一次施鉀對夏玉米產(chǎn)量·鉀素積累及鉀肥利用率的影響

王清和

摘要 [目的]研究一次性施用鉀肥用量對夏玉米產(chǎn)量和鉀肥利用率的影響，為明確鉀肥適宜用量和玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供參考。[方法]以夏玉米品種隆平206為試驗材料，在一次施用條件下，設置不同鉀肥用量（0、45、135、270、540 kg/hm2），研究鉀肥用量對玉米產(chǎn)量、鉀素吸收和利用的影響。[結果]玉米產(chǎn)量呈隨著施鉀量增加先增加后減少的趨勢，各處理玉米產(chǎn)量呈K270≈K135 ≥K45≈K540≥K0的規(guī)律，其中，K270和K135處理的產(chǎn)量最高，比對照分別增產(chǎn)20%和18%。兼顧玉米產(chǎn)量、肥料養(yǎng)分利用和損失，認為鉀肥用量135 kg/hm2是較為適宜的施鉀量，該施鉀量條件下，鉀肥的表觀利用率為64.8%。[結論]綜合考慮玉米產(chǎn)量、籽粒鉀含量和鉀肥利用效率等因素，皖南地區(qū)隆平206一次性施用的適宜施鉀量為135 kg/hm2。

關鍵詞 夏玉米;一次施肥;施鉀量;肥料利用率;養(yǎng)分吸收

Abstract [Objective]The effect of potassium fertilizer on summer maize yield and utilization rate of potassium fertilizer was studied，which provided reference for determining the appropriate amount of potassium fertilizer application and the high and stable yield of summer maize.[Method]Summer maize variety “Longping 206” was used as the material.Under the condition of onetime application of potassium fertilizer，different rate of potassium fertilizers （0，45，135，270，540 kg/hm2） were set to study the effect of potassium on its absorption and utilization，and the yield of summer maize.[Result] The yield was increased first and then decreased with the increase of potassium application rate.The yield of maize for each treatment was as followed：K270≈K135≥K45≈K540≥K0.Treatments K270 and K135 produced the highest yield，which was 20% and 18 % higher than the control，respectively.Taken into account of the fertilizer utilization and loss of maize yield，the appropriate rate of potassium fertilizer was 135 kg/hm2.Under this rate of potassium fertilizer application，the apparent recovery efficiency was 64.8%.[Conclusion]Comprehensive factors such as yield，potassium concentration of grain and potassium utilization efficiency，the optimum onetime application rate of potassium fertilizer was 135 kg/hm2 for summer maize in South Anhui Province.

Key words Summer maize;One fertilization;Potassium application;Fertilizer utilization;Nutrient uptake

鉀是作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和品質提升的重要基礎保障[1-2]。我國農(nóng)田復種指數(shù)高、追求高產(chǎn)，導致土壤鉀素虧缺，因此提高作物的鉀肥吸收利用、降低肥料養(yǎng)分損失對穩(wěn)定糧食產(chǎn)量和減少環(huán)境污染至關重要[3-4]。目前，已有大量研究探索了鉀肥施用對作物產(chǎn)量、鉀素吸收積累和鉀肥利用率等方面的影響，相關作用和機制也較為清楚[5-7]。但不同作物品種鉀肥需求特性差異較大，不同種植區(qū)域土壤鉀素狀況相差甚遠，因此，作物鉀肥施用技術和適宜施鉀量一直是農(nóng)業(yè)科研工作的重點和熱點[7-9]。

為了提高鉀肥利用率、降低損失，大多數(shù)研究集中在改進鉀肥施用方式和應用緩控釋鉀肥等方面[10-12]。研究發(fā)現(xiàn)，改進施鉀施用方式和適宜的鉀肥用量能夠提高玉米產(chǎn)量和鉀肥利用率，在一定范圍內，玉米籽粒產(chǎn)量隨著施鉀量的增加而增加，但過量施鉀則會降低玉米產(chǎn)量[5，13]。王火焰等[14]研究認為根區(qū)一次施肥能夠提高作物產(chǎn)量的同時，提高肥料利用率、降低損失。王宜倫等[11]研究發(fā)現(xiàn)，采用粒片狀肥料能夠實現(xiàn)夏玉米一次施肥，隨著農(nóng)業(yè)全程機械化進程的推薦，鉀肥一次施用將成為主推技術，但目前鉀肥一次施用技術研究較少，優(yōu)化的施肥方式和適宜的鉀肥用量尚不明確。為此，筆者在皖南夏玉米區(qū)采用一次性施鉀的方式，設置不同水平的鉀肥施用量，研究一次性施鉀對玉米產(chǎn)量和鉀素吸收利用的影響，以期為夏玉米鉀肥一次性高效施用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于安徽皖南夏玉米種植區(qū)，試驗土壤為紅黃壤，供試土壤（0～20 cm）pH 5.6，有機質18.6 g/kg，堿解氮89.1 mg/kg，有效磷28.3 mg/kg，速效鉀128.1 mg/kg。試驗地多年年平均氣溫16.9 ℃，年平均降水量1 554.4 mm，屬于濕性亞熱帶季風氣候。

