油菜可以追钾肥吗? 鄂东南区水稻-油菜轮作制中钾肥效应及钾素平衡研究

　　摘要：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。
　　关键词：水稻－油菜轮作；钾肥；养分吸收；钾素平衡
　　中图分类号：Ｓ３４４．１＋３；Ｓ１４３．３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）11－2190-04
　　
　　Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ Ｂｌａｎｃｅ ｏｆ Ｐｏｔａｓｈ ａｔ Ｒｉｃｅ－ｒａｐｅｓｅｅｄ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｈｕｂｅｉ
　　
　　ＸIAO Ｒｏｎｇ－ｙｉｎｇ１，２，ＬI Ｃｈｕａｎ－ｂａｏ１，ＬI Ｗｅｎ－ｘｉ２
　　（１． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｘｉｎｙａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｘｉｎｙａｎｇ ４６４０００， Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｐｏｔａｓｈ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｒｉｃｅ－ｒａｐｅｓｅｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｓｏｕｔｈｅａｓｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｉｃｅ ａｎｄ ｒａｐｅｓｅｅｄ ｙｉｅｌｄ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ if applicating １５０ ｋｇ Ｋ２Ｏ／ｈｍ２； ａｎｄ ｒｉｃｅ ｙｉｅｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｄ by １ ４９５ ｋｇ／ｈｍ２ with a rate of ２７．４％， ｒａｐｅｓｅｅｄ ｙｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ by １５９ ｋｇ／ｈｍ２ with a rate of １０．３％． Ｋ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ the ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｃｏnｔｅｎｔ ｏｆ ｃｒｏｐｓ． Ｃｒｏｐｓ ａｂｓｏｒｂｅｄ Ｋ at an amount of ３４９．１ ｋｇ／ｈｍ２，Ｎ at an amount of ２０５．１ ｋｇ／ｈｍ２ if applicating １８７．５ ｋｇ Ｋ２Ｏ／ｈｍ２． Ｉｎ ｒｉｃｅ－ｒａｐｅｓｅｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｔ ｐｏｔａｓｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｎ Ｋ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ； ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｈａｄ ａ ｌｉｔｔｌｅ ｓｕｒｐｌｕｓ ａｔ １８７．