不同钾吸收类型小麦品种(系)秸秆还田对农田钾素平衡的影响

2016-12-30刘红江孙国峰张丽萍郑建初

麦类作物学报 2016年12期

关键词：淮麦田量半冬性

盛婧，刘红江，孙国峰，张丽萍，郑建初

(江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏南京 210014)

不同钾吸收类型小麦品种(系)秸秆还田对农田钾素平衡的影响

盛婧，刘红江，孙国峰，张丽萍，郑建初

(江苏省农业科学院农业资源与环境研究所，江苏南京 210014)

为明确不同小麦品种(系)秸秆还田对土壤钾素平衡的影响，采用大田试验，研究了32个小麦品种(系)成熟期植株的钾含量及分布，对比分析了秸秆直接就地还田与收获不还田条件下不同小麦品种(系)钾素的携出量、回田量与土壤钾素盈亏量。结果表明，在麦田钾肥施用量为93 kg·hm-2条件下，秸秆还田后，小麦植株返还到土壤中的钾素量高达60.4～146.3 kg·hm-2。与秸秆不还田相比，秸秆还田多向农田返还钾素44.6～112.6 kg·hm-2。在秸秆还田条件下，种植所有品种(系)的土壤钾素均呈现大量盈余状态，其盈余量为65.7～81.3 kg·hm-2，占施钾量的70.7%～87.4%。秸秆还田还有利于缩小不同品种(系)种植农田土壤钾素的差异。秸秆不还田条件下农田钾素盈亏状况在品种(系)间差异显著，而秸秆还田条件下不同品种(系)间农田钾素盈亏状况差异较小。钾高效吸收型小麦品种(系)具有较高的钾素携出量和回田量及较低的土壤盈余量，而钾低效吸收型小麦品种(系)则具有较低的钾素携出量和回田量及较高的土壤盈余量。从土壤可持续发展而言，无论小麦品种(系)钾吸收效率高低，秸秆还田条件下麦田均应大幅减少钾肥施用量。

小麦品种；秸秆还田；钾素；养分返还量；养分平衡

为减少空气污染、改善农田土壤质量，秸秆还田已成为当前我国农作物秸秆处理的主要方式。根据报道，我国作物秸秆年均资源量约为8亿吨[1]，其中秸秆还田比例占20%以上。随着秸秆的大量还田，秸秆中的营养元素进入土壤，对后续农田的施肥量以及作物生长产生影响。钾素是作物秸秆中含量最高的营养元素[2-4]，秸秆还田对农田钾素影响巨大。因此，有必要了解农作物秸秆还田时钾素回田量和土壤钾素盈亏状况，这对于农田环境保护、资源高效利用具有重要的意义。

已有研究表明，作物基因型影响着作物对养分的吸收及分布[5-6]。由于不同作物品种对养分的吸收及其在植株中的分布不同，其秸秆养分还田量和土壤养分盈亏状况必然存在差异。然而，不同作物品种植株养分还田量差异及其对土壤养分平衡的影响到底是多大？目前尚未见此方面的研究报道。

小麦是我国的主要粮食作物，其种植面积仅次于水稻，为0.233亿 hm2，占粮食作物总面积的20%～27%。本研究选择当前江苏省小麦生产上主导品种和有苗头的新品种(系)为供试材料，探讨了不同小麦品种(系)成熟期植株钾含量及在各部位的分布，对比两种秸秆处置方式下土壤钾素盈亏量的差异，分析不同小麦品种(系)秸秆还田对土壤钾素平衡的影响，以期为秸秆还田条件下麦田养分资源的管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012-2013年在江苏省农科院试验基地(32°02′N，118°52′E)进行。试验地土壤类型为棕壤土，0～20 cm耕层土壤中含有机质13.8 g·kg-1、全氮1.85 g·kg-1、全磷 0.58 g·kg-1、速效钾88.7 mg·kg-1。参试品种(系)32个，为江苏省当前农业生产上主栽品种和待推广新品种(系)(表1)。采用条播方式播种，播种密度160万株·hm-2，行距25 cm。小区面积1 m2，重复3次。钾肥施用量为当地高产小麦田的推荐施用量112.5 kg K2O·hm-2，即93 kg K·hm-2，一次性基施。其他水肥管理措施同常规大田生产。成熟期收获籽粒并称重，烘干后计算产量。

