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Effects of Nitrogen and Potassium Fertilizers Application on Annual Yield and Economic Effect in Rotation of Rice and Wheat

氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响


To


全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(12): 2262−2271 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118600)和国家公益性行业(农业)科研专项(201103003和 201203013)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 郭世伟, E-mail: sguo@njau.edu.cn, Tel: 025-84396393
第一作者联系方式: E-mail: jiuxinguo@sina.com
Received(收稿日期): 2013-03-05; Accepted(接受日期): 2013-07-25; Published online(网络出版日期): 2013-09-29.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130929.1536.006.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.02262
氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响
郭九信 1 冯绪猛 1 胡香玉 1 田广丽 1 王 伟 1 陈 健 2 刘 田 2
艾山江·赛衣丁 1,3 郭世伟 1,*
1南京农业大学资源与环境科学学院, 江苏南京 210095; 2如皋市农业科学研究所, 江苏南通 226575; 3克州农业技术推广中心, 新疆
克州 845350
摘 要: 为探明优化施氮量与高施氮量下不同钾肥施用处理对稻麦周年产量及效益的影响。本试验于 2010 年 5 月至
2011年 7月在江苏省如皋市农业科学研究所试验基地的田间稻麦轮作条件下, 对常规粳稻品种镇稻 11和春性中筋品种
扬麦 16设置了 2个氮肥用量下不同钾肥用量及施用方法处理, 测定稻麦周年的产量和组成因子, 成熟期不同器官的氮、
钾浓度和累积量, 氮、钾利用效率及经济效益。试验结果表明, 钾肥的施用显著提高了周年稻麦的产量, 同时提高了稻
麦的有效穗数、穗粒数和结实率, 钾肥的利用效率和经济效益。稻麦周年钾肥(K2O)的偏生产力(PFP)、农学效率(AE)、
回收利用率(RE)和经济效益均以周年钾肥(K2O)土壤施用 150 kg hm−2 + 叶面喷施 16.2 kg hm−2 (KS150 + KF16.2)处理最高。
氮肥用量的结果表明, 相对于优化施氮量, 高施氮量有利于提高水稻的氮素营养而增产, 但对稻麦周年产量的影响不显著,
且优化施氮量的氮肥利用效率及经济效益均高于高施氮量。因此, 综合考虑土壤环境因素、经济效益和肥料资源管理, 本
地区最佳氮肥(N)用量为水稻 200 kg hm−2, 小麦 180 kg hm−2; 最佳钾肥(K2O)用量及方法为水稻土壤施用 90 kg hm−2 + 叶
面喷施 9.7 kg hm−2 (KS90 + KF9.7), 小麦土壤施用 60 kg hm−2 + 叶面喷施 6.5 kg hm−2 (KS60 + KF6.5)。
关键词: 水稻; 小麦; 氮; 钾; 产量; 利用率; 经济效益
Effects of Nitrogen and Potassium Fertilizers Application on Annual Yield and
Economic Effect in Rotation of Rice and Wheat
GUO Jiu-Xin1, FENG Xu-Meng1, HU Xiang-Yu1, TIAN Guang-Li1, WANG Wei1, CHEN Jian2, LIU Tian2,
SAIYIDING Hasanjan1,3, and GUO Shi-Wei1,*
1 College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Institute of Agriculture Science Re-
search, Rugao County, Nantong 226575, China; 3 Agriculture Extension Center of Kezhou City, Kezhou 845350, China
Abstract: To evaluate the effects of different potassium (K) fertilizer application methods with optimal and high nitrogen (N) fertil-
izer rates on the annual yield and the economic effect of rice and wheat rotation. We conducted a field experiment with rice-wheat
rotation in 2010–2011 at Institute of Agriculture Science Research at Rugao County, Jiangsu Province. The rice cultivar “Zhendao 11”
(a normal japonica variety) and the wheat cultivar “Yangmai 16” (a spring mid-gluten variety) were used to determine the yield and
its components, the N, K concentrations and accumulations , and N, K2O use efficiencies in individual organs at maturity stage. The
results showed that application of K fertilizer could improve the annual grain yield of rice and wheat due to the increase of effective
panicles, the number of grains per panicle and ripened grains. The annual grain yield of rice and wheat was significantly different
among different treatments of K2O fertilizer application, and application of K could increase the K2O fertilizer use efficiency and the
economic effect. The highest partial factor productivity (PFP), agronomic efficiency (AE), the recovery efficiency (RE) and the eco-
nomic effect of the K2O fertilizer were all obtained in the treatment applying 150 kg ha−1 in soil and 16.2 kg ha−1 by foliar spray
(KS150+KF16.2). The high N rate significantly enhanced the yield of rice resulting from improving crop N nutrition level. But the
annual grain yield of rice and wheat was not significantly different between treatment of the different N rates, and the high N fer-
tilizer rate could result in optimal N fertilizer use efficiency and economic effect. Combined with the soil environment, economic
effect, and fertilizer resource management, these results suggested that optimal N rate should be 200 kg ha−1 for rice and 180 kg ha−1
for wheat, and the optimal K2O application regime should be 90 kg ha−1 in soil plus 9.7 kg ha−1 by foliar spray (KS90+KF9.7) for
第 12期 郭九信等: 氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响 2263


