不同种植制度下长期施钾与秸秆还田对作物产量和土壤钾素的影响

【目的】研究施钾和秸秆还田对华北地区不同种植制度下作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】在华北平原的河北潮土和山西褐土上进行连续13年的施钾和秸秆还田试验。【结果】施钾和秸秆还田能增加小麦和玉米产量，处理之间表现为：NPK+St＞NPK＞NP+St>NP，施钾处理的作物产量与NP处理的产量差异显著，轮作制度下玉米的施钾效应高于小麦。与山西单作制度相比，河北轮作制度下的土壤钾素损耗严重，除NPK+St处理外土壤钾素均表现亏缺。秸秆还田和施用钾肥较NP处理可不同程度提高河北潮土和山西褐土耕层土的水溶性钾、非特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾含量，且降低矿物钾比例的同时提高其余几种形态钾的比例。与定位开始相比，两种类型土壤各形态钾含量和比例随时间变异特点不同，两定位点土壤矿物钾和全钾含量均表现下降。【结论】整体看直接施用化肥钾的效果优于秸秆还田。但从提高作物产量和缓解土壤钾素下降来看，小麦秸秆还田是一个有效的补钾措施。     

玉米种植制度对红壤钾素形态及其有效性的影响

【目的】探讨玉米种植制度对红壤土壤钾形态及其有效性的影响，为该区域合理安排种植制度和玉米地土壤钾素管理提供依据。【方法】于春播前采集红壤区撂荒（CK）、玉米连作（CY）、豌豆-玉米轮作（RWY）和西葫芦-玉米轮作（RXY）4个种植制度下耕层（0~20 cm）和亚耕层（20~40 cm）土壤，测定其土壤理化性质和各形态钾含量，并分析其相关性。【结果】4个玉米种植制度下土壤各形态钾分布规律不同，耕层土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾和非交换性钾含量均高于亚耕层，矿物钾含量未表现出典型规律，种植制度对耕层土壤钾素含量影响更大。耕层和亚耕层土壤的水溶性钾、特殊吸附钾和非特殊吸附钾均与速效钾含量呈极显著正相关，特殊吸附钾是该区有效钾的最大供应源。与玉米轮作相比，玉米连作导致土壤酸化程度增加，尽管其速效钾含量显著高于其他土壤（P<0.05），但长期采用玉米连作不利于维持土壤钾素平衡。轮作可降低土壤酸化程度，防止速效钾过度累积，其中西葫芦-玉米轮作可使土壤供钾能力处于较高水平并保持稳定。【结论】玉米种植制度对红壤耕层钾形态及其有效性影响较大，其中西葫芦-玉米轮作是该区钾素可持续利用的玉米最佳种植制度。     

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。     

长期秸秆与氮磷肥配施对土壤钾素形态的影响

以山东省黄河冲积平原低肥力潮土为供试土壤,经18a盆栽土培定位试验后,采用化学形态分析方法对土壤的钾素形态进行了研究。结果表明,长期秸秆还田并配施适量的化肥,能明显提高潮土缓效钾和速效钾的释放效应,对矿物钾的有效化也有一定效果。在秸秆还田量分别为2250、4500、6750kg/hm2范围内,土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换钾与秸秆还田量呈显著正相关;与矿物钾呈显著负相关。长期秸秆还田土壤钾素年度变化规律:非交换钾、特殊吸附钾呈逐年上升趋势;水溶性钾、非特殊吸附钾、矿物钾呈逐年下降趋势。     