1.2 测定方法

成熟期每小区随机选取三点，每点各取5株，并将植株去除根系，按照籽粒、颖壳、上部秸秆(穗下节茎叶)、中部秸秆(倒二节、倒三节茎叶)、下部秸秆(基部一、二节茎叶)分开，105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒重并称重。烘干样品经植物粉碎机粉碎、硫酸-双氧水消解后，采用火焰分光光度计测定钾含量。

1.3 钾盈亏平衡计算

在秸秆不还田条件下，小麦颖壳和基部5 cm茎秆由于机械化收获被留在农田中；而秸秆还田条件下，留在农田的部分为小麦颖壳和秸秆。因此，两种条件下钾回田量的计算公式为：

秸秆不还田条件下钾回田量=颖壳钾含量+下部秸秆钾含量

秸秆不还田条件下钾回田率=秸秆不还田条件下钾回田量/植物总钾量×100%

秸秆还田条件下钾回田量=颖壳钾含量+上部秸秆钾含量+中部秸秆钾含量+下部秸秆钾含量

秸秆还田条件下钾回田率=秸秆还田条件下钾回田量/植物总钾量×100%

本研究中小麦生长期土壤钾素的变化忽略不计，土壤表观钾平衡的计算公式为：

土壤钾盈亏量=钾投入量-钾携出量

式中，钾投入量为小麦整个生育期投入的钾肥量；钾携出量为籽粒携出的钾素量，若秸秆不还田，还包括上中部秸秆收获携出的钾素量。

1.4 统计分析方法

采用Excel 2003和SPSS 19.0分析软件进行数据统计分析，并对供试小麦品种(系)成熟期的植株钾含量进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种(系)成熟期植株的钾含量及分布

32个小麦品种(系)成熟期植株钾含量差异较大，变化范围为74.7～170.0kg·hm-2(表2)。

表1 供试品种(系)特点及审定时间

Table 1 Charateristics and approval time of wheat varieties(lines)

序号Code供试品种(系)Variety(line)特点Trait审定时间Approvaltime1扬麦16Yangmai16春性中熟Springness，medium⁃maturing20042扬麦19Yangmai19春性中早熟弱筋Springness，early⁃medium⁃maturing，weakgluten20083扬麦20Yangmai20春性中熟弱筋Springness，medium⁃maturing，weakgluten20104镇麦168Zhenmai168春性中熟强筋Springness，medium⁃maturing，stronggluten20075淮麦20Huaimai20半冬性强筋Weakwinterness，stronggluten20026淮麦26Huaimai26半冬性中熟强筋Weakwinterness，medium⁃maturing，stronggluten20097淮麦31Huaimai31半冬性中早熟强筋Weakwinterness，early⁃medium⁃maturing，stronggluten201182012⁃2⁃2半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing/9镇麦10号Zhenmai10春性中熟Springness，medium⁃maturing201310富101Fu101春性中熟Springness，medium⁃maturing/11江麦816Jiangmai816半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing201312华瑞0049Huarui0049半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing/13黄淮H09⁃2HuanghuaiH09⁃2半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing/14华瑞1101Huarui1101春性中熟Springness，medium⁃maturing/15徐麦9033Xumai9033半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing/16淮新1008Huaixin1008半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing/17洪麦0988Hongmai0988半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing/18扬09⁃111Yang09⁃111春性中熟Springness，medium⁃maturing/19镇麦12号Zhenmai12春性中熟Springness，medium⁃maturing201520扬09G143Yang09G143春性中熟Springness，medium⁃maturing/21华麦鉴3Huamaijian3春性中熟Springness，medium⁃maturing/22宁09⁃118Ning09⁃118春性中熟Springness，medium⁃maturing/23中麦875Zhongmai875半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing201424徐麦35Xumai35半冬性中早熟Weakwinterness，early⁃medium⁃maturing201525淮麦1109Huaimai1109半冬性中早熟Weakwinterness，early⁃medium⁃maturing/26农麦1号Nongmai1半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing201527申海麦386Shenhaimai386半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing/28淮麦38Huaimai38半冬性中熟Weakwinterness，medium⁃maturing201529淮麦39Huaimai39半冬性中晚熟Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing201530淮麦28Huaimai28半冬性多穗型中筋Weakwinterness，multipleear，mediumgluten200931淮麦29Huaimai29半冬性中晚熟强筋Weakwinterness，medium⁃late⁃maturing，stronggluten200932扬辐麦3号Yangfumai3春性中熟中筋Springness，medium⁃maturing，mediumgluten2006

