长期定位施肥对夏玉米钾素吸收及土壤钾素动态变化的影响

以长期定位试验为平台,夏玉米品种郑单136为材料,设置CK（不施肥）,NP（施氮、 磷肥）,NPK（施氮、 磷、 钾肥）和1.5MNPK（小麦季施高量氮、 磷、 钾肥+有机肥,玉米季仅施用化肥）4个处理,研究夏玉米钾素吸收规律及生育期内土壤钾素动态变化。结果表明,生育期内施钾与不施钾处理夏玉米干物质积累量均一直增加,在成熟期达到最大值; 在施用氮、 磷肥的基础上增施钾肥不但可以提高夏玉米地上部干物质积累量,同时也可以提高叶片及茎秆中的钾素含量,进而提高夏玉米整个地上部吸钾量;而在氮、 磷、 钾肥基础上增施有机肥,对夏玉米干物质积累无显著影响,但可显著提高茎秆及叶片的钾素含量和地上部钾素吸收总量。夏玉米钾素吸收主要集中在灌浆期之前,在灌浆期达到最大值,之后钾素出现回流现象。夏玉米收获后与播种前相比,土壤水溶性钾和交换性钾含量无明显下降或者略有增加,而非交换性钾明显下降,非交换性钾是夏玉米钾素吸收的主要形式。夏玉米吸钾量与播种前土壤3种形态的钾素含量呈显著正相关。因此,增施钾肥对于改善夏玉米生产,维持土壤钾素平衡及实现农业可持续发展具有深远意义。     

施钾对两种土壤钾素动态变化影响的研究

采用盆栽试验 ,研究黄土和红土母质发育的褐土中和其上种植的谷子中钾的含量变化 .结果表明 :苗期谷子吸钾很少 ,土壤钾变化也较小 ,对照处理的速效钾和缓效钾均有所增加 ,施钾处理的速效钾有所减少 ,但缓效钾大幅度增加 .拔节期至抽穗期谷子吸钾能力大为增强 ,土壤中缓效钾和速效钾急剧下降 ,达到“最低值” .成熟期谷子根系吸钾能力减弱 ,土壤缓效钾和速效钾开始回升 .     

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。     

不同含钾物料对土壤钾素含量动态变化影响

采用土培试验方法,以稻草、稻草灰、硅钙钾肥、枸溶性钾肥和氯化钾肥5种含钾物料为试验材料,分别用蒸馏水、1 mol/L中性醋酸铵、2 mol/L冷硝酸、1 mol/L沸硝酸浸提测定土壤各种形态钾素,评估不同含钾物料施用对土壤钾素含量的影响。结果表明,施用含钾物料可以显著提高土壤各形态钾素含量,在等量钾素投入条件下,含钾物料的供钾能力表现出一定的差异。各含钾物料土壤水溶性钾、醋酸铵钾释放速率高低表现为氯化钾肥、稻草灰稻草、硅钙钾肥和枸溶性钾肥;与土壤水溶性钾和醋酸铵钾变化不同,土壤冷硝酸钾含量在培养前期以稻草灰、氯化钾肥和硅钙钾肥的处理显著高于枸溶性钾肥和稻草处理,但随着枸溶性钾肥和稻草钾素的释放,培养后期各处理之间差异不显著;相比于土壤水溶性钾、醋酸铵钾和冷硝酸钾含量而言,土壤沸硝酸钾含量最高,其中培养前期以稻草灰处理的土壤沸硝酸钾含量较高,稻草处理的土壤沸硝酸钾含量较低,两者含量差值可达83.75 mg/kg,经过156天培养后,其含量差值仅为6.91 mg/kg,处理间差异不显著。综合结果说明,稻草灰和氯化钾肥具有同等释放水溶性钾和醋酸铵钾的效果,其次是稻草处理,均可作为速效钾肥施用,而枸溶性钾肥和硅钙钾肥具有缓效释放特性,可与速效钾肥配合施用确保作物整个生育期对钾素的需求。     

