-
中国长江以南的红壤丘陵区水热资源充沛，为种植玉米 (Zea mays L.)、花生 (Arachis hypogaea L.)、油菜 (Brassica campestris L.)、芝麻 (Sesamum indicum L.) 和大豆 (Glycine max L.) 等作物提供了良好的气候条件[1-2]，近年来南方丘陵区的养殖业有序发展也助推了红壤丘陵区的饲用玉米迅速发展。玉米需钾量较高[3]，而红壤地区土壤钾素有效性低、缺钾面积较大[4]，保障玉米生产，科学的钾素养分管理显得十分重要。
大量研究表明，施用钾肥和秸秆还田能显著提升玉米钾素营养供给[5-11]。但是，受土壤类型、轮作制度和气候等因素的影响，钾肥和秸秆还田提升土壤供钾能力的效果不一，但均有利于土壤钾素表观平衡量的增加[5-13]。在小麦 (Triticum aestivum L.) 玉米轮作条件下，长期进行化肥配施有机肥是提升红壤区作物钾素吸收的主要措施[14]，然而，由于小麦玉米轮作模式在我国南方红壤区缺乏代表性，关于作物吸收的钾素对于籽粒产量的贡献 (钾素收获指数和钾素农学效率) 则缺乏深入分析，且作物的钾素表观平衡与耕层土壤速效钾的量化关系也不明确。因此，本研究基于种植制度为一年两季玉米的南方典型红壤区的长期定位施肥试验，分析了不同钾肥和钾施用量下玉米的产量、钾素吸收利用率、收获指数和农学效率，以及耕层土壤速效钾和钾素的表观平衡等指标的变化规律，以期实现红壤钾素资源的可持续利用和玉米生产的高效益。
-
红壤玉米长期施肥定位试验位于江西省南昌市进贤县张公镇红壤旱作物引育中心基地 (116°20′E，28°15′N)，该地区属于亚热带气候，年均温和降水量分别为18.0°C和1537 mm，且7—8月份高温和干旱频发，季节性干旱特征明显。长期试验始于1986年，土壤类型为红壤 (成土母质为第四纪红黏土)，试验前耕层土壤pH为6.0，有机碳为9.4 g/kg，全量氮磷钾含量分别为1.0、1.4和15.8 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为60.3、12.9和102.0 mg/kg。种植制度为一年两季玉米，春玉米和秋玉米的品种均为掖单13，每季的播种量为30 kg/hm2，株行距为30 cm和50 cm。其中春玉米和秋玉米的生育期分别为4—7月和8—11月，在每季玉米收获后，将玉米秸秆全部从小区中移除。
-
长期试验包含6个施肥处理，分别为不施肥 (CK)，施氮磷化肥 (NP)，施氮磷钾化肥 (NPK)，施2倍氮磷钾化肥 (DNPK)，施氮磷钾化肥和有机肥 (NPKM，氮磷钾化肥用量与NPK处理相同，同时每季施用鲜猪粪15000 kg/hm2，含水量为70%，猪粪含N 20.9 g/kg、P 3.9 g/kg、K 9.3 g/kg和C 414.0 g/kg)，单施有机肥 (OM，每季施用鲜猪粪15000 kg/hm2)，每个处理3次重复，小区面积为22.2 m2。供试氮磷钾化肥为尿素 (N 46%)、钙镁磷肥 (P2O5 12.5%) 和氯化钾 (K2O 60%)。供试干猪粪中氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 和有机碳含量分别为20.9、3.9、9.3和414.0 g/kg。在每季玉米种植中，60%的氮肥和全部磷肥、钾肥、鲜猪粪在玉米播种前做基肥一次性施用，40%的氮肥在玉米出苗20天后做追肥施用。两季玉米施肥量和施肥方法相同，具体年养分投入量见表1。
表 1 长期钾肥定位试验各施肥处理养分年投入量 (kg/hm2)
Table 1. The annual nutrient input of each treatment in the long-term potassium fertilization experiment
处理 Treatment 代码 Code N P K 不施肥对照 No fertilizer input CK 0 0 0 氮磷化肥 Chemical NP fertilizer NP 120 26 0 氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer NPK 120 26 100 2倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input DNPK 240 52 200 氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure NPKM 308 62 184 猪粪 Pig manure OM 188 35 84 -
玉米收获后，每个小区单独收获，测定籽粒和秸秆产量，两季玉米籽粒产量之和为玉米的年籽粒产量。
-
在每季玉米成熟期，每个小区随机采集3株玉米植株样品，分籽粒和秸秆烘干研磨，采用浓硫酸和双氧水消煮-火焰光度计法测定籽粒和秸秆的钾素含量[15]，结合籽粒和秸秆产量计算植株的钾素吸收量。玉米年钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率[8]和年钾素表观平衡量[13]计算公式如下：
$ {KUE}_{T}=({KU}_{T}-{KU}_{0})/{KI}_{T}100 $ $ {KHI}_{T}=\left({KGU}_{T}\right)/{KU}_{T}100 $ $ {KAE}_{T}=({GY}_{T}-{GY}_{0})/{KI}_{T} $ $ {KB}_{T}=({KU}_{T}-{KI}_{T}) $ 式 (1)、(2)、(3) 和 (4) 中：KUET为T处理的钾肥利用率，KUT为T处理的钾素吸收量，KU0为不施钾 (NP) 处理的钾素吸收量，KIT为T处理的钾肥投入量；KHIT为T处理的钾肥收获指数，KGUT为T处理的籽粒钾素吸收量；KAET为T处理的钾肥农学效率，GYT为T处理的籽粒产量，GY0为不施钾 (NP) 处理的籽粒产量；KBT为T处理的钾素表观平衡。
-
在每年11月下旬 (秋玉米收获后)，用不锈钢土钻采集0—20 cm的土壤样品，每个小区随机采集5个点混合成一个样品。带回室内风干研磨，采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测定土壤速效钾含量[15]。
-
为系统比较不同时间阶段中各处理间的产量、钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率、钾素表观平衡和耕层土壤速效钾变化，分别计算了1986—1995、1996—2005、2006—2015年间的10年平均值以及2016—2018年间的3年平均值。
所有数据均采用Excel 2010进行整理，采用SAS 9.1进行统计分析，采用LSD进行各处理间的方差分析，P < 0.05为差异显著。采用Origin 8.5进行绘图，其中钾素表观平衡与耕层土壤速效钾的量化关系采用线性方程进行拟合。
-
长期不同钾肥施用措施显著改变了玉米产量 (图1)。与NP处理相比，试验33年间，NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均产量分别提高了46.7%、104.1%、178.3%和106.2%，但不同阶段内玉米产量变化规律不一。NPK处理的玉米产量在试验前20年 (1986—1995和1996—2005年) 显著高于NP处理，在后13年 (2006—2015和2016—2018年) 差异不显著；而NPKM、DNPK、OM处理的玉米产量始终显著高于NP处理。NPKM、DNPK处理的玉米产量在第一个十年 (1986—1995年) 与NPK无显著差异，之后的23年间，差异显著。OM处理的玉米产量和NPK处理间在前20年差异不显著，后13年显著差异，而且在最近的三年 (2016—2018年)，NPKM的产量显著高于OM。因此，NPK相比，NPKM和OM处理对产量的提升优势随年限增加而逐渐凸显，结合施肥年限与玉米产量的拟合方程发现，33年间NPKM和OM处理的产量年均增速分别为174.2 kg/hm2和128.0 kg/hm2。
图 1 不同钾肥施用措施下不同试验阶段玉米年籽粒产量
Figure 1. The annual grain yield of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
-