以不同小麦品种(系)植株钾含量作为指标进行聚类分析，可将32个小麦品种(系)分为钾高效吸收型(Ⅰ型)、钾中等吸收型(Ⅱ型)、钾低效吸收型(Ⅲ型)3个类型(图1)，其中Ⅰ型小麦品种(系)有9个，分别是淮麦20、洪麦0988、淮麦39、镇麦12号、镇麦168、淮麦28、扬麦20、扬09G143和农麦1号；Ⅲ型小麦品种(系)有11个，分别是华瑞1101、淮麦1109、淮麦26、扬麦19、淮麦31、2012-2-2、华瑞0049、淮麦38、淮麦29、镇麦10号和扬辐麦3号；其余12个品种(系)均属于钾中等吸收型。由表3可知，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型小麦品种(系)的植株钾含量平均值分别为150.6、119.2和91.3 kg·hm-2。

从不同部位分布来看，所有小麦品种(系)植株中钾主要集中在秸秆上、中部，秸秆上、中部钾含量分别占植株总钾量的24.1%～37.7%和29.4%～37.0%。Ⅰ型秸秆上、中部钾含量显著高于Ⅱ型，Ⅱ型秸秆上、中部钾含量显著高于Ⅲ型。籽粒、颖壳、秸秆下部等部位钾含量较少，Ⅰ型和Ⅱ型显著高于Ⅲ型。不同类型品种(系)间各部位钾含量占植株总钾含量的比例均差异不显著。由此可见，植株钾含量的高低与其在各部位的分配比例无关。

2.2 不同类型小麦收获后植株钾素的回田量

秸秆处置方式对小麦籽粒收获后植株钾素的回田量影响较大。从图2可以看出，当秸秆不还田时，小麦植株返还到土壤中的钾素量较低，为14.3～36.0 kg·hm-2，仅占植株总钾量的17.3%～28.8%。不同类型小麦品种(系)间钾素的回田量差异显著(表4)。Ⅰ型品种(系)具有较高的钾回田量，其平均值为32.0 kg·hm-2，Ⅱ型品种(系)钾回田量比Ⅰ型品种(系)降低 6.3 kg·hm-2，Ⅲ型品种(系)钾回田量最低，降至20.1 kg·hm-2。

图1 不同小麦品种(系)植株钾含量聚类分析图

当秸秆直接就地还田时，小麦植株返还到土壤中的钾素量较高，为60.4～146.3 kg·hm-2，钾素返还量占植株总钾量的比例达到79.6%～88.7%。与秸秆不还田相比，秸秆还田多向农田返还钾素44.6～112.6 kg·hm-2。秸秆还田条件下，Ⅰ型小麦品种(系)秸秆还田量为5.93 t·hm-2，显著高于Ⅱ型和Ⅲ型小麦品种(系)。Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型品种(系)间钾返还量也差异显著，分别为129.2、100.4和76.4 kg·hm-2，比秸秆不还田分别增加97.2、74.7和56.3 kg·hm-2。

