全 文 ：第 l0卷 第 3期
2 0 0 2年 9月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agricubure
VO1．10 _＼【)_3
Sept．， 2002
河西走廊富钾土壤钾肥效应及钾素平衡的长期定位研究
索 东让 王托 和 李 多忠
(甘肃省张掖地区农业科学研究昕 张掖 734000)(甘肃省张掖地区土壤肥料工作站 张掖 734000)
摘 要 带状 间作 4年 定 位试验 表 明 ，增 施 化学 K 肥平 均增 产 17．0％ ～20．3％ ，土 粪基 础 上 K 肥 增产 时 限推 迟 2
年 。连 续 18年 小 麦 、玉 米定 位 轮 作试 验 表 明 ，土壤 K 素 能保 证 2个 轮 怍期 (每 轮 3年 )作 物 K 素 需求 ，第 3～6轮怍
期 施 K 平 均增 产 10．3‘％～30．7％ ，增 效 与 试 验 历 程 呈 正 相 关 ，增 施 土 粪 土 壤 K 素 平 均 每 年 亏 缺 135．0～335．5
k hm：；增 施 化 学 K 肥平 均每 年 亏 缺 97．4～335．7kg／hm：；等量 土 粪和 化 学 K 肥 配 合施 用年 均 亏 缺 76．5～268．0
kg／hm!。 无 K投 入 时 ，连 续 种植 作物 土壤 速 效 钾年 均减 少 2．6～17mg／kg，施 土 粪 带 田速 效 钾 年 均 下 降 7．5rag／kg，
轮 作 田略有 提高 。在 土 粪 基础上 增施 化 学 K 肥能 保持 和 提 高土壤 速 效 钾 ，土 壤 绥 效 钾 下 降速 率 是 速 效 钾 的 6．5～
8．2倍 。
关 键 词 缺 K 时 限 收 支平衡 定 位研 究
A long—time study on the effect and balance of potassium ．SUO Dong—Rang，W ANG Tuo～He(Institute of Agricultural
Science，Zhangye District，Gansu Province，Zhangye 734000)，LI Duo-Zhong(Soil and Fertilizer Station，Zhangye Dis一
~rict，Gansu Proxrince，Zhangye 734000)，(JEA ，2002，10(3)：90～92
Abstract 4-year experinlents on strip fields showed that the crop’S yield was im proved by l7 0％ ～ 20．3％ after adding
potassium fertilizer，and the effective time of potassium was delayed when the manure was applied．The results of 18一year
rotating experiments show that the potassium applied in soils can satisfy the crop need of 2 rotation periods(3 years per
rotation)and the increased yield up to 10 3％ ～ 30．7‘)／0 appears from the third to six rotations．There is a positive corre—
Iation between the potassium effect and experimental process Each year．the potassium in sf)jls decreases by 135．0～
335．5kg／hm when the manure is applied，decreases by 97．4～335．7kg／hm when the chemical potassium is added，and
reduces by 76 5～268．0kg／hm when both are applied mixedly The average available potassium in soils declines 2．6～