施用钾肥提高了玉米的钾素吸收量，且施肥时间越长，玉米对钾的吸收量越大 (图2)。与NP处理相比，33年间NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均吸钾量分别提高了198.9%、261.4%、327.4%和286.6%。在试验前20年 (1986—1995和1996—2005年)，不同钾肥处理间玉米吸钾量无显著差异；在2006—2015年间，NPKM处理的玉米吸钾量比NPK处理显著提高55.2%，NPKM、OM和DNPK处理间无显著差异；在2016—2018年间，NPKM和OM处理的玉米吸钾量分别比NPK处理提高了123.1%和62.1%，NPK和DNPK处理间则无显著差异。进一步分析发现，1986—1995、1996—2005、2006—2015和2016—2018年4个阶段，NPKM和OM处理对玉米吸钾量的提升优势逐渐增大，结合施肥年限与钾素吸收量的拟合方程发现，33年间NPKM和OM处理的钾素吸收量年均增速分别为1.9和0.5 kg/hm2。
图 2 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾吸收量变化
Figure 2. The annual potassium uptake of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
-
不同时间阶段内，各处理的钾肥利用率变化趋势不同 (表2)，其中OM处理的钾肥利用率最高，其次为NPK处理，DNPK处理则显著低于其他处理，而NPKM处理在试验开始20年间与DNPK处理接近，试验20至30年间与NPK处理相似，试验后3年 (2016—2018) 则显著高于NPK处理。与DNPK处理相比，33年间OM和NPK处理的年均钾肥利用率分别提高了160.5%和54.3%。在1986—1995和1996—2005年间，均呈现出OM和NPK处理的钾肥利用率显著高于其它处理，DNPK和NPKM处理间则无显著差异。在2006—2015年间，虽然各处理仍表现出OM处理的钾肥利用率最高，但与NPK处理相比，NPKM处理的钾肥利用率无显著降低，DNPK处理则显著最低。在2016—2018年间，虽然NPKM处理的钾肥利用率显著低于OM处理，但NPKM处理的钾肥利用率则显著高于NPK和DNPK处理，增幅分别为56.0%和119.2%。这说明，随着施肥年限的增加，NPKM处理对玉米钾肥利用率的提升效果逐渐增强，结合施肥年限与钾肥利用率的拟合方程发现，33年内NPKM处理的钾肥利用率年均增速为1.1%。
表 2 不同钾肥施用措施下不同试验阶段玉米的年钾肥利用率 (%)
Table 2. The annual potassium use efficiency of maize in different experimental periods under different potassium fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 NPK 31.4 ± 11.8a 46.9 ± 13.2a 35.7 ± 13.0b 28.9 ± 14.6c DNPK 17.7 ± 7.7b 29.2 ± 7.6b 25.1 ± 8.2c 20.6 ± 10.3c NPKM 18.3 ± 5.6b 27.2 ± 8.6b 34.6 ± 13.7b 45.1 ± 8.0b OM 51.9 ± 15.8a 59.6 ± 18.1a 62.9 ± 14.2a 67.0 ± 8.6a 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure. 不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥利用率在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in maize K use efficiency among treatments in the same experimental period (P < 0.05). 在所有处理中，钾肥收获指数除了1986—1995年DNPK处理最高之外，其余时间段均以NPKM处理最高，1996—2005、2006—2015和2016—2018年分别比NPK处理提高了61.6%、53.5%和35.8%，33年间NPKM处理的钾肥收获指数年均增速为1.1%。除了NPKM处理之外，在1986—1995年间，其余处理均不存在显著差异；而在1996—2005、2006—2015和2016—2018年间均呈现DNPK处理显著低于NPKM处理，但DNPK处理显著高于其他施肥处理。
表 3 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾肥收获指数 (%)
Table 3. The annual potassium harvest index of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK 19.96 ± 3.87b 24.84 ± 1.03c 18.40 ± 1.97c 20.19 ± 7.91c NP 25.49 ± 4.05b 22.41 ± 3.42c 25.73 ± 7.03c 27.58 ± 2.16c NPK 27.62 ± 3.73b 21.82 ± 2.33c 28.25 ± 5.15c 33.98 ± 5.74c DNPK 33.43 ± 2.32a 28.27 ± 2.50b 36.68 ± 1.52b 41.07 ± 2.74b NPKM 19.72 ± 4.44b 35.27 ± 3.14a 43.36 ± 3.06a 46.15 ± 1.02a OM 23.63 ± 3.03b 24.08 ± 3.79c 26.77 ± 1.22c 28.21 ± 2.87c 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥收获指数在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K harvest index among treatments in the same experimental period (P < 0.05). 不同钾肥施用措施显著影响玉米的年钾肥农学效率 (表4)，在所有时间阶段内均表现出NPKM处理显著高于其他处理，与NPK处理相比，1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。结合施肥年限与钾肥农学效率的拟合方程发现，33年内NPKM处理的钾肥农学效率年均增速为1.4 kg/kg。单施有机肥处理对钾肥农学效率的影响在不同时间阶段差异较大，在1986—1995和1996—2005年间，均呈现出OM处理的年钾肥农学效率显著低于DNPK和NPK处理；而在2006—2015和2016—2018年间，则表现出OM处理的年钾肥农学效率显著高于DNPK和NPK处理的趋势。
表 4 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾肥农学效率 (kg/kg)
Table 4. The annual potassium agronomic efficiency of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 NPK 23.00 ± 0.52a 29.74 ± 0.93b 12.92 ± 2.22c 10.69 ± 3.29b DNPK 18.69 ± 2.47a 31.19 ± 3.66b 19.72 ± 1.62b 15.44 ± 3.52b NPKM 20.91 ± 2.58a 36.68 ± 0.35a 42.35 ± 2.87a 58.31 ± 5.76a OM 13.09 ± 3.84b 21.43 ± 2.55c 47.83 ± 3.67a 52.30 ± 5.83a 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥农学效率在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in agronomy efficiency of K among treatments in the same experimental period (P < 0.05). -