1.2 試驗材料 供試玉米品種選用隆平206，種子購自安徽隆平高科種業(yè)有限公司。

1.3 試驗設計

試驗設施鉀量（K2O）為0、45、135、270、540 kg/hm2 5 個水平，分別用K0、K45、K135、K270、K540表示。所用鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%），分別于播種時一次性條施施入土壤，每個處理氮、磷用量相同，施N 225 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，氮肥在拔節(jié)期、大喇叭口期按4∶6的比例施入，磷肥在播種前全部施入。小區(qū)面積為16.8 m2（3.0 m × 5.6 m），3次重復，隨機區(qū)組排列。

1.4 樣品采集與指標測定

1.4.1 土壤樣品的采集及測定。

在試驗整地前和玉米收獲后采集0～20 cm土層土壤，用于測定土壤的基礎肥力和鉀素含量。土壤基礎理化性質按常規(guī)方法測定[15]：采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定土壤有機質含量，采用堿解擴散法測定土壤堿解氮含量;采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定土壤有效磷含量，采用NH4OAc浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量。

1.4.2 植株樣品的采集及測定。

在玉米成熟期，對每個小區(qū)進行單獨采收，測定籽粒和秸稈鮮重。取部分代表性植株的根系、秸稈和籽粒，于105 ℃下殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，計算含水量，折算籽粒和秸稈干物質量。烘干樣品經(jīng)粉碎過篩，經(jīng)濃H2SO4-H2O2消煮，采用火焰光度法測定鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析 利用SPSS 19.0 軟件進行方差分析，Duncan新復極差法多重比較判斷處理間差異顯著性（P<0.05）。

養(yǎng)分積累量（kg/株）=[秸稈干重（kg/株）×秸稈養(yǎng)分含量（g/kg）+籽粒干重（kg/株）×籽粒養(yǎng)分含量（g/kg）]/1 000

肥料表觀利用率=[施肥區(qū)養(yǎng)分吸收量（kg/hm2）-對照養(yǎng)分吸收量（kg/hm2）]/養(yǎng)分施入量（kg/hm2）×100%

農(nóng)學利用率（kg/kg）=[施肥區(qū)產(chǎn)量（kg/hm2）-對照產(chǎn)量（kg/hm2）]/養(yǎng)分施入量（kg/hm2）

2 結果與分析

2.1 一次施鉀對玉米干物質積累和產(chǎn)量的影響

由表1可知，一次施用不同鉀肥用量對玉米株高有顯著影響，玉米株高隨著施鉀量的增加而增加，但過量施用鉀肥（K540）降低了玉米植株株高，K270處理株高（207.7 cm）最大，K135（205.7 cm）和K270處理株高無顯著差異。與此類似，鉀肥用量顯著影響籽粒干重和地上部干重，隨著施鉀量的增加籽粒干重和地上部干重均呈先增加后降低的趨勢;其中，K270處理籽粒干重（148.8 g/株）和地上部干重（306.5 g/株）均最大，K135和K270處理間無顯著差異。一次施鉀鉀肥用量對玉米根干重無顯著影響。

由表2可知，一次施用不同鉀肥用量對玉米產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素有顯著影響，K135和K270處理穗粒數(shù)顯著高于其他處理，比對照（K0）分別高11%和12%。K135和K270處理間的百粒重和產(chǎn)量無顯著差異，為各處理最高。與對照（K0）相比，K135和K270處理產(chǎn)量分別增加18%和20%。各處理玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為K270≈K135≥K45≈K540≥K0。

2.2 一次施鉀對玉米植株鉀含量的影響

由表3可知，與不施鉀肥的對照相比，施用鉀肥玉米莖稈、葉片和籽粒的鉀含量均顯著提高。隨著鉀肥施用量的增加各器官鉀含量呈增加趨勢，各處理植株根系、莖稈、葉片和籽粒的鉀含量均以K540處理最高。施用鉀肥的K45、K135、K270和K540籽粒鉀含量比不施鉀肥的對照分別顯著增加15%、23%、26%和30%，施鉀處理間籽粒鉀含量無顯著差異。

