不同钾素肥源对水稻和小麦产量的影响

不同钾素肥源对水稻和小麦产量的影响

20世纪80年代以来，由于绿色肥料、饲料肥等肥沃手段的急剧下降和作物产量的提高，土壤中的有效钾含量逐年下降。钾素缺乏已成为土壤植物产量和品质恶化的重要因素。农业科学家引起了人们的注意。他们在水稻、小麦等作物上进行了生理效应研究和低钾品种的评价，并取得了一些重要成果。淮北地区是我国重要的商品粮基地,缺钾现象较为严重。近年来,我们对钾素肥源的利用、土壤钾素的平衡以及土壤补钾技术等进行了试验研究,旨为农业生产提供指导。1试验设计与实施试验在江苏省东海县黄川镇农业试验站进行。土壤为黄沙壤土,基础肥力为有机质17.08g/kg、全氮1.01g/kg、速效磷(P2O5)11.00mg/kg和速效钾(K2O)180.00mg/kg。试验地常年进行稻麦两熟种植。水稻品种为武连粳1号(中熟中粳品种),5月10日落谷,6月中旬移栽,密度60万株/hm2,10月20日前后收获;小麦品种为皖麦19(半冬性品种),10月底播种,基本苗225万株/hm2,6月上旬收获。肥料有NPK复合肥(含N、P2O5和K2O分别为10%、7%和8%)、钾肥(K2O60%)、厩肥和秸秆。根据钾素的不同来源,试验设7个处理,处理Ⅰ～Ⅶ区域名称依次为无钾素区(每季施纯N300kg/hm2和P2O5125kg/hm2)、对照区(每季施复合肥750kg/hm2和纯N300kg/hm2)、厩肥区(每季施复合肥750kg/hm2、纯N300kg/hm2和厩肥15t/hm2)、秸秆A区(每季施复合肥750kg/hm2、纯N300kg/hm2和秸秆3.75t/hm2)、秸秆B区(每季施复合肥750kg/hm2、纯N300kg/hm2和秸秆7.50t/hm2)、补钾素A区(每季施复合肥750kg/hm2、纯N300kg/hm2和K2O90kg/hm2)和补钾素B区(每季施复合肥750kg/hm2、纯N300kg/hm2和K2O180kg/hm2)。采取大区设计,小区面积66.7m2,不设重复。处理小区间筑宽30cm的田埂隔开,栽植水稻时包地膜隔离。肥料中化学氮素按基蘖肥与穗肥比7∶3施用,其他均基施。试验田水浆管理及病虫草防治均按高产田栽培要求进行运筹。试验于2003～2006年实施,共6季,水稻和小麦各3季。所有试验均于成熟期正常收获,统计产量。收获前,每小区按5点随机取样,每点10株,用于考查稻麦产量结构。每季试验结束后均取样测定土壤速效钾含量等。试验数据处理方法有成对数据比较、相关分析、通径分析和决定系数分析等。2结果与分析2.1稻麦产量增长率及影响因素的分析不同钾素肥源处理对水稻和小麦产量均有增产作用(表1)。通过成对数据比较可以发现,相对于无钾素区(Ⅰ),除秸秆B区(Ⅴ)增产不明显和秸秆A区(Ⅳ)增产显著外,其余处理(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅶ)增产差异均达到极显著水平;相对于对照区(Ⅱ),除厩肥区(Ⅲ)和补钾素B区(Ⅶ)增产极显著外,其余处理(Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ)产量增减差异均未达到显著水平。依据处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ及相应稻麦产量的季平均值进行决定系数分析,结果显示,氮素决定稻麦产量增加的49.79%,钾素决定13.94%,氮和钾素共同决定36.81%,合计99.94%,试验误差0.06%。表明该试验条件下,钾素增产作用没有氮素大,这与供试土壤速效钾含量较高(180mg/kg)有关。2.2小麦产量和产量构成因素的关系水稻和小麦产量构成均为单位面积穗数及每穗实粒数和粒重。分析稻麦产量构成因素对产量贡献的大小,可以判断出钾素肥源对稻麦增产的原因。依据水稻和小麦产量平均值(表1)以及稻麦产量构成因素数据(表2)进行决定系数分析,结果显示:就水稻而言,单位面积穗数、每穗实粒数和千粒重分别决定了水稻产量变化的34.95%、11.64%和0.67%,穗数与实粒数、穗数与千粒重、实粒数与千粒重等两两共同决定水稻产量变化的36.68%、9.01%和5.28%,即水稻产量变化的98.23%是由上述产量构成因素单独或两两联合作用所决定,仅有1.77%是受三因素共同作用和试验误差影响;就小麦而言,单位面积穗数、每穗实粒数和千粒重分别决定小麦产量变化的14.52%、6.85%和18.39%,穗数与粒数、穗数与千粒重、粒数与千粒重等两两共同决定小麦产量变化的16.07%、23.46%、15.09%,即小麦产量变化的94.38%是由上述产量构成因素单独或两两联合作用所决定,只有5.62%是受三因素共同作用和试验误差影响。表明不同钾素肥源主要是通过增加单位面积穗数和每穗实粒数(即增加库容)来提高水稻产量的,而对小麦产量增加的作用则是均衡的。进一步分析可以看出,水稻每穗实粒数的增加主要依赖于每穗总粒数的增加,两者相关系数高达0.9686,远大于其余结实率的相关系数(0.7796)。2.3对土壤速效钾的影响不同钾素肥源处理,种植6季作物后土壤钾素含量不同(表3)。不施钾肥区(Ⅰ)土壤速效钾因籽粒和秸秆带出而含量下降,每季平均降低2.5mg/kg;其它处理土壤速效钾含量均有所上升,其中对照区基本平衡,处理Ⅶ(补钾素B区)上升最多(平均每季上升了11.01mg/kg)。表明施用含有钾素的各种肥料均可遏制土壤速效钾含量的下降,有利于调节土壤钾素平衡。3结论和讨论3.1砂土壤中两年生物量的指标分布土壤缺钾的临界指标不仅因土壤质地、作物种类、生长时期和气候条件等不同而异,而且随着作物产量水平的提高而变化。20世纪70年代砂壤土缺钾的临界指标被定为100～120mg/kg,本试验条件下,土壤速效钾含量达180mg/kg时补钾,增产效果仍很明显,原因是那时钾肥空白处理的作物产量属低产水平(水稻,3.37t/hm2),而本试验钾肥空白处理的作物产量则属中高产水平(水稻,6.80t/hm2)。换言之,土壤缺钾的临界指标是随着作物产量的提高而上升的。3.2长期种植,适度种植专用肥试验结果表明,施用含钾素肥料可以遏制土壤速效钾含量的下降。本试验条件下,季施K2O60～70kg/hm2可维持土壤钾素平衡,多施则可使土壤速效钾含量上升。稻麦两熟区,宜在作物收获实施留高茬的基础上,季还秸秆3.0～5.5kg/hm2,并积极推广应用稻、麦专用肥,以保持土壤钾素的平衡和耕地质量的提高。在缺钾严重的土壤和需钾较多的作物上,还需补施单质钾肥或大量增施优质有机肥。3.3效钾含量测定施钾增产效果与土壤缺钾程度有关。本试验条件下,补钾可显著或极显著提高作物产量,但其增产效果仍不如补N的好,究其原因可能是供试土壤速效钾含量较高(180mg/kg)所致。尽管如此,与无钾素区(Ⅰ)相比,每季施K2O60kg/hm