秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

鄂东南区水稻-油菜轮作制中钾肥效应及钾素平衡研究

利用大田试验研究了鄂东南丘陵生态区水稻-油菜轮作制中钾肥的施用对水稻和油菜的产量及农田钾素平衡的影响。结果表明,施钾量为150 kg/hm2时,水稻和油菜产量均达到最高,与不施钾相比,水稻增产1 495 kg/hm2,增产率为27.4%;油菜增产159 kg/hm2,增产率为10.3%。增施钾肥增加作物养分吸收量,钾肥用量187.5 kg/hm2时,钾吸收量为349.1 kg/hm2,氮吸收量为205.1 kg/hm2。水稻-油菜轮作中增施钾肥缓解了土壤钾素亏缺程度,且施高量钾(187.5 kg/hm2)的处理农田钾素出现少量盈余;氮素均出现盈余。     

不同钾肥用量对大棚小白菜生长、养分吸收及土壤养分含量的影响

钾肥对蔬菜生长及品质形成具有重要的作用。为探明大棚小白菜合适施钾量,通过在主推配方基础上增减钾肥用量处理,研究钾肥用量对大棚小白菜产量构成、养分吸收利用及土壤理化性质的影响。田间试验结果表明,对于大棚种植的小白菜,在主推配方(K_2O 75 kg/hm~2)的基础上减钾20%、40%或增钾20%3个处理的小白菜产量无显著降低,但是钾肥偏生产力随着钾肥施用量增加而显著降低;减钾20%处理土壤速效钾水平无显著变化,减钾40%显著降低了土壤速效钾含量,而增钾20%土壤速效钾含量显著升高;减钾20%、40%2处理的钾肥投入和吸收失衡,不能满足持续生产需求,其钾素亏缺分别达32.8、53.1 kg/hm~2。因此,根据小白菜生长期需求设立的主推配方施钾量(K_2O 75 kg/hm~2)可以满足当季小白菜生产需求,但考虑钾肥投入和吸收的平衡,在主推配方的基础上增施20%的钾肥(90 kg K_2O/hm~2),可维持土壤速效钾水平,满足小白菜可持续生产需求。     

洞庭湖区稻-稻连作制中钾肥效应及钾素平衡研究

研究了洞庭湖区稻-稻连作制中钾肥对早稻和晚稻产量及钾素平衡的影响。结果表明，在施钾量为112．5、150和187．5kg／hm^2的条件下，水稻能增产，但增产效果不显著。由差值法测得的3个施钾处理早稻钾素利用率平均为27．3％，晚稻为42．8％。肥料氮的利用率随钾肥的施用而提高，这一趋势在晚稻上更为明显。在每季水稻施钾量112．5、150、187．5kg／hm^2的条件下，钾素平衡出现亏缺。在早稻施氮量150kg／hm^2和晚稻施氮量180kg／hm^2的条件下，洞庭湖生态区土壤上的氮素平衡中氮均出现盈余，氮素盈余量随钾肥用量提高而下降。     

玉米不同钾肥施用量的研究

进行了不同钾肥用量在玉米上的对比试验。结果表明:玉米施用钾肥后产量显著增加;施用K_2O180kg/hm~2时玉米产量最高,比对照增产26.4%;在施用K_2O 135 kg/hm~2时,土壤中钾素出现赢余。     

江汉平原区水稻-油菜轮作制中氮钾肥效应及氮钾养分平衡研究

利用大田试验研究了江汉平原生态区水稻-油菜轮作制中钾肥的施用对水稻和油菜的产量及农田钾素平衡的影响。结果表明,施钾量为187.5 kg/hm2时,水稻和油菜产量均达到最高,与不施钾相比,水稻增产3 007 kg/hm2,增产率为45.4%;油菜增产757 kg/hm2,增产率为40.4%。增施氮、钾肥增加作物养分吸收量,钾肥用量187.5 kg/hm2时,钾吸收量为553.3 kg/hm2,氮吸收量为279.9 kg/hm2。水稻-油菜轮作中所有处理钾素养分平衡均出现亏缺,但增施钾肥缓解了土壤钾素亏缺程度;所有处理氮素均出现不同程度的盈余。     

