长期秸秆还田对农田土壤钾素形态及空间分布的影响

【目的】研究连续多年秸秆还田对土壤钾素形态及空间分布（层化现象）的影响。【方法】以关中平原冬小麦-夏玉米轮作体系中连续13年秸秆还田粮田土壤为对象,并以临近葡萄园土壤为对照。比较2种土壤不同土层（0～5,5～15,15～30cm）速效钾及其3种组分（水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾）、非交换性钾、矿物钾、全钾含量的变化,并分析了土壤中各形态钾的层化比率和相关性。【结果】经过13年秸秆还田,粮田土壤0～5cm土层速效钾及其各组分平均含量均有提高;在5～15和15～30cm土层中,与葡萄园土壤相比,粮田土壤速效钾及其各组分平均含量均降低。粮田土壤速效钾及其各组分的层化比率总体高于葡萄园土壤。与葡萄园土壤相比,粮田土壤非交换性钾含量明显降低。粮田土壤与葡萄园土壤矿物钾和全钾含量差异不大。粮田土壤速效钾与其各组分、非交换性钾、全钾相关性达显著或极显著水平,但与矿物钾相关性不显著;葡萄园土壤速效钾与其各组分和非交换性钾相关性达极显著水平,但与矿物钾、全钾相关性不显著。【结论】整体看,秸秆还田在维持土壤钾有效成分与全钾之间的显著相关关系和协调土壤各形态钾的含量及空间分布方面,均有一定的积极作用。但无论是秸秆还田还是施用化学钾肥,对粮田和葡萄园土壤矿物钾及全钾含量和空间分布的影响均不显著。

多年定位施肥对紫色土钾素形态变化的影响

在西南农业大学国家紫色土肥力与肥料效益监测基地上 ,研究多年定位施肥对紫色土钾素形态变化的影响。研究结果显示 :施钾各处理 0～ 2 0cm和 2 0～ 40cm土层土壤水溶性钾、非特殊吸附态钾、特殊吸附态钾下降不明显 ,基本能保持在试验初期 ( 1991年 )的水平上 ,不施钾处理则呈现明显下降趋势 ,这表明施钾能维持紫色土速效钾 (水溶性钾 +非特殊吸附态钾 +特殊吸附态钾 )的平衡。不论施钾与否 ,各处理 0～ 2 0cm和 2 0～ 40cm土层土壤非交换性钾、矿物钾呈下降趋势 。

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。

钾肥(硫酸钾)对茶园土壤钾素形态及平衡的影响

在砂岩黄壤上生长了25年的茶园连续5年研究了硫酸钾对茶园土壤钾库及钾素平衡的影响。结果表明,施用钾肥能明显提高土壤钾库中的速效钾和缓效钾含量,但对土壤全钾含量影响不大;连续4年不施钾肥的土壤速效钾、缓效钾、全钾含量均呈下降趋势。

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～ 2 0cm土层与 2 0cm～ 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～ 2 0cm土层高于 2 0cm～ 40cm土层的分布特点。

长期施用钾肥对草甸土钾素形态的影响

通过连续13年的钾肥定位试验,研究了施钾对草甸土耕层土壤钾素各形态含量和比例的影响。结果表明,长期施用钾肥较不施钾处理可以增加耕层土中水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾的含量和在全钾中的比例,施钾量增加促进了这种状况,同时降低了矿物钾在全钾中的比例。随土层加深,大部分处理的水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾和非交换性钾含量和比例随之降低,而矿物钾和全钾含量相应处理却随之升高,其中施钾处理的效果明显。

长期定位施肥对土壤钾素形态的影响

按金继运(1992)确定的方法对土壤钾素形态进行分级,结果表明:施有机肥能增加土壤水溶性钾、交换性钾、非交换性钾、矿物钾及全钾含量。不同形态钾素之间密切联系,交换性钾、非交换性钾和矿物钾之间可以相互转化。钾素的形态与有机质含量、粘粒含量、阳离子交换量等土壤的理化性质密切相关。