表5显示，在红壤双季玉米种植系统，单施猪粪在1986—1995年间土壤钾素表观平衡为匮缺，其余时间段为盈余；NPK、DNPK和NPKM处理一直为钾素盈余，但不同时间阶段的钾素盈余量略有差异。在1986—1995、1996—2005、2006—2015年间，DNPK和NPKM处理的钾素盈余量均显著高于NPK和OM处理，且DNPK和NPKM处理间无显著差异，与NPK处理相比，1986—1995、1996—2005、2006—2015和2016—2018年间DNPK处理的钾素盈余量分别增加了179.3%、231.7%、173.1%和156.3%，NPKM处理的增幅分别为152.6%、211.6%、113.3%和53.2%。而在2016—2018年间，DNPK处理的钾素盈余量显著高于NPKM处理。同时，除了1996—2005年间NPK和OM处理间无显著差异之外，2006—2015和2016—2018年间，NPK处理的钾素盈余量均显著高于OM处理，增幅分别为205.1%和340.6%。因此，随着施肥年限的延长，NPKM处理的钾素盈余量逐渐降低，而OM处理的钾素盈余量则从试验10年后开始逐渐降低，结合施肥年限与钾素表观平衡的拟合方程发现，NPKM处理在33年间钾素盈余量的年均降幅为1.9 kg/hm2，OM处理在1996—2018年间钾素盈余量的年均降幅为0.4 kg/hm2。其余处理的钾素盈余量均无明显的变化规律。
表 5 施用不同钾肥措施下不同试验阶段钾素的年表观平衡量 (kg/hm2)
Table 5. The annual apparent potassium balance in different experimental periods under different potassium fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK –15.9 ± 4.6c –14.9 ± 3.3c –14.0 ± 4.0d –14.7 ± 3.6e NP –17.6 ± 3.9c –19.2 ± 5.5c –16.6 ± 4.8d –14.3 ± 2.8e NPK 53.4 ± 11.7b 38.0 ± 13.2b 49.2 ± 12.9b 55.9 ± 14.6c DNPK 149.1 ± 15.4a 126.1 ± 15.1a 134.2 ± 16.4a 143.3 ± 20.5a NPKM 134.8 ± 10.2a 118.5 ± 15.8a 104.8 ± 25.0a 85.7 ± 14.6b OM –33.0 ± 26.6c 18.8 ± 15.1b 16.1 ± 11.9c 12.7 ± 7.1d 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间钾素平衡量在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K balance amount among treatments in the same experimental period (P < 0.05). -
在不同时间阶段，施钾处理的耕层土壤速效钾含量均显著高于不施钾肥处理 (表6)。在所有施钾处理中，DNPK处理的耕层土壤速效钾含量最高，其次为NPKM处理，而NPK和OM则显著较低。与NP处理相比，33年间NPK、DNPK、NPKM和OM处理的耕层土壤速效钾含量分别提高了99.7%、209.1%、146.1%和49.1%。1986—1995年间，所有施钾处理均无显著差异；1996—2005和2006—2015年间，与NPK处理相比，DNPK处理的耕层土壤速效钾分别增加了52.4%和53.0%，而NPKM和OM处理则与NPK处理相比无显著增加；2016—2018年间，DNPK和NPKM处理的耕层土壤速效钾分别比NPK处理提高了64.9%和26.4%，且DNPK处理的耕层土壤速效钾也显著高于NPKM处理，但OM处理则比NPK处理降低了45.3%。这说明，随着试验年限的增加，DNPK和NPKM处理的耕层土壤速效钾含量持续增加，结合施肥年限与耕层土壤速效钾的拟合方程发现，DNPK和NPKM处理的耕层土壤速效钾年均增幅分别为9.5和8.2 mg/kg。
表 6 施用不同钾肥措施下不同试验阶段耕层土壤速效钾含量 (mg/kg)
Table 6. Available potassium content of topsoil in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK 79.9 ± 9.3c 83.2 ± 8.9c 106.1 ± 63.9b 77.3 ± 4.4e NP 72.9 ± 26.1c 84.7 ± 27.9c 147.6 ± 109.9b 73.3 ± 8.0e NPK 117.4 ± 24.5a 189.0 ± 88.6b 181.4 ± 53.8b 268.0 ± 27.1c DNPK 162.5 ± 62.5a 288.0 ± 75.5a 277.5 ± 67.0a 442.0 ± 53.0a NPKM 104.3 ± 26.9a 255.1 ± 50.4ab 233.4 ± 32.3ab 338.7 ± 8.8b OM 125.27 ± 20.6a 174.4 ± 49.3b 118.1 ± 31.8b 146.7 ± 5.0d 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间钾素平衡量在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K balance amount among treatments in the same experimental period (P < 0.05). -
除了1986—1995年间之外，在1996—2005、2006—2015和2016—2018年间，钾素表观平衡均与耕层土壤速效钾呈显著的正相关关系 (P < 0.001)，且可以用线性方程进行拟合 (图3)。进一步通过拟合方程的斜率发现，在土壤缓效钾和矿物钾对速效钾的贡献以及玉米根茬还田等综合作用下，当钾素盈余量每增加1 kg/hm2，1996—2005和2006—2015年间，耕层土壤速效钾分别提高1.4和1.2 mg/kg；而在2016—2018年间，耕层土壤速效钾则提高2.6 mg/kg，明显高于1996—2005和2006—2015年间。因此，随着试验年限的延长，钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用逐渐增加。
图 3 钾素盈余与耕层土壤速效钾的相关关系
Figure 3. The relationship between potassium surplus and available potassium of topsoil
-
在酸、粘、瘦、板的红壤上，长期施用钾肥可以显著提高玉米籽粒产量，但是，由于长期施用化肥下红壤酸化加剧[16]，且土壤有机碳增加缓慢[16]，从而导致氮磷钾化肥处理在试验10年后显著低于有机无机肥配施处理。化肥用量最高的DNPK处理下玉米产量在试验20年以后显著低于NPKM处理，这说明化肥用量过高不利于持续提高玉米产量，原因可能是过量的化学氮肥导致土壤酸化加剧，从而造成玉米减产，本试验地的长期监测数据表明，与不施肥相比，长期化肥施用下红壤的pH显著下降，而长期有机无机肥配施则显著提高了土壤pH[16]。与氮磷钾化肥处理相比，短期 (10～20年) 的有机无机肥配施处理对提高玉米产量、吸钾量和钾肥利用率的作用不显著；然而，随着施肥年限的增加 (大于20年)，有机无机肥配施处理对产量的提升效果逐渐增强。这与前人[10-14]的研究结果相似。Huang等[17]通过拟合方程发现，长期有机无机肥配施下，玉米产量呈显著增加趋势 (单季玉米的年均增速为81～91 kg/hm2)，这与本研究中有机无机肥配施处理下两季玉米产量的年增速 (174.2 kg/hm2) 基本一致，而化肥处理则无显著增加。这表明，有机无机肥长期配施可以有力保障红壤地区玉米产量的持续增加。原因一方面是由于有机无机肥长期配施增加了红壤速效氮磷钾含量，促进了作物根系生长，从而为作物的产量奠定了基础[18-20]。另一方面，长期有机无机肥配施通过增加土壤有机碳含量改善了土壤团聚体结构[2,21-22]，提高了土壤抗蚀能力和水分养分库容，从而保障了土壤的养分供给能力，为作物高产奠定了基础[16,23]。同时，高磊等[26]研究表明，合理增加氮肥用量可以提高南方玉米茎鞘、叶片对穗钾的花后转运量，因此，本研究中有机无机肥配施处理中较高的氮投入量也是玉米产量较高的主要原因之一。
