含量呈显著相关;同时SMBC、SMBN、qMB等与作物产量密切相关(相关系数分别为0.85,0.74,0.82)。因此,化肥配施秸秆堆肥处理在渭北旱地雨热条件下对于全面提升土壤质量具有重要的意义;同时该区域土壤中微生物量碳氮与土壤养分状况、作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况及生产力水平。 相似文献
10.
长期不同施肥下太湖地区黄泥土肥力的变化 总被引:14,自引:0,他引:14
对太湖地区典型水稻土———黄泥土进行了12年的长期定位不同施肥试验,并保持化肥的施用水平与本地区常规施用量相当。对12年来的肥力变化与不同施肥小区的肥力差异的分析研究表明,长期单施化肥下土壤耕层中养分都有所下降,且表层土壤养分的下降量不及亚表层土壤,年际间生产力不稳定。化肥配施有机肥(秸秆还田或猪粪),可长期保持土壤中的养分,稳定提高作物生产力;有机无机配合施肥下12年间全碳和全氮分别增加1.1g/kg和3.0g/kg,而全磷提高了0.3g/kg以上。同时也表明,表层土壤全氮的增加明显地促进了有机碳的固定。 相似文献
11.
基于聚类及PCA分析的红壤坡耕地耕层土壤质量评价指标 总被引:15,自引:9,他引:15
为准确评价红壤坡耕地耕层土壤质量特征,该文采用聚类分析法(CA)和主成分分析法(PCA)分别建立了南方红壤丘陵区坡耕地耕层质量诊断最小数据集(minimum data set,MDS),并利用最小数据集土壤质量指数(soil quality index-CA,SQI-CA和soil quality index-PCA,SQI-PCA)和全量数据集土壤质量指数(soil quality index-total,SQI-T)对坡耕地耕层特征进行分析。结果表明:1)红壤坡耕地耕层土壤质量变化特征差异明显,其中耕层平均厚度(19.93±4.9)cm,接近作物生长适宜水平;土壤有机质、全氮平均含量分别为(17.43±8.71)和(0.97±0.42)g/kg,处于中度贫瘠化水平;土壤有效磷和速效钾含量丰富,平均含量分别为(26.1±22.22)和(155.46±88.35)mg/kg;p H均值为(5.34±0.77),土壤呈弱酸性。2)红壤坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由耕层厚度、土壤容重、土壤贯入阻力、土壤有机质、p H值和有效磷组成。基于不同数据集的耕层土壤质量评价结果差异明显,土壤质量指数变化范围、均值表现为SQI-TSQI-CASQI-PCA,变异系数表现为SQI-TSQI-CASQI-PCA,SQI-CA与SQI-T的Nash有效系数和相关度高于SQI-PCA,而相对偏差系数和平均相对误差则低于SQI-PCA,这表明基于聚类分析最小数据集(MDS-CA)较基于主成分分析最小数据集(MDS-PCA)更适合替代全量数据集(total data set,TDS)对耕层土壤质量进行评价。3)从保水、保土、保肥及增产潜力角度看,红壤坡耕地合理耕层诊断指标适宜性阈值为耕层厚度≥20.39 cm,土壤容重0.92~1.21 g/cm3,土壤贯入阻力≤1.21 kg/cm3,土壤有机质含量≥18.82 g/kg,p H值5.04~5.38,有效磷≥28.83 mg/kg。合理深松是构建合理耕层的有效措施之一。该研究结果可为南方红壤丘陵区坡耕地耕层质量恢复、农作物生产适宜性调控和坡耕地水土流失阻控提供参考,有利于红壤丘陵区坡耕地资源持续利用。 相似文献
12.
为全面认识,有效管理和保护陕西省渭南市卤阳湖盐碱地土壤,分析了该地区土壤物理性质和盐碱特性。同时采用主成分分析法结合norm值,筛选出有机质,碱解氮,速效磷,速效钾,CEC,ESP,电导率和土壤容重8项指标,建立了该地区土壤综合质量评价最小数据集。结果表明,该地区土壤质地较黏重,土壤有机质(0.31)、碱解氮(0.39)、速效磷(0.26)、速效钾(0.38)的隶属度均值很小,是该地区土壤养分的主要限制因子。土壤容重隶属度为1,CEC隶属度为0.64,土壤碱化度(ESP)隶属度为0.61,说明该地区土壤紧实,但碱性极强。总之,利用加权求和指数法计算土壤肥力综合指数为0.277,说明该地区土壤肥力处于较低水平,需采取适当措施进行改良,以提高土壤肥力。 相似文献
13.
