不同形態(tài)鉀肥在油菜上的施用效果

張麗 張洋洋 薛欣欣 任濤 魯劍巍 呂忠群

摘要：采用盆栽試驗方法，研究了水溶態(tài)、枸溶態(tài)和礦物態(tài)３種不同形態(tài)鉀肥的施用效果。結(jié)果表明，在等養(yǎng)分投入條件下，礦物態(tài)鉀肥（鉀長石）對油菜生物量和鉀素吸收沒有效果，而水溶態(tài)鉀肥（硫酸鉀）和枸溶態(tài)鉀肥（鉀硅肥）均顯著提高油菜生物量、鉀素含量和鉀素積累量。與對照不施鉀肥相比，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥分別提高油菜生物量３７．７％和４７．６％，分別增加地上部鉀素累積量2．05倍和2．14倍，鉀肥利用率分別為29．6％和31．2％。在缺鉀條件下，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥均能有效為油菜提供鉀素養(yǎng)分，其中枸溶態(tài)鉀肥效果略好于水溶態(tài)鉀肥，說明在試驗條件下枸溶態(tài)鉀肥可以替代水溶態(tài)鉀肥。

關(guān)鍵詞：水溶態(tài)鉀肥；枸溶態(tài)鉀肥；礦物態(tài)鉀肥；油菜；鉀素積累量；肥料利用率

中圖分類號：S565.406.2文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）16－3442-03

Effect of Different Forms of Potassium Fertilizer Applied on Oilseed Rape

ＺＨＡＮＧ Ｌｉ1，ＺＨＡＮＧ Ｙａｎｇ－ｙａｎｇ1，ＸＵＥ Ｘｉｎ－ｘｉｎ1，ＲＥＮ Ｔａｏ1，ＬＵ Ｊｉａｎ－ｗｅｉ1，L?譈 Zhong-qun2

（1.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ；

2. Station of Agricultural Envinonmental Protection of Xiangyang City in Hubei Province， Xiangyang 441021， Hubei， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ， ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ） ｏｎ ｏｉｌｓｅｅｄ ｒａｐｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ｐｏｔｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｉｎｐｕｔ， ｔｈｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ （ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｌｄｓｐａｒ） ｈａｄ ｎｏ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｏｉｌｓｅｅｄ ｒａｐｅ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ （ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ） ａｎｄ ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ－Ｓｉｌｉｃｏｎ ｍｉｎｅｒａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ） ｃｏｕｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ， ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌｓｅｅｄ ｒａｐｅ ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ｗｉｔｈｏｕｔ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）， ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ３７．７％ ａｎｄ ４７．６％ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｐｅ ｂｉｏｍａｓｓ， ａｎｄ 2．05 ａｎｄ 2．14 ｔｉｍｅｓ ｏｆ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｗａｓ 29．6％ ａｎｄ 31．2％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｎ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｃｉｔｒａｔｅ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｔａｔｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｆｏｒ ｃｒｏｐ； ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｉｔｒａｔｅ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓｔａｔｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ， indicating ｔｈａｔ ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃｏｕｌｄ ｒｅｐｌａｃｅ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ； ｃｉｔｒａｔｅ ａｃｉｄ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ； ｍｉｎｅｒａｌ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ； ｏｉｌｓｅｅｄ ｒａｐｅ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ； ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ

鉀是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，作物對鉀的需求量與氮相當，鉀在維持作物高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)方面起重要作用［１，２］。由于我國耕地復種指數(shù)高，大量的鉀素隨作物收獲帶走且得不到及時補充，導致我國農(nóng)田土壤鉀虧缺嚴重［３］，我國很多地區(qū)農(nóng)田鉀素缺乏已成為作物高產(chǎn)高效的限制因子［４］。為了保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，自２０世紀８０年代中期以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就開始重視鉀肥的施用，且鉀肥的施用量不斷增加，到２０１１年已達到８００萬ｔ（Ｋ２Ｏ）。然而，由于我國可溶態(tài)鉀資源短缺，每年使用的鉀肥５０％～７０％依賴進口，這種鉀肥自給率低下的現(xiàn)狀不但制約著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，而且成為危及我國糧食安全的隱患［５］。實質(zhì)上，我國難溶態(tài)鉀礦資源儲量豐富，只是由于技術(shù)等方面的原因很少開發(fā)利用［６］。面對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展對鉀肥的高量需求和國內(nèi)鉀肥自給率低的矛盾，除繼續(xù)保持一定量的鉀肥進口并推廣科學施用鉀肥技術(shù)外，近年來，開發(fā)和利用難溶態(tài)的礦物鉀肥受到社會各界越來越多的關(guān)注，并已取得一些進展［７，８］。為了更好地利用難溶態(tài)的鉀礦資源，并對難溶態(tài)的鉀礦資源進行相關(guān)工藝開發(fā)，研究探討了原始礦物鉀肥、通過工藝變性的枸溶態(tài)鉀施用對作物的增產(chǎn)和供鉀效果，以期為難溶態(tài)的鉀礦資源科學開發(fā)和合理利用提供依據(jù)。