-
与前人[19,24]的研究结果相似，施用钾肥提高了红壤区玉米的钾素吸收和利用。但是，由于化肥长期施用下红壤酸化对团聚体等特性的不利影响[16，21-23]，导致玉米生长受阻，因此，与有机无机肥配施处理相比，长期施用化肥处理的玉米钾素吸收量显著降低。而随着施肥时间的增加，有机无机肥配施处理下玉米钾吸收量、钾肥收获指数和农学效率的提升优势逐渐增大。结合拟合方程发现，33年间有机无机肥配施处理下玉米的钾吸收量、钾肥利用率、收获指数和农学效率年均增速分别为1.9 kg/hm2、1.1%、1.1%和1.5 kg/kg。这说明，有机无机肥配施下增加的玉米钾素吸收量除了储存在秸秆中之外，还进一步向籽粒中转移，从而保障了玉米高产所需的钾素吸收量。侯云鹏等[25]研究也表明，适宜的钾肥用量促进了钾素向玉米籽粒中的转运量和转运效率，但不同肥力等级下玉米高产所需的适宜钾肥用量存在一定差异。此外，钾肥施用时期也显著影响钾素在籽粒中的转运效率[26]。因此，在后续的研究中，应进一步探讨土壤肥力水平和钾肥施用时期下红壤玉米钾素的吸收利用，从而为该地区玉米的高产稳产提供技术支撑。
-
钾肥的投入和输出直接影响红壤玉米种植系统的钾素表观平衡[27]。在红壤双季玉米种植中，受作物吸钾量逐渐提高的影响，有机无机肥配施处理 (33年间) 和单施有机肥 (11～33年间) 的钾素盈余量均随着年限的延长而逐渐降低，其他化肥处理则无显著变化。这表明，有机肥施用对钾素盈余量的影响具有较强的持续性，主要与有机肥配施下作物产量和吸钾量的持续增加有关。但是，由于不同种类有机肥的钾素含量和施用量不一，因此，不同地区中单施有机肥对钾素表观平衡的影响差异较大。罗伟等[28]研究表明，单施沼液不能满足成都平原冲积性水稻土的钾素平衡，且随着沼液用量的提高，钾素亏损加剧。在安徽省的油菜和水稻轮作体系中，秸秆替代钾肥处理的土壤钾素虽然在第1个轮作周期时均处于亏缺状态，但随着秸秆还田年限增加，至第3个轮作周期时，土壤钾素均处于盈余状态[29]。在灰漠土上，农田常规施肥方式下的钾亏缺正在逐步加大，而高量化肥和有机肥配施处理下钾素匮缺量显著低于常规化肥处理[30]。
进一步研究发现，当钾素盈余量每增加1 kg/hm2，2016—2018年间耕层土壤速效钾的增幅可以提高2.6 mg/kg，显著高于1996—2005和2006—2015年间 (1.4和1.2 mg/kg)。可见，钾肥的长期施用对耕层土壤钾素供应能力的提升效果更为显著。这说明，在评估土壤钾素有效性时，应将土壤钾素表观盈余量作为重要参考，进而合理调控钾肥施用策略。然而，由于本研究未考虑土壤缓效钾向速效钾的转化和矿物钾的溶解等过程[31]以及玉米根茬的还田效果[32]，从而导致钾素盈余量对耕层土壤速效钾的贡献值明显高于理论估测值。再加上作物对钾素的奢侈吸收和降水等因素导致的土壤钾素淋溶，钾素盈余对土壤速效钾的提升效果不会一直持续进行，周玲红等[33]通过模拟土柱试验表明，钾肥施用条件下红壤的钾素淋溶量较高，累积降水量为7200 mm条件下，0—50 cm红壤土柱中钾素淋溶量占钾肥投入量的53.7%～98.3%，且土壤速效钾含量较高时，土壤的钾素淋溶量也较高。因此，在后续的研究中，建议进一步聚焦红壤旱地的钾素流失风险，以期更加精准地评估钾素盈余量对土壤速效钾的贡献率。
-
在南方红壤丘陵区，随着施肥年限的增加 (大于20年)，有机无机肥配施处理对一年两季玉米的产量、吸钾量、钾肥利用率、钾肥收获指数和钾肥农学效率的提升效果逐渐增强。长期施用钾肥显著提高红壤的钾素盈余量，随着试验年限的增加，有机无机肥配施处理的钾素盈余量呈逐渐降低趋势。当钾素盈余量每增加1 kg/hm2，试验30年后的耕层土壤速效钾的增幅明显高于试验前期。因此，有机无机肥长期配施是南方红壤丘陵区玉米高产的关键措施，同时建议定期结合钾素盈余量合理调减钾肥用量，从而有效提高土壤钾素利用效率。
一年两季玉米对钾素的吸收、利用和土壤钾素平衡的影响
Effects of double maize cropping systems of one year on potassium uptake, utilization and soil potassium balance
-
摘要:
【目的】 玉米 (Zea mays L.) 生产需要投入大量的钾素营养，常规钾施用量下，一般土壤钾素有盈余，一年两季种植玉米带来的土壤钾素盈余可能更甚。研究长期大量投入钾素对玉米钾素吸收利用以及土壤钾素平衡的影响，旨在保障该地区玉米的高产高效和土壤钾库的有效性。 【方法】 红壤钾肥长期定位试验位于江西省进贤县，始于1986年，种植制度为一年两季玉米。试验处理包括不施肥对照 (CK)，施氮磷化肥 (NP)，施氮磷钾化肥 (NPK)，施2倍氮磷钾化肥 (DNPK)，施氮磷钾化肥和有机肥 (NPKM) 和单施有机肥 (OM)。每季收获后，调查分析玉米产量和钾素含量，以及耕层土壤有效钾含量，计算玉米钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率和土壤钾素表观平衡。并以每10年为一阶段，分析了玉米产量、钾素吸收利用等指标、耕层土壤速效钾和钾素表观平衡的变化规律。 【结果】 试验的33年间，施钾处理 (NPK、DNPK、NPKM和OM) 的玉米年均产量和年均吸钾量均显著高于NP处理。在试验的第一个10年 (1986—1995年) 间，各钾肥处理间玉米产量和吸钾量无显著差异；而在第三个10年 (2006—2015) 和后3年 (2016—2018年) 间，NPKM处理的玉米年产量和年吸钾量分别比NPK处理提高了129.9%～246.7%和55.2%～62.1%。33年玉米的年均钾肥利用率以OM处理最高，而DNPK处理显著低于其他处理，但在2006—2015和2016—2018年，NPKM处理的钾肥利用率显著高于DNPK处理，在2016—2018年间分别比NPK和DNPK处理显著增加了56.0%和119.2%。与NPK处理相比，1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥收获指数分别提高了61.6%、53.5%和35.8%，年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。除了1986—1995年间，OM处理土壤钾素为匮缺外，33年间施用钾肥处理的土壤钾素均为盈余，NPKM处理的钾盈余量比NPK处理增加了53.2%～211.6%。钾素盈余量与耕层土壤速效钾含量显著相关 (P < 0.001)，钾素盈余量每增加1 kg/hm2，2016—2018年间耕层土壤速效钾的增幅为2.6 mg/kg，明显高于1996—2005和2006—2015年的1.4和1.2 mg/kg。 【结论】 供试条件下，除单施有机肥在前10年外，施用钾肥的土壤钾素均处于盈余状态，钾肥施用量和钾肥来源对玉米钾素的吸收量没有显著影响。试验20年之后，有机无机肥配施对玉米产量、玉米吸钾量和钾肥利用率的提升优势逐渐凸显。同时，长期施用钾肥导致的钾素盈余量增加会进一步提升耕层土壤速效钾含量，且随着试验年限的延长，钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用更为显著。 Abstract:【Objectives】 Lot of K fertilizers was used in Maize (Zea mays L.) production, so, the soil K would be surplus under the current conventional rate of K application, and may surplus more in double maize cropping systems. The effect of long-term large-scale K input on the K absorption and utilization of maize and the soil K balance were studied, aiming to ensure the high maize yield and efficiency of K fertilizer. 