小麦-玉米轮作系统下长期施钾对作物产量、钾素利用率和钾素平衡的影响

Sustainable potassium (K) management at different soil sites requires understanding the relationships between crop productivity and long-term K fertilizations on a regional or national scale.We analyzed responses of grain yield of wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.),K efficiency,and partial balance (difference between K input through fertilizer and K output in the aboveground biomass) during 15-(1990-2005) or 18-year (1990-2008) K fertilizations at five distinctive agroecological zones across China.Compared to the inorganic nitrogen (N) and phosphorus (P) fertilization,the inorganic NPK fertilization significantly increased grain yields of wheat (21%) and maize (16%-72%) at Qiyang and Changping,where soils have low exchangeable and non-exchangeable K contents,but not at rmqi,Yangling and Zhengzhou,where soils have a high exchangeable and non-exchangeable K and/or low N/K ratio in crop plants.Compared to the inorganic NPK fertilization,the inorganic NPK (30% N) and organic manure (70% N) fertilization (NPKM) increased grain yields of wheat (14%-40%) and maize (9%-61%) at four sites,but not at Zhengzhou.For a productivity of wheat at 2-5 t ha-1 or maize at 3-6 t ha-1,13-26 or 9-17 kg K ha-1 were required to produce 1.0 t wheat or maize.The NP fertilization resulted in the lowest negative partial K balance and accumulated 52 kg K ha-1 year-1 less than the NPK fertilization,which accumulated 28 kg ha-1 year-1 less K than the NPKM fertilization.A re-evaluation of the site-specific fertilization effects on N/K ratio in crop plants and soil K accumulation under current NPK and NPKM fertilization is urgently needed to increase both crop yield and K use efficiency at different agroecological zones across China.     

灰漠土小麦-玉米-棉花轮作体系钾平衡与钾肥利用率

研究了干旱区灰漠土农田典型作物长期定位方式下不同施肥处理对钾平衡及钾形态和利用率的影响。实验包括9个处理,分别为不施肥(CK)、氮磷钾不均衡配施(N、NP、NK和PK)以及均衡施肥与秸秆或有机肥配施(NPK、NPKS、NPKM和1.5 NPKM)。结果表明,均衡施肥的产量显著高于不均衡施肥处理(NP除外)(p0.05)。其中NP处理的产量与其他均衡施肥产量并无明显差异(p0.05),说明钾不是灰漠土农田亏缺养分。钾平衡法发现,均衡施肥中NPKS表现出钾的盈余,而其余均衡施肥处理表现出钾的亏缺,24年亏缺量达到268至2 966 kg hm-2。所有施肥处理中,NPKM和1.5NPKM拥有最高的钾表观利用率,分别达到81.2%和38.9%,显著高于其他处理(p0.05),说明配施有机肥可以显著提高灰漠土钾肥利用率。长期定位试验后,不同处理的钾素形态变化显著,尤其有机肥添加处理的非交换性钾、非特殊吸附性钾、水溶性钾和交换性钾显著高于其他处理(p0.05),进一步说明配施有机肥或秸秆维持灰漠土农田钾素肥力方面的重要性。总而言之,当前灰漠土农田常规施肥方式下的钾亏缺正在逐步加大,补充更多的钾肥以及配合使用有机肥或秸秆应当被重视。     

小麦–玉米种植制度下长期施钾对土壤钾素Q/I关系的影响

为评价长期施肥条件下土壤钾素容量和强度（Q/I）关系,采用Q/I法研究了小麦–玉米种植制度下3类土壤（塿土、潮土和红壤）,连续15年不施钾（NP）和施钾（NPK）土壤钾素Q/I关系的变化及其参数与土壤性质变化的关系。结果表明,长期施钾土壤K+平衡活度比（AR0）、土壤活性钾（KL）、非专性吸附钾（-△K0）和专性吸附钾（KX）均较不施钾土壤的高,其中,施钾后AR0和-△K0值提高幅度最大的是红壤,分别提高13.78和12.17倍;15年连续施用钾肥对红壤钾位缓冲容量（PBC）影响不明显,塿土和潮土长期施钾处理PBC值显著降低（17 %～20 %）。不施钾土壤K+和Ca2++Mg2+交换自由能（-△G）（13.69～19.33 kJ/mol）高于施钾土壤（12.15～12.81 kJ/mol）;土壤钾素Q/I参数与土壤1 mol/L HNO3浸提K、K+饱和度和有机质含量等存在显著相关关系。土壤钾素Q/I参数能科学评价土壤的供钾状况。连续15年施钾肥土壤供钾能力较高,长期不施钾肥土壤钾素亏缺明显,尤其是潮土和红壤易出现缺钾。     

濮阳市土壤钾素现状与施钾效果

通过１９９５年对河南省濮阳市五县一区１０００个土样的化验，发现濮阳潮土各类质地土壤速率钾含量较１９８５年均有大幅度下降，目前该区有７２．１％的土壤需施钾肥。经过１９９１－１９９５年连续５年的小麦，玉米，大豆，红薯，水稻钾肥肥产试验，提出小麦，水稻的最佳施肥时期和每种作物在各类地土壤的最佳钾肥用量。     