rice and 60 kg ha−1 in soil plus 6.5 kg ha−1 by foliar spray (KS60+KF6.5) for wheat in the experiment area.
Keywords: Rice; Wheat; Nitrogen; Potassium; Yield; Use efficiency; Economic efficiency
粮食的稳定增产对保障国家粮食安全起基础作用。肥
料的施用为粮食增产做出了巨大的贡献 , 随着高产作物
品种的应用 , 氮磷钾施用量的逐渐增加以及有机肥投入
的减少 , 显示出氮钾等养分的过量供应与不合理的肥料
运筹, 这不仅在一定程度上限制了作物产量的提高, 而且
增加了肥料的投入成本, 降低了肥料的利用效率, 影响了
经济效益[1-2]。有文献报道, 中国稻田氮肥吸收利用率为
30%~35%, 江苏省水稻的氮肥吸收利用率仅 19.9%, 显著
低于全国平均水平 [3-4], 这主要是氮肥过量所致, 且氮肥
的过量施用直接和间接地导致了一系列的环境问题 , 如
太湖流域的农业面源污染[3,5]。近些年, 最佳养分管理技
术的应用已取得了明显的节氮增产效果[4,6]。另外, 我国
是一个钾矿资源非常贫乏的国家, 其钾矿基础储量、产量
及可采年度均只占世界的 2.5%、2.1%、4.4%, 大量的钾
肥依赖于进口 , 但钾肥的施用量有逐渐增加趋势且习惯
于一次性作基肥施用, 这显著降低了钾肥的利用效率[7]。
有文献报道[8-9], 钾肥的分次施用或在作物关键的生长时
期叶面喷施, 可明显提高作物的产量和肥料利用率。因此,
科学合理施用氮钾肥是提高粮食产量和品质、维持农田氮
钾平衡、保障土壤可持续利用的有效途径。江苏省是中国
的重要稻麦产区之一, 以稻麦轮作生态系统为主, 但关于
稻麦作物周年对氮、钾营养的吸收、累积、利用效率和经
济效益分析的研究尚未见报道。为此, 本研究于田间试验
条件下通过合理运筹肥料, 探讨稻麦周年氮、钾利用效率
及经济效益, 为合理氮钾用量(减氮控钾)及钾肥施用方式
(土施减钾+喷施补钾)以稳产增产和增加肥料利用效率及
经济效益提供理论与实践参考。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
江苏省如皋市农业科学研究所试验田 (32.44o N,
120.49o E)为常规稻麦轮作生态系统, 供试土壤为由江淮
冲积物形成的薄层高沙土[10], 地力均匀, 耕层土壤 pH 7.54,
含有机质 14.49 g kg−1、全氮 1.52 g kg−1、有效磷 8.40 mg kg−1、
速效钾 52.25 mg kg−1。根据第二次全国土壤普查的结果,
该试验点属于土壤速效钾含量较低的区域[11]。
1.2 供试材料与试验设计
选用水稻常规早熟晚粳稻品种镇稻 11 和小麦春性中
熟中筋品种扬麦 16。
采用裂区设计, 设置施氮量与施钾方法二因素, 施氮
量为主区, 设优化施氮量(专家推荐用量, 水稻 200 kg hm−2,
小麦 180 kg hm−2; Optimal, O)和高施氮量(农户习惯用量,
稻麦均为 300 kg hm−2; High, H) 2个用量水平。施 K方法
为副区, 分别为对照(不施 K)、KS (土壤施用, 水稻施 K2O为
135 kg hm−2和 90 kg hm−2两个水平; 小麦施K2O为 90 kg hm−2
和 60 kg hm−2两个水平)、KS+KF (在土壤 K正常施用的基
础上叶面喷施, 分别在孕穗中期和灌浆初期, 喷洒浓度为
1% K2SO4溶液)。各处理重复 3次。较高的氮、钾用量均
为农户习惯施肥量, 较低的氮、钾用量均为优化施肥量。
小区面积 3 m × 10 m = 30 m2, 每个小区均单设进、排水口,
小区间田埂用防水布覆盖, 隔离防渗, 四周设保护行。水稻
育秧 30 d 后(2010 年 6 月 25 日)移栽, 种植密度为每公顷
25.5×104穴, 每穴定植 2株, 株行距为 28 cm×14 cm。小麦于
2010 年 11 月 10 日 , 条播 , 行距为 25 cm, 播种量为
150 kg hm−2。水稻氮钾处理小区与小麦氮钾处理小区
一一对应 , 全生育期均用当地习惯田间管理方式。
氮、磷、钾肥种类为尿素、过磷酸钙、氯化钾。其
中水稻设纯氮 200 kg hm−2和 300 kg hm−2两个水平; 小麦
设纯氮 180 kg hm−2和 300 kg hm−2两个水平。水稻氮肥分
3次施用, 即 40%基肥, 30%分蘖肥和 30%拔节孕穗肥; 小
麦氮肥分 2 次施用, 即 1/3 基肥, 2/3 拔节孕穗肥。磷肥
(P2O5 75 kg hm−2)、钾肥(水稻K2O 135 kg hm−2, 90 kg hm−2;
小麦 K2O 90 kg hm−2, 60 kg hm−2)均做基肥于移栽前一次
性施入; 于无风的晴天傍晚叶面喷施 1% K2SO4, 水稻每
次喷施量为 900 L hm−2, 2次喷施累计K2O 9.7 kg hm−2; 小
麦每次喷施量为 600 L hm−2, 2次累计 K2O 6.2 kg hm−2, 喷
施同时添加 0.01%表面活性剂(吐温 20), 对照喷施相当量
的自来水。
1.3 测定项目与方法
水稻成熟后, 在每个小区采集长势一致的 3 穴植株的
地上部, 小麦成熟期在各小区取代表性植株 30 株, 分叶
片、茎鞘和穗三部分, 洗净后于 105℃杀青 30 min, 75℃
烘至恒重。冷却后称重各器官重量, 并根据取样穴数或株
数、穗数或基本苗数计算每公顷该器官重量, 用于计算总
生物量和氮钾的总累积量。用不锈钢样品粉碎机粉碎样品
后, 用于养分含量测定。
1.3.1 产量及其构成因素 从水稻每小区随机调查 30
穴植株的穗数, 并随机选其中 30株, 测定穗粒数、千粒重
等; 从小麦各小区选取代表性的 30株, 测定穗粒数、千粒
重等。各取 5 m2样方测定稻麦实际产量。
1.3.2 植株养分含量的测定 采用浓 H2SO4-H2O2法消
煮提取 , 全自动连续流动分析仪 (AA3, BRAN-LuEBBE,
德国)测定全氮; 火焰光度计(FP6410, 上海精密科学仪器
厂, 中国)测定全钾。标准样品来自环境保护部标准样品
研究所。
1.3.3 肥料利用率计算方法 氮(钾)肥偏生产力(PFP,
kg kg−1) = 作物产量/作物施氮(钾)量; 氮(钾)肥农学利用
率(AE, kg kg−1) = [施氮(钾)区作物产量 − 空白区作物产
量]/作物施氮(钾)量; 氮(钾)肥吸收利用率(RE, %) = [施氮
(钾)区作物吸氮(钾)量 − 空白区作物吸氮(钾)量]/作物施
2264 作 物 学 报 第 39卷

氮(钾)量[12]。
1.4 数据处理与分析
采用Microsoft Excel 2010和 SAS9.0分析软件对数据
进行统计、作图和方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理下稻麦地上部干物质量及产量变化
由表 1可知, 氮肥用量对稻麦的生物量生产的影响差
异明显 , 高施氮处理的水稻植株各部位的生物量显著高
于优化施氮处理, 高氮下的不同钾肥处理平均叶、茎、穗
及总体生物量分别较优化施氮处理高 16.7%、11.7%、
11.8%和 12.6%。对于小麦, 虽然高氮下的平均叶、茎、
穗及总体生物量分别比优化施氮增加 9.5%、2.3%、6.1%
和 5.2%, 但差异不显著。另外, 相对于对照, 不同钾肥水
平及施用方法处理的成熟期稻麦生物量均有所增加 , 但
同一施氮量下不同钾肥施用处理之间并没有显著的差异。

表 1 不同处理的稻麦地上部干物质量
Table 1 Aboveground biomass of rice and wheat in different treatments (kg hm−2)
作物
Crop
氮肥用量
N rate
处理
Treatment
叶片
Leaf
茎鞘
Stem