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。     

不同耕作方式对双序列轮作系统土壤钾素含量及产量的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的保护性耕作措施长期定位试验,于2010年对春小麦、豌豆双序列轮作下的土壤全钾、速效钾含量及作物产量进行了采样测定.试验共设6个处理(T:传统耕作;NT:免耕无覆盖;TS:传统耕作+秸秆还田;NTS:免耕秸秆覆盖;TP:传统耕作+地膜覆盖;NTP:免耕地膜覆盖),采用春小麦和豌豆双序列轮作.结果表明:在0～50cm土层中,免耕和秸秆覆盖措施都可以提高土壤全钾和速效钾含量,其中,免耕秸秆覆盖措施可以显著提高土壤的速效钾含量;在双序列0～50cm土壤中,免耕秸秆覆盖措施下的土壤速效钾含量最高,达388.2mg/kg,传统耕作措施下的土壤速效钾含量最高,为351.68mg/kg.地膜覆盖处理的土壤全钾和速效钾的含量与免耕覆盖、传统耕作+秸秆还田和免耕秸秆覆盖措施下的土壤全钾和速效钾含量相比含量较低;在0～50cm土层中,土壤全钾和速效钾的含量均随着土壤深度的增加而降低.覆膜处理和秸秆覆盖均有助于提高作物产量,免耕对作物产量的影响与传统耕作相比较没有显著差异.     

长期定位施肥对灰漠土钾素形态的影响

灰漠土钾素含量较高,主要是以矿物钾和难交换性固定钾的形式存在 ,占土壤全钾的 98.6;,水溶性钾和交换性钾含量较低仅占土壤全钾的1.2;左右.土壤中各种形态钾素之间紧密相关,土壤水溶性钾、交换性钾和非特殊吸附钾与土壤速效钾之间达显著相关,是植物易吸收利用的有效性钾,特殊吸附钾与土壤速效钾之间呈负相关关系,是土壤交换性钾中植物不能直接吸收利用的钾.长期定位施肥改变了土壤钾素存在形态,配施有机肥使土壤有效性钾含量增加24;～56;,并促进土壤特殊吸附钾转化为其它形态的钾; 施化肥钾使土壤水溶性钾含量平均增加35;,提高了土壤钾素的供应水平,同时加速了土壤特殊吸附钾的积累.     

稻草还田免耕抛秧对土壤剖面氮、磷、钾含量的影响

【目的】探讨稻草还田免耕对稻田土壤剖面氮、磷和钾的影响。【方法】对连续2年和7年结合稻草还田常耕抛秧和免耕抛秧试验的水稻土剖面氮、磷、钾进行了研究。【结果】免耕表层0-4（5）cm土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于常耕土壤。稻草还田免耕0-4（5）cm土壤的全钾含量显著高于常耕土壤,速效钾含量与稻草还田常耕差异不明显,但显著高于普通常耕土壤。免耕5-20 cm层土壤全氮、全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量低于常耕土壤。普通免耕Aa层（耕作层）土壤速效钾含量显著低于常耕土壤。免耕的Ap层（犁底层）、W层（潴育层）和C层（母质层）碱解氮和速效钾含量高于常耕土壤。【结论】稻草还田免耕抛秧协调土壤氮、磷和钾的效果比普通免耕好,有利于土壤肥力的提高,稻草还田免耕抛秧是稻田免耕栽培的发展方向。     

连作棉田土壤剖面钾含量变化特征及对不同耕作方式的响应

【目的】研究新疆绿洲农田棉花长期连作下土壤钾的消耗特征,明确不同耕作方式对连作棉田土壤剖面钾含量分布的影响,为绿洲棉田土地利用、管理和棉花可持续生产提供理论依据。【方法】在南疆宜棉区分别选择初垦1年和连续植棉5年、15年、20年、30年的连作棉田以及连作30年后采用深翻(60 cm)和水稻轮作措施的棉田,研究0—100 cm土壤剖面全钾和速效钾的变化特征。【结果】连作棉田土壤剖面全钾和速效钾自上而下呈现先降后升的变化趋势,在40—50 cm土层最低;连作年限不同的棉田土壤剖面不同深度土层全钾和速效钾含量发生明显分异。随连作年限的延长,上部0—20 cm耕作层含量先升后降,中部20—70 cm持续下降,下部70—100 cm有升高趋势。对长期连作棉田进行深翻,土壤剖面0—60 cm各土层全钾含量趋于平均化,中部土层速效钾的释放增强,棉花全生育期可维持较高的水平。采取棉花与水稻轮作,土壤全钾和速效钾含量自剖面上部至底部沉积的趋势明显,淋溶损失增强,下茬棉花全生育期0—40 cm速效钾含量偏低。【结论】棉花对土壤钾的消耗较多,每年通过籽棉收获从棉田迁出的钾每公顷可达63 kg左右;棉花长期连作对砂性土壤剖面中部钾消耗严重,以40—50 cm耗竭最重;深翻可打破连作条件下钾含量在土壤剖面的分布状态,显著提高剖面中部钾含量,并能促进速效钾的释放;稻棉轮作加速了钾的淋溶损失,导致后作棉花生育期间土壤钾含量普遍偏低,因此在砂性土壤上进行稻棉轮作应加强后茬棉花钾肥的补充。     