钾氮配施对湖南丘陵双季稻钾肥效应及钾素平衡的影响

采用大田试验,研究丘陵双季稻区红黄泥田和黄泥田2种土壤4个水平钾肥用量(记为K0、K1、K2、K3)与2个水平氮肥用量(中量氮肥水平N1和高量氮肥水平N2)配施(共6个施肥处理N1K0、N1K1、N1K2、N1K3、N2K0、N2K3)对早、晚稻产量、钾素吸收利用、钾素平衡、土壤钾素含量和钾肥经济效益的影响。早稻K0、K1、K2、K3分别为0、105、150、195 kg/hm2(K2O,下同),晚稻分别为0.0、136.5、195.0、253.5 kg/hm2;早稻N1、N2分别为150、195 kg/hm2(N,下同),晚稻分别为180、234 kg/hm2。结果表明:1施用钾肥能显著提高早、晚稻产量,且晚稻的增产效果尤为显著,在中量施氮(N1)水平下,红黄泥田早稻N1K1和晚稻N1K2的产量最高,分别比N1K0增产5.1%和13.9%;黄泥田早稻N1K3和晚稻N1K2的产量最高,分别比N1K0增产12.9%和17.7%。2施用钾肥有利于维持土壤钾素平衡,提高土壤钾素肥力。在中量施氮(N1)水平下,2种土壤早稻N1K0和N1K1的土壤钾素呈亏缺状态,N1K2和N1K3土壤钾素出现盈余;晚稻N1K0、N1K1和N1K2土壤钾素均呈亏缺状态,N1K3出现钾素盈余。32种土壤早稻和晚稻收获后N1K2、N1K3和N2K3的土壤速效钾含量均不同程度增加,N1K0、N1K1和N2K0均显著降低。4红黄泥田上施用钾肥对早稻的增收效果不明显,而对晚稻的增收效果达到了显著水平,黄泥田施用钾肥对早、晚稻的增收效果均达到了显著水平。考虑到钾肥在提高水稻产量、维持土壤钾素肥力和增加收入等方面的综合效应,湖南省丘陵双季稻生产应重视早稻与晚稻的钾肥合理分配,根据土壤钾素状况和早、晚稻的钾肥增产效应差异,采取"早稻轻,晚稻重"的分配原则。     

芹菜施钾效应研究

通过对不同供钾能力的土壤上芹菜施钾肥的田间试验效应分析,结果表明：在耕层速效K含量低的土壤上,芹菜N、P、K配合施用比N、P配合施用增产23．64%。芹菜产量随K素用量增加而增加,但单位K素增产效果则随K素用量增加而递减。经回归统计分析,K素经济效益最佳施肥量为119．95kg/hm~2时,芹菜理论产量为90．17t/hm~2,收入5．41×10~4元/hm~2,K肥成本299．87元/hm~2,收益5．38×10~4元/hm~2；在其它条件基本相同情况下,土壤速效K含量114．38mg/kg时,每公斤K_2O增产芹菜产品104．17kg；而土壤速效K含量167．45mg/kg时,每公斤K_2O增产芹菜产品30．42kg。不同处理间差异显著性经LSR检验达到显著和极显著水平。     