17mg／kg per year when continuous plantation is done without potassium and decreases by 7 5mg／kg in strip—field but
merely increased in rotated field The mixed application of chemical potassium and manure can improve the available effect
of potassium in )ils． Fhe decreasing rate of slow effective K is 6．5～8．2 times of fast efective potassium ．
Key words The tim e lim it of pcx)r in K ，Balance of input and output，Long fertilizer
富 K土壤 的 K肥效应 问题 ，80年代 的研究认 为当季施 K无 效 。1991～1994年 带状间作 定位 试验发
现 ，施 K肥第 2年表 现 出增产效 应 ，为此 ，1994～1997年对 富 K 土壤 连续 4年 的定位研 究发 现 ，带 状间作
施 K肥有一定增 产效应 ，且连续 l8年的长期 定 位试 验 发 现 ，连续 轮作 7年 后施 K 表现 出不稳 定 的增 产效
应 ，增施土粪 只能推迟 K效应 的时限 。
l 试验 材 料 与 方 法
试验在张掖地 区农业科学研 究所试验场进 行 ，供试土壤 为灌 漠土 ，质地 中壤 ，带 田短期 定位 斌验 (1994～
1997年 )0～40cm土 层 土壤 缓 效 钾 1076mg／kg、速 效 钾 169mg／kg。单 作 定 位 轮作 试 验 (1982～1999年 )前
0～20cm土层 土壤速效钾平 均为 l10mg／kg。两试 验地 相邻地块 定点定 位进行 ，设 计为对 照 (CK)，施 NP肥 ，
施 NPK肥 ，施土粪 +NP(MNP)肥 ，施 土粪 +NPK(MNPK)肥 ，试验 重复 3次 ，小 区面积 33．3m 。 田间 随机
区组 ，区 间 均 筑 永 久 性 地 埂 。带 田施 K 素 124kg／hm ，轮 作 小 麦 田施 K49．8～75kg／hm。，轮 作 玉 米 田施
Kl00～187kg／hm 。施土 粪 (厩肥 )均 为 60～70t／hm ，土 粪含 速 效 钾 1097～ 1773mg／kg，K 肥 品种 前 期 为
K，sOJ，后期为 KCI。试验均在充 足 的 N、P化肥 底肥上 进行 ，带 田施 N、P素为 750kg／hm 和 131kg／hm ，轮
作小麦 田施 N、P素 120～180kg／hm 和 26．2～39．1kg／hm 。轮作 玉 米 田施 N、P索 为 240～450kg／hm 和
* 甘肃 省农业 科学 院资 助项 目
收稿 日期 ：2001—12-28 改 回 t期 ：2002—02—28
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第 3期 索东让等 ：河西走廊富钾土壤钾肥效应及钾素平衡的长期定位研究
52．4～98．2kg／hm 。作物按小区单收单打分别计籽粒及生物学产量 ，成熟期取植物样分析含 K量 ，每年收
后 测定 0～20cm 或 0～40cm 土层 土壤含 K量 。定 位轮作试验 均按 3年一轮 作周期 汇总产量 、吸 K 量 ，土壤
含 K量 为每周期平 均值 。
2 结果与分析
2．1 K肥 增产 效 果
带 田定位 连作 产 量表 明 (见 表 1)，施 化学K肥 当年平 均增 产 17．0％ ，第 4年 增 产20．3％ ；在 土粪 基础 上
表 l 定 位试 验 施 K 效应 产 量
Tab l Production of long—potassium fertilizer effect
*轮 作 m J” 量 为 3年 半 均 值 ：
施化学 K 肥增产时 限推 迟 2年 ，第
3、4年平 均增 产 15．9％和 21．3％ ，
这说 明 在集 约 化 较 高 的农 田结 构
中提 高 带 田作 物 产 量 还 需 增 施 化
学 K 肥 。小 麦 、玉 米轮 作 产 量 (见
表 2)表 明 ，不补充任何 K素 的条件