定位施钾对紫色土钾素形态在土层中分布的影响

采用化学形态分析方法,研究了稻麦水旱轮作制中,多年定位施钾对紫色土钾素形态土层分布的影响。结果表明：经8年16季稻麦轮作后,土壤全钾含量0cm～20cm土层与20cm～40cm土层基本持平。土壤水溶性钾、非特殊吸附态钾、特殊吸附态钾、非交换性钾含量呈现0cm～20cm土层高于20cm～40cm土层的分布特点。且长期表施钾肥有利于这种分布特点的形成。     

土壤钾素研究的新进展

从土壤钾素形态及其转化,土壤供钾状况的评价及根际钾素动态等３个方面对土壤钾素的研究进展做了综述。并结合作者的工作,对土壤非及交换性钾研究中的部分问题提出了自己的看法。     

黑土玉米钾肥定位试验研究

通过探索钾在作物、土壤体系内的循环及秸秆还田对保持农田钾素平衡的作用,为合理施用钾肥提供科学依据。结果表明:连年施钾肥对双城市黑土玉米仍有显著的增产作用;K1和K2处理分别比K0处理增产21.3%和16.7%。由于2008年风调雨顺,玉米产量较高,钾肥增产效果显著;长期不施钾肥土壤钾素含量呈波浪式下降,施钾肥有不同程度增产,可见,适量施用钾肥对提高产量、维持土壤钾素平衡、提高土地持续生产能力具有重要意义。     

不同施钾处理对高产小麦地上部和土壤中钾素积累动态的影响

采用大田试验和室内分析的方法研究了不同施钾处理下高产小麦生育期间植株地上部钾素积累特点和土壤中钾素动态变化特点。结果表明,在小麦生育期间,钾素积累总体趋势是:前期积累缓慢上升,中期达到高峰,后期又有所下降,不同施钾水平下对钾素积累又有所不同。土壤中速效钾和缓效钾在小麦整个生育期间,在不同施钾处理下,由于受施肥、作物吸收、温度、降水及土壤水分运动的影响变化动态比较复杂。具体表现为:在不同施钾处理下,土壤中的速效钾和缓效钾在小麦生长的整个过程中,总是以K3保持最高水平,K2次之,K1最少。     

根据土壤速效钾确定油菜钾肥推荐用量的研究

大田试验结果表明 :湖北省油菜主产区油菜田土壤速效钾缺乏临界值为 70～ 80mg/kg ,当速效钾 >10 0mg/kg时可以不施钾肥。从维持地力和保证高产稳产的角度出发 ,油菜推荐施钾量为每公顷 12 0～ 2 4 0kgK2 O ,具体用量可根据方程 ^y =4 3 2 - 4 3 2x来确定 (y为K2 O施用量 ,x为土壤速效钾测定值 )。     

Characteristics of Potassium-Enriched, Flue-Cured Tobacco Genotype in Potassium Absorption, Accumulation, and In-Ward Potassium Currents of Root Cortex