湖北省不同稻作区域秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究不同稻作区域钾肥和秸秆还田对水稻产量、钾素吸收量以及农田钾素表观平衡的影响,分析不同稻区秸秆还田可替代化学钾肥的用量,为不同区域稻田秸秆还田条件下钾肥的合理配置提供理论依据。【方法】2013年在湖北省鄂东丘陵、鄂中丘陵岗地和江汉平原3个区域的19个县（市）布置稻田秸秆还田替代钾肥效果研究田间试验,试验共设置6个处理：分别为（1）不施钾（NP）;（2）施化学钾肥（NPK）;（3）施秸秆（NP+S）;（4）秸秆还田配施1/2化学钾肥（NP+1/2K+S）;（5）秸秆还田配施3/4化学钾肥（NP+3/4K+S）;（6）秸秆还田配施全量化学钾肥（NPK+S）。【结果】不同稻作区钾肥和秸秆均能不同程度增加水稻产量和地上部钾素吸收量。与NP处理相比,鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区NPK处理水稻分别增产0.36、0.36和1.07 t·hm^-2,平均增产率分别为6.4%、5.0%和15.3%;而施秸秆（NP+S）处理水稻分别平均增产0.57、0.49和0.24 t·hm^-2,增产率为7.6%、6.9%和4.0%。3个稻作区施化学钾肥（NPK）地上部钾素吸收量平均增加20.1-61.9 kg K₂O·hm^-2,施秸秆（NP+S）钾素吸收量平均增加8.5-39.1 kg K₂O·hm^-2,江汉平原区施化学钾肥处理产量和钾素吸收量均显著高于施秸秆处理,而鄂东丘陵区和鄂中丘陵岗地区NP+S与NPK处理的产量和钾素吸收量均没未表现出差异。通过计算土壤-作物系统钾素表观平衡,发现一季水稻收获后土壤钾素均处于亏缺（平均钾素亏缺量为144.3-284.4 kg K₂O·hm^-2）状态,但秸秆还田处理亏缺量小于秸秆不还田处理。在保证水稻产量（即NPK处理产量）时秸秆还田条件下,采用模型计算出鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区的平均钾肥用量分别比目前钾肥推荐用量（60 kg K₂O·hm^-2）节约化学钾肥66.8%、75.2%和9.7%;参考2013年钾肥和水稻价格,可计算出秸秆还田条件下鄂东丘陵区、鄂中丘陵岗地区和江汉平原区最经济钾肥推荐用量分别比推荐用量节省化学钾肥54.3%、53.5%和36.9%。【结论】湖北省不同稻区均可采用秸秆还田的方式减少钾肥投入,不但可以缓解土壤钾素亏缺,而且对农田钾素的可持续管理具有重要意义。     

钾肥用量对稻-油轮作作物产量及钾素利用的影响

以水稻-油菜轮作系统为研究对象,设3个钾肥用量,分别为K_2O用量0、120、240 kg/hm~2,其中K_2O用量为120 kg/hm~2是当地测土配方推荐钾肥量,通过一个轮作周期的田间试验,研究了钾肥用量对水稻-油菜轮作系统作物产量、钾素吸收和利用特性的影响。结果表明,水稻-油菜轮作系统作物产量随钾肥用量的增加先增加后降低,在K_2O用量为120 kg/hm~2时达最高。水稻季和油菜季的钾肥利用效率随钾肥用量的增加而下降,且水稻季钾肥利用率明显低于油菜季。在本试验条件下,K_2O用量为120 kg/hm~2时,湖北省武穴市水稻-油菜轮作系统可获得较高的钾肥利用率,并可获得高产。     

甘肃陇中半干旱区旱作马铃薯水肥效应研究

采用裂区试验设计,以施钾水平为主处理,补水时期为副处理,研究了补充供水和钾素处理对马铃薯产量的影响.结果表明:补水和施钾有效改善了土壤水肥条件,使马铃薯植株健壮、茎杆坚实、叶片较厚,增强光合作用能力,从而促使马铃薯块茎增产优质.在陇中半干旱区.旱作马铃薯最佳补水时期是苗期(补水量为90m~3/hm~2).氯化钾施用量为150kg/hm~2,马铃薯鲜薯产量最高为36324.97kg/hm~2,经济最佳投入量为127.48 kg/hm~2,对应的马铃薯鲜薯产量为35178.71kg/hm~2.在马铃薯生育前期土壤严重缺水,降水较少的情况下,苗期补水可改善土壤水分从而增加钾肥的生物有效性,增加钾肥的扩散,有利于马铃薯根系对钾营养的吸收,钾肥的利用效率较高,最高值为37.92kg/kg,而过量施用钾肥其利用率下降.     

镁钾配施对寒地水稻产量的影响

[目的]研究镁钾配施对寒地水稻(Oryza sativa L.)产量的影响,以确定适宜的镁钾配比量。[方法]以空育131为材料,按照随机区组设计,研究镁肥、钾肥对水稻产量的影响,并探明镁肥、钾肥最佳施用比例。[结果]在高中低施钾区,按照七水硫酸镁与氧化钾1∶1(钾肥165.0 kg/hm2,镁肥100.5 kg/hm2)或者1∶2(钾肥276.0 kg/hm2,镁肥100.5 kg/hm2)的重量比配施,能够在水稻关键生育时期合理增加水稻叶片氮含量;按照七水硫酸镁与氧化钾1∶2的重量比配施,能够保持群体叶面积指数趋于合理,不发生早衰和贪青现象;按照七水硫酸镁配施比例与氧化钾2∶1(钾肥165.0 kg/hm2,镁肥201.0 kg/hm2)的重量比配施,能够通过增加穗数和结实率提高产量,产量为9 660 kg/hm2。[结论]该研究对于保持土壤养分平衡,进一步增加水稻产量和改善稻米品质,促进水稻产业可持续发展具有深远意义。     