【Methods】 The long-term fertilization experiment starts since 1986, and locates on the red soil of Jinxian County of Jiangxi Province, in which the planting system is two season of maize each year. The test treatments included no fertilizer control (CK), chemical N and P fertilizer (NP), chemical NPK fertilizer (NPK), double amount of chemical NPK fertilizer (DNPK), chemical NPK fertilizer with manure (NPKM) and manure alone (OM). The maize grain yield and biomass, and the K contents in plants and soil were measured at each harvest, and the K uptake and K use efficiency were calculated. 【Results】 The annual average grain yield and K uptake of maize in K fertilization treatments (NPK, DNPK, NPKM and OM) were higher than NP treatment during the 33 years. There was no significant difference in grain yield and K uptake of maize among NPKM, DNPK, OM and NPK treatments in1986—1995. However, in 2006—2015 and 2016—2018, the grain yield and K uptake of maize in NPKM was increased by 129.9%–246.7% and 55.2%–62.1% than NPK treatment, respectively. During 33 years, the highest K use efficiency (KUE) was showed in OM treatment and the lowest in DNPK. The KUE of NPKM treatment was higher than DNPK since 2005 and higher than NPK since 2016. During 2016—2018, the KUE of NPKM treatment was 56.0% and 119.2% higher than NPK and DNPK treatments, respectively. Compared with NPK in 1996—2005, 2006—2015 and 2016—2018, the K harvest index of NPKM treatment was increased by 61.6%, 53.5% and 35.8%, and the K agronomic efficiency increased by 23.3%, 227.8% and 445.5%, respectively. The soil K was in surplus throughout 33 years in all K fertilization treatments, excepted that in OM treatment during 1986—1995, and the K surplus in NPKM treatment was 53.2%–211.6% higher than in NPK treatment. There was significantly positive correlation between K surplus and available K content in topsoil (P < 0.001). Every 1 kg/hm2 of K surplus increase would lead to an increase of available K content by 1.4, 2.6 and 1.2 mg/kg in 1996—2005, 2016—2018 and 2006—2015. 【Conclusions】 Under the tested K fertilization measurements in the double maize cropping system of south China, the soil K is in surplus, excepted for the single manure application in first 10 years of experiment. However, over application of K (DNPK) will not create further yield increase and soil K surplus. Therefore, both long-term and reasonable amount of organic and inorganic K fertilization are effective in keeping high maize yield, K uptake and use efficiency. Meanwhile, the raising of K surplus will enhance the available K content in acid soil, and increase the K supply capacity of soil. -
Key words:
- red soil /
- maize /
- apparent potassium balance /
- available potassium of topsoil /
- long-term fertilization
-
图 1 不同钾肥施用措施下不同试验阶段玉米年籽粒产量
Figure 1. The annual grain yield of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
图 2 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾吸收量变化
Figure 2. The annual potassium uptake of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
图 3 钾素盈余与耕层土壤速效钾的相关关系
Figure 3. The relationship between potassium surplus and available potassium of topsoil
表 1 长期钾肥定位试验各施肥处理养分年投入量 (kg/hm2)
Table 1. The annual nutrient input of each treatment in the long-term potassium fertilization experiment
处理 Treatment 代码 Code N P K 不施肥对照 No fertilizer input CK 0 0 0 氮磷化肥 Chemical NP fertilizer NP 120 26 0 氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer NPK 120 26 100 2倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input DNPK 240 52 200 氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure NPKM 308 62 184 猪粪 Pig manure OM 188 35 84 
下载: 导出CSV
表 2 不同钾肥施用措施下不同试验阶段玉米的年钾肥利用率 (%)