１材料與方法

１．１供試材料

供試土壤取自湖北省武穴市，系花崗片麻巖母質(zhì)發(fā)育的水稻土，其基本理化性質(zhì)為ｐＨ ５．１，有機質(zhì)１８．４７ ｇ／ｋｇ，全氮１．２７ ｇ／ｋｇ，全鉀２１．２１ ｇ／ｋｇ，速效磷１３．３ mｇ／ｋｇ，速效鉀７７．７ mｇ／ｋｇ，緩效鉀１８４．０ mｇ／ｋｇ，屬缺鉀土壤。供試作物為油菜，品種為青雜５號。

１．２試驗設(shè)計

采用盆栽試驗，在華中農(nóng)業(yè)大學盆栽實驗場進行。試驗于２０１２年２月１３日開始，每盆裝土１０ ｋｇ，同天施肥和播種，出苗后（播種后第１０天）間苗，每盆留５株苗，播種７５ ｄ后收獲，試驗期間其他栽培措施按照常規(guī)方法進行。

試驗設(shè)４個處理，分別為：①對照（ＮＰＢ）；②水溶態(tài)鉀肥（硫酸鉀，含Ｋ２Ｏ ５４％）；③枸溶態(tài)鉀肥（鉀硅肥，含Ｋ２Ｏ ２５％）；④礦物態(tài)鉀肥（鉀長石，含Ｋ２Ｏ １４％）。各處理氮、磷、硼肥用量相同，分別為２．００ ｇ Ｎ ／盆、１．００ ｇ Ｐ２Ｏ５／盆、０．１２ｇ Ｂ／盆；除對照外，其他各處理鉀肥用量為１．５０ ｇ Ｋ２Ｏ／盆。氮、磷和硼肥品種分別為尿素（含Ｎ ４６％）、磷酸二氫銨（含Ｐ２Ｏ５ ６２％）和速樂硼（含Ｂ ２０％），除氮肥按基肥與追肥比例７∶３施用外，其他所有肥料均用作基肥，基肥與土壤充分混勻后裝入塑料盆中，追肥溶于水后施入。各處理５次重復，試驗數(shù)據(jù)為５次重復的平均值。

１．３測定項目與方法

油菜收獲時分別收獲莖稈和葉片兩個部分，烘干至恒重后稱重。

對烘干樣分莖稈和葉片兩部分分別測定鉀素含量，采用１ ｍｏｌ/Ｌ ＨＣＩ振蕩２ ｈ浸提，用火焰光度計進行測定［９］。

有關(guān)參數(shù)計算方法如下［１０，１１］：

鉀素積累量（ｇ／盆）＝生物量×養(yǎng)分含量

鉀肥利用率＝［（施鉀處理植株總吸鉀量－對照處理植株總吸鉀量）／鉀肥用量］×１００％

應用ＷＰＳ軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用ＬＳＤ法檢驗試驗數(shù)據(jù)的差異顯著性。

２結(jié)果與分析

２．１不同形態(tài)鉀肥對油菜生物量的影響

試驗結(jié)果表明，施鉀能夠提高油菜生物量（圖１）。枸溶態(tài)鉀肥處理能夠顯著提高油菜莖稈生物量，與對照處理相比提高７０．４％，與水溶態(tài)鉀肥處理相比提高２２．５％，而礦物態(tài)鉀肥處理的油菜莖稈生物量低于對照處理，但差異不顯著。３種形態(tài)鉀肥均可提高油菜葉片生物量，水溶態(tài)鉀肥處理和枸溶態(tài)鉀肥處理的油菜葉片生物量與對照處理相比分別提高３６．８％和３５．８％，且二者之間差異不顯著，礦物態(tài)鉀肥在提高油菜葉片生物量方面作用不顯著。施入不同形態(tài)肥料對油菜總生物量影響不同。從圖１可見，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥均可顯著提高油菜生物量，分別比對照提高２．７１和３．４３ ｇ／盆，分別增長３７．７％和４７．６％，礦物態(tài)鉀肥不能顯著提高油菜總生物量。上述結(jié)果表明，等量的枸溶態(tài)鉀肥效果略好于水溶態(tài)鉀肥，但二者差異不顯著，而礦物態(tài)鉀肥不能替代水溶態(tài)鉀肥。