不同稻田土壤钾素丰缺水平下施用钾肥的效应及对土壤肥力的影响

采用田间小区试验,选择三个土壤钾素丰缺不一致的稻田,研究施用钾肥对水稻产量和土壤养分含量的影响.结果表明:在三个土壤钾素丰缺不同的稻田中,施用钾肥都可以提高水稻产量,各施钾处理比不施钾增产4.08％～25.88％.在速效钾中低含量和高含量水平下,钾肥(K2O)的经济施用量为80 kg/hm2和45 kg/hm2;而速效钾低含量水平下,早稻的经济施钾量是100 kg/hm2,晚稻是60 kg/hm2.不同钾肥施用量对收获后稻田土壤的有机质、氮素、磷素和钾素含量的影响不显著.     

稻-稻-油种植制硫肥效应及硫素平衡研究

研究了稻-稻-油种植制硫肥效应及土壤硫素平衡,结果表明:不同硫肥品种在水稻上的增产效应以硫酸钾最好,硫磺次之;在油菜上以石膏最好,硫磺次之。硫素当季利用率早稻为7 5%,晚稻为10.9%,油菜为29 6%。在不施硫条件下,土壤硫素表现亏缺;在施低量硫条件下(每季作物施硫15kg/hm2)基本上可以保持土壤硫素的平衡;在施中、高量硫条件下,土壤硫素均有不同程度盈余。施用硫肥具有明显的后效,连续两年施用硫肥后,可以隔年或隔季不施。     

钾肥施用方式对高粱干物质积累及产量的影响

为了确定高粱最佳的钾肥施用方式,以吉杂305号和吉杂87号高粱品种为试验材料,设计4个施钾肥处理(K0:不施钾;K1:基施钾120 kg/hm~2;K2:基施钾90 kg/hm~2+追施钾30 kg/hm~2;K3:基施钾60 kg/hm~2+追施钾60 kg/hm~2),探讨钾肥施用方式对高粱干物质积累及籽粒产量的影响。结果表明,施用钾肥可提高高粱植株叶面积、干物质积累量、籽粒淀粉含量、产量及经济系数。2个高粱品种叶面积均表现为K0K1K2K3,经济系数均表现为K0K3K2K1,干物质积累量、籽粒淀粉含量、籽粒产量均表现为K0K3K1K2。吉杂305号K2、K1、K3处理产量分别比K0处理显著提高15.6%、9.3%、8.9%,吉杂87号K2、K1、K3处理产量分别比K0处理显著提高12.5%、8.1%、7.8%。综合考虑,基施钾90 kg/hm~2+追施钾30 kg/hm~2为高粱钾肥的最佳施用方式。     

油菜秸秆全量还田减钾栽培对杂交稻分蘖及产量的影响

为了明确川东北紫色土稻区油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻的可行性,以10个杂交稻品种为材料进行田间试验,在油菜秸秆全量还田条件下,探讨3个施钾(K2O)量处理[处理1:高钾(135.0 kg/hm~2),为当地生产上的常规施钾量;处理2:低钾(67.5 kg/hm~2);处理3:不施钾]对油菜茬杂交稻分蘖及产量的影响。结果表明,在3个施钾量处理下,参试杂交稻品种茎蘖数无显著差异;成穗率、产量及其构成因素仅个别品种存在显著差异,大多品种无显著差异。不同杂交稻品种产量对施钾的反应表现为:在低钾和不施钾处理下,有7个品种的产量与高钾处理差异不显著,有2个品种(F优498和内5优H25)不施钾处理、低钾处理的产量极显著低于高钾处理10.31%、4.53%和7.79%、4.29%,有1个品种(旌3优177)不施钾处理、低钾处理的产量极显著高于高钾处理5.28%、3.61%,10个杂交稻品种的平均产量在3个施钾量处理之间无显著差异。表明在川东北紫色土稻区采用油菜秸秆全量还田减钾栽培杂交稻总体可行。     