５ ｋｇ Ｋ２Ｏ／ｈｍ２ ｉｎ ｅａｃｈ ｓｅａｓｏｎ； ｗｈｉｌｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｈｏｗｅｄ ｓｕｒｐｌｕｓ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｉｃｅ－ｒａｐｅｓｅｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； potash fertilizer； ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｐｔａｋｅ； ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ pｏｔａｓｓｉｕｍ
　　
　　水旱轮作是一种典型的种植制度，其中水稻－油菜轮作在我国南方地区分布很广。
　　我国耕地土壤钾素肥力持续下降，已成为农业进一步发展的主要障碍因子。由于我国钾肥资源缺乏，合理施用钾肥已成为当前和今后发展农业生产的主要措施，同时钾肥合理施用及氮、钾肥配合施用对提高肥料利用率和减少农田氮肥污染有重要意义。
　　本研究以鄂东南丘陵生态区典型的水稻－油菜轮作制度为研究对象，开展了水稻－油菜轮作制度中钾肥效应及钾素平衡试验研究，现将结果报告如下。
　　１材料与方法
　　１．１试验材料
　　供试水稻品种为中９优２８８，油菜品种为华杂６号。于２００４～２００５年进行水稻－油菜一个周期的轮作。水稻于２００４年６月播种，７月移栽，密度３７.５万株／ｈｍ２，１０月收获；油菜于２００４年９月播种，１１月移栽，密度８.４万株／ｈｍ２，２００５年５月收获。
　　田间试验设在湖北省油菜主产区鄂东南蕲春县杨畈村进行，试验地区土壤为花岗片麻岩母质发育的冲积物，属水稻土，土壤质地偏砂。土壤ｐＨ值５．３７，有机质２６．１４ ｇ／ｋｇ，碱解氮２０９．２３ ｍｇ／ｋｇ，速效磷３．８８ ｍｇ／ｋｇ，速效钾７８．７０ ｍｇ／ｋｇ，缓效钾 ８８３．９７ ｍｇ／ｋｇ。
　　１．２试验设计与方法
　　水稻设５个处理，分别为ＮＰＫ２、ＮＰＫ１、ＮＰＫ３、ＮＰ、ＰＫ２；油菜设７个处理，将水稻的ＮＰＫ２小区裂变为ＮＰＫ２、ＮＰ、ＰＫ２处理，另外４个处理对应于水稻ＮＰＫ１、ＮＰＫ３、ＮＰ、ＰＫ２处理分别为ＮＰＫ１、ＮＰＫ３、ＮＰＫ２、ＮＰＫ２。各处理重复４次，随机区组排列，小区面积２０ ｍ２。氮、磷、钾肥分别为尿素（含Ｎ ４６％），过磷酸钙（含Ｐ２Ｏ５ １２％）、氯化钾（含Ｋ２Ｏ ６０％）。水稻处理的氮肥（纯Ｎ，下同）施用量为１９５ ｋｇ／ｈｍ２，油菜处理的氮肥施用量为１８０ ｋｇ／ｈｍ２；两作物磷肥（Ｐ２Ｏ５，下同）用量均为９０ ｋｇ／ｈｍ２；Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３水平的处理钾肥（Ｋ２Ｏ，下同）施用量分别为１１２．５、１５０．０、１８７．５ ｋｇ／ｈｍ２。氮肥２／３作基肥，１／３作苗肥，其他肥料全部作基肥一次性施用。
　　水稻成熟期每小区随机取１０株，油菜成熟期每小区随机取５株，分别进行考种。土壤和植物样品均采用常规分析法［１］。试验数据采用ＤＰＳ统计软件，用ＬＳＤ法进行统计分析。
　　２结果与分析
　　２．１施用钾肥对水稻和油菜产量的影响
　　由表１可知，施用钾肥能明显地增加水稻和油菜的产量，说明在当前生产条件下施用钾肥对作物产量的形成起重要作用，特别是在土壤钾素肥力较低的土壤上增产效果更显著，这与许多研究结果一致［２－６］。轮作中，施用钾肥两季作物都获得了高产，说明在水稻－油菜轮作中施用钾肥能够维持土壤生产力，保障作物产量。