Table 2. The annual potassium use efficiency of maize in different experimental periods under different potassium fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 NPK 31.4 ± 11.8a 46.9 ± 13.2a 35.7 ± 13.0b 28.9 ± 14.6c DNPK 17.7 ± 7.7b 29.2 ± 7.6b 25.1 ± 8.2c 20.6 ± 10.3c NPKM 18.3 ± 5.6b 27.2 ± 8.6b 34.6 ± 13.7b 45.1 ± 8.0b OM 51.9 ± 15.8a 59.6 ± 18.1a 62.9 ± 14.2a 67.0 ± 8.6a 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure. 不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥利用率在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in maize K use efficiency among treatments in the same experimental period (P < 0.05).
下载: 导出CSV
表 3 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾肥收获指数 (%)
Table 3. The annual potassium harvest index of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK 19.96 ± 3.87b 24.84 ± 1.03c 18.40 ± 1.97c 20.19 ± 7.91c NP 25.49 ± 4.05b 22.41 ± 3.42c 25.73 ± 7.03c 27.58 ± 2.16c NPK 27.62 ± 3.73b 21.82 ± 2.33c 28.25 ± 5.15c 33.98 ± 5.74c DNPK 33.43 ± 2.32a 28.27 ± 2.50b 36.68 ± 1.52b 41.07 ± 2.74b NPKM 19.72 ± 4.44b 35.27 ± 3.14a 43.36 ± 3.06a 46.15 ± 1.02a OM 23.63 ± 3.03b 24.08 ± 3.79c 26.77 ± 1.22c 28.21 ± 2.87c 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥收获指数在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K harvest index among treatments in the same experimental period (P < 0.05).
下载: 导出CSV
表 4 施用不同钾肥措施下不同试验阶段玉米的年钾肥农学效率 (kg/kg)
Table 4. The annual potassium agronomic efficiency of maize in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 NPK 23.00 ± 0.52a 29.74 ± 0.93b 12.92 ± 2.22c 10.69 ± 3.29b DNPK 18.69 ± 2.47a 31.19 ± 3.66b 19.72 ± 1.62b 15.44 ± 3.52b NPKM 20.91 ± 2.58a 36.68 ± 0.35a 42.35 ± 2.87a 58.31 ± 5.76a OM 13.09 ± 3.84b 21.43 ± 2.55c 47.83 ± 3.67a 52.30 ± 5.83a 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间玉米钾肥农学效率在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in agronomy efficiency of K among treatments in the same experimental period (P < 0.05).
下载: 导出CSV
表 5 施用不同钾肥措施下不同试验阶段钾素的年表观平衡量 (kg/hm2)
Table 5. The annual apparent potassium balance in different experimental periods under different potassium fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK –15.9 ± 4.6c –14.9 ± 3.3c –14.0 ± 4.0d –14.7 ± 3.6e NP –17.6 ± 3.9c –19.2 ± 5.5c –16.6 ± 4.8d –14.3 ± 2.8e NPK 53.4 ± 11.7b 38.0 ± 13.2b 49.2 ± 12.9b 55.9 ± 14.6c DNPK 149.1 ± 15.4a 126.1 ± 15.1a 134.2 ± 16.4a 143.3 ± 20.5a NPKM 134.8 ± 10.2a 118.5 ± 15.8a 104.8 ± 25.0a 85.7 ± 14.6b OM –33.0 ± 26.6c 18.8 ± 15.1b 16.1 ± 11.9c 12.7 ± 7.1d 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间钾素平衡量在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K balance amount among treatments in the same experimental period (P < 0.05).
下载: 导出CSV
表 6 施用不同钾肥措施下不同试验阶段耕层土壤速效钾含量 (mg/kg)
Table 6. Available potassium content of topsoil in different periods of experiment under different K fertilization patterns
处理 Treatment 1986—1995 1996—2005 2006—2015 2016—2018 CK 79.9 ± 9.3c 83.2 ± 8.9c 106.1 ± 63.9b 77.3 ± 4.4e NP 72.9 ± 26.1c 84.7 ± 27.9c 147.6 ± 109.9b 73.3 ± 8.0e NPK 117.4 ± 24.5a 189.0 ± 88.6b 181.4 ± 53.8b 268.0 ± 27.1c DNPK 162.5 ± 62.5a 288.0 ± 75.5a 277.5 ± 67.0a 442.0 ± 53.0a NPKM 104.3 ± 26.9a 255.1 ± 50.4ab 233.4 ± 32.3ab 338.7 ± 8.8b OM 125.27 ± 20.6a 174.4 ± 49.3b 118.1 ± 31.8b 146.7 ± 5.0d 注（Note）：CK—不施肥对照 No fertilizer input; NP—氮磷化肥 Chemical NP fertilizer; NPK—氮磷钾化肥 Chemical NPK fertilizer; DNPK—2 倍氮磷钾化肥 Double chemical NPK fertilizer input; NPKM—氮磷钾化肥+猪粪 Chemical NPK fertilizer+ pig manure; OM—猪粪 Pig manure.不同小写字母表示同一试验阶段处理间钾素平衡量在 0.05 水平上差异显著 Different lowercase letters indicate significant difference in K balance amount among treatments in the same experimental period (P < 0.05).