Panicle
总体
Total
对照 Control 2327 a 4551 b 8165 a 15043 a
KS135 2543 a 5183 a 8380 a 16106 a
KS135+KF9.7 2438 a 4867 a 8176 a 15480 a
KS90+KF9.7 2492 a 4965 a 7934 a 15392 a
优化用量
Optimal N
(200 kg hm−2)
平均 Average 2450 B 4892 B 8164 B 15505 B
对照 Control 2637 a 5033 b 8775 a 16445 a
KS135 2813 a 5317 ab 9056 a 17186 a
KS135+KF9.7 2940 a 5557 ab 9213 a 17710 a
KS90+KF9.7 3044 a 5942 a 9478 a 18464 a
水稻
Rice
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 2858 A 5462 A 9130 A 17451 A
对照 Control 535 b 2836 b 6347 b 9717 b
KS90 716 a 3549 a 7477 a 11742 a
KS90+KF6.5 742 a 3624 a 7543 a 11909 a
KS60+KF6.5 695 a 3500 a 7408 a 11604 a
优化用量
Optimal N
(180 kg hm−2)
平均 Average 672 A 3377 A 7194 A 11243 A
对照 Control 536 c 2862 b 6578 b 9976 c
KS90 811 ab 3597 a 7800 a 12208 ab
KS90+KF6.5 897 a 3797 a 8404 a 13099 a
KS60+KF6.5 700 b 3565 a 7749 a 12014 b
小麦
Wheat
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 736 A 3455 A 7633 A 11824 A
对照: 不施 K2O; KS135: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2; KS135+KF9.7: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90+KF9.7:
土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2; KS90+KF6.5: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷
施 K2O 6.5 kg hm−2; KS60+KF6.5: 土壤施用 K2O 60 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 6.5 kg hm−2。标以不同小写字母的值表示同一氮肥用量下不
同钾肥处理间在 0.05水平上差异显著, 标以不同大写字母的值表示同一作物不同氮肥用量间在 0.05水平上差异显著。
Control: K2O free; KS135: 135 kg hm−2 K2O of soil application; KS135+KF9.7: 135 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of
foliar spray; KS90+KF9.7: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS90: 90 kg hm−2 K2O of soil application;
KS90+KF6.5: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS60+KF6.5: 60 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2
K2O of foliar spray. Values followed by different small letters in the same N rate are significantly different at 0.05 probability level between
different K2O treatments. Values followed by different capital letters in the same crop are significantly different at 0.05 probability level
between different N rate treatments.

从表 2 可以看出, 在不同钾肥处理下, 氮肥用量对稻
麦作物的产量及构成因素的影响不同, 总体而言, 高施氮
量较优化施氮量有利于提高稻麦的产量及构成因素 , 其
中, 施氮水平对水稻产量的影响达到显著水平, 而对小麦
的影响不显著, 由此说明在优化施氮水平的基础上, 增施
氮肥对水稻有明显的增产效应, 这与表 1中不同氮肥用量
下稻麦作物的生物量差异一致。另外, 同一氮肥用量下,
不同钾肥处理对稻麦的产量及构成因素均有一定的影响,
且各处理稻麦的穗数、每穗粒数和结实率相对于对照都有
增加的趋势, 其中, 小麦季不同钾肥处理间产量及其组成
的差异较水稻更为明显, 达到显著水平, 而水稻季不同钾
肥处理之间差异不显著。
第 12期 郭九信等: 氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响 2265


表 2 不同处理对水稻和小麦的产量及其构成的影响
Table 2 Effect of different treatments on grain yields and their components of rice and wheat
作物
Crop
氮肥用量
N rate
处理
Treatment
穗数
No. of panicles
(×104 hm−2)
每穗粒数
Grains per panicle
结实率
Seed setting rate
(%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
实际产量
Grain yield
(kg hm−2)
对照 Control 253.9 a 127.6 a 91.7 a 25.4 a 7586 a
KS135 260.5 a 136.4 a 92.0 a 26.4 a 7777 a
KS135+KF9.7 260.1 a 133.0 a 94.2 a 26.7 a 7829 a
KS90+KF9.7 265.2 a 134.3 a 92.0 a 25.6 a 7844 a
优化用量
Optimal N
(200 kg hm−2)
平均 Average 259.9 A 132.8 A 92.4 A 26.1 A 7759 B
对照 Control 259.4 b 130.9 a 91.9 a 25.8 a 8253 a
KS135 267.3 ab 141.5 a 93.0 a 25.9 a 8494 a
KS135+KF9.7 269.0 ab 145.6 a 93.4 a 25.9 a 8572 a
KS90+KF9.7 271.2 a 140.7 a 93.1 a 25.5 a 8454 a
水稻
Rice
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 266.7 A 139.7 A 92.9 A 25.8 A 8402 A
对照 Control 331.4 b 39.3 a — 40.4 a 4704 b
KS90 380.2 a 42.2 a — 41.5 a 5269 a
KS90+KF6.5 383.9 a 42.4 a — 41.0 a 5627 a
KS60+KF6.5 381.4 a 42.4 a — 41.6 a 5413 a
优化用量
Optimal N
(180 kg hm−2)
平均 Average 369.2 A 41.6 A — 41.1 A 5253 A
对照 Control 349.8 b 39.9 b — 41.5 a 4840 b
KS90 391.4 a 43.1 ab — 42.2 a 5470 a
KS90+KF6.5 399.4 a 43.6 a — 41.9 a 5950 a
KS60+KF6.5 396.0 a 43.3 a — 42.2 a 5856 a
小麦
Wheat
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 384.2 A 42.5 A — 41.9 A 5529 A
对照: 不施 K2O; KS135: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2; KS135+KF9.7: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90+KF9.7:
土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2; KS90+KF6.5: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷
施 K2O 6.5 kg hm−2; KS60+KF6.5: 土壤施用 K2O 60 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 6.5 kg hm−2。 标以不同小写字母的值表示同一氮肥用量下
不同钾肥处理间在 0.05水平上差异显著, 标以不同大写字母的值表示同一作物不同氮肥用量间在 0.05水平上差异显著。
Control: K2O free; KS135: 135 kg hm−2 K2O of soil application; KS135+KF9.7: 135 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of
foliar spray; KS90+KF9.7: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS90: 90 kg hm−2 K2O of soil application;
KS90+KF6.5: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS60+KF6.5: 60 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2
K2O of foliar spray. Values followed by different small letters in the same N rate are significantly different at 0.05 probability level between
different K2O treatments. Values followed by different capital letters in the same crop are significantly different at 0.05 probability level
between different N rate treatments.