施钾和秸秆还田对春玉米产量、养分吸收及土壤钾素平衡的影响

【目的】明确秸秆还田与施钾肥对玉米产量、养分吸收与利用以及土壤钾素平衡状况的影响,为东北地区玉米秸秆和钾肥资源合理利用提供科学依据。【方法】试验于2010~2012年在玉米主产区吉林省公主岭市朝阳坡镇大房身村开展,试验设氮磷肥（NP）、氮磷肥+秸秆还田（NP+St）、氮磷钾（NPK）、氮磷钾+秸秆还田（NPK+St）4个处理, 于每年玉米成熟期每处理小区取有代表性的玉米5株,分为秸秆和子粒两部分,测定地上部干物重,并测定其氮、 磷、 钾含量,收获时取中间四垄玉米按14%水分计产。试验前和小区玉米收获后采集020 cm土层土壤样品,测定土壤速效钾含量,计算钾素利用等相关参数,分析不同处理的春玉米产量、养分吸收及土壤钾素平衡状况。【结果】施钾肥和秸秆还田能提高玉米产量,与NP处理相比,NPK+St、NPK、NP+St处理玉米产量分别增加13.8%、 9.6%和3.8%。施钾肥和秸秆还田可提高玉米秸秆和子粒氮、磷、钾的吸收总量。与NP相比,NPK、NP+St 和 NPK+St处理氮的吸收总量提高9.4%~24.7%,磷提高12.2%~26.0%,钾提高6.9%~26.4%,其中NPK+St处理的养分吸收总量最高。秸秆还田结合施钾肥（NPK+St）有利于提高钾收获指数、化肥钾和秸秆钾的利用率,其钾收获指数,化肥钾农学效率、回收率、秸秆钾回收率均高于单施化学钾（NPK）和秸秆还田处理（NP+St）。其中钾收获指数分别提高5.5%和18.8%,化肥钾农学效率和回收率分别提高8.3%和1.1%,秸秆钾农学效率和回收率分别提高4.0%和0.7%。秸秆还田结合施用钾肥（NPK+St）土壤速效钾含量比NPK和NP+St提高1.9%~4.0%,其表现为NPK+StNP+StNPKNP。NPK+St、NPK、NP+St处理钾素实际盈亏率分别为15.0%、-51.1%和 -18.1%。【结论】秸秆还田结合施用钾肥不仅可以提高玉米产量、增加养分吸收总量,还有利于土壤钾素的收支平衡,提高土壤速效钾含量,对维持土壤钾素肥力的稳定具有重要的作用,可在当地农业生产中推广应用。     

我国北方土壤-作物系统内钾素平衡及钾肥肥效研究Ⅰ.主要种植制下的土壤钾素平衡与调控

通过长期定位试验研究表明,在当前农业生产条件下,如果不施钾肥、不采用秸秆还田措施,华北地区小麦-玉米种植制的钾素年表观亏缺量在134～258kg/hm2;西北地区小麦-玉米轮作制的年表观亏缺量在220～261kg/hm2之间.华北地区小麦-玉米种植制下,小麦秸秆还田能使作物吸收的近三分之一到一半的钾素归还土壤.施钾肥能使土壤-作物系统钾素的产出与投入更趋于平衡,乃至钾素在土壤中积累.     

高产小麦灌浆期钾的吸收与分配

冬小麦灌浆期钾吸收呈一元二次曲线，灌浆开始１￣４ｄ其吸钾活力增加缓慢，以后呈直线增加，第１８ｄ吸钾活力达高峰值，接着迅速下降。穗部钾呈不断增加趋势，其它各器官为钾的暂贮器官，都是吸收后又输出，并保有一定钾素比率，直至成熟，除叶片外，其它器官钾的分配比率均与根系吸钾活力呈显著相关。     

长期施钾对作物增产及土壤钾素含量及形态的影响

本文以在油稻稻、麦稻和麦棉三种种植制度下进行的长期（１０年）施钾田间定位试验的结果为依据,阐述了长期施钾对几种主要农作物增产及施肥效益的影响,对长施钾后供式条件下土壤钾素含量及形态学的变化进行了分析。     

冬小麦,夏玉米轮作下两种土壤钾素动态变化与钾肥合理分配的研究

通过轮作种植冬小麦－－夏玉米研究了砂质潮土和黄棕壤的土壤钾素动态变化及增施钾肥对冬小麦、夏玉米增产作用。结果表明，连续种植会 竭土壤钾素，施用钾肥黄棕壤的有效钾外增幅大于砂质潮土。作物耗钾量是夏玉米大于冬小麦，轮作施钾肥，砂质潮土茬作物都需要，而黄棕壤只施于夏玉米即可。施钾的增产效果，夏玉米好于冬小麦。     

棉花钾素营养与土壤钾素供应水平

大田试验和田间调查分别在杭州浙江农业大学实验农场黄松土(Semihy dromorphic soil)和金华盆地红壤上进行.品种分别为钱江9号和协作2号,这两处土壤有效钾含量均较低,棉花(Gosoypium hirsutum L.)生长不良,普遍早衰.根据土壤中交换性钾的含量与棉花生长情况,一般可分为四类:土壤交换性钾>90ppm,棉花生长正常,70-90ppm,潜在缺钾;<70ppm,明显缺钾;<50ppm,严重缺钾.棉花叶片含钾量与土壤交换性钾含量呈正相关,r=0.928,显著性超过1%水准.大田试验表明,施用钾肥能提高棉花叶片含钾量,增加叶面积和叶绿素含量以及CO₂的同化率;钾还能促进叶片中细胞色素氧化酶和硝酸还原酶的活性,提高气孔导度,降低水分的蒸腾速率.缺钾叶片结构松弛,角质层发育不良;正常叶片结构紧密,角质层发育良好.叶片含钾量无论在苗期、初花期、盛花期、花铃期,均与皮棉产量呈正相关,达到显著水准.     

