秸秆还田中稻基施钾肥减量效果研究

吴传胜 王优旭 李秀珍 亢四毛

摘要[目的]研究在小麦秸秆全量还田条件下，中稻基施钾肥减量效果，为中稻钾肥减量提供科学依据。[方法]在小麦秸秆全量还田下，开展中稻基施钾肥试验。[结果]在秸秆全量还田条件下，基施钾肥减少20%的处理⑤产量、钾素吸收量、钾素（肥）利用率最高。产量、钾素吸收量分别为9 806.5、265.0 kg/hm2，与全量施钾肥处理②相比，分别提高388.7、45.5 kg/hm2，增幅分别为4.1%、20.7%；钾素、钾肥利用率分别为53.2%、60.3%，比全量施钾肥处理②分别提高15.8%、22.9%；通过二次拟合，得出最大基施钾肥减量占总量的21.7%，可减少基施钾肥35.8 kg/hm2。[结论]在小麦秸秆全量还田条件下，基施钾肥适当减量对中稻产量有一定增产作用，秸秆中的养分释放可不同程度地减少部分钾肥施用，较大地提高钾素吸收量、钾素利用率、钾肥利用率。

关键词秸秆还田；钾肥；减量效果；钾肥利用率

中图分类号S143.3文献标识码A文章编号0517-6611（2017）14-0095-03

Abstract[Objective] To study effects on reduced base application of potash fertilizer of middleseason rice in wheat straw returning， in order to provide scientific basis for reducing potash fertilizer application of middleseason rice.[Method] The largest reduced application of potash used as basal fertilizer of middleseason rice was studied in the case of wheat straw completely returning.[Result] In the case of wheat straw returning and base application of potash fertilizer reduced by 20%⑤，the yield of middleseason rice，potassium absorptive amount，potassium utilization rate of potassium and potash fertilizer were the highest.The rice yield and potassium absorptive amount were 9 806.5，265.0 kg/hm2 respectively，which were 388.7 kg/hm2 （4.1%） and 45.5 kg/hm2 （20.7%） higher than the treatment of complete application of potash fertilizer ②.And the potassium utilization rate of potassium and potash fertilizer were respectively 53.2% and 60.3%，which were 15.8% and 22.9% higher than the treatment of complete application of potash fertilizer ②.The largest reduced application of potash fertilizer was 21.7% of total application of potash fertilizer，which was 35.8 kg/hm2 by quadratic fitting.[Conclusion] Reasonable reduced application of potash fertilizer of middleseason rice had certain effect to increase rice yield in the case of wheat straw completely returning，and the nutrient releasing of wheat straw can partly reduce the application of potash fertilizer in different degree，greatly increase potassium absorptive amount，potassium utilization rate of potassium and potash fertilizer.

Key wordsStraw returning；Potash fertilizer；Reducing effect；Utilization rate of potash fertilizer

東至縣常年小麦播种面积在1万hm2左右，后茬大多种植一季中稻，以小麦-水稻轮作模式为主。小麦年平均产量4 500 kg/hm2左右，粮食主产区的稻麦秸秆数量巨大，与籽粒产量相当[1]，按籽粒与茎叶比1∶1计，小麦生产秸秆量4 500 kg/hm2左右。农作物秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素，是农业生产重要的有机肥源之一[2]。秸秆还田将作物吸收的部分营养元素归还到土壤中，在一定程度上缓解了土壤养分尤其是钾素耗竭状况[3]。小麦秸秆含钾（K2O）为1.542%，折合纯钾（K2O）69.4 kg/hm2。秸秆钾经过1 d的浸泡，秸秆中残留的钾量少，培养2 d后，秸秆中90%的钾素释放出来，经过12 d的培养，秸秆钾素的98%释放出来[4]，这些钾素是一种重要的速效性钾素资源，可与传统钾肥起到相同作用[5]，可大幅度减少基施钾肥的用量。为探索在小麦秸秆全量还田条件下中稻基施钾肥减施量，笔者在小麦秸秆全量还田条件下，于2016年在东至县尧渡镇开展中稻基施钾肥减量试验，以期为进一步推进化肥零增长行动提供技术支撑。

