我国土壤钾素研究和钾肥使用的进展

回顾了建国以来我国土壤钾素研究和钾肥使用的历程，分别就钾肥效应，钾肥有效施用条件，土壤含钾矿物和钾的固定、释放，土壤钾素含量、状态和有效性，土壤钾素供给能力的评定，农田钾素循环和平衡等方面的研究进展作了综述。从全国来看，钾肥用量在逐年增长，钾肥所占比例在逐步增加，但与需求相比，仍有很大差距，应继续增加钾肥在化肥中的比重，在研究今后农业持续发展中的钾肥需求量时，除了应看到我国农田土壤钾素肥力下降、钾肥有效地区在不断扩大的趋势外，世界各国的用肥比例也可作为借鉴。     

湖南不同母质植烟土壤钾的形态与特征

采集湖南烟区4种主要成土母质的16个具有典型代表性土壤样品,分析各形态钾的含量与比例。结果表明:紫色板页岩发育的土壤钾素库容量大,但有效钾含量相对较低,说明土壤对有效钾的保持能力有限;石灰岩发育的土壤矿物钾数量较少,但非交换性钾和有效钾的含量相对较高;第四纪红土发育的土壤在钾容量和自身补给潜力有限的情况下,维持了较高的有效钾水平,这可能与钾肥的施用及土壤对有效钾的保持有着密切的关系。不同母质发育土壤交换性钾只有27%是有效性较高的非特殊吸附钾,这可能直接限制了土壤短期钾的供应强度。土壤钾素有效性因成土母质的不同具有一定的差异,石灰岩发育土壤钾素有效性最高,其次为板页岩、第四纪红土,紫色板页岩最低。     

土壤矿物钾的释放及其在植物营养中的意义

本文对土壤钾的形态、矿物钾释放的影响因素及钾的固定、土壤含钾矿物与土壤供钾能力间关系、矿物钾的植物有效性进行了综述 ,表明土壤钾素从有效性的角度进行划分时 ,不能仅把速效性钾和1mol/L热硝酸提取的缓效性钾列为作物吸钾的主要来源 ,而忽视矿物钾的作用 .     

腐殖酸对耕地棕壤固钾与释钾作用的影响研究

通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。     

长期定位施肥对不同粒级非石灰性潮土钾素释放的影响

土壤中矿物的种类与土壤的粒级有关,随着粒级变粗,矿物组成趋于简单,次生矿物类型及含量减少,而原生矿物种类及含量增加[1]。土壤钾素含量、有效性及其转化又与土壤矿物组成密切相关,存在于黏粒部分的含钾矿物(黏粒矿物)因直接影响钾的生物有效性而备受关注。土壤中钾素的研究较多[2,3],关于不同粒级的土壤钾素释放的差异已有报道[4~6],但长期定位施肥对不同粒级的土壤颗粒中钾素行为的影响研究得较少,笔者在这方面做了一系列的工作[7~9]。因此研究长期定位施肥中土壤粒级与土壤钾素释放行为的关系不仅能丰富土壤矿物风化和黏土矿物形成理论,而且对全面认识土壤中钾素状况、供钾能力、钾素的相互转化及合理利用有限的     

土壤供钾状况及土壤湿度对我国北方烤烟烟叶含钾量的影响研究

田间采样统计分析和框栽试验结果表明 ,土壤钾素状况及土壤的供钾能力是影响我国北方烟区烤烟烟叶含钾量的主要因子之一 ,合理施用钾肥和改善土壤的钾素状况是提高烟叶含钾量的有效措施 ;土壤湿度是保证土壤钾素向烟株根系运动的必要条件 ,在烟株生长期间 ,特别是在烟株移栽 4 0— 50天期间 ,保持土壤的相对含水量 6 0— 70 % ,是促进烟叶吸钾 ,提高烟叶含钾量的重要手段     

解钾细菌C6X对不同富钾矿物含量土壤钾素迁移的影响

为了改善黄土高原地区煤炭开采引起土壤质量急剧退化的现状,该文以玉米为供试植物,通过日光温室短期盆栽的方式,系统研究解钾细菌C6X和玉米生长对土壤钾素迁移的影响.结果表明:1)玉米生长条件下,解钾细菌在富钾矿物质量分数45％上层土壤(0～20 cm)中对速效钾增量的促进作用最佳.2)解钾细菌和玉米生长协同提高上层土壤钾素固定能力,缓效钾增量在土壤富钾矿物质量分数68％为最大值.3)解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素上移能力,在富钾矿物质量分数45％水平,土壤上移速效钾呈最大值;同时,解钾细菌促进土壤上移速效钾和玉米钾素积累量二者趋于线性稳定,利于土壤钾肥长期管理.因此,解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素的释放和固定,并促进土壤钾素上移.     