2.2 不同处理下稻麦地上部不同部位 N、K 浓度及累积
量的变化
由表 3可知, 不同氮肥用量对稻麦作物成熟期不同部
位的氮浓度和氮累积量存在显著的影响 , 水稻均是高施
氮量显著高于优化施氮量; 小麦的氮浓度均是高施氮量
显著高于优化施氮量, 而氮累积量除茎鞘外, 叶片、穗和
总氮累积量在不同氮肥用量下差异不显著 , 这可能是稻
麦作物在高氮下生物量及产量增加的氮营养生理效应。成
熟期稻麦作物不同部位氮浓度均为穗>叶片>茎鞘, 不同
部位氮累积量均为穗>茎鞘>叶片。同一氮肥用量下, 不同
钾肥处理间稻麦成熟期各部位氮浓度和累积量差异不显
著。不同作物间, 小麦穗氮浓度、穗氮累积量和总氮累积
量均高于水稻 , 而水稻的叶片和茎鞘的氮浓度和累积量
均高于小麦。
由表 4可知, 不同氮肥用量下, 成熟期稻麦不同部位
的钾浓度差异不显著。但不同氮肥用量对水稻和小麦在成
熟期不同部位的钾浓度所表现的趋势不一致 , 其中水稻
叶片和茎鞘均是优化施氮高于高氮, 而小麦则相反, 叶片
和茎鞘均是高氮高于优化施氮。水稻和小麦的穗钾浓度在
不同氮肥用量下表现一致, 均为高氮低于优化施氮, 这可
能与高氮下稻麦作物产量的提高而形成的稀释效应有关。
同一氮肥用量下 , 不同钾肥处理的成熟期稻麦不同部位
的钾浓度存在明显的差异。相对于对照, 施钾处理能显著
提高稻麦植株各部位中的钾浓度 , 但不同施钾处理之间
差异不显著。总体而言, 成熟期水稻和小麦不同部位钾浓
度表现一致 , 均为茎鞘>叶片>穗 , 水稻各部位钾浓度均
表现为 KS135+KF9.7 > KS90+KF9.7 > KS135 >对照, 小麦则为
KS90+KF6.5 > KS60+KF6.5 > KS90 >对照, 这表明叶面喷施钾
肥有利于提高钾肥的利用率, 降低钾肥的施用量, 提高经
济效益。水稻和小麦的茎鞘和穗部钾浓度相当, 而小麦的
叶片钾浓度显著高于水稻约 2.5倍左右。
钾素积累指的是作物吸收钾素养分的绝对量。从表 4
可以看出, 虽然不同氮肥用量对水稻和小麦钾累积量的
影响没有显著的差异, 但高施氮量下稻麦各部位的钾累
积量均要高于优化施氮量, 这可能与本试验高氮较优化
施氮有利于提高稻麦干物质量的生产有关。不同钾肥处理
的稻麦植株中钾累积量与其钾浓度所表现的趋势一致。相
对于对照, 施钾处理能显著提高稻麦植株各部位的钾累
2266 作 物 学 报 第 39卷

表 3 不同处理对成熟期水稻和小麦不同部位氮浓度和氮累积量的影响
Table 3 Effects of different treatments on N concentration and accumulation in individual organ of rice and wheat at maturity stage
氮浓度 N concentration (mg g−1) 氮累积量 N accumulation (kg hm−2)
作物
Crop
氮肥用量
N rate
处理
Treatment 叶片
Leaf
茎鞘
Stem

Panicle
叶片
Leaf
茎鞘
Stem

Panicle
总体
Total
对照 Control 9.5 a 6.2 a 10.4 a 22.1 a 28.3 a 84.8 a 135.2 a
KS135 9.1 a 6.5 a 10.8 a 22.5 a 32.4 a 89.5 a 144.5 a
KS135+KF9.7 9.3 a 6.2 a 10.5 a 23.3 a 31.0 a 86.7 a 141.0 a
KS90+KF9.7 9.1 a 6.4 a 10.9 a 22.5 a 31.6 a 86.4 a 140.5 a
优化用量
Optimal N
(200 kg hm−2)
平均 Average 9.2 B 6.3 B 10.6 B 22.6 B 30.8 B 86.9 B 140.3 B
对照 Control 10.8 a 8.0 a 11.3 a 28.4 a 40.4 a 99.4 a 168.3 a
KS135 11.6 a 7.6 a 11.1 a 32.4 a 40.5 a 100.8 a 173.7 a
KS135+KF9.7 11.2 a 7.7 a 11.1 a 33.0 a 42.5 a 102.3 a 177.9 a
KS90+KF9.7 11.3 a 7.3 ab 10.8 a 34.5 a 43.4 a 102.2 a 180.1 a
水稻
Rice
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 11.2 A 7.7 A 11.1 A 32.1 A 41.7 A 101.2 A 175.0 A
对照 Control 8.6 a 2.6 a 23.2 a 4.5 b 7.3 b 145.6 b 157.4 b
KS90 8.9 a 2.7 a 23.9 a 6.2 a 9.6 a 178.5 a 194.4 a
KS90+KF6.5 8.9 a 2.9 a 24.7 a 6.6 a 10.3 a 184.6 a 201.5 a
KS60+KF6.5 8.6 a 2.8 a 24.5 a 6.0 a 9.9 a 181.2 a 197.1 a
优化用量
Optimal N
(180 kg hm−2)
平均 Average 8.7 B 2.8 B 24.0 B 5.8 A 9.3 B 172.5 A 187.6 A
对照 Control 9.6 a 3.4 a 25.8 a 5.2 b 9.6 b 169.2 b 184.0 b
KS90 9.9 a 3.5 a 27.0 a 8.0 a 12.6 a 210.3 a 230.9 a
KS90+KF6.5 9.9 a 3.5 a 26.4 a 8.8 a 13.4 a 221.0 a 243.3 a
KS60+KF6.5 9.7 a 3.6 a 27.6 a 6.8 ab 12.7 a 213.3 a 232.8 a
小麦
Wheat
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 9.8 A 3.5 A 26.7 A 7.2 A 12.1 A 203.5 A 222.8 A
对照: 不施K2O; KS135: 土壤施用K2O 135 kg hm−2; KS135+KF9.7: 土壤施用K2O 135 kg hm−2 + 叶面喷施K2O 9.7 kg hm−2; KS90+KF9.7:
土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2; KS90+KF6.5: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷
施 K2O 6.5 kg hm−2; KS60+KF6.5: 土壤施用 K2O 60 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 6.5 kg hm−2。标以不同小写字母的值表示同一氮肥用量下不
同钾肥处理间在 0.05水平上差异显著, 标以不同大写字母的值表示同一作物不同氮肥用量间在 0.05水平上差异显著。
Control: K2O free; KS135: 135 kg hm−2 K2O of soil application; KS135+KF9.7: 135 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of
foliar spray; KS90+KF9.7: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS90: 90 kg hm−2 K2O of soil application;
KS90+KF6.5: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS60+KF6.5: 60 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2
K2O of foliar spray. Values followed by different small letters in the same N rate are significantly different at 0.05 probability level between
different K2O treatments. Values followed by different capital letters in the same crop are significantly different at 0.05 probability level
between different N rate treatments.