紫色母岩不同粒级风化物钾素形态分配特征

通过自然风化分析研究了侏罗系蓬莱镇组(J3p)、沙溪庙组(J2s)、遂宁组(J3s)和白垩系城墙岩群(K1C)紫色母岩不同粒级风化物钾素形态,结果表明:其全钾随风化物粒级的增加而增大,>0 5mm的粒级,平均比<0 5mm粒级多0 4～8 95g/kg;水溶态钾平均含量均较高,变化在20 61～37 87mg/kg之间。且有随粒级增大而减小的趋势;遂宁组母岩交换性钾平均含量最高,为123 91mg/kg。城墙岩群母岩平均含量最低,仅60 07mg/kg,其钾素有效性最低。>2mm粒级风化物,其交换性钾含量较高;同一种母岩,非交换性钾含量高的集中在0 05～1mm粒级中,最低集中在2～10mm粒级中;粒级越大,其结构钾含量越高,紫色母岩风化过程中,结构钾也在不断释放,风化程度越高,其结构钾释放越多。

黑土钾素形态对长期定位施肥的响应

为了更清楚的了解长期定位施肥对黑土钾素形态的影响。通过长期定位试验对不同田间试验小区进行了不同施肥处理,试验处理分为3类:单施化肥、低量玉米秸秆配施化肥、高量玉米秸秆配施化肥。结果表明,在长期施肥条件下,低量玉米秸秆配施化肥处理(除NP+S2.5)和高量玉米秸秆配施化肥处理相比不施肥(CK)处理全钾含量都有所增加,其中S5.0、N+S5.0、NPK+S5.0处理增加效果显著,单施化肥处理相比CK处理全钾含量变化不一致,其中N、NP处理较CK处理全钾含量有所降低,K和NPK处理较CK处理显著增加。缓效钾含量在高量玉米秸秆配施化肥的影响下其含量增加效果显著,其中K+S5.0处理缓效钾含量增加最多。矿物钾是土壤中相对稳定的钾素,长期施肥对黑土中矿物钾含量的变化影响并不大。在长期施肥条件下,低量玉米秸秆配施化肥处理和高量玉米秸秆配施化肥处理相比CK处理速效钾含量都显著增加,其中以NPK+S2.5、K+S5.0、NPK+S5.0处理速效钾含量增加最多。长期施肥对水溶性钾和交换性钾含量的影响都以K+S5.0处理增加最多。黑土中的矿物钾约占全钾的90%~98%,矿物钾占全钾的比例最高,水溶性钾占全钾的比例最小。因此,不同施肥处理中以化肥配施玉米秸秆对土壤中各种形态的钾素含量影响最大,其次为NPK肥配施,黑土中的钾素形态因不同的施肥处理其含量不同。

控释含缩节胺氯化钾对棉花叶片生理及土壤钾素形态的影响

钾素是棉花必需的元素,缩节胺是控制棉株旺盛生长的重要调节剂,为减少钾素和缩节胺施用次数,实现两者在同一时空条件下的一体化调控,研究一次性施用控释含缩节胺氯化钾(CRKMC)对棉花叶片生理及土壤钾素形态的影响。试验设置空白对照、氯化钾、控释氯化钾、控释含缩节胺氯化钾、减量20%的控释含缩节胺氯化钾处理。结果表明:CRKMC较KCl处理显著提高盛花期叶绿素b和可溶性蛋白含量,增强过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性,减少丙二醛产生量,但不同类型钾肥对叶绿素a无显著影响;棉花生育期内,土壤水溶性钾呈下降趋势,速效钾和交换性钾呈动态波动变化,自盛花期以后,CRKMC处理各形态钾素较KCl显著增加;等量施钾条件下,CRKMC较KCl处理皮棉增加13.31%,钾素农学利用率提高2.19 kg·kg^(-1),减少20%钾素用量的CRKMC皮棉仍较KCl增加9.20%。因此,在棉花上一次基施CRKMC可改善叶片生理特征,延缓叶片衰老,合理调节不同形态钾素供应,利于实现棉花轻简化和高产化栽培。

黄腐酸钾对火龙果品质及果园土壤钾素形态的影响

为探讨黄腐酸钾对火龙果品质及土壤不同钾素形态的影响,选取2年龄的火龙果树开展研究.结果表明,施用黄腐酸钾能显著提高果实的单果重和横径比,从而改善果型,增加其经济价值;同时,黄腐酸钾能显著提高火龙果的蛋白质、可溶性糖和可溶性固形物含量,提高果实品质;黄腐酸钾还能有效改变土壤中不同形态钾素的含量,提高土壤可交换性钾含量,有利于火龙果植株对钾素的吸收.施用黄腐酸钾对火龙果的高品质栽培具有较好的效应,在常规施肥基础上增施67.5 kg/hm^(2)黄腐酸钾效果最佳.