下连续轮作 种植 ，土壤 K素 能保 证
2个轮作 周期 (6年 )的作物 K 营养
平衡 ，第 3轮 作 周 期 表 现 出 平 均
5．5％的施 K 效 应 ，第 5轮 作 周 期
增效达 到 14．6tJ／n的显著 程度 ，且 增
表 2 K素 投 入产 出状 况
Tab 2 Pota~ium changes of input and output
处 理 K素变 化 Potassium changes
Treatments 1994～ 1997带 田／kg-hm 1982～1999轮作 田／kg·hm ：
Strip fields from 1 994 tO 1 997 Rotated fields from 1 994 to 1 997
总投人 作物携带 平衡值 年均亏缺 总投入 作物携带 平衡值 年均亏缺
Total inpu* Crop bring Balance value Average deficit Total inpu* Crop bring Balance value A、erage defici
in a year in a year
效随试验 历史 的延 长而增加 。土粪增产效 果高 于化学 K肥 ，第 3～6周期 平均 增产 10．3％ ～30．7％。同样
施用量 的化学 K肥与 土粪配合施 用增产效果 高于这二者单施 效应 ，除第 3轮作 周期外 ，第 4～6轮作周期平
表3 定位带田连作土壤 K素变化 均增 产 16．7％ ～37．4 J／n。轮 作 方 式 下 土 粪增 效
Tab．3 Potassiun1 changes of long—fertilizer continuous plantation
soil in strip field
优于化学 K肥 的原 因可能 与 土粪养 分全 面 ，不但
提供 K 素 ，也 能 供 给作 物 中 、微 量 元 素 有 关 。
长期定 位 试 验施 K 效 应结 果证 明过 去 短期试 验
得出的富 K地 区无需 施 K 的结论 不科 学 ，连续轮
作试 验虽耗 K程 度小 于带 田 ，但如 不注 意 逐年 补
充 K素，仅依赖土壤母质 K素提供作物 K营养 ，
则将 导致 土壤 K 素限制作物 的产量 。
2．2 土壤 K素收支平衡状况
该 区土壤 K 素 含 量 较 丰 富 ，若 管理 不 善 ，K
素库长期处 于亏缺状 态 ，则 不能 维持 和提 高 K 素
肥力 。许 多研究者从 宏观上进行 的养 分平衡状 况
分析 发现 ，K 素总是 亏缺的 。而 本项 研究进行 的短期 、长期 定位试 验结 果可 提供较 准 确 的养分 收支状 况 ，连
续 4年 带 田定 位 试 验 表 明 (见 表 3)，不 施 K 条 件 下 土 壤 K 库 作 物 携 带 消 耗 1616．8kg／hm ，年 均 亏 缺
404．2kg／hm ；而施 K 补充 了土 壤 K 素 ，相 应促 进 了作 物 携 带 量 ，年施 化 肥 K 素 124kg／hm 时 ，年 均 亏 缺
335．7kg／hm 。土粪处理 年均亏缺 335．5kg／hm ，二者相 当。等量土粪 与化肥 K素 配合 施用 ，亏 缺额 有所 减
少 ，年均 亏 缺268．0kg／hm 。小麦 、玉米 轮 作长 期定 位试 验 结果 (见表 4)表 明 ，土壤 K素库 同样 处 于 亏缺 状
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92 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l0卷
表 4 定位轮作土壤速效钾变化
Tab．4 Available K changes of long—fertilizer rotated soil
处 理 土壤N~ ／mg·kg一 Soil available K 增 减
Treatrrlents 1 982——1 984 1985——1987 1988——1990 1991——1993 1 994——1996 Increasing
8O
62
1O6
168
22l
* 表 中数据 为轮作 周期 平均 值 。
态 ，不 施 任 何 K 肥 时 平 均 亏 缺
147．6kg／hm 。施 K 明显 减 少 亏 缺 幅
度 ，施 化 学 K 肥 时 l8年 平 均 亏 缺