This study was to investigate the main traits of potassium-enriched,flue-cured tobacco genotypes related to potassium absorption,accumulation,and in-ward potassium currents of the root cortex.Hydroponic methods,K -depletion methods,and patch-clamp,whole-cell recordings were conducted to study the accumulation of dry matter and potassium in different organs,and to measure potassium absorption and dynamic and in-ward potassium currents in potassium-enriched,fluecured tobacco genotypes.The average dry weights of leaves and whole plant of potassium-enriched,flue-cured tobacco genotype ND202 were 10.20,and 14.85g,respectively,higher than JYH(8.50 and 13.11g,respectively)and NC2326(8.39 and 12.72g,respectively),when potassium concentration in the solution ranged from 0.1 to 50mmol L-1.Potassium accumulation in the leaves of ND202 was 18.6% higher than JYH and 34% higher than NC2326 when potassium concentration in the solution was superior to 0.5mmol L-1.The Vmax(the maximum velocity)of ND202 was 118.11μmol FW g-1h-1,obviously higher than that of JYH(58.87 μmol FW g-1 h-1)and NC2326(64.40μmol FW g-1 h-1).In the in-ward potassium currents,the absolute value of current density(pA/pF)of ND202 was 60,higher than that of JYH(50)and NC2326(40).Potassium concentration in leaves,Vmax and in-ward potassium currents,could be used to screen potassium-enriched,flue-cured tobacco genotypes.     

福建红壤性水稻土钾素的Q/I特性

测定了福建省黑云母花岗岩,凝灰岩、玄武岩和石英闪长岩母质发育的3种水型红壤性水稻土及起源土壤的钾素 Q/I 曲线,获得钾位缓冲容量 PBC~K,速效钾含量-△K,钾离子平衡活度比 AR_c~k 和钾位 pK-1/2 P(Ca+Mg)等热力学参数.结果表明:(2)不同水型水稻土PBC~K,潴育型>潜育型>渗育型>超源土壤.主要受水稻土形成发育过程中土壤胶体表面性质的综合影响.(2)不同母质红壤性水稻土 PBC~K,渗育型系列玄武岩者>黑云母花岗岩者>凝灰岩者>石英闪长岩者,潴育型系列玄武岩者>凝灰岩者>石英闪长者者>黑云母花岗岩者,主要受到腐殖质、粘粒和游离氧化铁含量的影响.(3)黑云母花岗岩母质水稻土的现实速效钾最大,玄武岩母质者最小;但在 AR_c~k 一致的条件下则机反.(4)钾位和 AR_c~k 的分析与上述结果一致.     

活化钾矿的钾释放动力学研究

【目的】建立活化钾矿的钾释放动力学模型.【方法】采用活化剂对非水溶性钾矿(钾长石、富钾页岩)进行活化,通过阳离子盐溶液(NH+4、Na+)连续振荡浸提,分析阳离子盐溶液对活化钾矿动态释钾过程的影响,研究活化钾矿的钾释放动力学模型.【结果和结论】各浸提剂浸提钾矿的释放曲线均表现出前期快速,之后缓慢释放的变化趋势.浸提剂浸提钾长石、活化钾长石钾的初始释放量顺序为:NH4ClNa ClH2O,累积释放量顺序为:Na ClNH4Cl≈H2O;富钾页岩、活化页岩的整个动态释钾过程均表现为:H2ONa ClNH4Cl.分别用双常数模型、一级动力学模型、扩散模型和Elovich模型对钾矿及其活化钾矿累积释钾量进行拟合,钾长石、活化钾长石的最优动力学模型是Elovich模型或双常数模型;富钾页岩、活化页岩的最优动力学模型是Elovich模型.钾长石、活化钾长石的一级动力学模型在2种浸提剂NH4Cl和Na Cl间的拟合性无明显差异;NH4Cl浸提的动力学模型拟合性均优于Na Cl.活化钾矿的钾初始释放速率、平均释放速率以及最大平衡释放量均有显著提高.初始释放速率的增大是活化钾矿的钾最大平衡释放量增多的主要原因.     