长期氮磷化肥和有机肥配施对褐土钾素平衡及不同形态的影响

通过连续20 a的氮磷化肥与有机肥配施的定位试验,研究了氮磷化肥与有机肥配施对褐土耕层土壤钾素平衡、各形态钾素含量及其在全钾中的比例和全钾含量的影响。结果表明,单施氮磷化肥或与有机肥配施都可以增加作物产量,提高作物地上部对土壤钾素的吸收;土壤钾素除单施高量有机肥处理有所盈余外,其余处理都表现为亏缺,且随着有机肥施用量的增加,土壤钾素的亏缺量减少;只施用氮磷化肥处理,随着氮磷化肥施用量的增加,水溶性钾和非交换性钾含量呈先上升后下降的趋势,其他钾素形态含量变化无明显规律,水溶性钾、非交换性钾和矿物钾在全钾中的比例呈先下降后上升的趋势;氮磷化肥与有机肥配施处理,随着有机肥施用量的增加,钾素各种形态含量以及水溶性钾、非特殊吸附钾和特殊吸附钾比例均随有机肥施用量的增加呈上升趋势,矿物钾的比例则呈下降趋势,非交换性钾变化规律不明显。长期氮磷化肥与有机肥配施可以减缓土壤全钾含量的消耗。

青海耕作土壤不同形态钾素储量及其影响因素

本文通过对青海省主要耕作土壤不同形态钾素含量的分析及供钾潜力趋势的研究，指出黑钙土、粟钙土和扶钙土其成土母质均为第四纪黄土母质，全钾含量变幅在19．67－27.80之间，差异较小。几类土壤的分布呈明显的垂直地带谱，随着气候条件、种植方式的差异，土壤钾素若干指标差异较大，缓效钾平均含量的顺序：耕灌灰钙土＞旱作灰钙土＞耕灌栗钙土＞旱作采钙土＞黑钙土，平均含量极差达到150mgkg（-1）。土壤速效钾含量则以灰钙土＞栗钙土＞黑钙土，CV％在0．45以上。放在高海拔地区补施钾素肥料，有较好的增产效果。

油菜-水稻轮作下根区与非根区红壤性水稻土钾素变化研究

采用分室根箱试验,研究了油菜-水稻轮作条件下红壤性水稻土根区与非根区土壤不同形态钾素含量变化特点。结果表明,轮作前季(油菜季)前期,根区土壤水溶性钾和交换性钾首先出现相对亏缺。随着油菜生长和吸钾强度的增大,非根区内、中、外区土壤水溶性钾向根区迁移,交换性钾向水溶性钾转化,含量均逐渐降低,且距根区越近,降低幅度越大。轮作后季(水稻季)前期,淹水促进了非根区水溶性钾向根区的扩散,交换性钾向水溶性钾的转化。随着水稻生长和吸钾强度增大,根区与非根区土壤交换性钾含量均显著降低。水稻季末期作物吸钾强度减小,根区土壤水溶性钾含量降低至一定程度时就不再减少,而非根区水溶性钾继续向根区扩散。整个轮作期,根区与非根区土壤非交换性钾含量与不种作物处理相比差异不显著。可见,作物首先吸收利用根区土壤钾,非根区钾逐渐向根区迁移,距根区越近,对作物吸钾量的贡献越大。在一个轮作期内,交换性钾和水溶性钾是红壤性水稻土主要供钾形态,作物吸收利用的非交换性钾较少。

土壤钾素转化的影响因素及其研究进展

土壤中各种形态的钾之间存在着动态的平衡，这些平衡受一定因素的影响。本文主要从粘土矿物类型、土壤水分状况、温度、pH、肥料施用以及陪伴离子等方面对土壤钾素转化的影响因素进行了综述，可以归纳为：①以2∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K^＋的结合能较小，易解吸；而以1∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K^＋的结合能较大，吸附的K^＋不易解吸。②土壤干湿变化对钾素转化的影响因速效钾含量的高低而有明显的区别。③在0-40℃温度范围内，增温能使交换性钾离子减少，而水溶性钾离子浓度则相应增加。④pH对土壤钾素转化的影响比较复杂。⑤氮肥中的NH4^＋因与K^＋离子具有相似的离子半径和水化能而对土壤钾素的有效性产生显著的影响。最后展望了钾素转化领域未来的发展方向和研究热点。

