不同鉀素肥源對水稻和小麥產(chǎn)量的影響

不同鉀素肥源對水稻和小麥產(chǎn)量的影響

20世紀(jì)80年代以來，由于綠色肥料、飼料肥等肥沃手段的急劇下降和作物產(chǎn)量的提高，土壤中的有效鉀含量逐年下降。鉀素缺乏已成為土壤植物產(chǎn)量和品質(zhì)惡化的重要因素。農(nóng)業(yè)科學(xué)家引起了人們的注意。他們在水稻、小麥等作物上進(jìn)行了生理效應(yīng)研究和低鉀品種的評價，并取得了一些重要成果?；幢钡貐^(qū)是我國重要的商品糧基地,缺鉀現(xiàn)象較為嚴(yán)重。近年來,我們對鉀素肥源的利用、土壤鉀素的平衡以及土壤補鉀技術(shù)等進(jìn)行了試驗研究,旨為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo)。1試驗設(shè)計與實施試驗在江蘇省東?？h黃川鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)試驗站進(jìn)行。土壤為黃沙壤土,基礎(chǔ)肥力為有機質(zhì)17.08g/kg、全氮1.01g/kg、速效磷(P2O5)11.00mg/kg和速效鉀(K2O)180.00mg/kg。試驗地常年進(jìn)行稻麥兩熟種植。水稻品種為武連粳1號(中熟中粳品種),5月10日落谷,6月中旬移栽,密度60萬株/hm2,10月20日前后收獲;小麥品種為皖麥19(半冬性品種),10月底播種,基本苗225萬株/hm2,6月上旬收獲。肥料有NPK復(fù)合肥(含N、P2O5和K2O分別為10%、7%和8%)、鉀肥(K2O60%)、廄肥和秸稈。根據(jù)鉀素的不同來源,試驗設(shè)7個處理,處理Ⅰ～Ⅶ區(qū)域名稱依次為無鉀素區(qū)(每季施純N300kg/hm2和P2O5125kg/hm2)、對照區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2和純N300kg/hm2)、廄肥區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2、純N300kg/hm2和廄肥15t/hm2)、秸稈A區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2、純N300kg/hm2和秸稈3.75t/hm2)、秸稈B區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2、純N300kg/hm2和秸稈7.50t/hm2)、補鉀素A區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2、純N300kg/hm2和K2O90kg/hm2)和補鉀素B區(qū)(每季施復(fù)合肥750kg/hm2、純N300kg/hm2和K2O180kg/hm2)。采取大區(qū)設(shè)計,小區(qū)面積66.7m2,不設(shè)重復(fù)。處理小區(qū)間筑寬30cm的田埂隔開,栽植水稻時包地膜隔離。肥料中化學(xué)氮素按基蘗肥與穗肥比7∶3施用,其他均基施。試驗田水漿管理及病蟲草防治均按高產(chǎn)田栽培要求進(jìn)行運籌。試驗于2003～2006年實施,共6季,水稻和小麥各3季。所有試驗均于成熟期正常收獲,統(tǒng)計產(chǎn)量。收獲前,每小區(qū)按5點隨機取樣,每點10株,用于考查稻麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。每季試驗結(jié)束后均取樣測定土壤速效鉀含量等。試驗數(shù)據(jù)處理方法有成對數(shù)據(jù)比較、相關(guān)分析、通徑分析和決定系數(shù)分析等。2結(jié)果與分析2.1稻麥產(chǎn)量增長率及影響因素的分析不同鉀素肥源處理對水稻和小麥產(chǎn)量均有增產(chǎn)作用(表1)。通過成對數(shù)據(jù)比較可以發(fā)現(xiàn),相對于無鉀素區(qū)(Ⅰ),除秸稈B區(qū)(Ⅴ)增產(chǎn)不明顯和秸稈A區(qū)(Ⅳ)增產(chǎn)顯著外,其余處理(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅶ)增產(chǎn)差異均達(dá)到極顯著水平;相對于對照區(qū)(Ⅱ),除廄肥區(qū)(Ⅲ)和補鉀素B區(qū)(Ⅶ)增產(chǎn)極顯著外,其余處理(Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ)產(chǎn)量增減差異均未達(dá)到顯著水平。依據(jù)處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ及相應(yīng)稻麥產(chǎn)量的季平均值進(jìn)行決定系數(shù)分析,結(jié)果顯示,氮素決定稻麥產(chǎn)量增加的49.79%,鉀素決定13.94%,氮和鉀素共同決定36.81%,合計99.94%,試驗誤差0.06%。