下载: 导出CSV
-
[1] 黄国勤, 刘秀英, 刘隆旺, 等. 红壤旱地多熟种植系统的综合效益评价[J]. 生态学报, 2006, 26(8): 2532–2539. Huang G Q, Liu X Y, Liu L W, et al. Evaluation on comprehensive benefits of multiple cropping systems on upland red soil[J]. Acta Ecologica Sinica, 2006, 26(8): 2532–2539. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2006.08.015 [2] 汤文光, 肖小平, 唐海明, 等. 不同种植模式对南方丘陵旱地土壤水分利用与作物周年生产力的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(18): 3606–3617. Tang W G, Xiao X P, Tang H M, et al. Effects of different planting patterns on water use of soil and crops annual productivity in southern hilly dryland[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2014, 47(18): 3606–3617. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.18.009 [3] 李波, 张吉旺, 靳立斌, 等. 施钾量对高产夏玉米产量和钾素利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(4): 832–838. Li B, Zhang J W, Jin L B, et al. Effects of potassium application rate on yield and potassium use efficiency of summer maize under high yield conditions[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2012, 18(4): 832–838. doi: 10.11674/zwyf.2012.12032 [4] Liu K L, Han T F, Huang J, et al. Response of soil aggregate-associated potassium to long-term fertilization in red soil[J]. Geoderma, 2019, 352: 160–170. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.06.007 [5] 李秋梅, 陈新平, 张福锁. 冬小麦–夏玉米轮作体系中磷钾平衡的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2): 152–156. Li Q M, Chen X P, Zhang F S. Study on balance of phosphorus and potassium in winter wheat and summer maize rotation system[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2002, 8(2): 152–156. doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2002.02.004 [6] 李书田, 邢素丽, 张炎, 等. 钾肥用量和施用时期对棉花产量、品质和棉田钾素平衡的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(1): 111–121. Li S T, Xing S L, Zhang Y, et al. Application rate and time of potash for high cotton yield, quality and balance of soil potassium[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2016, 22(1): 111–121. doi: 10.11674/zwyf.14565 [7] 王志勇, 白由路, 杨俐苹, 等. 低土壤肥力下秸秆还田和施钾对作物产量及土壤钾素平衡的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(4): 901–907. Wang Z Y, Bai Y L, Yang L P, et al. Effects of application of potassium fertilizer and straw on crop yields and soil potassium balance in low-yielding fields[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2012, 18(4): 901–907. doi: 10.11674/zwyf.2012.12020 [8] 谢佳贵, 侯云鹏, 尹彩侠, 等. 施钾和秸秆还田对春玉米产量、养分吸收及土壤钾素平衡的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(5): 1110–1118. Xie J G, Hou Y P, Yin C X, et al. Effect of potassium application and straw returning on spring maize yield, nutrient absorption and soil potassium balance[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2014, 20(5): 1110–1118. doi: 10.11674/zwyf.2014.0507 [9] 王宏庭, 金继运, 王斌, 等. 山西褐土长期施钾和秸秆还田对冬小麦产量和钾素平衡的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(4): 801–808. Wang H T, Jin J Y, Wang B, et al. Effects of long–term potassium application and wheat straw return to cinnamon soil on wheat yields and soil potassium balance in Shanxi[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2010, 16(4): 801–808. doi: 10.11674/zwyf.2010.0404 [10] 葛玮健, 常艳丽, 刘俊梅, 等. 塿土区长期施肥对小麦–玉米轮作体系钾素平衡与钾库容量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(3): 629–636. Ge W J, Chang Y L, Liu J M, et al. Potassium balance and pool as influenced by long-term fertilization under continuous winter wheat-summer maize cropping system in a manural loess soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2012, 18(3): 629–636. doi: 10.11674/zwyf.2012.11347 [11] 解文艳, 周怀平, 杨振兴, 等. 秸秆还田方式对褐土钾素平衡与钾库容量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(4): 936–942. Xie W Y, Zhou H P, Yang Z X, et al. Effects of different straw return modes on potassium balance and potassium pool in cinnamon soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2015, 21(4): 936–942. doi: 10.11674/zwyf.2015.0412 [12] Liu Y, Ma J, Ding W, et al. Temporal and spatial variation of potassium balance in agricultural land at national and regional levels in China[J]. PLoS ONE, 2017, 12(9): e0184156. doi: 10.1371/journal.pone.0184156 [13] Liu Y X, Yang J Y, He W T, et al. Provincial potassium balance of farmland in China between 1980 and 2010[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2017, 107: 247–264. doi: 10.1007/s10705-017-9833-2 [14] 蔡泽江, 孙楠, 王伯仁, 等. 长期施肥对红壤pH、作物产量及氮、磷、钾养分吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(1): 71–78. Cai Z J, Sun N, Wang B R, et al. Effects of long-term fertilization on pH of red soil, crop yields and uptakes of nitrogen, phosphorous and potassium[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2011, 17(1): 71–78. doi: 10.11674/zwyf.2011.0110 [15] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000. Lu R K. Soil and agricultural chemistry analysis method[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2000. [16] 李大明, 柳开楼, 叶会财, 等. 长期不同施肥处理红壤旱地剖面养分分布差异[J]. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(3): 633–640. Li D M, Liu K L, Ye H C, et al. Differences of soil nutrient distribution in profiles under long-term fertilization in upland red soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2018, 24(3): 633–640. doi: 10.11674/zwyf.17265 [17] Huang S, Zhang W J, Yu X C, Huang Q R. Effects of long–term fertilization on corn productivity and its sustainability in an Ultisol of southern China[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2010, 138: 44–50. doi: 10.1016/j.agee.2010.03.015 [18] 王劲松, 戴茨华, 徐红, 等. 