表2 32个小麦品种(系)成熟期植株的钾含量

Table 2 K content in 32 wheat varieties(lines) at mature stage

指标Index植株总K量Plantpotassiumcontent/(kg·hm-2)K含量Potassiumcontent/(kg·hm-2)籽粒Grain颖壳Husk上部秸秆Upperstalk中部秸秆Middlestalk下部秸秆Lowerstalk比例Ratiotoplant/%籽粒Grain颖壳Husk上部秸秆Upperstalk中部秸秆Middlestalk下部秸秆Lowerstalk最大值Maximum170．027．322．558．355．819．320．420．842．639．713．4最小值Minimum74．711．79．723．615．91．711．39．124．920．42．2变异系数CV/%21．322．121．724．129．439．616．521．212．016．528．5平均值Average118．418．215．337．737．010．315．513．231．831．08．5

表3 不同类型小麦植株的钾含量及分布

Table 3 K content and its distribution in different organs of different types of wheat at mature stage

类型Type植株总K量Plantpotassiumcontent/(kg·hm-2)K含量Potassiumcontent/(kg·hm-2)籽粒Grain颖壳Husk上部秸秆Upperstalk中部秸秆Middlestalk下部秸秆Lowerstalk比例Ratiotoplant/%籽粒Grain颖壳Husk上部秸秆Upperstalk中部秸秆Middlestalk下部秸秆LowerstalkⅠ150．6a21．4a17．8a48．1a49．1a14．2a14．211．931．832．69．5Ⅱ119．2b18．8a15．2ab37．2b37．5b10．6a15．712．731．231．68．9Ⅲ91．3c14．9b13．4b29．6c26．7c6．7b16．414．832．629．07．3

Ⅰ：钾高效吸收型；Ⅱ：钾中等吸收型；Ⅲ：钾低效吸收型。同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05)。下表同。

Ⅰ:The type of high K absorption efficiency; Ⅱ:The type of medium K absorption efficiency; Ⅲ:The type of low K absorption efficiency.Different small letters following data in the same column mean significant differences among treatments at 0.05 level. The same as in other tables.

表4 不同类型小麦成熟期的钾素返还量及返还比例

Table 4 Potassium return amount and its percentage accounting for total K uptake for different types of wheat at mature stage

类型Type秸秆收获不还田NostrawreturnK返还量Stubblepotassiumreturnamount/(kg·hm-2)K返还比例Potassiumreturnratio/%秸秆直接就地还田Strawreturn秸秆还田量Strawreturnamount/(t·hm-2)K返还量Stubblepotassiumreturnamount/(kg·hm-2)K返还比例Potassiumreturnratio/%Ⅰ32．0a21．45．93a129．2a85．8Ⅱ25．7b21．54．87b100．4b84．3Ⅲ20．1c22．14．26b76．4c83．6

2.3 不同类型小麦收获后土壤钾素的盈亏量

土壤表观养分平衡是评价农田土壤养分亏缺状况和土壤生产力的重要方法。对不同类型小麦品种(系)收获后土壤的钾平衡分析表明，在秸秆不还田条件下，小麦植株收获时从土壤中携出的钾素量为58.9～136.3 kg·hm-2，土壤盈亏量为-43.3～34.1 kg·hm-2(图3)。小麦植株钾吸收量越高的品种(系)，其钾携出量越高，土壤盈余量越少(表5)。Ⅰ型小麦品种(系)钾的携出量高达118.5 kg·hm-2，其种植的土壤钾呈现亏损状态，其亏损量占施肥量的比例为27.5%；Ⅱ型小麦品种(系)的钾携出量为93.5 kg·hm-2，其种植的土壤钾基本平衡；而Ⅲ型小麦品种(系)的钾携出量较低，为71.2 kg·hm-2，土壤中钾呈现一定量的盈余，其盈余量占施肥量的比例为23.5%。

图2 两种秸秆处置方式下不同小麦品种(系)的钾返还量(左)及返还比例(右)

图3 两种秸秆处置方式下小麦品种(系)钾携出量(左)及盈亏量(右)