1材料与方法

1.1试验地概况试验安排在东至县尧渡镇查桥村，试验田田块平整，水利设施配套齐全，灌溉能力充足，旱涝保收，前茬作物为小麦。土壤为水稻土土类泥质田土种，试验前取耕作层土样化验，土壤基本状况：有机质27.5 g/kg、碱解氮176.0 mg/kg、有效磷 16.5 mg/kg、速效钾97.0 mg/kg、pH 6.1。

1.2试验材料供试肥料为单质肥料，尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 12%）、氯化钾（K2O 60%）；中稻品种为当地主栽籼稻品种隆两优1212。

1.3试验设计试验设置7个处理，3 次重复，随机区组排列。处理：①-K（CK）；②+K；③K+S；④-10%K+S；⑤-20%K+S；⑥-30%K+S；⑦-60%K+S。其中，K和S 分别表示钾肥和还田秸秆量。所有处理的N、P2O5 用量统一为东至县配方施肥推荐施用量210和48 kg/hm2，以保证氮磷正常供应，秸秆4 500 kg/hm2，折合纯钾（K2O）69.4 kg/hm2。各处理钾肥和秸秆钾（K2O）用量及运筹见表1。小区面积21 m2（3 m×7 m），小区间用木条做支架，架高20～30 cm，支架用塑料薄膜双面包裹，重复间单独设置进排水沟，沟宽30 cm，试验四周设置1 m以上保护行，防止窜水窜肥。

1.4田间管理试验田5月7日播种， 6月10日移栽，密度26.7 万穴/hm2。秸秆、磷肥全部作为基肥一次性施用，氮肥：处理①、② 50%作为基肥，20%作为分蘖肥，30%作为穗肥；處理③、④、⑤、⑥、⑦ 65%作为基肥，15%作为分蘖肥，20%作为穗肥，钾肥：处理①基肥、穗肥均不施，处理②、③、④、⑤、⑥基肥60%、60%、50%、40%、30%，处理⑦基肥不施，穗肥均为40%。所有秸秆在还田前避免淋雨，防止钾素淋失，秸秆经过机器粉碎，长度约为10 cm，均匀覆盖于田面，撒施30 kg/hm2秸秆腐熟剂、翻压、整平。10月5日收割，分小区单打单收，测标准水分计实产，其他田间管理措施均相同。

1.5数据分析试验数据采用MS Excel 2010进行二次拟合基施钾肥最大减用量，拟合肥效模型Y=ax2 +bx+C，式中，Y 为稻谷产量（kg/hm2），x为基施钾肥减用量（%），a为截距，b为回归系数，当Y导数为零时，x=-b/2a为基施钾肥最大减用量。

地上部钾素吸收总量（kg/hm2）=收获期籽粒干重×籽粒含钾量+收获期地上部茎叶干重×茎叶含钾量

钾素吸收利用率=[各处理地上部钾素吸收总量-处理①地上部钾素吸收总量]/施用总钾量×100%

钾肥吸收利用率=地上部吸收钾肥提供钾素增量/钾肥用量×100%

地上部吸收钾肥提供钾素增量=地上部钾素吸收总量-秸秆提供钾素吸收量

秸秆提供钾素吸收量=秸秆还田同时全量施钾肥处理③地上部钾素吸收量-全量施钾肥处理②地上部钾素吸收量。

2結果与分析

2.1不同处理对中稻产量的影响由表2可知，缺钾区处理①产量为8 322.4 kg/hm2，全量施钾肥处理②产量为9 417.8 kg/hm2，相对产量为88.4%，根椐《测土配方施肥技术规范》（2011年修订版）[6]，相对产量75%～<90%，土壤养分为中等，与试验田土壤养分分析结果一致。与缺钾区处理①相比，增施钾肥后各处理产量均增加。在秸秆还田条件下，不同程度减施基肥中钾肥的③、④、⑤、⑥、⑦与全量基施钾肥的处理②相比，增产率分别为0.6%、3.4%、4.1%、2.4%、-4.3%，处理⑤产量最高，为9 806.5 kg/hm2，增产率为4.1%。由此可知，在小麦秸秆全量还田条件下，基施钾肥适量减量，对中稻产量有一定增产作用，随基施钾肥减量的增加，产量、增产率随之增加，以减量20%的处理⑤效果最佳，随后又减少。