红壤连续施用绿肥和有机肥对玉米产量及土壤肥力的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2012, (5): 27–30. Wang J S, Dai C H, Xu H, et al. The influence of red soil of continuous green manure and organic fertilizer on corn yield and soil fertility[J]. Soil and Fertilizer Sciences of China, 2012, (5): 27–30. [19] 颜雄, 彭新华, 张杨珠, 等. 长期施肥对红壤旱地玉米生物量及养分吸收的影响[J]. 水土保持学报, 2013, 27(2): 120–125. Yan X, Peng X H, Zhang Y Z, et al. Effects of long-term fertilizations on maize biomass and its nutrient uptake in red soil[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 27(2): 120–125. [20] 于天一, 逄焕成, 李玉义, 等. 红壤旱地长期施肥对春玉米光合特性和产量的影响[J]. 中国农业大学学报, 2013, 18(2): 17–21. Yu T Y, Pang H C, Li Y Y, et al. Effects of long-term fertilization on photosynthetic characteristics and yield of spring maize in upland red soil[J]. Journal of China Agricultural University, 2013, 18(2): 17–21. doi: 10.11841/j.issn.1007-4333.2013.02.003 [21] Zhou H, Peng X, Perfect E, et al. Effects of organic and inorganic fertilization on soil aggregation in an Ultisol as characterized by synchrotron based X-ray micro-computed tomography[J]. Geoderma, 2013, 195: 23–30. [22] Yan X, Zhou H, Zhu Q H, et al. Carbon sequestration efficiency in paddy soil and upland soil under long-term fertilization in southern China[J]. Soil and Tillage Research, 2013, 130: 42–51. doi: 10.1016/j.still.2013.01.013 [23] 程谅, 郭忠录, 秦嘉惠. 长期施肥对小麦—玉米轮作红壤抗蚀性的影响[J]. 长江流域资源与环境, 2019, 28(1): 212–221. Cheng L, Guo Z L, Qin J H. Effects of long-term fertilization on soil anti-erodibility under wheat-maize rotation system in mid-subtropical, China[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2019, 28(1): 212–221. [24] 高磊, 李余良, 李高科, 等. 施氮量对南方甜玉米钾素吸收利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(3): 609–616. Gao L, Li Y L, Li G K, et al. Effects of nitrogen application on potassium uptake and utilization of sweet corn in south China[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2018, 24(3): 609–616. doi: 10.11674/zwyf.17297 [25] 侯云鹏, 张磊, 孔丽丽, 等. 施钾对不同肥力土壤玉米钾素吸收、分配及产量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2013, 21(11): 1333–1339. Hou Y P, Zhang L, Kong L L, et al. Effect of potassium application rate on potassium absorption, distribution and yield of spring maize under different soil fertilities[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2013, 21(11): 1333–1339. doi: 10.3724/SP.J.1011.2013.01333 [26] 张玉芹, 杨恒山, 高聚林, 等. 施钾方式对高产春玉米钾素养分吸收、积累与转运的影响[J]. 华北农学报, 2014, 29(3): 193–198. Zhang Y Q, Yang H S, Gao J L, et al. Effects of potassium fertilization methods on potassium absorption and translocation of high yield spring maize[J]. Acta Agriculture Boreali-Sinica, 2014, 29(3): 193–198. doi: 10.7668/hbnxb.2014.03.035 [27] 王飞, 林诚, 李清华, 等. 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[J]. 植物营养与肥料学报, 2017, 23(3): 669–677. Wang F, Lin C, Li Q H, et al. Increase effect of potassium supply and balance of yellow paddy soils through long-term different fertilization modes[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2017, 23(3): 669–677. doi: 10.11674/zwyf.16342 [28] 罗伟, 张智慧, 伍钧, 等. 沼液对成都平原地区土壤氮、磷、钾含量及其平衡的影响[J]. 水土保持学报, 2019, 33(3): 185–191. Luo W, Zhang Z H, Wu J, et al. Effects of biogas slurry on soil nitrogen, phosphorus and potassium contents and balance in Chengdu plain[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2019, 33(3): 185–191. [29] 程文龙, 韩上, 武际, 等. 连续秸秆还田替代钾肥对作物产量及土壤钾素平衡的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2019, (5): 72–78. Cheng W L, Han S, Wu J. et al Effect of continuous straw incorporation substitute for K-fertilizer on crop yield and soil potassium balance[J]. Soil and Fertilizer Sciences of China, 2019, (5): 72–78. [30] 王西和, 吕金岭, 刘骅. 灰漠土小麦–玉米–棉花轮作体系钾平衡与钾肥利用率[J]. 土壤学报, 2016, 53(1): 213–223. Wang X H, Lü J L, Liu H. Potassium balance and use efficiency in grey desert soil under continuous wheat-maize-cotton crop rotation system[J]. Acta Pedologica Sinica, 2016, 53(1): 213–223. doi: 10.11766/trxb201503120673 [31] 张会民, 徐明岗, 张文菊, 等. 长期施肥条件下土壤钾素固定影响因素分析[J]. 科学通报, 2009, 54(17): 2574–2580. Zhang H M, Xu M G, Zhang W J, et al. Factors affecting potassium fixation in seven soils under 15-year long-term fertilization[J]. Chinese Science Bulletin, 2009, 54(17): 2574–2580. doi: 10.1360/csb2009-54-17-2574 [32] 魏建林, 张英鹏, 崔荣宗, 等. 施钾量对山东褐土夏玉米产量、效益及钾素平衡的影响[J]. 山东农业大学学报 (自然科学版), 2015, 46(3): 337–340. Wei J L, Zhang Y P, Cui R Z, et al. Effects of potassium levels on the yield, economic benefit and potassium balance of summer-maize in Cinnamon soil of Shandong Province[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition), 2015, 46(3): 337–340. [33] 周玲红, 黄晶, 王伯仁, 等. 南方酸化红壤钾素淋溶对施石灰的响应[J]. 土壤学报, 2020, 57(2): 457–467. Zhou L H, Huang J, Wang B R, et al. Response of acidifying red soil to liming in potassium leaching in south China[J]. Acta Pedologica Sinica, 2020, 57(2): 457–467. doi: 10.11766/trxb201903130071 -
点击查看大图
图(3)表(6)
计量
- 文章访问数: 46
- HTML全文浏览量: 20
- 被引次数: 0