施肥方式对砂姜黑土钾素利用及盈亏的影响

以砂姜黑土长期施肥试验为平台,研究砂姜黑土冬小麦—夏大豆轮作系统下作物钾素吸收量、钾素回收率、土壤钾素盈亏量和速效钾含量的演变特征,探明土壤速效钾与外源钾投入、土壤累积钾盈亏的响应关系,分析不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥+麦秆(SCF)、化肥+猪粪(PCF)、化肥+牛粪(CCF)等施肥方式对土壤钾素利用及盈亏的影响,以期探寻砂姜黑土地区高产高效的施钾方式。结果表明:29 a作物钾素平均回收率在55.1%~66.1%,高低顺序为CCFPCFSCFCF。土壤累积钾盈亏与土壤速效钾增量呈显著线性关系(p0.05),土壤中钾素每盈余100 kg hm-2,CF、SCF、PCF和CCF处理土壤速效钾含量分别增加1.4、1.8、2.3和15.8 mg kg-1;土壤钾素投入量与速效钾含量呈显著线性关系(p0.05),CF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量增加0.4 mg kg-1,而SCF、PCF和CCF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量分别增加0.5、0.6和4.3 mg kg-1,这说明适当增施有机肥可提升土壤钾素的供应能力。综上所述,投入有机物料是影响土壤钾素利用的重要调控措施,长期增施有机肥可提高作物钾素回收率以及土壤中盈余的钾素向速效钾的转化能力,本试验条件下以增施牛粪效果最好,猪粪和秸秆次之。因此,砂姜黑土小麦—大豆轮作系统下秸秆养畜过腹还田是实现作物高产高效的一种推荐施钾方式。     

20年持续施钾对烤烟/油菜轮作土壤钾素Q/I关系的影响

研究长期施钾下烤烟/油菜轮作土壤钾素供应能力变化特征及其机制,为农田合理施用钾肥和农业土壤发生发育的研究提供科学依据。烤烟/油菜轮作下选取连续20 a烤烟季施钾量0、187.5和375 kg·hm~(-2)处理,测算其土壤钾素表观平衡(K_(ab))以及土壤钾素容量和强度关系曲线(Q/I曲线)的土壤钾素平衡活度比(AR_e)、土壤活性钾(K_L)、非专性活性钾(-ΔK_0)、专性活性钾(K_X)、土壤钾位缓冲容量(PBC)、K~+与Ca~(2+)+Mg~(2+)交换自由能(-ΔG)等参数,以及速效钾(K_(av))、缓效钾(K_(nex))、K~+饱和度(K_S)、黏土矿物组分等土壤性质,分析Q/I曲线参数变化及其与土壤理化性质变化之间的关系。结果表明,经过20 a定位试验后,AR_e在0.38×10~(-3)～8.91×10~(-3)(mol·L~(-1))~(0.5)之间,-ΔK_0在0.02～0.55 cmol·kg~(-1)之间,K_L在1.61～2.16 cmol·kg~(-1)之间,K_X在1.06～2.14 cmol·kg~(-1)之间,PBC在6.20～7.76 cmol·kg~(-1)(mol·L~(-1))~(0.5)之间,-ΔG在11.70～19.72 kJ·mol~(-1)之间。持续施钾土壤的AR_e、-ΔK_0较不施钾土壤显著增大,K_L、K_X、PBC、-ΔG较不施钾土壤显著减小。AR_e、-ΔK_0与K_(av)、K_(nex)、K_S、K_(ab)呈极显著正相关,K_L、K_X、PBC、-ΔG与K_(av)、K_(nex)、K_S、K_(ab)呈极显著负相关。土壤钾素Q/I曲线参数彼此之间显著相关。上述指标可被整合成一个主成分指标,不施钾肥土壤的主成分指标值显著大于施钾肥土壤。施钾肥土壤的活性钾主要保持在黏土矿物晶体的契形边缘点位,植物有效性较高,不施钾肥土壤的活性钾主要保持在黏土矿物晶体的层间点位,植物有效性降低。不施钾肥土壤的蛭石含量高于施钾土壤,而伊利石含量小于施钾土壤。综上,土壤钾素Q/I参数AR_e、-ΔK_0、K_L、K_x、PBC和-ΔG可作为土壤供钾能力指标,土壤钾素表观平衡驱动了土壤钾素Q/I曲线形状与参数分异、土壤供钾能力分异及土壤黏土矿物变化,施钾肥量越大、土壤钾素盈余越大,土壤供钾能力越强。长期钾素亏缺下,矿物钾转化为专性活性钾的速率大于专性活性钾释放成非专性活性钾的速率。长期钾素亏缺导致伊利石向蛭石转化。     