城郊结合区蔬菜种植地土壤性质特征 总被引:26,自引:3,他引:26
Human activity and urbanization result in urban-rural environmental gradients.Undersanding effect of the gradients on soil properties is necessary for management of the soils around urban areas.In this study,soil quality of some vegetable fields was characterized along an urban-rural gradient in shaoxing County,Zhejiang Province.Fifteen soilphysical and chemical properties were evaluated by using principal component analysis.Results showed that there was a great variation in the soil quality along the gradient.From rural to urban zones,soil organic matter,water-stable aggregates,cation exchangeable capacity(CEC),total N and P,and available K increased,whereas soil pH value decreased.In addition,Pb,Cu,Ni,Co,Zn and Cr in the soils tended to be accumulated toward the urban zone.Sequential chemical extraction showed that mobility of all the heavy metals in the soils tended toincrease from the rural to the urban zones.The variation of soil properties accounted for by the first principal component was significantly explained bythe difference in application rates of municipal wastes. 相似文献
14.
基于主成分-聚类分析的崩岗侵蚀强度评价 总被引:1,自引:0,他引:1
为了研究湖北省通城县杨垄小流域崩岗群的崩岗侵蚀强度,提高评估的可靠性,使用RTK测量崩岗,获取崩岗面积、主沟坡降、内部平均坡度等11个参数,将其作为崩岗侵蚀强度分析的评价因子,通过主成分分析提取了崩岗侵蚀强度参数的4个主成分因子,得出选择的16个崩岗侵蚀强度。结果表明:杨垄小流域不同崩岗侵蚀强度分为3类:2号,5号,10号,11号为高度侵蚀;8号,15号,16号为中度侵蚀;其余为轻度侵蚀;小流域的中高度侵蚀型崩岗面积占崩岗群总面积的2/3以上,侵蚀面积较大。依据分类结果,可针对不同崩岗存在的风险因素制定对应的风险控制方案和措施,有利于崩岗的防治。 相似文献
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Yang Wang Manfred Bölter Qingrui Chang Rainer Duttmann Kirstin Marx James F. Petersen 《Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science》2013,63(3):233-245
Agricultural soil CO2 emissions and their controlling factors have recently received increased attention because of the high potential of carbon sequestration and their importance in soil fertility. Several parameters of soil structure, chemistry, and microbiology were monitored along with soil CO2 emissions in research conducted in soils derived from a glacial till. The investigation was carried out during the 2012 growing season in Northern Germany. Higher potentials of soil CO2 emissions were found in grassland (20.40 µg g?1 dry weight h?1) compared to arable land (5.59 µg g?1 dry weight h?1) within the incubating temperature from 5°C to 40°C and incubating moisture from 30% to 70% water holding capacity (WHC) of soils taken during the growing season. For agricultural soils regardless of pasture and arable management, we suggested nine key factors that influence changes in soil CO2 emissions including soil temperature, metabolic quotient, bulk density, WHC, percentage of silt, bacterial biomass, pH, soil organic carbon, and hot water soluble carbon (glucose equivalent) based on principal component analysis and hierarchical cluster analysis. Slightly different key factors were proposed concerning individual land use types, however, the most important factors for soil CO2 emissions of agricultural soils in Northern Germany were proved to be metabolic quotient and soil temperature. Our results are valuable in providing key influencing factors for soil CO2 emission changes in grassland and arable land with respect to soil respiration, physical status, nutrition supply, and microbe-related parameters. 相似文献
