长期施钾与秸秆还田对褐土上冬小麦/夏玉米轮作体系作物产量及钾素平衡的影响

摘要

钾是植物必需的营养元素之一,目前已经成为限制农业持续发展的主要因素之一。钾肥长期定位试验是系统研究土壤钾素肥力演变和肥效变化规律的重要方法。本研究正是依托山西省农科院1992年建立的钾肥长期定位试验,重点监测了2012-2013年度冬小麦/夏玉米轮作条件下不同处理对作物产量、生物量、作物N、P、K养分吸收量、土体剖面(0-100 cm)的土壤速效钾含量和缓效钾含量变化,进而分析了施钾和秸秆还田的效应,计算了土壤钾素平衡,以期为土壤钾素的可持续管理提供科学理论依据。研究取得如下主要结果与新的进展:
　　1、气候因素显著影响褐土上冬小麦/夏玉米轮作体系条件下的作物产量、生物量、养分吸收量及土壤钾素平衡。试验结果显示,2012年的作物产量、生物量和养分吸收量均高于2013年的。同时,同一年份不同处理间产量、生物量、养分吸收量等参数均存在显著差异,由高到低的顺序为NPKSt>NPSt>NPK>NP。就冬小麦/夏玉米轮作条件下两种作物的增产率而言,冬小麦的增产率高于夏玉米。
　　2、NP处理(农民习惯)长期不施钾,也不进行秸秆还田,导致作物产量、生物量、N、P、K吸收量最低,而施钾(NPK)处理或秸秆还田(NPSt)处理的产量、生物量及N、P、K吸收量均高于NP处理,表明增加土壤中K素投入对作物产量、生物量和N、P、K吸收量的提高有促进作用。施钾结合秸秆还田(NPKSt)处理的作物产量、生物量、N、P、K吸收量均表现最高。
　　3、就土壤钾素平衡而言,各处理之间差异性显著。其中NP处理没有钾素的投入,土壤钾素处于亏缺状态;NPK和NPSt处理虽然都有一部分钾素投入到土壤中,但在整个轮作周期也表现为亏缺,平衡系数在0.4-0.8之间;但NPKSt处理在整个轮作周期土壤钾素表现为盈余,平衡系数在1.2-1.4。可见,施钾结合秸秆还田处理有助于土壤钾素肥力的提高。
　　4、从土壤剖面(0-100 cm)的钾素含量来看,随着土层深度的增加,土壤钾素含量呈下降趋势。从2011年到2013年,NP处理土壤剖面0-20 cm土层的速效钾含量下降了约15mg/kg,缓效钾含量下降了约35mg/kg。与NP处理相比,NPKSt处理土壤剖面0-40 cm土层的速效钾、缓效钾含量均有增加趋势,但在40 cm以下土层速效钾、缓效钾含量变化不明显。

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第一章 文献综述

1.1土壤钾素的形态及含量状况

1.2土壤钾素平衡

1.3钾素资源概况

1.4施钾与秸秆还田对土壤钾素和作物效应的研究

1.5问题的提出及研究目的和意义

1.6本文研究内容

1.7技术路线图

第二章 材料与方法

2.1临汾市尧都区农业生产条件概况

2.2供试土壤理化性质

2.3试验设计

2.4数据计算与统计方法

第三章 结果与分析

3.1长期施钾与秸秆还田对作物产量和生物量影响

3.2长期施钾与秸秆还田对作物N、P、K养分含量、吸收量及钾素平衡的影响

3.3长期施钾与秸秆还田对土壤剖面速效钾、缓效钾含量的影响

第四章 讨论

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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