积量, 但不同施钾处理之间差异不显著。总体而言, 成熟
时水稻和小麦的钾累积量, 均为茎鞘>穗>叶片。其中, 水
稻茎鞘 K 累积量与叶片、穗和总体钾累积量的比值在优
化施氮下分别为 6.34、3.42 和 0.6893, 在高氮下分别为
6.18、3.56和 0.6931; 而小麦在优化施氮下分别为 6.14、
2.91和 0.6639, 高氮下分别为 5.77、3.15和 0.6711, 这表
明茎鞘可能是稻麦植株钾的贮藏库。水稻钾累积量表现为
KS135+KF9.7>KS90+KF9.7≈KS135>对照, 而小麦为 KS90+KF6.5>
KS60+ KF6.5≈KS90>对照, 且水稻各部位钾的累积量都明显
高于小麦植株。
2.3 不同处理对稻麦钾肥(K2O)利用效率的影响
从表 5可以看出, 不同施氮量对稻麦周年K2O的利用
效率存在一定的影响, 水稻季和稻麦周年 K2O 的农学利
用率、偏生产力和吸收利用率均是高氮高于优化施氮, 而
在小麦季除 K2O 的吸收利用率外其他因素亦表现为高氮
高于优化施氮 , 但这种不同施氮量下产生的差异并不显
著。同样, 同一氮肥用量下不同钾肥处理间, 水稻季和稻
麦周年 K2O 的农学利用率、偏生产力和吸收利用率都是
KS150+KF16.2 处理最高, 而在小麦季除 K2O 的吸收利用率
外其他因素亦为处理 KS150+KF16.2 最高, 并表现为随施钾
量的降低而增高的趋势。另外, 不同钾肥处理下, K2O 的
农学利用率和吸收利用率差异不显著, 但 KS150+KF16.2 处
理的 K2O 偏生产力显著的大于 KS225和 KS225+KF16.2处理,
且偏生产力在数值上表现为随施钾量的增加而降低的趋
势, 即钾肥喷施处理的利用效率明显高于土壤施用。
2.4 不同处理下稻麦周年产量水平及效益评价
由表 6 可知, 不同氮肥用量对稻麦产量的影响不一致,
其中, 水稻季高氮显著高于优化施氮, 而小麦季高低氮肥
第 12期 郭九信等: 氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响 2267


表 4 不同处理对成熟期水稻和小麦不同部位钾浓度和钾累积量的影响
Table 4 Effects of different treatments on K concentration and accumulation in individual organ of rice and wheat at maturity stage
钾浓度 K concentration (mg g−1) 钾累积量 K accumulation (kg hm−2)
作物
Crop
氮肥用量
N rate
处理
Treatment 叶片
leaf
茎鞘
Stem

Panicle
叶片
leaf
茎鞘
Stem

Panicle
总体
Total
对照 Control 5.1 b 17.8 b 2.9 b 11.8 b 81.6 b 23.8 b 117.2 b
KS135 6.1 ab 19.6 ab 3.3 ab 15.1 ab 98.2 ab 27.3 ab 140.6 ab
KS135+KF9.7 6.9 a 20.6 a 3.8 a 17.3 a 103.9 a 31.3 a 152.5 a
KS90+KF9.7 6.3 ab 19.3 ab 3.6 a 15.8 ab 95.8 ab 28.7 a 140.3 ab
优化用量
Optimal N
(200 kg hm−2)
平均 Average 6.1 A 19.3 A 3.4 A 15.0 A 94.9 A 27.8 A 137.7 A
对照 Control 4.8 b 17.0 b 2.6 b 12.8 c 86.2 b 23.1 b 122.1 b
KS135 5.8 ab 19.2 ab 3.0 ab 16.2 bc 102.3 ab 27.4 ab 145.9 ab
KS135+KF9.7 6.6 a 20.3 a 3.6 a 19.3 a 112.9 a 33.1 a 165.3 a
KS90+KF9.7 6.1 a 18.9 ab 3.5 ab 18.6 ab 112.3 a 32.7 a 163.7 a
水稻
Rice
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 5.8 A 18.9 A 3.2 A 16.7 A 103.4 A 29.1 A 149.3 A
对照 Control 10.2 b 13.7 b 2.7 a 5.5 b 38.7 b 17.3 b 61.4 b
KS90 15.9 a 19.0 a 2.9 a 11.4 a 67.3 a 21.8 a 100.4 a
KS90+KF6.5 16.7 a 19.9 a 3.0 a 12.5 a 72.3 a 23.1 a 107.9 a
KS60+KF6.5 14.6 a 18.3 a 2.9 a 10.1 a 64.2 a 21.2 a 95.5 a
优化用量
Optimal N
(180 kg hm−2)
平均 Average 14.4 A 17.7 A 2.9 A 9.9 A 60.6 A 20.8 A 91.3 A
对照 Control 12.7 b 16.5 b 2.7 a 7.0 b 47.6 b 17.8 b 72.4 b
KS90 16.3 a 20.3 a 2.9 a 13.4 a 73.3 a 22.2 a 108.9 a
KS90+KF6.5 17.2 a 21.5 a 2.9 a 15.4 a 81.5 a 24.9 a 121.8 a
KS60+KF6.5 16.7 a 20.3 a 2.8 a 11.7 ab 71.6 a 21.9 a 105.2 a
小麦
Wheat
高施用量
High N
(300 kg hm−2)
平均 Average 15.7 A 19.6 A 2.8 A 11.9 A 68.5 A 21.7 A 102.1 A
对照: 不施 K2O; KS135: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2; KS135+KF9.7: 土壤施用 K2O 135 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90+KF9.7:
土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 9.7 kg hm−2; KS90: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2; KS90+KF6.5: 土壤施用 K2O 90 kg hm−2 + 叶面喷
施 K2O 6.5 kg hm−2; KS60+KF6.5: 土壤施用 K2O 60 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 6.5 kg hm−2。标以不同小写字母的值表示同一氮肥用量下不
同钾肥处理间在 0.05水平上差异显著, 标以不同大写字母的值表示同一作物不同氮肥用量间在 0.05水平上差异显著。
Control: K2O free; KS135: 135 kg hm−2 K2O of soil application; KS135+KF9.7: 135 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of
foliar spray; KS90+KF9.7: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 9.7 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS90: 90 kg hm−2 K2O of soil application;
KS90+KF6.5: 90 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2 K2O of foliar spray; KS60+KF6.5: 60 kg hm−2 K2O of soil application + 6.5 kg hm−2
K2O of foliar spray. Values followed by different small letters in the same N rate are significantly different at 0.05 probability level between
different K2O treatments. Values followed by different capital letters in the same crop are significantly different at 0.05 probability level
between different N rate treatments.

用量间差异不显著 , 且稻麦周年的高低氮肥用量间差异
也不显著。相对于不施钾对照, 不同钾肥处理, 水稻季在
高低氮肥用量下平均增产 3.0%、 3.1%, 小麦季则为
15.6%、19.0%, 小麦的增产率显著地高于水稻。从各处理
的周年增加产值可以看出, 高低氮下都以 KS225+KF16.2 最
高, 而 K2O 的周年投入产出比则为 KS150+KF16.2 > KS225+
KF16.2 > KS225, 不同氮肥用量下差异不显著。说明在本试
验条件下, 随着钾肥用量的增加, 反而会降低K2O的产投
比, 降低经济效益。另外, 氮肥的利用效率与经济效益也
呈现出优化施氮量高于高施氮量的趋势(表 7)。
3 讨论
3.1 氮肥用量对稻麦周年生长及产量的影响
氮是植物生长发育的必需养分, 是每个活细胞的组
成部分, 首先氮素是叶绿体的组成成分, 叶绿素a和b都是
含氮化合物。有研究表明, 随着氮、钾施肥量的增加, 小
麦植株的光能利用率和对应的光化学植被指数都明显增
加, 主要原因是叶片内部叶绿素的增加, 进而增强光合作
用, 获得更多的同化物, 提高作物的产量[13]。本实验结果
表明 , 稻麦两季高氮下的产量均高于优化施氮(表2), 原
因可能是高氮下成熟期稻麦各部位的氮浓度和累积量均
高于优化施氮。因此, 在本实验条件下, 增施氮肥具有通过
增进稻麦氮素营养水平和光合性能而增产的潜力(表3)。
虽然本实验高氮下水稻季的产量显著高于优化施氮,
但小麦季不同氮肥用量间产量差异不显著, 且稻麦周年产
量不同氮肥用量间差异也不显著。高氮与优化施氮下稻麦
周年的 PFPN分别为 34.2 和 23.2, 周年氮肥的产投比分别
为 7.2 和 5.3, 均是优化施氮高于高氮(表 7), 表明在本实
2268 作 物 学 报 第 39卷