不同氮磷钾肥配施对盐碱地水稻产量性状和吸肥规律的影响

采用田间小区试验方法,研究了氮磷钾肥不同配施处理对盐碱地水稻产量性状及吸肥规律的影响。试验结果表明,在轻度盐碱化稻田上,氮磷钾肥合理配施水稻产量可较不施肥处理提高95.5%,水稻吸氮量、吸磷量和吸钾量可较不施肥处理分别提高100kg/hm2、30kg/hm2和80kg/hm2。盐碱化稻田土壤供肥能力较低,氮肥分次施用是提高其利用率的重要措施,水稻种植后土壤速效磷含量常出现亏缺,因此,今后在盐碱地水稻种植中一定要注意氮肥的合理投入以及氮磷钾的合理配施,并不断加强提高磷肥有效性的研究。     

长期定位施肥对水稻、小麦产量和土壤养分的影响

经连续12年有机肥和化肥配施的定位试验,至第12年对水稻、小麦进行数据监测,结果表明,3个施化肥处理中,施栏肥配施化肥处理的有效穗比秸秆还田配施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加86.9万/hm2,秸秆还田配施化肥的有效穗比单施化肥作物（小麦、单季稻）2季增加11.65万/hm2;作物（小麦、单季稻）产量2季以施栏肥配施化肥比秸秆还田配施化肥年平均增产367.5 kg/hm2,增长率为3.4%,秸秆还田配施化肥比单施化肥年增长率提高了5.8%。3个不施化肥处理中,施栏肥的有效穗比秸秆还田作物（小麦、单季稻）2季增加33.3万/hm2,秸秆还田的有效穗比不施肥（对照）作物（小麦、单季稻）2季增加19.95万/hm2。施栏肥比秸秆还田年平均增产277.5 kg/hm2,增长率7.4%,秸秆还田比不施肥（对照）增产15.8%。土壤养分施栏肥和秸秆还田耕层（0～20 cm）土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷均有提高,施栏肥增幅最大,无机区增幅较小。而全钾、速效钾含量变化程度不同。通过监测结果得出,以栏肥配施化肥的施肥方式对作物增产和改良土壤效果最好。     

香蕉钾镁配施效应研究

香蕉钾镁配施技术研究结果表明,土壤有效钾含量中等和有效镁含量缺乏的粤西香蕉园,在施用K2O 990 kg /hm2的基础上配施Mg 36 kg/hm2,可增产2 038 kg/hm2、产量提高4.8%,每hm2增收3 385元、种植效益提高8.7%;在施用K2O 1 170 kg/hm2基础上配施Mg 72 kg/hm2,可增产3 772 kg/hm2、产量提高9.1%,每hm2增收6 196元、种植效益提高17.4%.研究结果还表明,蕉园在提高香蕉钾肥用量的同时必须适当提高镁肥用量,才能获得较好的增产增收作用.     

紫云英利用后减施化肥对水稻产量和产值及土壤碳氮含量的影响

通过大田定位试验,研究连续5年紫云英利用后不同化肥施用量对水稻产量和稻谷经济效益及土壤碳、氮含量的影响。试验共设6个处理,处理CK:不施紫云英和化肥(对照);处理CF:不施紫云英,施100%化肥(N、P2O5、K2O施用量分别为150、75、120 kg/hm2);处理A1:紫云英(22 500 kg/hm2,下同)+100%化肥+100%磷肥;处理A2:紫云英+80%氮、钾肥+100%磷肥;处理A3:紫云英+60%氮、钾肥+100%磷肥;处理A4:紫云英+40%氮、钾肥+100%磷肥。结果表明:施肥可以显著提高水稻产量,紫云英利用后化肥的增产效果更为显著,与CF相比,处理A2的早稻产量提高了7.7%,处理A3的水稻产量基本持平;紫云英利用后适当减少化肥用量可以增加水稻产值,与CF相比,处理A1的水稻产值增加了5.92%,处理A2的水稻产值的增加效果次之,增加了4.08%;处理A4提高水稻土壤有机碳和全氮含量的效果明显优于处理CF,A2处理的土壤有机碳、全氮含量比CF显著降低。综合以上研究结果,认为翻压紫云英可以代替部分化肥,增加水稻产量,减少生产成本,提高养分利用效率。