２．２不同形態(tài)鉀肥對鉀素含量的影響

試驗結(jié)果表明，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥均能顯著提高油菜莖稈鉀素含量，分別較對照增加１．２３倍和１．００倍，但兩種鉀肥之間差異未達到顯著水平，而礦物態(tài)鉀肥對油菜莖稈鉀素含量影響很小（圖２）。

水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥處理的油菜葉片鉀素含量與對照相比分別增加１．１８倍和１．１９倍，說明這兩種鉀肥具有相同的效果。

２．３不同形態(tài)鉀肥對鉀素積累量和鉀肥利用率的影響

鉀素積累量結(jié)果表明，３種不同形態(tài)鉀肥處理油菜鉀素積累量存在明顯差別（表１）。在這３個施鉀處理中，油菜莖稈鉀素積累量（以K2O計，下同）枸溶態(tài)鉀肥處理最高（０．２５ ｇ／盆），比對照處理（０．０８ ｇ／盆）提高２１２．５％；水溶態(tài)鉀肥處理的油菜莖稈鉀素平均積累量次之，比對照處理提高１８７．５％，但與枸溶態(tài)鉀肥處理之間差異不顯著；礦物態(tài)鉀肥處理的油菜莖稈鉀素積累量與對照持平。水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥處理對油菜葉片鉀素積累量的影響趨勢與莖稈一致，礦物態(tài)鉀肥處理的油菜葉片鉀素積累量與對照相比無顯著差異。水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥處理的油菜總鉀素積累量均顯著高于對照處理，分別提高2．05倍和2．14倍。礦物態(tài)鉀肥處理的油菜總鉀素平均積累量為對照的９２．２％。以上結(jié)果表明，枸溶態(tài)鉀肥能有效提高油菜鉀素積累量，且效果略好于水溶態(tài)鉀肥。

結(jié)果還表明，水溶態(tài)鉀肥處理、枸溶態(tài)鉀肥處理和礦物態(tài)鉀肥處理的油菜肥料利用率分別為29．6％、31．2％和0．3％，３種形態(tài)鉀肥中肥料利用率枸溶態(tài)鉀肥處理最高，且較水溶態(tài)鉀肥處理高1．6個百分點，但這兩種處理之間差異不顯著，而礦物態(tài)鉀肥不能提高油菜肥料利用率（表１）。研究結(jié)果表明，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥均能顯著提高油菜的肥料利用率，且枸溶態(tài)鉀肥效果更好，而油菜基本不能利用礦物態(tài)鉀肥中的鉀素。

３結(jié)論與討論

鉀具有促進光合作用及其產(chǎn)物的運輸、促進蛋白質(zhì)的合成、激活酶的活性等生理功能，缺鉀植株生長緩慢、矮化［１２］，嚴重制約著作物產(chǎn)量，施鉀對油菜高產(chǎn)具有重要作用。研究結(jié)果表明，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥與對照相比油菜生物量分別提高３７．７％和４７．６％；水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥均能顯著提高油菜鉀素含量，與對照相比，油菜莖稈鉀素含量分別提高１．２３倍、１．００倍，油菜葉片鉀素含量分別提高１．１８倍、１．１９倍；水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥與對照相比分別增加地上部鉀肥累積量2．05倍和2．14倍，鉀肥利用率分別為29．6％和31．2％；礦物態(tài)鉀肥與對照相比完全沒有效果。從油菜生物量、鉀素含量、鉀素積累量、肥料利用率幾個方面綜合考慮，水溶態(tài)鉀肥和枸溶態(tài)鉀肥都具有很好的效果，盡管枸溶態(tài)鉀肥和水溶態(tài)鉀肥對油菜生物量及鉀素積累量的影響無顯著差異，但前者效果仍略好于后者，這可能與枸溶態(tài)鉀肥含有豐富的中微量元素及其具有改良土壤作用有關(guān)［１３］。因此，枸溶態(tài)鉀肥的開發(fā)利用對緩解我國可溶態(tài)鉀礦資源不足具有重要的意義。

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