表 5 不同处理对稻麦钾肥(K2O)利用效率的影响
Table 5 Effect of different treatments on K2O use efficiency for rice and wheat
水稻季 Rice season 小麦季Wheat season 周年 Rice season and wheat season
处理
Treatment
施钾量
K2O rate
(kg hm−2)
农学利用
率 AE
(kg kg−1)
偏生产力
PFP
(kg kg−1)
吸收利
用率 RE
(%)
施钾量
K2O rate
(kg hm−2)
农学利用
率 AE
(kg kg−1)
偏生产力
PFP
(kg kg−1)
吸收利
用率 RE
(%)
施钾量
K2O rate
(kg hm−2)
农学利用
率 AE
(kg kg−1)
偏生产力
PFP
(kg kg−1)
吸收利
用率 RE
(%)
优化用量 Optimal N (380 kg hm−2)
对照 Control — — — — — — — — — — — —
KS225 135.0 1.4 b 57.6 b 17.4 b 90.0 6.3 b 45.2 c 28.9 b 225.0 3.4 c 58.0 b 27.8 b
KS225+KF16.2 144.7 1.7 b 54.1 c 24.4 a 96.5 9.6 a 58.3 b 32.9 ab 241.2 4.8 b 55.8 b 33.9 a
KS150+KF16.2 99.7 2.6 a 78.7 a 23.2 a 66.5 10.7 a 81.4 a 35.3 a 166.2 6.0 a 81.7 a 34.4 a
平均Average 126.5 1.9 A 63.5 A 21.7 A 84.3 8.8 A 61.6 A 32.3 A 211.0 4.7 A 65.2 A 32.0 A
高施用量 High N (600 kg hm−2)
对照 Control — — — — — — — — — — — —
KS225 135.0 3.0 b 62.9 b 17.6 c 90.0 7.0 c 60.8 b 27.0 b 225.0 4.6 c 62.1 b 26.8 b
KS225+KF16.2 144.7 3.4 ab 59.2 c 29.8 b 96.5 11.5 b 61.7 b 34.9 a 241.2 6.6 b 60.2 b 38.4 a
KS150+KF16.2 99.7 3.7 a 84.8 a 41.7 a 66.5 15.3 a 88.1 a 34.0 a 166.2 8.5 a 88.2 a 44.8 a
平均Average 126.5 3.4 B 69.0 A 29.7 A 84.3 11.3 A 70.2 A 32.0 A 211 6.6 A 70.2 A 36.6 A
对照: 不施 K2O; KS225: 土壤施用 K2O 225 kg hm−2; KS225+KF16.2: 土壤施用 K2O 225 kg hm−2 + 叶面喷施 K2O 16.2 kg hm−2;
KS150+KF16.2: 土壤施用 K2O 150 kg hm−2 +叶面喷施 K2O 16.2 kg hm−2。标以不同小写字母的值表示同一氮肥用量下不同钾肥处理间在
0.05水平上差异显著, 标以不同大写字母的值表示同一作物不同氮肥用量间在 0.05水平上差异显著。
Control: K2O free; KS225: 225 kg hm−2 K2O of soil application; KS225+KF16.2: 225 kg hm−2 K2O of soil application + 16.2 kg hm−2 K2O of
foliar spray; KS150+KF16.2: 150 kg hm−2 K2O of soil application + 16.2 kg hm−2 K2O of foliar spray. Values followed by different small letters in
the same N rate are significantly different at 0.05 probability level between different K2O treatments. Values followed by different capital
letters in the same crop are significantly different at 0.05 probability level between different N rate treatments. AE: agronomic efficiency; PFP:
partilizer factor productivity; RE: recovery efficiency.

验条件下, 氮肥的过量施用是一种不经济的行为。苏培忠
等 [14]研究表明氮肥施用量不是越多越好, 当氮肥过量施
用时, 出现报酬递减律, 常常引起稻株恋长贪青, 病虫发
生偏重, 结实率偏低, 反而影响产量, 而且多余的氮素也容
易流失, 引发次生资源灾害。本课题组进行的高低施氮量的
试验表明, 该地区水稻最适施纯氮量为250 kg hm−2、小麦为
200 kg hm−2, 在此施氮水平下稻麦可达到最高产量。
3.2 不同施钾处理对稻麦周年生长的影响
作物产量是由穗数、每穗粒数和千粒重共同决定的。
本试验结果表明, 稻麦施钾处理和对照相比, 其穗数、穗
粒数和千粒重均有所增加, 且小麦施钾处理的穗数增加
幅度远高于水稻。钾有利于光合产物的运输, 加速籽粒灌
浆, 使水稻和小麦每穗的实粒数分别增加 6.6~15.7 (在高
低氮下分别为 6.6~8.5 和 10.7~15.7)粒和 2.9~3.7 (在高低
氮下分别为 2.9~3.1 和 3.3~3.7)粒 , 千粒重分别增加
0.1~1.3 g和 0.6~1.2 g, 这样使稻麦籽粒饱满度提高, 每穗
实粒数和千粒重增加, 从而获得增产。由于本试验点本身
土壤钾素含量较低 , 相对于对照不施钾处理 , 小麦各施
钾处理的增产率显著地高于水稻, 这可能是由于不施钾
处理在水稻季消耗了许多土壤中的钾(不施钾处理水稻在
优化施氮下总钾累积量为 117.16 kg hm−2, 高氮下为
122.14 kg hm−2), 导致对照土壤中的钾素供应不足, 所以
在小麦季表现出显著的产量差异。这与鲍士旦等[8]的研究
结果一致。施用钾肥能提高作物的产量及其构成因素, 钾
肥的增施及合理施用具有通过增进稻麦钾素营养水平和
促进碳水化合物的运输而增产的潜力。还有文献指出, 随
着钾肥施用量的提高小麦植株叶片内部的叶绿素含量增
加, 光合作用的效率提高, 进而能制造更多的同化产物,
提高作物的产量 [13], 本试验没有过多关注这一结论 , 需
要进一步研究。
有文献报道, 由于孕穗(拔节)至齐穗期是水稻、小麦
需钾最多的时期 , 其吸钾量和吸钾速率均达到最高峰 ,
在缺钾土壤上钾肥分次施用比一次基施更好, 能较好地
满足稻麦对钾的需要[8]。在分次施用钾肥时有两种方法, 一
种是土壤施用, 另一种是叶面喷施。已有很多文献报道[9,15]
在作物关键时期叶面喷施补钾, 指出喷施K2SO4可以获得更
高的籽粒产量、茎叶产量、分蘖数、籽粒和茎叶钾含量, 且
回收利用率和农学效率均高于喷施KNO3和KCl [9]。在叶
面补钾过程中添加一定浓度的表面活性剂可以提高作物
对钾的吸收和改善作物品质[15]。本试验表明, 不同施钾处
理间对水稻的生长和产量及其组成没有明显的差异, 但
对小麦的影响则明显高于水稻, 这可能与水稻和小麦不
同的耕作制度有关, 水稻是水作, 小麦是旱作。随施钾量的
降低, 钾肥利用率和经济效益均呈现出增加的趋势, 且高低
氮下稻麦周年均以水稻季KS90+KF9.7和小麦季KS60+KF6.5的处
理最高(表5和表6)。钾肥用量可以控制(土施减钾), 且在作物
关键生长期以叶面喷施补钾快速有效, 是一种提高钾肥利
用效率和经济效益的方式, 值得推广与应用。
第 12期 郭九信等: 氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响 2269