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Ammonia(NH3) volatilization is one of the important pathways of nitrogen loss in alkaline soil, and the NH3 concentration in soil headspace is directly linked with the NH3 volatilization. Ammonia was characterized by Fourier transform mid-infrared photoacoustic spectroscopy(FTIR-PAS) and two typical absorption bands in the region of 850–1 200 cm-1were observed, which could be used for the prediction of NH3 concentration in the soil headspace. An alkaline soil from North China was involved in the soil incubation, pot and field experiments under three fertilization treatments(control without N input(CK), urea and coated urea). Ammonia concentrations in the soil headspace were determined in each experiment. In the soil incubation experiment, the NH3 emissions were initiated by the N input, reached the highest concentration on day 2, and decreased to the level as measured in CK after 8 d, with significantly higher NH3 emissions in the urea treatment compared to coated urea treatment, especially during the first 4 d. The NH3 concentration in soil headspace of the pot experiment showed the similar dynamics as that in the incubation experiment; however, the NH3 concentration in the soil headspace in the field experiment demonstrated a significantly different emission pattern with those of the incubation and pot experiments, and there was a 4-d delay for the NH3 concentration. Therefore, the NH3 concentration in the incubation and pot experiments could not be directly used to model the real NH3 emission in the field due to the differences in fertilization method and application rate as well as soil temperature and soil disturbance. It was recommended that light irrigation in the second week after fertilization and involvement of controlled release coated urea could be used to significantly decrease N loss from the perspective of NH3 volatilization. 相似文献
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为准确评价重庆烟田土壤质量特征。以重庆市烟区2513个代表性植烟土壤的理化指标为基础数据,采用聚类分析和主成分分析法建立重庆烟田土壤质量最小数据集,构建重庆市植烟土壤质量评价指标体系。(1)基于主成分分析法建立的土壤质量评价体系更适合对重庆烟区土壤质量进行评价,评价指标从原来16个指标减少为7个指标,具体由土壤pH、有机质、有效磷、有效铁、有效锌、有效硫和水稳性大团聚体组成。(2)重庆烟区土壤酸化程度较为严重,有35.1%的植烟土壤偏酸;土壤氮素较为适宜,而速效磷和速效钾处于过量范围占比分别为62.9%和75.8%,其他元素缺乏和过量并存,水稳性大团聚体处于较低范围占47.2%。(3)重庆植烟土壤质量综合指数(SQI)的半方差函数最优拟合模型为指数模型,交叉验证结果表明模型和参数合理;基于最小数据集计算得到土壤质量指数SQI的平均值为0.61,表明重庆烟区土壤质量总体处于中等偏低水平,重庆烟区有45.04%的烟田急需要改良。(4)土壤质量评价指标隶属度值雷达图得出,土壤pH、速效磷、有效铁、有效硫和水稳性大团聚体隶属度比较小,为重庆烟区的土壤限制性因子。该研究建立了重庆市植烟土壤质量评价指标体系,研究结果可为重庆烟区土壤质量提升、土壤生态系统恢复和烟叶可持续生产提供支撑。 相似文献
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保护性耕作下土壤动物群落及其与土壤肥力的关系 总被引:14,自引:3,他引:14
保护性耕作不仅能改善土壤特性,增加作物产量,也是缓解农田生物多样性损失的重要措施之一。为了探讨保护性耕作下土壤动物群落结构及其与土壤肥力的关系,试验采用裂区设计,主区为翻耕和免耕,副区为3种秸秆还田处理。结果表明:秸秆还田显著增加了土壤动物优势类群弹尾目和蜱螨目,耕作方式和秸秆还田量之间存在显著的交互效应。免耕和秸秆还田的结合增加了土壤有机质含量,但pH值下降;秸秆还田增加了土壤全氮和速效磷;与初始条件相比,过氧化氢酶和蔗糖酶活性下降,而尿酶活性有所增加。土壤有机质和全氮对土壤动物特别是弹尾目和蜱螨目有显著的正效应,土壤速效磷含量也与优势类群表现为正相关;鞘翅目、双尾目和唇足纲表现了能适应相对较高pH值的土壤环境。总之,保护性耕作在一定程度上增加土壤碳库,缓解温室效应,同时也提高了土壤动物丰富度;土壤动物与土壤养分密切相关,表现其在作物对养分利用的有效性上起着重要的作用。 相似文献
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不同土壤肥力水平下元白菜施氮、磷、钾和锌的效应 总被引:2,自引:0,他引:2
对不同土壤肥力水平下元白菜施氮、磷、钾和锌肥的效应研究表明,不同土壤肥力水平下,元白菜施氮、磷、钾和锌均能显著增加产量,分别增产12.0%~35.8%(平均24.5%)、5.3%-14.1%(平均9.7%)、11.2%.15.3%(平均12.9%)和7.5%~11.3%(平均9.1%)。在较高、中等和较低土壤肥力水平下,元白菜经济最佳施氮(N)量分别为310.5、326.1~336.6和378.9kg/hm^2,适宜磷(P2O5)用量依次为60、60-90和90~120kg/hm^2。不同土壤肥力水平地块元白菜适宜施氮时,氮肥(N)利用率在15%~20%,适宜施磷时磷肥(P2O5)利用率在9.3%~11.0%;元白菜上钾肥利用率随土壤钾素水平的降低而呈增加的趋势,不同土壤肥力地块元白菜施K2O120kg/hm^2时钾肥(K2O)利用率平均为20.4%。 相似文献
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对不同土壤肥力水平下元白菜施氮、磷、钾和锌肥的效应研究表明,不同土壤肥力水平下,元白菜施氮、磷、钾和锌均能显著增加产量,分别增产12.0%~35.8%(平均24.5%)、5.3%~14.1%(平均9.7%)、11.2%~15.3%(平均12.9%)和7.5%~11.3%(平均9.1%)。在较高、中等和较低土壤肥力水平下,元白菜经济最佳施氮(N)量分别为310.5、326.1~336.6和378.9 kg/hm2,适宜磷(P2O5)用量依次为60、60~90和90~120 kg/hm2。不同土壤肥力水平地块元白菜适宜施氮时,氮肥(N)利用率在15%~20%,适宜施磷时磷肥(P2O5)利用率在9.3%~11.0%;元白菜上钾肥利用率随土壤钾素水平的降低而呈增加的趋势,不同土壤肥力地块元白菜施K2O 120 kg/hm2时钾肥(K2O)利用率平均为20.4%。 相似文献