Table 5 Potassium balance for different types of wheat

类型Type秸秆收获不还田NostrawreturnK携出量Potassiumuptake/(kg·hm-2)K盈亏量Potassiumbudget/(kg·hm-2)K盈亏量占施肥量的比例Percentage/%秸秆直接就地还田StrawreturnK携出量Potassiumuptake/(kg·hm-2)K盈亏量Potassiumbudget/(kg·hm-2)K盈亏量占施肥量的比例Percentage/%Ⅰ118．5a-25．5a-27．5a21．4a71．6a77．0aⅡ93．5b-0．5b-0．5b18．8a74．2a79．8aⅢ71．2c21．8c23．5c14．9b78．1b84．0b

在秸秆还田条件下，小麦植株收获时从土壤中携出的钾素量为11.7～27.3 kg·hm-2，土壤盈余量为65.7～81.3 kg·hm-2，盈余量变异系数仅为5.4%。表明秸秆还田后，在施用钾肥93 kg·hm-2条件下，种植各品种(系)的土壤钾素均呈大量盈余状态。吸钾能力强的小麦品种(系)的土壤钾素盈余量低，Ⅰ型、Ⅱ型品种(系)土壤钾素盈余量显著低于Ⅲ型品种(系)，三种类型品种(系)的盈余量分别占施钾量的77.0%、79.8%和84.0%。

3 讨论

钾在农作物产量形成、保障作物高产、增强作物抗逆能力、提升农产品品质等方面起着极其重要的作用[7]。随着农田氮磷化肥投入量的增加、作物复种指数的提高以及品种(系)的改良，因作物收获而从土壤中移走的钾量逐年加大[8-9]。李继福等[1]报道，集约化高产条件下每年作物收获带走的钾量约为210～360 kg·hm-2，而当前钾肥的投入远不能维持土壤钾素平衡。夏颖等[10]研究发现，湖北省主要种植制度农下田生态系统钾素整体呈亏缺状态，6 种种植制度年平均亏缺量为-52.4 kg·hm-2。唐旭等[11]报道，在氮磷钾平衡施肥条件下，每年大麦田土壤氮素和磷素盈余18.4和6.9 kg·hm-2，但土壤钾素平均每年亏缺43.8 kg·hm-2。本研究结果表明，在常规的秸秆收获不还田条件下，麦田土壤钾素盈亏状况与选择种植的小麦品种(系)密切相关。32个供试品种(系)中，9个钾高效吸收型小麦品种(系)种植的土壤钾呈现亏损状态，12个钾中等吸收型小麦品种(系)种植的土壤钾基本平衡；11个钾低效吸收型小麦品种(系)的土壤钾则呈现一定量的盈余状态。

当前我国土壤钾素整体呈现亏缺状态，其中严重缺钾土壤约占全国耕地面积的1/3 , 主要分布在南方稻作区[1,8]。农田钾素亏缺已成为农业生产持续发展的限制因素之一[3,12]。增施化学钾肥是提高土壤钾素肥力的最直接措施。然而，当前我国钾矿资源严重缺乏，仅能满足30%的作物需求。在这种情况下，秸秆中富含的钾资源对钾素亏缺的农田则是一个较好的补充。李继福等[1]报道，若水稻秸秆还田量为4 500 kg·hm-2，投入的秸秆钾表观总量在67.2～167.4 kg·hm-2。本试验对小麦钾素还田量的研究结果与其较为接近，在秸秆还田方式下，小麦植株返还到土壤中的钾素量可达60.4～146.3 kg·hm-2，占植株总钾量的79.6%～88.7%；与秸秆不还田相比，秸秆还田多向农田返还钾素44.6～112.6 kg·hm-2。钾高效吸收型小麦品种(系)具有较高的钾素回田量。

