【摘要】：木文以國(guó)家紫色土肥力與肥料效益監(jiān)測(cè)基地為平臺(tái),利用22年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)保存的土壤和植株樣品,研究了長(zhǎng)期不同施肥對(duì)紫色土速效鉀、緩效鉀、全鉀和不同吸附點(diǎn)位鉀含量的影響,以及長(zhǎng)期不同施肥對(duì)稻麥產(chǎn)量和鉀素吸收利用的影響。通過(guò)模擬試驗(yàn)研究了長(zhǎng)期不同施肥條件下紫色土鉀素固定與釋放特征、供鉀容量與強(qiáng)度(Q／I),以及長(zhǎng)期施肥對(duì)紫色土粘土礦物的影響；揭示長(zhǎng)期不同施肥對(duì)紫色土鉀庫(kù)和供鉀能力的影響機(jī)理。為合理施用鉀肥、提高鉀肥利用效率、維持紫色土鉀素肥力提供依據(jù)。22年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)結(jié)果表明,長(zhǎng)期不施鉀肥顯著降低了稻麥產(chǎn)量,22年不施鉀(NP)小麥和水稻產(chǎn)量比施鉀(NPK)減產(chǎn)16.2%和10.7%,在氮磷鉀化肥基礎(chǔ)上配施秸稈或有機(jī)肥稻麥增產(chǎn)效果不顯著。長(zhǎng)期不同施肥顯著影響了稻麥對(duì)鉀的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用效率,長(zhǎng)期不施鉀顯著降低了稻麥秸稈鉀素含量,較施鉀處理小麥和水稻秸稈含鉀量分別降低18.7%和23.0%,但是對(duì)稻麥籽粒含鉀量影響不顯著,在嚴(yán)重缺鉀的狀況下,稻麥通過(guò)提高鉀素的生理效率和收獲指數(shù)促進(jìn)鉀向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)。含氯化肥顯著促進(jìn)了小麥對(duì)鉀的吸收,比等養(yǎng)分的不含氯處理地上部吸鉀量高64.6%,但是吸收的鉀主要保留在秸稈中,其轉(zhuǎn)運(yùn)和生理效率較低,屬于奢侈吸收；化肥配施秸稈能有效提高水稻對(duì)鉀吸收,但未能有效提高小麥對(duì)鉀的吸收量；稻麥產(chǎn)量與吸鉀量呈顯著的對(duì)數(shù)曲線關(guān)系。不施鉀肥處理作物吸鉀量是表征土壤供鉀能力的直接指標(biāo),在稻麥輪作條件下紫色土22年平均供鉀量為每年151.6 kg/hm2,紫色土供鉀能力強(qiáng)；隨著試驗(yàn)?zāi)攴莸难娱L(zhǎng),土壤供鉀量下降；淹水種稻土壤供鉀量(101.1 kg/hm2)高于旱季小麥(50.5 kg/hm2).稻麥輪作每年施用120 kg/hm2的化肥鉀肥(K2O)不能保持土壤鉀素收支平衡,NPK處理22年鉀素平均虧缺110.9 kg/hm2.a, NPK配合秸稈還田維持了土壤鉀素平衡。鉀素投入產(chǎn)出表觀平衡狀況顯著影響了土壤中各種形態(tài)鉀素含量,相關(guān)分析表明,土壤鉀素表觀平衡盈余量與土壤速效鉀、緩效鉀、p位鉀和i位鉀含量呈顯著正相關(guān)。鉀素虧缺處理速效鉀、緩效鉀和各吸附點(diǎn)為鉀與試驗(yàn)前相比均顯著降低,22年長(zhǎng)期不施鉀肥(NP處理)土壤耕層速效鉀和緩效鉀分別以每年1.21mg/kg、4.03 mg/kg的速度下降；施用鉀肥(NPK處理)耕層速效鉀和緩效鉀分別以每年0.85 mg/kg、2.62 mg/kg的速度下降；有機(jī)肥(NPKM處理)能緩解其下降速度,但不能維持其速效鉀和緩效鉀含量；氮磷鉀配合秸稈還田(NPKS)以及增量施肥能提高耕層土壤速效鉀含量,緩解土壤緩效鉀下降。