常规方法准确测定土壤有效钾素变化可能性的探讨

土壤中的有效钾状况通常用1 mol L-1中性醋酸铵提取的速效钾或1 mol L-1硝酸煮沸法提取的缓效钾量来表征。我国农田土壤中近些年来1 mol L-1中性醋酸铵提取的速效钾量呈普遍下降趋势。但土壤中的有效钾素的实际下降值,到目前为止还没有办法通过测土的方法进行准确评估。本文通过室内培养实验,人为改变土壤有效钾量,对常规土壤有效钾测定方法反应土壤有效钾素变化的效果进行了比较和评价。并对硝酸连续提取法准确测定土壤钾素变化的可能性进行了探讨。结果表明,几种提取方式中,以2 mol L-1冷硝酸超声波连续提取10次获得的外源钾变化的回收率最高,达75%~80%。其次是1 mol L-1硝酸100℃水浴法连续提取6次,测钾变化的累计回收率可达75%。如进一步增加提取次数,可能会有限地提高测钾变化的回收率,但随提取次数的增加,提取过程的可操作性和结果的稳定性将显著下降。因而用硝酸作为提取剂,即使是在高温、超声波等方式下,也很难准确测定强固钾能力土壤中有效钾的变化。能够准确测定土壤有效钾素变化的方法必须能将土壤中易发生变化的有效态钾全部提出,并尽量不提取土壤的原生矿物态钾,寻找这一方法将是未来土壤钾素测定工作中值得关注的问题。     

长期施用氮磷肥对(土娄)土钾素的影响

以长期定位施肥与小麦一玉米轮作田间试验为平台,研究了施肥对(土娄)土土壤钾素的影响以及冬小麦生育期内(土娄)土土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾的变化.结果表明:氮磷肥不同施用量对土壤全钾基本没影响,而对速效钾、缓效钾及微生物量钾的影响较大.土壤速效钾和缓效钾均随施肥量的增加而减少,而微生物量钾随施肥量的增加而增加,且0-20 cm土层土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾含量均高于20-40 cm土层.小麦生育期内,土壤速效钾和微生物量钾含量的变化一致,均是先上升再下降,再上升,又下降的变化.土壤中微生物量钾与有机碳、全氮均呈显著正相关关系,而与土壤速效钾和缓效钾无显著相关关系.氮磷肥在一定施用量范围内,促进了土壤无机态钾素的消耗,而提高了土壤微生物量钾的含量.土壤钾素的这种变化是作物吸收、施肥等因素共同作用的结果.     

腐植酸缓释钾肥对土壤钾素含量和甘薯吸收利用的影响

利用腐植酸和硫酸钾制备一种腐植酸钾肥(HA-K),沙柱淋溶试验结果表明其对钾素具有一定的缓释作用。为阐明施用腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量的影响,在田间小区试验条件下,研究了腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量以及甘薯产量和对钾素吸收利用的影响。结果表明:与不施钾（空白对照）相比,施用腐植酸促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤中的速效钾和缓效钾含量以及生长前期土壤有效钾含量,但是提高了甘薯生长中、后期土壤有效钾含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤缓效钾含量和甘薯生长前、中期土壤速效钾和有效钾的含量,提高了甘薯生长后期土壤速效钾和有效钾的含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥显著提高了钾肥吸收利用率(REK)、农学利用率(AEK)、偏生产力(PFPK)和甘薯块根产量,增幅分别为20.09 %,42.69 %,5.89%和22.83%。     

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。     

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。     

水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响

为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明:钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W_1K_1)和轻度胁迫低钾(W_2K_1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K_1(135kg/hm~2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W_4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现"低-高-低"的变化趋势,最高值均在中钾K_2(270kg/hm~2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p0.05)或极显著(p0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K_2O)用量控制在135~270kg/hm~2为宜。     