从持续农业发展的观点出发，养分管理应该保持养分投入和支出的平衡。施肥和作物吸收是决定土壤钾平衡的主要因素。本研究结果表明，在当前钾肥施用量93 kg·hm-2条件下，采取秸秆还田方式，所有品种(系)种植土壤钾素均呈现大量盈余状态，其盈余量为65.7～81.3 kg·hm-2，占施钾量的70.7%～87.4%。值得注意的是，本研究中，在秸秆还田条件下，不同品种(系)土壤钾素盈亏量变异系数较小，表明秸秆还田可缩小不同品种(系)种植农田土壤钾素的差异。植株钾素吸收能力强的小麦品种(系)具有低的土壤钾素盈余量。长期土壤钾素盈余可使土壤钾含量显著增加，但是也容易造成钾营养元素的大量流失，降低钾肥资源利用效益，增加环境污染风险[13]。贾良良等[14]发现，土壤每累积盈余钾100 kg·hm-2，土壤速效钾和缓效钾分别增加2.71和24.4 mg·kg-1。因此，就长期而言，无论种植何种类型小麦品种(系)，秸秆还田条件下麦田均应大幅地减少钾肥施用。

[1] 李继福,鲁剑巍,任涛,等.稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果[J].中国农业科学,2014,47(2):292.

LI J F,LU J W,REN Y,etal.Effect of straw incorporation substitute for K-fertilizer under different paddy soil K supply capacities [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(2):292.

[2] 戴志刚,鲁剑巍,李小坤,等.不同作物还田秸秆的养分释放特征试验[J].农业工程学报,2010,26(6):272.

DAI Z G,LU J W,LI X K,etal.Nutrient release characteristic of different crop straws manure [J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(6):272.

[3] 朱向东,王宏庭.土壤钾素管理研究进展[J].山西农业科学,2013,41(11):1274.

ZHU X D,WANg H T.Research progress on soil potassium management [J].JournalofShanxiAgriculturalSciences,2013,41(11):1274.

[4] YU C J,QIN J G,XU J,etal.Straw Combustion in circulating fluidized bed at low-temperature:Transformation and distribution of potassium [J].CanadianJournalofChemicalEngineering,2010,88(5):874.

[5] 张锡洲,阳显斌, 李廷轩,等.小麦氮素利用效率的基因型差异[J].应用生态学报,2011,22(2):369.

ZHANG X Z,YANG X B,LI T X ,etal.Genotype difference in nitrogen utilization efficiency of wheat [J].ChineseJournalofAppliedEcology,2011,22(2):369.

[6] 左青松,葛云龙,刘荣,等.油菜不同氮素籽粒生产效率品种氮素积累与分配特征[J].作物学报,2011,37(10):1852.

ZUO Q S,GE Y L,LIU R,etal.Nitrogen accumulation and distribution in rapeseed(BrassicanapusL.) with different nitrogen utilization efficiencies for grain production [J].ActaAgronomicaSinica,2011,37(10):1852.

[7] 姜超强,郑青松,祖朝龙.秸秆还田对土壤钾素的影响及其替代钾肥效应研究进展[J].生态学杂志,2015,34(4):1158.

JIANG C Q,ZHENG Q S,ZU C L.Research progress on effects of straw returning on soil potassium and its substitute for potassium fertilizer [J].ChineseJournalofEcology,2015,34(4):1158.

[8] 唐旭,计小江,李超英,等.水稻-大麦长期轮作体系钾肥效率及土壤钾素平衡[J].中国农业科学,2014,47(1):90.

TANG X,JI X J,LI C Y,etal.Study on potassium use efficiency and apparent soil potassium balance under long-term rice-barley rotation [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(1):90.

[9] 刘枫,吴传洲,朱克保,等.沿江平原稻麦轮作系统维持钾素平衡和作物高产的钾肥运筹研究[J].土壤,2014,46(2):232.

LIU F,WU C Z,ZHU K B,etal.Study on potassium strategy to maintain crop high yield and potassium balance in cropland under rice-wheat rotation systems [J].Soils,2014,46(2):232.