2.3 一次施鉀對玉米鉀肥利用率的影響

由表4可知，鉀肥施用量對玉米植株的吸鉀量和鉀肥利用率有顯著影響。隨著鉀肥施用量的增加植株的吸鉀量顯著增加，其中K135和K540植株的吸鉀量比對照增加了101%和165%。鉀肥的表觀利用率則隨著鉀肥用量的增加顯著下降，其中K45和K135鉀肥表觀利用率分別為83.8%和64.8%。與此類似，鉀肥農(nóng)學利用率也隨著鉀肥用量的增加而呈下降趨勢，其中K135鉀肥農(nóng)學利用率為9.9 kg/kg。

2.4 一次施鉀對土壤鉀含量的影響

由表5可知，隨著鉀肥施用量的增加，土壤速效鉀含量呈增加趨勢，其中K540處理土壤速效鉀含量最高，顯著高于其他處理。與對照相比，K135處理土壤速效鉀含量（157.5 mg/kg）增加，但無顯著差異。各處理玉米收獲后土壤全鉀和緩效鉀含量均無顯著差異。

3 結論與討論

合理施用鉀肥是作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要技術措施，適宜的鉀肥用量不僅要兼顧玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，也要考慮提高鉀肥的利用率[8-9]。該研究采用一次性施用鉀肥的方式研究不同施鉀量對玉米產(chǎn)量和鉀肥利用率的影響，探討適宜的鉀肥用量。結果表明，各處理玉米產(chǎn)量呈K270≈K135≥K45≈K540≥K0的規(guī)律，其中，K270和K135處理的產(chǎn)量最高，比對照分別增產(chǎn)20%和18%。李波等[16]對高產(chǎn)夏玉米的研究發(fā)現(xiàn)，登海661和鄭單958最高產(chǎn)量的施鉀量分別為184和201 kg/hm2，但在獲得玉米高產(chǎn)和較高鉀肥利用率的同時，適宜的施鉀量為180 kg/hm2。該研究發(fā)現(xiàn)，施鉀量135 kg/hm2時（K135處理）玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)和籽粒的百粒重與施鉀量270 kg/hm2（K270處理）均無顯著差異。因此，兼顧作物高產(chǎn)和化肥減量施用，該研究認為皖南夏玉米種植區(qū)隆平206鉀肥一次施用適宜用量為135 kg/hm2。

表觀利用率和農(nóng)學利用率是表示養(yǎng)分利用率的常用指標，能夠從不同方面反映作物對肥料的利用率[10]。該研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥的表觀利用率隨著鉀肥用量的增加顯著下降，K45處理鉀肥表觀利用率為83.8%，但鉀肥用量增加至135和270 kg/hm2時鉀肥表觀利用率分別為64.8%和44.6%。同樣，鉀肥用量增加，鉀肥農(nóng)學利用率也顯著降低。與該研究結果一致，李波等[16]研究發(fā)現(xiàn)，高產(chǎn)夏玉米鉀肥偏生產(chǎn)力、農(nóng)學利用率和鉀素回收率均呈隨著鉀肥用量的增加而顯著下降的趨勢，施鉀肥量為120 kg/hm2時，鉀肥農(nóng)學效率和鉀素回收率最高。兼顧玉米產(chǎn)量、肥料養(yǎng)分利用和損失，該研究認為鉀肥用量135 kg/hm2是較適宜的施鉀量，該施鉀量條件下，鉀肥的表觀利用率和農(nóng)學利用率分別為64.8%和9.9%。

如何科學施肥，提高肥料利用率，在獲得作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時，將肥料養(yǎng)分的損失降到最低是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護亟待解決的戰(zhàn)略問題[17]。研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施肥方式結合控釋肥料，能夠實現(xiàn)一次性施肥的作物高產(chǎn)和提高肥料養(yǎng)分利用率[11，18]。王火焰等[14]研究認為，探索最佳的施肥方式和施肥位點促進肥際與根際的最佳匹配，一次性精準施肥能夠實現(xiàn)作物高產(chǎn)、養(yǎng)分高效、損失減少。該研究發(fā)現(xiàn)，不同施鉀量對玉米收獲后土壤速效鉀含量有顯著影響，施鉀量為270和540 kg/hm2土壤全鉀和緩效鉀均呈增加趨勢，且速效鉀顯著增加，分別為對照的2.2和5.2倍，說明當季施入的肥料鉀素有大量殘留于土壤，淋溶和徑流損失風險嚴重，將產(chǎn)生較為嚴重的水體污染問題。與對照相比，施鉀量為135 kg/hm2土壤速效鉀含量（157.5 mg/kg）雖然略有增加，但無顯著差異。

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