打顶对烤烟植株钾素代谢和钾离子通道基因表达的影响

 【目的】定量检测打顶对烟株钾离子通道基因表达的影响,为从分子水平上研究打顶对烟草钾素营养调控机理提供理论依据。【方法】在盆栽基质培养条件下,利用实时荧光定量PCR技术检测了打顶后（1 h、5 h、24 h和14 d）烟株钾离子通道基因表达的变化,并通过酶联免疫法分析烟株内源激素的含量。【结果】与不打顶处理比较,打顶能够降低整株钾累积量,有利于钾素向叶和根中分配;能够抑制NKT1和NTORK1基因在叶中表达,诱导其在根中表达。NKT1叶中表达量高于根,NTORK1在打顶后24 h内叶中表达量高于根,打顶后14 d根中表达量高于叶。根中钾离子通道基因表达是调控根系钾素累积和决定地上部K+浓度的关键。打顶有利于K+从根系细胞质膜中流出,导致由根系向地上部运输的K+减少,从而使烟叶中钾累积量降低。打顶对钾离子通道基因表达的调控作用与烟株内源激素水平变化有关,打顶后叶中IAA含量降低,根中IAA含量增加,其中14d时根中IAA比不打顶处理增加了140.7%。【结论】打顶后烟株内源激素水平变化可能是调控钾离子通道基因表达的主要原因,而钾离子通道基因表达的变化直接影响着烟株体内钾素累积和分配。     

Differences in the Efficiency of Potassium（K） Uptake and Use in Five Apple Rootstock Genotypes

Plants that grow well while accumulating and transporting less potassium（K） perform better than more-sensitive plants when under deficiency conditions, which makes low-K-input and environmentally friendly agriculture possible. We conducted hydroponics and sand culture experiments to evaluate the efficiency of various apple（Malus domestica Borkh） rootstocks in their K uptake and utilization. Five genotypes were selected which are widely used in China- M. hupehensis Rehd, M. prunifolia Borkh, M. robusta Rehd, M. sieversii Roem, and M. rockii Rehd. Plant heights, root and shoot dry weights, and K concentrations were recorded. These genotypes differed markedly in dry weights, absolute and relative K concentrations, absolute and relative K accumulations, and their K efficiency ratio under deficient K conditions. The last parameter, expressed as relative shoot dry weight, was strongly and positively correlated with the other four parameters in each genotype. Therefore, we suggest that this parameter could serve as an index when selecting K-efficient genotypes. In this study, we have determined that M. sieversiiand M. rockii are K-inefficient genotypes; M. prunifolia is K-efficient genotype; M. hupehensis and M. robusta have moderate levels of potassium efficiency.     

三个南方主栽香蕉品种对低钾胁迫的生理响应分析

【目的】筛选耐低钾高效型香蕉品种,为在缺钾严重的广东地区推广耐低钾高效的香蕉品种提供 依据。【方法】以广东主导香蕉品种粉杂 1 号、南天黄、巴西为材料,设计正常钾（NK）和低钾（LK）水培试 验,测定与钾营养有关的生理指标,从生物量、生理学特征和矿质营养方面进行比较。【结果】与正常钾相比, 低钾处理 30 d 南天黄的假茎粗、株高、鲜质量、干质量降低幅度最小,南天黄整株干质量降低幅度为 9.87%, 分别为粉杂 1 号和巴西的 49.87%、54.32%;虽然低钾处理后粉杂 1 号的根系活力和整株可溶性糖含量比巴西和 南天黄偏高,但南天黄的氮磷积累量均无显著差异,而其他两个品种有显著差异;南天黄每株平均降低钾积累 量为 47 g,分别为粉杂 1 号和巴西的 65.28%、75.81%,且只有南天黄的地上部钾的分配比率在低钾处理后升高; 两次结果显示南天黄的钾效率系数最高,粉杂 1 号次之,巴西最低。【结论】南天黄比粉杂 1 号更耐低钾,对 低钾胁迫不敏感,而粉杂 1 号与巴西对低钾胁迫敏感。南天黄是 3 个品种中最耐低钾胁迫品种。