[10] 夏颖,刘冬碧,张富林,等.湖北省主要种植制度农田生态系统钾平衡状况[J].生态学杂志,2014,33(9):2395.

XIA Y,LIU D B,ZHANG F L,etal.Potassium balance in the agroecosystem of the main cropping systems in Hubei province [J].ChineseJournalofEcology,2014,33(9):2395.

[11] 唐旭,陈义,吴春艳,等.大麦长期肥料效率和土壤养分平衡[J].作物学报,2013,39(4):665.

TANG X,CHEN Y,WU C Y,etal.Fertilizer efficiency and soil apparent nutrient balance for barley under long-term fertilization [J].ActaAgronomicaSinica,2013,39(4):665.

[12] CAKMAK I.Plant nutrition research:Priorities to meet human needs for food in sustainable ways [J].PlantSoil,2002,247:3.

[13] 文菀玉,王凯荣, 谢小立.红壤稻田不同施肥制度对土壤钾平衡和水稻产量的影响[J].中国生态农业学报,2007,15(3):41.

WEN W Y,WANG K R,XIE X L.Effect of different modes of fertilizer application on soil potassium balance and rice yield [J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2007,15(3):41.

[14] 贾良良,韩宝文,刘孟朝,等.河北省潮土长期定位施钾和秸秆还田对农田土壤钾素状况的影响[J].华北农学报,2014,29(5):207.

JIA L L,HAN B W,LIU M C,etal.The effects of long term k fertilization and straw recycling on soil k status in flivo-aquic soil of Hebei province [J].ActaAgriculturaeBorealiSinica,2014,29(5):207.

[15] 李秋梅,陈新平,张福锁,等.冬小麦一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.

LI Q M,CHEN X P,ZHANG F S,etal.Study on balance of phosphorus and potassium in winter wheat and summer maize rotation system [J].PlantNutritionandFertilizerScience,2002,8(2):152.

[16] BOLLAND M D A.The current and residual value superphosphate for lupins grown in rotation with oats and wheat on a deep sandy soil [J].FertilizerResearch,1992,31(3):319.

[17] SABRAWAT K L,REGO T J,BURFORD J R,etal.Response of sorghum to fertilizer phosphorus and its residual value in a vernsol [J].FertilizerResearch,1995,41(1):41.

[18]SAHA P K,MIAH M A M,HOSSAIN A T M S,etal.Contribution of rice straw to potassium supply in rice-fallow-rice cropping pattern [J].BangladeshJournalAgriculturalResearch,2009,34(4):633.

Effect of Straw Return on Potassium Balance for Wheat Varieties(Lines) with Different Types of Potassium Absorption

SHENG Jing,LIU Hongjiang,SUN Guofeng,ZHANG Liping,ZHENG Jiangchu

(Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing,Jiangsu 210014,China)

To clarify the effects of straw return on soil potassium(K) balance for different wheat varieties(lines),plant K concentration and distribution of 32 wheat varieties(lines) were studied, and K uptake and return amounts and soil K balance under the conditions of straw return and no straw return were analyzed by field trial. The results showed that at the currently widely-used K fertilizer application rate(i.e. 93 kg K·hm-2), when wheat straw was returned to field, K rate returned to soil with plant residue return was 60.4 to 146.3 kg·hm-2, which was 44.6 to 112.6 kg·hm-2higher than no straw return. With straw return, a relative large K surplus in soil was observed in all wheat varieties(lines),and the soil K surplus rate was 65.7 to 81.3 kg·hm-2, accounting for 70.7% to 87.4% of K fertilizer application rate. Straw return was also beneficial for lessening the difference of soil K balance among these wheat varieties. The wheat varieties(lines) with high K absorption ability had high K rate returned to soil with plant residue return and removed rate from soil with grain harvest, but low K surplus in soil; while the wheat varieties(lines) with low K absorption ability had a contrasting performance. From the view of soil sustainable development, the application rate of K fertilizer should be significantly reduced in wheat field with straw return.

Wheat varieties; Straw return; Potassium; Nutrient return; Nutrient balance