外源钾对三种不同土壤钾转化影响的研究

采用盆栽试验,在黄棕壤,砖红壤,黑土三种土壤上种植烟草,研究了外源钾对土壤中钾转化的影响,结果表明:在黄棕壤,黑土上,0.0-0.8 g kg-1施肥范围内,随着施钾量的增加,土壤中速效钾和缓效钾的总增量、作物的含钾量均在增加,尤其是在0.8 g kg-1施肥水平时,二者超出了施肥的增加量,说明施钾促进了其它钾的释放;三种土壤中粘土矿物含量为:黑土>黄棕壤>砖红壤。     

基于钾平衡和氮淋失风险的红壤猪粪安全用量

我国红壤区土壤普遍缺钾。通过8 a猪粪施用试验,研究了长期不施肥,长期施低量有机肥钾（59?kg/(hm2·a)）,高量有机肥钾（237?kg/(hm2·a)）,高量有机肥钾+石灰（有机肥钾237?kg/(hm2·a)＋石灰1?000?kg/(hm2·a)）对红壤旱地钾平衡的影响,并结合氮淋失风险制定有机肥钾安全用量。研究表明,红壤旱地长期有机肥施用提高了土壤供钾能力,而不会增加钾淋失。施入土壤的有机肥钾超过69%被作物吸收,但低量有机肥处理导致土壤钾库不断耗竭,而高量有机肥和高量有机肥+石灰处理每年可向土壤补充钾48～57?kg/hm2。针对单作玉米系统,保障作物钾需求和土壤钾库平衡的有机肥施钾量为180?kg/hm2。若考虑有机肥施用的硝酸盐淋失风险,有机肥施钾量不能高于155?kg/hm2,同时需补施25?kg/hm2化肥钾满足作物生长、预防土壤钾库耗竭。     

曲靖烤烟钾含量特征及其与主要生态因子关系研究

为了研究曲靖烤烟钾含量特征及其与主要生态因子的关系,在曲靖烟区采集烤烟样品3 506个,测定其钾含量,并采用决策树分析、回归分析等方法探究曲靖烤烟钾含量特征及其主要影响因素。结果表明,曲靖烟区烤烟钾含量平均为1.65%,且变幅较大(0.35%~3.60%),有81.86%的烟叶钾含量2.0%,钾含量在县域间差异达极显著水平;此外,海拔高度、土壤质地、土壤类型、土壤有机质、土壤速效钾、土壤有效钙、土壤有效镁均影响烤烟钾含量。海拔高度对烤烟钾含量影响的拐点分别为1 689、1 814和2 023m,且随海拔上升,烤烟钾含量下降;土壤质地粘性增加,烤烟钾含量随之增加;烤烟钾含量在不同土壤类型间差异达极显著水平,其中黄壤中的含量最高(2.07%),紫色土最低(1.59%);土壤有机质对烤烟钾含量影响的拐点分别为23.768和39.060 g·kg~(-1),且随土壤有机质增加,烤烟钾含量表现为逐渐增加趋势;土壤速效钾对烤烟钾含量影响的拐点分别为153.746、205.000和328.169 mg·kg~(-1),随土壤速效钾增加,烤烟钾含量表现为逐渐增加趋势;随土壤有效钙增加,烤烟钾含量呈下降趋势;随土壤有效镁增加,烤烟钾含量呈先上升高后下降的趋势,有效镁含量为300 mg·kg~(-1)左右时,烤烟钾含量达峰值;随着土壤钙钾比和镁钾比升高,烤烟钾含量呈减速下降的趋势。本研究结果对提高曲靖烟区烤烟钾含量具有一定指导意义。     

不同钾肥组合对土壤养分及晒红烟烟叶钾素积累的影响

以晒烟品种大叶黄为材料,通过大田试验研究了不同钾肥处理土壤p H值、有效硫、速效钾等5种土壤养分指标在晒红烟整个生育期内的变化规律以及烟叶钾素含量及积累量,并就土壤养分含量与烟叶钾素状况进行相关分析,找出提高晒红烟烟叶钾积累量的最佳钾肥配施组合及影响烟叶钾素积累的关键土壤因子。结果表明,生物钾肥和硫酸钾配施处理(T4)土壤养分含量最有利于烟株生长及烟叶钾积累量增加,烟叶干物质积累量达143.5 g/株,烟叶钾含量13.39 mg/g,烟叶钾积累量1.92 g/株;土壤有效硫是影响当地晒红烟生长前期钾含量的关键土壤因子,土壤速效钾含量与整个生育期内烟叶钾素积累量均呈显著或极显著正相关关系,且能显著提高中后期烟叶钾含量。