2270 作 物 学 报 第 39卷

3.3 稻麦周年氮钾营养的变化原因
本试验结果表明 , 收获期不同施钾处理及不同氮肥
用量下稻麦作物不同部位的氮浓度 , 均表现为高氮高于
优化施氮, 这与大多数研究结果一致, 也进一步表明作物
高产的氮素营养潜力。不同施氮量对水稻和小麦成熟期不
同部位K浓度影响的趋势不一致, 其中水稻叶片和茎鞘均
是优化施氮高于高氮, 而小麦则相反, 叶片和茎鞘均是高
氮高于优化施氮。这种钾浓度的差异来自水田和旱地耕作
系统及其对养分吸收的差异。各耕作系统的氮素形态、钾
素的移动及根系对氮钾元素的吸收特性是不同的 , 不管
水田还是旱地氮肥施入土壤主要以铵态氮和硝态氮的混
合形态存在, 但水田以铵态氮为主, 且大多数研究结果表
明铵态氮(NH4+-N)和钾离子(K+)在水稻 [16-17]、烟草 [18-19]
等作物吸收之间存在明显的拮抗作用 , 所以在水稻生产
上, 高氮下可能影响对K素的吸收, 这也可能是高氮比优
化施氮有较高倒伏风险的原因。因而, 在生产上, 氮肥施
用量较高的情况下应相应地多施钾肥, 叶面补施可能效果更
好。旱地以硝态氮为主, 大多数研究结果表明硝态氮(NO3−-N)
和钾离子(K+)在作物吸收上存在一定的协同作用[16-19], 所以
小麦在高氮条件下有较高的K素吸收利用能力。此外, 水稻
和小麦的穗钾浓度在不同氮肥用量下均表现高氮低于优
化施氮 , 这可能与高氮下稻麦作物产量提高而形成的稀
释效应有关。当然, 稻麦作物对钾素的吸收及各部位的浓
度与累积也与不同氮肥用量下作物的生物量差异有关。
3.4 稻麦周年钾营养及其应对策略
从收获期稻麦植株氮钾的累积量可以看出(表 3和表 4),
茎鞘是钾的主要贮藏器官, 籽粒则是氮的主要贮藏器官,
水稻植株对钾的累积量高于小麦 , 而小麦对氮的累积量
高于水稻。本试验结果表明, 叶片和茎鞘的钾累积量占植
株总累积量的百分比 , 水稻在高氮与优化施氮下分别为
80.5%、81.0%, 小麦分别为 78.7%、77.2%, 水稻略高于
小麦, 二者均在 80%左右(表 4)。如此高比例的钾素无故
浪费确实不经济, 所以, 考虑到钾肥资源的有限性及资源
环境的可持续发展, 可根据实际情况进行稻麦秸秆还田,
避免钾素的无效损失。我国作物秸秆资源总量达 6.73 亿
吨, 其中稻草占 26.3%[20]。随着农业生产集约化程度的提
高, 化肥用量日益增长, 而厩肥、绿肥施用量大幅度降低,
秸秆已成为重要的有机肥源[20-21]。秸秆还田能增加土壤有
机质, 改变土壤腐殖质组成及特性, 增强微生物活性, 改
善氮素循环以及作物对氮素的吸收 , 为下一茬作物的生
长提供大量的可利用氮素, 改善土壤物理性状, 促进作物
生长发育, 提高作物产量, 蓄水保墒, 调节地温和保持水
土, 抑制杂草等[22-25]。稻草中的钾实际上是一种生物钾肥,
据有关研究表明, 稻草还田后, 土壤中稻草钾的释放特征
与氯化钾十分相似[26]。肖小平等[27]在研究稻草秸秆不同
还田方式时发现, 其土壤速效钾含量为高桩翻耕>覆盖免
耕>高桩免耕。如何合理高效利用秸秆还田的钾素, 有待
进一步研究。
另外, 虽然本试验施钾量差异较大, 但不同施钾处理
间稻麦周年的生物量和产量并没有产生显著的差异 , 只
是表现出对钾的敏感性小麦略高于水稻, Regmi等[28]对稻
麦 12 年的长期定位研究也表明同样的趋势。这可能有两
方面原因。首先, 根据国家标准农田灌溉水指标, 稻麦季
的灌水量分别为每年 12 000 m3 hm−2和 4500 m3 hm−2 , 如
果灌溉水中的钾含量恒定 , 显然随灌溉水带入稻田的钾
明显高于小麦地的, 因此, 需要进一步研究水稻季钾素的
时空恒量检测, 科学合理管理稻田钾素营养。其次, 由于
小麦季是旱作, 降低了土壤钾素的流动性, 再加上小麦季
的干旱少雨, 钾作为主要的渗透调节物质, 钾肥的施用能
提高小麦的抗逆性, 因此, 在农业生产上肥料的合理施用
应因时调整、因地制宜、控制用量, 也更突出了作物关键
时期叶面喷施钾肥的重要性。此外, 大量南方稻田双季稻
生产上磷钾肥施用的“早磷晚钾”经验总结也值得长江中
下游稻麦轮作区学习与借鉴。
References
[1] Zhang F S, Fan M S, Zhang W F. Principles, Dissemination and
Performance of Fertilizer Best Management Practices Developed
in China. IFA International Workshop on Fertilizer Best Man-
agement Practices, Brussels, Belgium, 7−9 March, 2007
[2] Peng S-B(彭少兵), Huang J-L(黄见良), Zhong S-H(钟旭华),
Yang J-C(杨建昌), Wang G-H(王光火), Zou Y-B(邹应斌),
Zhang F-S(张福锁), Zhu Q-S(朱庆森), Roland B, Christian W.
Research strategy in improving fertilizer nitrogen use efficiency
of irrigated rice in China. Sci Agric Sin (中国农业科学), 2002,
35(9): 1095–1103 (in Chinese with English abstract)
[3] Li Q-K(李庆奎). Fertilizer Issues in the Sustainable Develop-
ment of China Agriculture (中国农业持续发展中的肥料问题).
Nanchang: Jiangxi Science and Technology Press, 1997 (in Chi-
nese)
[4] Li R-G(李荣刚). Efficiency and Regulation of Fertilizer Nitrogen
in High Yield Farmland: A Case Study on Rice and Wheat Dou-
ble Maturing System Agriculture Area of Tai Lake for Deducing
to Jiangsu Province. PhD Dissertation of China Agricultural
University, 2000 (in Chinese with English abstract)
[5] Lü Y(吕耀). The strategy in agricultural non-point source pollu-
tion and agricultural sustainable development in Taihu Lake Ba-
sin of Southern Jiangsu Province. Environ Sci Trends (环境科学
动态), 1998, 17(2): 1–4 (in Chinese with English abstract)
[6] Liu C-L(刘彩玲), Yang S-N(杨松楠), Sui B(隋标), Ma L-H(马
立珩), Zhang Y(章莹), Wang P(王萍), Gu S-D(顾锁娣), Xu
M(徐茂), Shen Q-R(沈其荣), Guo S-W(郭世伟). Studied on the
best nutrient management of rice in Taihu Lake Basin. J Nanjing
Agric Univ (南京农业大学学报), 2011, 34(4): 71–76 (in Chinese
with English abstract)
[7] Zhang F-S(张福锁). Research Strategy Report in China’s Ferti-
lizer Industry and Scientific Fertilization (我国肥料产业与科学
第 12期 郭九信等: 氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响 2271