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95.3mg/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。

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。

水旱轮作下根区与非根区黄褐土钾素动态研究

采用分室根箱试验,研究了油菜—水稻轮作条件下黄褐土根区与非根区土壤钾素动态变化特征,以期为土壤供钾机制研究及合理的根际养分调控提供依据。结果表明,轮作前季(油菜季)前期,根区土壤水溶性钾和交换性钾首先出现相对亏缺;随着油菜生长和吸钾强度的增大,根区非交换性钾含量也显著降低,非根区内、中、外区土壤水溶性钾向根区迁移,交换钾和非交换钾向水溶钾转化,含量均逐渐降低,且距根区越近,降低幅度越大。轮作后季(水稻季)前期,淹水促进了水溶性钾向根区的扩散,非根区外区水溶钾和交换性钾含量明显降低;随着水稻生长和吸钾强度增大,根区与非根区土壤水溶钾和交换性钾含量降低至一定程度时就不再减少,而非交换性钾显著降低。说明作物吸收的钾主要来自于根区,并由非根区钾逐渐向根区迁移,距根区越近,对作物吸钾量的贡献越大。在一个轮作期内,非交换性钾是黄褐土主要供钾形态,其次是交换性钾和水溶性钾。

黄泛平原砂土钾素状况及钾肥效应研究

通过田间长期定位施肥、室内模拟及大量室内分析对黄泛区砂质潮土进行了研究。结果表明：砂质潮土速效钾含量中等偏低，级效钾含量高，二者平均分别为７６．４ｍｇ·ｋｇ￣（－１）和６３１．７ｍｇ·ｋｇ￣（－１）．各形态钾含量为水溶态钾＜代换态钾＜非代换态钾＜矿物态钾，代换态钾与非代换态钾分别占全钾的０．３２％和３．５％，代换态钾和非代换钾与土壤物理性粘粒显著正相关，水溶性钾与之成相关，土壤粘土矿物以云母为主，土壤缓效钾易于释放。是作物钾的主要供应者。不同施肥措施影响土壤钾素的平衡，单施有机肥或氮磷钾化肥基本可维持土壤原有速效钾水平。不施肥、施氮磷化肥或氮磷配施有机肥均不能满足土壤钾素平衡，十年间速效钾降低１７．９－３７．９ｍｇ·ｋｇ￣（－１），达１８．６－３７．５％。连续种植小麦－玉米而不施钾ＡＲ￣Ｋ。逐年下降，直到０．００１１水平。钾肥施用在小麦、玉米、棉花、花生、西瓜等作物上有显著效果，而且增产幅度逐年增加，因此，应对土壤钾素状况注意监测，在生产上适时、适量地补充钾肥。

长期定位施肥对无石灰性潮土钾素演变的影响

为了探讨不同施肥对土壤钾素的变化规律,基于连续进行36年的长期定位试验,研究了长期定位单施氮肥和有机肥配施氮肥对无石灰性潮土全钾及不同形态钾的含量影响。结果表明:连续单施高量氮肥与对照相比水溶性钾降低了0.09 mg/kg,交换性钾降低了16.34 mg/kg,速效钾降低了3.61 mg/kg,缓效钾降低了12.3 mg/kg,全钾降低了2.1 g/kg。而长期高量有机肥配施低量氮肥与对照相比,水溶性钾增加了1.28 mg/kg,高量有机肥配施高量氮肥与对照相比,交换性钾增加了27.22 mg/kg;而单施有机肥、有机肥配施氮肥土壤速效钾、缓效钾和全钾的含量均呈增加趋势。土壤速效钾与有机质和阳离子代换量显著相关。这表明长期单施氮肥不利于土壤各形态钾素及全钾的积累,单施有机肥或有机肥配施氮肥有利于提高无石灰性潮土中各形态及全钾的含量。