2.2不同处理对中稻钾素吸收量的影响由表3可知，缺钾区处理①地上部钾素吸收量为157.8 kg/hm2，当增施钾肥后，钾素吸收量均大幅度增加，处理②、③、④、⑤、⑥、⑦钾素吸收量分别为219.5、247.1、263.8、265.0、251.5、219.6 kg/hm2，与缺钾区处理①相比，增幅分别为39.1%、56.6%、67.2%、67.9%、59.4%、39.2%，吸收量与增幅从大到小依次为处理⑤、④、⑥、③、⑦、②，处理⑤吸收量与增幅均最大，分别为265.0 kg/hm2、67.9%。在小麦秸秆全量还田条件下，基肥适量减钾的处理③、④、⑤、⑥、⑦与全量施钾肥处理②相比，吸收量分别增加27.6、44.3、45.5、32.0、0.1 kg/hm2，增幅分别为12.60%、20.20%、20.70%、14.60%、0.46%，处理⑤最高，吸收量与增幅分别为45.5 kg/hm2、20.70%。由此可知，在小麦秸秆全量还田条件下，基施钾肥适度减量，对中稻地上部钾素吸收量有明显作用，随基施钾肥减量的增加，累积量增幅随之增加，以减量20%的处理⑤效果最佳，随后又减少，这与对产量影响一致。

2.3不同处理对中稻钾素（肥）利用率的影响由表4可知，全量施钾处理②钾素吸收增长量均由钾肥提供，钾素、钾肥利用率均为37.4%，与当地中稻配方施肥钾肥利用率基本一致。秸秆还田处理③、④、⑤、⑥、⑦钾素吸收增长量由秸秆和钾肥提供，与全量施钾处理②相比，钾素利用率及增幅由大到小依次为处理⑤、⑥、④、⑦、③，处理⑤最高，分别为53.2%、15.8%。钾肥利用率及增幅由大到小依次为处理⑤、⑥、④、⑦、③，处理⑤最高，分别为60.3%、22.9%。由此可知，在小麦秸秆全量还田条件下，适量减少基施钾肥用量，可提高钾素、钾肥的利用率。

2.4秸秆还田中稻钾肥最大减用量根椐在秸秆全量还田条件下处理③、④、⑤、⑥、⑦基施钾肥减少量和实际产量，采用MS Excel 2010进行二次拟合，拟合肥效模型：Y=-0.515 2x2-22.396x+9 512.2，R2=0.969，呈正相关，最大基施钾肥减量占总量的21.7%，比当地测土配方施肥推荐基施钾量99.0 kg/hm2减少35.8 kg/hm2，实际基施钾肥用量为63.2 kg/hm2，最高产量为9 755.6 kg/hm2。

3结论与讨论

在小麦秸秆全量还田条件下，中稻基施钾肥适当减量对产量有一定增产作用；秸秆中的钾可不同程度地减少部分钾肥施用，较大地提高钾素吸收量、钾素利用率、钾肥利用率；通过减少钾肥量与实际产量二次拟合，结果表明，在保障中稻最高产量9 755.6 kg/hm2的前提下，最大钾肥减量占总量的21.7%，比当地测土配方施肥推荐基施钾量99.0 kg/hm2减少35.8 kg/hm2，实际基施钾肥用量为63.2 kg/hm2。

45卷14期吴传胜等秸秆还田中稻基施钾肥减量效果研究参考文献

[1] 倪进.焚烧秸秆对城市空气质量的影响及对策[J].污染防治技术，2007（3）：73-75.

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[3] 谭德水，金继运，黄绍文，等.长期施钾与秸秆还田对华北潮土和褐土区作物产量及土壤钾素的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（1）：106-112.

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[5] YU C J，QIN J G，XU J，et al.Straw combustion incirculating fluidized bed at lowtemperature：Transformation and distribution of potassium[J].Canadian journal of chemical engineering，2010，88（5）：874-880.

[6] 农业部种植业管理司.测土配方施肥技术规范（2011年修订版）[S/OL].[2016-09-04].http：//www.docin.com/p-303630231.html.