　　水稻和油菜均在施钾量为１５０ ｋｇ／ｈｍ２时的产量、增产量和增产率最高，表明尽管钾肥对产量的形成具有重要影响，但并非用量越高越好，这与钾肥在作物上的产量效应受多种因素的影响有关。在氮、磷养分相同的基础上，钾肥在作物上的产量效应除受气候、灌水、作物等因素的影响外，土壤质地对钾肥在作物上的产量效应也有重要的影响［７］。鄂东南生态区是花岗片麻岩母质发育的土壤，土壤质地偏砂，肥力偏低，因此增施钾肥能明显提高水稻产量，但钾肥用量较多时土壤溶液中钾素浓度较高，而砂地不保肥，钾肥容易流失，因此水稻和油菜的增产量和增产率最高的不是施用钾肥最多的１８７．５ ｋｇ／ｈｍ２的处理，而是推荐施肥用量的１５０ ｋｇ／ｈｍ２的处理。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　从养分效率来看，每施入１ ｋｇ的Ｋ２Ｏ生产水稻７．４３～１１．３２ ｋｇ，生产油菜０．６０～１．１７ ｋｇ；钾肥施用量１１２．５ ｋｇ／ｈｍ２时养分效率最高，钾肥用量增加，养分效率呈降低趋势。缓效钾是作物吸收速效钾的最直接来源，土壤速效钾被作物吸收后，土壤溶液中速效钾浓度降低，土壤缓效钾就会释放出来，供作物吸收［８］。本试验点土壤质地偏砂，养分释放速度快。
　　土壤供钾能力是影响钾素效应的主要原因，本试验点的土壤钾素供应能力不高，施钾有较好的增产效应。因此，在鄂东南生态区水稻－油菜轮作中重视钾肥施用的同时要注意轮作中钾肥的合理分配，有利于高效利用钾肥，获得最佳产量效应［9］。
　　２．2水稻－油菜轮作制中作物养分吸收量差异
　　２．2．１水稻－油菜轮作制中钾吸收量差异由表2可知，两季作物总吸收钾量随施用钾肥量的增加而增加。３个施钾处理中，水稻吸收的肥料钾分别为１０７．５、１４８．９、１８９．８ ｋｇ／ｈｍ２，油菜吸收的肥料钾分别为４２．９、５０．７、５７．０ ｋｇ／ｈｍ２，两季作物吸收的肥料钾均随钾肥用量增加而增加，说明施用钾肥能促进作物对肥料钾的吸收利用，从而提高钾肥利用率。水稻吸收的肥料钾远高于油菜，这与作物产量有关系。水稻吸收的土壤钾为５２．６ ｋｇ／ｈｍ２，油菜吸收的土壤钾为４９．７ ｋｇ／ｈｍ２，吸收的土壤钾差别不大，且两季作物吸收的土壤钾均低于肥料钾，这与鄂东南生态区花岗片麻岩发育的土壤供钾能力比较低有关。
　　２．2．２水稻－油菜轮作制中氮吸收量差异由表3可知，水稻和油菜吸收的总氮量因施用氮肥和钾肥而明显增加。施钾不施氮的处理和施氮不施钾的处理两季作物的总吸氮量均低于氮、磷、钾配施的处理。在氮、磷用量相同的条件下，增施钾肥可促进作物对氮肥的吸收利用。
　　从作物吸收土壤氮和肥料氮的比例来看，在施氮不施钾的情况下，两季作物吸收的总氮量中土壤氮占４１．９％，肥料氮占５８．１％。在施氮的基础上增施钾肥，两季作物吸收土壤氮的比例下降，肥料氮的比例上升。这表明，施用钾肥有利于作物更多地吸收肥料氮；氮、钾在作物营养上的相互作用表现为促进关系［１０，１１］，这种互促关系有利于保持这两种元素在作物体内的营养平衡和提高肥料利用率。
　　２．3水稻－油菜轮作制中钾、氮养分平衡
　　在本研究中，养分输入量只考虑肥料的投入，养分输出量只考虑作物收获地上部携走的养分量，本试验的养分平衡为表观的养分平衡。在水稻－油菜轮作制中养分平衡分析分为３组。第１组为两季作物施肥在氮、磷用量相同的基础上改变钾肥用量，即ＮＰＫ１－ＮＰＫ１、ＮＰＫ２－ＮＰＫ２、ＮＰＫ３－ＮＰＫ３处理；第２组轮作处理为ＮＰＫ２－ＮＰ、ＮＰ－ＮＰＫ２；第３组轮作处理为ＮＰＫ２－ＰＫ２和ＰＫ２－ＮＰＫ２。
　　２．3．１水稻－油菜轮作中钾养分平衡由表4可知，水稻－油菜轮作中，ＮＰＫ１－ＮＰＫ１、ＮＰＫ２－ＮＰＫ２、ＮＰＫ３－ＮＰＫ３轮作处理中土壤钾素的亏缺量随钾肥用量的增加而减少，当钾肥用量为１８７．５ ｋｇ／ｈｍ２时，钾素略有盈余；ＮＰＫ２－ＮＰ和ＮＰ－ＮＰＫ２轮作处理中，钾肥施在前季水稻上钾素亏缺量最大，为１０２．０ ｋｇ／ｈｍ２，钾肥施在后季油菜上钾素略有盈余；ＮＰＫ２－ＰＫ２和ＰＫ２－ＮＰＫ２轮作处理中，两季作物都施钾肥的情况下，氮肥无论施在水稻上还是油菜上，土壤钾素平衡中均有盈余，盈余量基本相同。