耕層及以下土壤剖面鉀素含量除單施秸稈或偏施磷鉀肥剖面土壤緩效鉀出現(xiàn)累積外,其余施肥措施速效、緩效鉀含量均出現(xiàn)耗竭。長(zhǎng)期不同施肥顯著影響了紫色土不同吸附位點(diǎn)鉀含量,其中對(duì)土壤粘粒表面吸附的p位鉀和礦物層間的i位鉀含量影響較大,對(duì)礦物晶片邊緣吸附的e位鉀含量影響較小。與試驗(yàn)前相比,除偏施磷鉀和秸稈還田處理外,其它所有處理p點(diǎn)位鉀、e點(diǎn)位鉀、i點(diǎn)位鉀含量均下降,以長(zhǎng)期不施鉀肥土壤各點(diǎn)位鉀含量最低,p點(diǎn)位鉀、e點(diǎn)位鉀、i點(diǎn)位鉀含量分別為4.27 mg/kg、37.78 mg/kg、 359.0 mg/kg,比施鉀土壤分別低81.4%、12.4%和7.2%,其它各施肥處理之間各點(diǎn)位鉀含量差異不顯著。紫色土各形態(tài)鉀及點(diǎn)位鉀與鉀平衡顯著相關(guān),土壤鉀素盈虧是影響土壤各形態(tài)鉀及點(diǎn)位鉀含量的重要因素,NPK配合秸稈還田是維持土壤鉀庫(kù)的重要措施。模擬試驗(yàn)表明,紫色土非交換性鉀的釋放呈現(xiàn)前期(1-168h)快,釋放量較大,占釋放總量的70%以上；后期(168-1474h)緩慢平穩(wěn)釋放的特點(diǎn),整個(gè)釋放過(guò)程(1-1472 h)以Elovich方程擬合最佳,紫色土非交換鉀的釋放是擴(kuò)散控制過(guò)程。紫色土固鉀能力較強(qiáng),不同施肥土壤均在外源鉀添加量為4.0-6.0 g/kg范圍內(nèi)達(dá)到飽和,飽和固鉀量在624.4-1195.9mg/kg之間。中性紫色土主要黏土礦物為蒙脫石、蛭石、伊利石、高嶺石、石英,隨著試驗(yàn)?zāi)晗拊黾?所有處理土壤含鉀類(lèi)礦物風(fēng)化并伴隨著蒙脫石的大量形成；土壤粘土礦物組成影響了紫色土對(duì)鉀素的釋放、固定及緩沖容量。不同施肥處理交換性鉀釋放總量和釋放速率、鉀固定能力、Q/I特征參數(shù)(-△K0、AReK、KX、PBCK)差異較大。土壤鉀素表觀虧缺的各處理表現(xiàn)為伊利石向蒙脫石轉(zhuǎn)化,釋放大量的鉀素用以補(bǔ)充土壤有效鉀庫(kù),導(dǎo)致紫色土各處.理-△G值(15.34-20.22 kJ/mol)高于缺鉀閾值(14.64 kJ/mol),紫色土非交換性鉀的釋放總量和釋放速度及土壤鉀瞬時(shí)強(qiáng)度和易釋放鉀含量都降低、土壤鉀固定能力升高。長(zhǎng)期不施鉀肥會(huì)加劇黏土礦物伊利石向蒙脫石轉(zhuǎn)化,礦物層間鉀含量降低,層間鉀位點(diǎn)出現(xiàn)空缺,非交換性鉀的釋放總量和釋放速度都較低,比施鉀土壤低21.31%、20.4%；長(zhǎng)期不施鉀肥紫色土土壤飽和固鉀量最高,為1195.9 mg/kg,比施鉀土壤高51.0%；紫色土長(zhǎng)期施用120 kg/hm2化學(xué)鉀肥能在一定程度上緩解土壤活性鉀和易釋放鉀的降低；秸稈還田能增加土壤活性鉀及易釋放鉀。秸稈還田配施適量鉀肥是維持土壤鉀庫(kù)、提高土壤供鉀容量和緩沖能力、實(shí)現(xiàn)稻麥高產(chǎn)的重要措施。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S158

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2406837