华北平原小麦-玉米两熟作物区土壤培肥途径研究

研究了华北平原冬小麦、夏玉米轮作制度下不同施肥方式对土壤培肥的作用,进行了不同的秸秆、有机肥和无机化学肥料之间平衡配施的田间试验,结果表明,平衡施肥同时施用秸秆或有机肥后当年能显著增加土壤有机质、速效磷、速效钾含量.在较高肥力地块中"化肥平衡施肥+秸秆还田"的处理,土壤有机质比"不施肥、不还田"的对照增最多,增加1.9g kg-1,增加率达8.9%;"平衡施肥+秸秆+快速腐解菌"的处理,土壤苎苎钾含量最高,为202.50g kg-1,比对照增28.6%;在较低肥力地块中以"化肥平衡施肥+有机肥"土壤有机质、速效磷、速效钾增量最多.分别增加1.5g kg-1、6.9mg kg-1和32.5 mg kg-1,增加率分别达11.7%、39.8%和36.1%.     

几种作物对难溶性钾吸收利用的研究

浙江金华地区处于北纬29°左右的亚热带红壤区,在以往试验中钾肥效果并不那么明显。近年来由于生产发展,部分田块开始出现缺钾症状。     

植物钾吸收转运基因的克隆与作物遗传改良

本文从分子水平对植物吸钾的生理机制、钾吸收转运基因的分离克隆、钾基因在植物生理中的作用及应用基因工程技术改良作物钾营养性状、培育钾高效品种等方面的研究进展作了较为系统的讨论。     

灌淤土区长期施钾对作物产量与养分及土壤钾素的长期效应研究

通过在宁夏灌淤土区长达14年的连续施钾和小麦秸秆还田试验, 研究钾素投入对作物产量、养分和土壤钾素状况的影响。结果表明：小麦秸秆还田和长期施用钾肥均可不同程度提高小麦和玉米的经济产量, 其中施钾年平均增产小麦244 kg&#183;hm^-2, 玉米397 kg&#183;hm^-2, 处理之间产量表现为氮磷钾肥配合秸秆还田〉施用氮磷钾肥〉氮磷肥配合秸秆还田〉只施用氮磷肥。定位后8-10年施钾肥开始显著有效, 玉米显效时间早于小麦;秸秆还田和钾肥的投入均可提高籽粒和秸秆的钾素吸收量, 秸秆含钾丰富, 籽粒钾含量仅占植株钾总量的13%-17%;施用钾肥可提高作物籽粒大中微量元素含量而降低秸秆中、微量元素含量, 促进籽粒对大部分元素的吸收;长期不施钾肥处理（NP和NP＋St）0-20 cm土层土壤速效钾和缓效钾含量较定位开始时下降; 所有处理土壤全钾含量均表现下降, 下降幅度为0.8-1.2 g&#183;kg-1。     

灌淤土区长期施钾对作物产量与养分及土壤钾素的长期效应研究

通过在宁夏灌淤土区长达14年的连续施钾和小麦秸秆还田试验, 研究钾素投入对作物产量、养分和土壤钾素状况的影响.结果表明:小麦秸秆还田和长期施用钾肥均可不同程度提高小麦和玉米的经济产量, 其中施钾年平均增产小麦244 kg·hm-2, 玉米397 kg·hm-2, 处理之间产量表现为氮磷钾肥配合秸秆还田>施用氮磷钾肥>氮磷肥配合秸秆还田>只施用氮磷肥.定位后8～10年施钾肥开始显著有效, 玉米显效时间早于小麦;秸秆还田和钾肥的投入均可提高籽粒和秸秆的钾素吸收量, 秸秆含钾丰富, 籽粒钾含量仅占植株钾总量的13%～17%;施用钾肥可提高作物籽粒大中微量元素含量而降低秸秆中、微量元素含量, 促进籽粒对大部分元素的吸收;长期不施钾肥处理(NP和NP+St)0～20 cm土层土壤速效钾和缓效钾含量较定位开始时下降; 所有处理土壤全钾含量均表现下降, 下降幅度为0.8～1.2 g·kg-1.