97．4kg／hm ，比未 施 K 处 理平 均 减少
50．2kg／hm。。施土粪年 亏缺 量平 均 为
135kg／hm ，比未 施 K 处 理 平 均 减 少
12．6kg／hm 。土粪 与化学 K肥配施增
加 了投 入 量 ，年 均 亏 缺 76．5kg／hm 。
从平 均 亏缺 量 比较 ，土 粪 与化学 K肥
配施 亏缺额最小 ，说 明河 西地 区依靠 土 粪归 还 K 素 是远 远不 足 的 ，必 须增 施 化学 K 肥 。带 田栽 培耗 K强
烈 ，不施 K肥 时是长期轮 作的 2．74倍 ，施 K肥时是轮作 的 3．5倍 ，这是带 田作物施 K 明显增 效的原 因。
2．3 土壤 K素变化
K素 的收支状况直接影 响土壤 K素肥力 的增减 ，该 区土壤 K库 是 负平衡 发 展 ，亏缺部 分靠 消耗 土壤母
质 K素提供 ，必然导致土壤 K素 的下 降。定位 带 田连作 4年后 未施 K处理缓效 钾年均减少 109mg／kg，速效
钾年均减少 17mg／kg；施化 学 K肥或土粪缓 冲 了减少 速率 ，缓 效钾 年 均减少 47～59mg／kg，速效 钾年 均 降低
5．8～7．5mg／kg。土粪 与化学 K肥配施 K素 的变 化方 向因形态 不同而异 ，缓效钾呈 降低 趋势 ，而速效钾呈增
加趋势 ，分别年均增减 llmg和 14mg，平 均减 少 3mg。土壤缓 效 钾 消耗 大 于速效 钾 ，是 速效 钾 的 6．5～8．2
倍 。定位轮作 l8年后 未施 K处理 的速效 钾 比第 l周期 平均 值减少 3lmg／kg，年均减 少 2．6mg，单施 化学 K
肥年 均减少 2．1mg；土粪处理速效 钾前期是 消耗 ，后期 是增 加 ，二者 配合 施用 速效钾 则 呈增加 趋势 。增施 K
肥处理速效 钾增 势与上述 土壤 K库收支 负平衡 是 矛盾 的 ，其原 因是 作 物不但 消 耗速效 钾 ，且 消耗大 量 的缓
效钾 ，而缓效钾消耗量大于速效钾消耗量，轮作试验未分析缓效钾，这从带田试验的增减动态可知。
3 小 结与 讨 论
河西走廊土壤 K素肥力较高 ，20世纪 80～90年代一季性试验均认为当季施 K无效 ，而这只是表面现
象 。本项 定位轮作试验 表明施 K无效 的概念是相对 的 ，施 K效 应受 多种 因素 的影响 ，如 l季单 作 表现不 出
K肥增产效 应 ，而高 度集约化栽 培方式——带 状间作增 加 了单位 面积作 物密度 ，相对 提高 了 K吸 收效 率 ，在
需 K最大 时期造 成供 K 不足 的效应 ，K肥表 现 出可观 的增 产效 果 。土粪 只能推迟 K肥 显效 的时限 。秸 秆
养畜 ，以土粪形 式归还土壤 是河西地 区长期 以来唯 一的人 为补 K措 施 ，其归还量远远小 于作物携带 K量 ，土
壤 K素收支长期处于亏损状态。作物需 K亏缺部分主要靠不断地耗竭土壤母质 K素供应，使土壤含 K量
不断下降，农 田集约化程度越高 ，产量越高 ，K素养分减少速率越快 ，施入化学 K肥是抑制土壤 K素肥力耗
竭 的必要措施 。本试验设计 的化学 K素投入 量为 124kg／hm ，土粪用 量 为 75t／hm ，二者 结合施 用 尚不能平
衡 土壤 K素 ，若 平衡土壤 K素需 大幅度提高化 学 K素投入量 ，但增 加生产 成本 ，农 民 尚无 力接受 ，而通 过减
少作 物生产量 降低 作物携 K量是不 符合 国情 的 。应在充 分挖 掘有 机 肥资 源的基 础上 连年 不问 断地增 施一
定 量的化学 K肥 ，抑制土壤 K 素肥力下 降的速率 ，从而使 土壤 K素肥力 在较长 时期 内不致 成为限制 产量 的
因素
参 考 文 献
1 金绍龄等 甘肃省主要农作物适宜氮磷肥用量及配合比例研究 中国化肥使用研究．北京 ：北京科学技术出版社 ，1980 349～360
2 金绍龄，李 隆 ，张丽慧等．小麦／玉米带田土壤肥力变化及培肥 西北农业大学学报，1996(5)：49～54
3 芦满济，祁国元 ，芦 目标 绿洲潮士的锌、钼、铜肥效及钼 、铜对锌肥效果的影响 土壤肥料 ，1987(4)：21～23
4 沈善 敏主 编 中国土壤 肥力 北京 ：中国农业 出版社 ，1998 274～336
K

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