表明該試驗條件下,鉀素增產(chǎn)作用沒有氮素大,這與供試土壤速效鉀含量較高(180mg/kg)有關(guān)。2.2小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系水稻和小麥產(chǎn)量構(gòu)成均為單位面積穗數(shù)及每穗實粒數(shù)和粒重。分析稻麥產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小,可以判斷出鉀素肥源對稻麥增產(chǎn)的原因。依據(jù)水稻和小麥產(chǎn)量平均值(表1)以及稻麥產(chǎn)量構(gòu)成因素數(shù)據(jù)(表2)進(jìn)行決定系數(shù)分析,結(jié)果顯示:就水稻而言,單位面積穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重分別決定了水稻產(chǎn)量變化的34.95%、11.64%和0.67%,穗數(shù)與實粒數(shù)、穗數(shù)與千粒重、實粒數(shù)與千粒重等兩兩共同決定水稻產(chǎn)量變化的36.68%、9.01%和5.28%,即水稻產(chǎn)量變化的98.23%是由上述產(chǎn)量構(gòu)成因素單獨或兩兩聯(lián)合作用所決定,僅有1.77%是受三因素共同作用和試驗誤差影響;就小麥而言,單位面積穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重分別決定小麥產(chǎn)量變化的14.52%、6.85%和18.39%,穗數(shù)與粒數(shù)、穗數(shù)與千粒重、粒數(shù)與千粒重等兩兩共同決定小麥產(chǎn)量變化的16.07%、23.46%、15.09%,即小麥產(chǎn)量變化的94.38%是由上述產(chǎn)量構(gòu)成因素單獨或兩兩聯(lián)合作用所決定,只有5.62%是受三因素共同作用和試驗誤差影響。表明不同鉀素肥源主要是通過增加單位面積穗數(shù)和每穗實粒數(shù)(即增加庫容)來提高水稻產(chǎn)量的,而對小麥產(chǎn)量增加的作用則是均衡的。進(jìn)一步分析可以看出,水稻每穗實粒數(shù)的增加主要依賴于每穗總粒數(shù)的增加,兩者相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9686,遠(yuǎn)大于其余結(jié)實率的相關(guān)系數(shù)(0.7796)。2.3對土壤速效鉀的影響不同鉀素肥源處理,種植6季作物后土壤鉀素含量不同(表3)。不施鉀肥區(qū)(Ⅰ)土壤速效鉀因籽粒和秸稈帶出而含量下降,每季平均降低2.5mg/kg;其它處理土壤速效鉀含量均有所上升,其中對照區(qū)基本平衡,處理Ⅶ(補鉀素B區(qū))上升最多(平均每季上升了11.01mg/kg)。表明施用含有鉀素的各種肥料均可遏制土壤速效鉀含量的下降,有利于調(diào)節(jié)土壤鉀素平衡。3結(jié)論和討論3.1砂土壤中兩年生物量的指標(biāo)分布土壤缺鉀的臨界指標(biāo)不僅因土壤質(zhì)地、作物種類、生長時期和氣候條件等不同而異,而且隨著作物產(chǎn)量水平的提高而變化。20世紀(jì)70年代砂壤土缺鉀的臨界指標(biāo)被定為100～120mg/kg,本試驗條件下,土壤速效鉀含量達(dá)180mg/kg時補鉀,增產(chǎn)效果仍很明顯,原因是那時鉀肥空白處理的作物產(chǎn)量屬低產(chǎn)水平(水稻,3.37t/hm2),而本試驗鉀肥空白處理的作物產(chǎn)量則屬中高產(chǎn)水平(水稻,6.80t/hm2)。換言之,土壤缺鉀的臨界指標(biāo)是隨著作物產(chǎn)量的提高而上升的。3.2長期種植,適度種植專用肥試驗結(jié)果表明,施用含鉀素肥料可以遏制土壤速效鉀含量的下降。本試驗條件下,季施K2O60～70kg/hm2可維持土壤鉀素平衡,多施則可使土壤速效鉀含量上升。稻麥兩熟區(qū),宜在作物收獲實施留高茬的基礎(chǔ)上,季還秸稈3.0～5.5kg/hm2,并積極推廣應(yīng)用稻、麥專用肥,以保持土壤鉀素的平衡和耕地質(zhì)量的提高。在缺鉀嚴(yán)重的土壤和需鉀較多的作物上,還需補施單質(zhì)鉀肥或大量增施優(yōu)質(zhì)有機肥。3.3效鉀含量測定施鉀增產(chǎn)效果與土壤缺鉀程度有關(guān)。本試驗條件下,補鉀可顯著或極顯著提高作物產(chǎn)量,但其增產(chǎn)效果仍不如補N的好,究其原因可能是供試土壤速效鉀含量較高(180mg/kg)所致。盡管如此,與無鉀素區(qū)(Ⅰ)相比,每季施K2O60kg/hm