　　综合以上结果，说明增施钾肥有利于钾素养分的收支平衡，减轻作物对土壤钾素的消耗，缓解土壤钾素肥力下降的程度，维持土壤钾素肥力状况。
　　２．3．２水稻－油菜轮作中氮养分平衡由表5可知，ＮＰＫ１－ＮＰＫ１、ＮＰＫ２－ＮＰＫ２、ＮＰＫ３－ＮＰＫ３轮作处理中，随着钾肥用量的提高，水稻地上部携出的氮养分逐渐增多，油菜则呈现先增加后下降的趋势；两季作物总的氮素平衡中，氮素均有盈余，不同钾肥用量条件下盈余量差别不大，但随着钾肥用量的增加有降低的趋势，进一步证明了施用钾肥有利于促进作物对氮肥的吸收利用。ＮＰＫ２－ＮＰ和ＮＰ－ＮＰＫ２轮作处理中，钾肥施在后季油菜上，土壤氮素盈余量最高，达１９１．０ ｋｇ／ｈｍ２；ＮＰＫ２－ＰＫ２和ＰＫ２－ＮＰＫ２轮作处理中，氮肥施在后季油菜上土壤氮素盈余量最少，为４３．３ ｋｇ／ｈｍ２。
　　综合以上分析，鄂东南生态区施肥量满足作物需要的前提下要偏重于肥料的合理配比施用，加强肥料结构管理，结合土壤和作物进行合理施肥，提高肥料利用率，将氮肥控制在能够获得最高经济效益的范围内［１２］，减少农业生态系统的氮素损失，维持土壤生产力和农业可持续发展。
　　３小结
　　试验结果表明，在鄂东南生态区，土壤速效钾含量比较低的条件下，施用钾肥能明显提高水稻和油菜的产量。钾肥用量为１５０ ｋｇ／ｈｍ２时，水稻和油菜产量均最高，水稻产量为６ ９５９ ｋｇ／ｈｍ２，增产
　　１ ４９５ ｋｇ／ｈｍ２，增产率２７．４％，油菜产量１ ７０６ ｋｇ／ｈｍ２，增产１５９ ｋｇ／ｈｍ２，增产率１０．３％。钾肥的施用促进了作物对氮、钾肥的吸收利用，表现为增施钾肥后，两季作物总的吸氮量和吸钾量均增加。钾肥用量１８７．５ ｋｇ／ｈｍ２时，吸收钾量３４９．１ ｋｇ／ｈｍ２，吸收氮量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，且施钾肥１８７．５ ｋｇ／ｈｍ２的处理农田钾素出现少量盈余；所有处理氮素均出现不同程度的盈余。
　　参考文献：
　　［１］ 鲍士旦． 土壤农化分析［Ｍ］． 第三版． 北京：中国农业出版社，２０００．
　　［２］ 李卫国． 钾肥对水稻产量及其构成因素的影响［Ｊ］． 山西大学学报（自然科学版），２００２，２５（３）：２６３－２６４．
　　［３］ 刘英，王允青，况晶． 农田钾素肥力状况与油菜施钾效应研究［Ｊ］． 安徽农业科学，２００３，３１（４）：５４７－５４８．
　　［４］ 柳金来，宋继娟，周柏明，等． 钾肥施用量与土壤肥力和植株养分及水稻产量的关系［Ｊ］． 土壤肥料，２００３（２）：２１－２３．
　　［５］ 鲁剑巍，陈防，刘冬碧，等． 施钾水平对油菜生物量积累和子粒产量的影响［Ｊ］． 湖北农业科学，２００１（４）：４9－51．
　　［６］ 张学斌，寇长林，王继印，等． 不同土壤供钾水平与油菜钾肥效应的研究［Ｊ］． 作物杂志，２００２（１）：１４－１６．
　　［７］ 殷广德，许学宏，梁永红． 江苏不同稻区水稻施钾土壤的临界值及其对产量和植株性状的影响［Ｊ］． 耕作与栽培，１９９８（６）：
　　５１－５５．
　　［８］ 封克，殷士学，张山泉． 矿物钾在作物营养中的意义［Ｊ］． 土壤通报，１９９２，２３（２）：５８－６０．
　　［９］ 黄建余，陈公贤，聂军． 洞庭湖区稻－稻连作制中钾肥效应及钾素平衡研究［Ｊ］． 湖南农业科学，２００４（５）：１３－１５，３７．
　　［１０］ 戴平安，李明德，郑圣先． 钾、氮平衡及其相互作用对水稻产量和养分吸收的影响［Ｊ］． 土壤通报，１９９２，２３（４）：１６２－１６４．
　　［１１］ 谢建昌，周健民，ＨＡＲＤＴＥＲ Ｒ． 钾与中国农业［Ｍ］． 南京：河海大学出版社，２０００．
　　［１２］ 朱兆良．农田中氮肥的损失与对策［Ｊ］．土壤与环境，２０００，９（１）：１－６．
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文