施肥战略研究报告). Beijing: China Agriculture Press, 2008 (in
Chinese)
[8] Bao S-D(鲍士旦), Shi R-H(史瑞和), Xu G-H(徐国华). Effects of
potassium on rice, wheat yield and quality. Chin J Soil Sci (土壤
通报), 1990, (3): 115–117 (in Chinese with English abstract)
[9] Ali A, Salim M, Zia M S, Mahmood I A, Shahzad A. Perform-
ance of rice as affected by foliar application of different K fertil-
izer sources. Pakistan J Agric Sci, 2005, 42: 38–41
[10] Yang R-Q(杨荣清), Huang B(黄标), Sun W-X(孙维侠), Zou
Z(邹忠), Ding F(丁峰), Su J-P(苏建平). Soils and trace elements
in the distribution area of longevous people in Rugao county of
Jiangsu Province. Acta Pedol Sin (土壤学报), 2005, 42(5):
753–760 (in Chinese with English abstract)
[11] National Soil Survey Office (国家土壤普查办公室). China Soil
(中国土壤). Beijing: China Agriculture Press, 1998 (in Chinese)
[12] Cassman K G, Peng S, Olk D C. Opportunities for increased ni-
trogen use efficiency from improved resource management in ir-
rigated rice systems. Field Crops Res, 2006, 96: 37–47
[13] Wu C-Y(吴朝阳), Niu Z(牛铮), Tang Q(汤泉), Huang W-J(黄文
江). Effects of N, K fertilization on the relationship between
photosynthetic light use efficiency and photochemical reflectance
index (PRI). Spectrosc Spect Anal (光谱学与光谱分析), 2009,
29(2): 455–458 (in Chinese with English abstract)
[14] Su P-Z(苏培忠), Liu Y-P(刘义平). Zhong Y-F(钟勇法), Zheng
K-Q(郑柯强), Zheng X-Y(郑小燕). Study on effects of nitrogen,
phosphorus and potassium fertilizer application in middle-season
rice. Acta Agric Jiangxi (江西农业科学), 2009, 21(4): 30–32 (in
Chinese with English abstract)
[15] Lester G E, Jifon J L, Makus D J. Supplemental foliar potassium
applications with or without a surfactant can enhance netted
muskmelon quality. HortScience, 2006, 41(3): 741–744
[16] Szczerba M W, Britto D T, Ali S A, Balkos K D, Kronzucker H J.
NH4+-stimulated and -inhibited components of K+ transport in
rice (Oryza sativa L.). J Exp Bot, 2008, 59(12): 3415–3423
[17] Chen X-Q(陈小琴), Zhou J-M(周健民), Wang H-Y(王火焰), Du
C-W(杜昌文). Effect of N varieties application and interaction of
N and K fertilizers on rice growth and nutrients uptake. Chin Ag-
ric Sci Bull (中国农学通报), 2007, 23(6): 376–382 (in Chinese
with English abstract)
[18] Wang G Y, Li C J, Zhang F S. Effects of different nitrogen forms
and combination with foliar spraying with 6-enzylaminopurine on
growth, transpiration, and water and potassium uptake and flow
in tobacco. Plant Soil, 2003, 256: 169–178
[19] Lu Y X, Li C J, Zhang F S. Transpiration, potassium uptake and
flow in tobacco as affected by nitrogen forms and nutrient levels.
Ann Bot, 2005, 95: 991–998
[20] Wang X-D(王玄德), Shi X-J(石孝均), Song G-Y(宋光煜).
Effects of long-term rice straw returning on the fertility and
productivity of purplish paddy soil. Plant Nutr Fert Sci (植物
营养与肥料学报), 2005, 11(3): 302–307 (in Chinese with
English abstract)
[21] Yang Y-A(杨玉爱). Perspectives of organic fertilizer research in
China. Acta Pedol Sin (土壤学报), 1996, 33(4): 414–421 (in
Chinese with English abstract)
[22] Tan Z-J(谭周进), Li Q(李倩), Li J-G(李建国), Tu N-M(屠乃
美), Xiao Q-M(肖启明), Zhou Q-M(周清明), Chen X(陈萱).
Effect of returning quantity of rice-straw to soil on quantities
and activity of microbial in paddy soil. J Agro-Environ Sci
(农业环境科学学报), 2006, 25(3): 670–673 (in Chinese with
English abstract)
[23] Power J F, Legg J O. Effect of crop residues on the soil chemical
environment and nutrient availability. In: Oschwald W R ed. Crop
Residue Management Systems. Spec. Publ. 31, Madison, WI:
American Society of Agronomy, 1978. pp 85–100
[24] Dubetz S, Kozub G C, Dormaar J F. Effects of fertilizer, barnyard
manure, and crop residues on irrigated crop yields and soil
chemical properties. Can J Soil Sci, 1975, 55: 481–490
[25] Power J F, Doran J W, Wilhem W W. Uptake of nitrogen from
soil fertilizer and crop residues by no-till corn and soybeans. Soil
Sci Soc Am J, 1986, 50: 137–142
[26] Liu X-Z(刘逊忠). Fixed plots monitoring results and analysis of
straw-returning-field. J Guangxi Agric (广西农学报), 2007,
22(3): 15–17 (in Chinese with English abstract)
[27] Xiao X-P(肖小平). Tang H-T(汤海涛), Ji X-H(纪雄辉). Ef-
fect of patterns of straw returning to field on contents of
available N, K in soil and the later rice growth. Acta Agron
Sin (作物学报), 2008, 34(8): 1464–1469 (in Chinese with
English abstract)
[28] Regmi A P, Ladha J K, Pasuquin E, Pathak H, Hobbs P R, Shrestha L
L, Gharti D B, Duveiller E. The role of potassium in sustaining yields
in a long-term rice-wheat experiment in the Indo-Gangetic Plains of
Nepal. Biol Fert Soils, 2002, 36: 240–247