施用硫酸鉀鎂肥對水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響

趙潔　羅春梅　楊蘭　胡紅青　黃展林　魏來

摘要：硫酸鉀鎂肥是一種天然的礦質(zhì)肥料，能提供鉀、鎂、硫等養(yǎng)分元素。為明確硫酸鉀鎂肥在水稻上的施用效果，采用大田試驗方法研究了不同硫酸鉀鎂施用量對水稻產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明，施用硫酸鉀鎂肥對水稻有增產(chǎn)作用，增產(chǎn)幅度為0.8%～13.9%，最高產(chǎn)量可達11.58 t/hm2，比施用硫酸鉀增產(chǎn)4.7%；硫酸鉀鎂肥可以有效減緩有機質(zhì)分解，緩解土壤酸化，提高土壤有效總氮、磷、硫含量，增強水稻吸收利用氮磷鉀等營養(yǎng)元素的能力。

關鍵詞：硫酸鉀鎂肥；水稻；產(chǎn)量；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S511.062 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）05-1025-04

為減輕人口增長對糧食需求的壓力，確保水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，我國一直將提高單產(chǎn)作為水稻生產(chǎn)的重要任務[1，2]。我國水稻施肥存在氮肥用量大，施肥結(jié)構不合理，肥料利用率不高的現(xiàn)象，在沒有顯著提高水稻單產(chǎn)的同時還造成環(huán)境污染[3，4]，因此科學合理施肥是確保水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的有效措施之

一[5]。

鉀是水稻生長的必需營養(yǎng)元素，缺鉀會導致減產(chǎn)，鉀有“品質(zhì)元素”和“抗逆元素”之稱，對植物的光合作用、呼吸作用以及眾多功能都有重要的影響[6]。水稻對鉀的需求量較大，高產(chǎn)水稻對鉀的吸收量可達200～250 kg/hm2[7]。鎂對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)亦有一定的影響[8-10]，目前全國約有54%土壤需不同程度補充鎂肥[11]。被稱為“黃金搭檔”的硫酸鉀鎂肥含有鉀、硫、鎂等營養(yǎng)元素， 與傳統(tǒng)的化學鉀肥相比， 養(yǎng)分更全面[12]。國外一系列研究表明，硫酸鉀鎂肥含有多種營養(yǎng)元素，其應用可以改善土壤環(huán)境，為促進作物豐產(chǎn)提供有利條件[13-15]。在國內(nèi)，鮑賽紅[16]研究表明，施用硫酸鉀鎂肥比當?shù)爻Ｒ?guī)施肥增產(chǎn)10.7%；王飛等[17]、蔡鐵明等[18] 研究表明，施用硫酸鉀鎂肥不僅明顯提高水稻對氮、磷、鉀、硫、鎂養(yǎng)分的吸收，而且養(yǎng)分吸收量隨施肥量的增加而增加。但進行硫酸鉀和硫酸鉀鎂肥的對比施用從而探討水稻產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分變化的研究尚少，硫酸鉀鎂肥還沒有在我國得到普遍的推廣運用。為此，以硫酸鉀和硫酸鉀鎂肥兩種肥料作對比，探究硫酸鉀鎂肥用量對水稻產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分變化的影響，以期為合理施用硫酸鉀鎂肥提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地基本情況 試驗地位于湖北省荊門市團林鎮(zhèn)團林村，供試土壤為黃棕壤性水稻土，其基本理化性狀為pH 6.28，有機質(zhì)23.38 g/kg，堿解氮118.5 mg/kg，有效磷9.1 mg/kg，速效鉀80.0 mg/kg，交換性鎂3.16 cmol/kg，交換性鈣14.98 cmol/kg，有效硫3.40 mg/kg，陽離子交換量（CEC）23.03 cmol/kg。

1.1.2 供試材料 供試作物為水稻，品種為當?shù)胤N植雜交稻。尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 12%）、硫酸鉀（含K2O 51%）均從當?shù)刭徺I，硫酸鉀鎂肥由浙江浙農(nóng)愛普貿(mào)易有限公司提供，含K2O≥22%、MgO≥8%、S≥14%。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗共設7個處理，分別為Ⅰ.不施肥；Ⅱ.NP+低量K2SO4；Ⅲ.NP+中量K2SO4；Ⅳ.NP+高量K2SO4；Ⅴ.NP+低量硫酸鉀鎂肥；Ⅵ.NP+中量硫酸鉀鎂肥；Ⅶ.NP+高量硫酸鉀鎂肥。每個處理設4次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為20 m2。施肥量：N 150 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，低、中、高3個水平的硫酸鉀和硫酸鉀鎂肥K2O用量分別為75、150、225 kg/hm2。過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鉀鎂肥全作基肥，尿素60%作基肥，40%作追肥（其中20%作分蘗肥，20%作幼穗分化肥）。試驗于2011年4月27日播種，6月8日移栽，9月9日收獲。各小區(qū)田間管理一致。

1.2.2 測定項目與方法

1）水稻產(chǎn)量測定。水稻成熟后每小區(qū)取2塊面積為1 m2的小區(qū)作樣方測產(chǎn)。分別測定莖稈、谷穗、谷粒鮮重和干重，最后測得各小區(qū)實際秸稈重量、穗重和子粒產(chǎn)量。

2）土壤基本理化性質(zhì)測定。土壤風干，磨細過1 mm和0.25 mm篩，采用常規(guī)分析方法測定。有機質(zhì)：重鉻酸鉀容量法測定；pH：pH計法（土水比1∶2.5）測定；堿解氮：堿解擴散法測定；速效磷：NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測定；速效鉀：NH4OAc浸提，火焰光度計法測定；有效硫：Ca（H2PO4）2浸提，BaSO4比濁法測定；交換性鈣、鎂：1 mol/L NH4OAc浸提，原子吸收法測定；陽離子交換量（CEC）：1 mol/L NH4OAc浸提，蒸餾法測定。

3）植物養(yǎng)分含量測定。秸稈和子粒樣品磨碎后，濃H2SO4-HClO4消煮，蒸餾法測定氮含量，鉬藍比色法測定磷含量，火焰光度法測定鉀含量，原子吸收分光光度法測定鈣、鎂含量，植物硫含量用濃HClO4- HNO3消煮，BaSO4比濁法測定[19]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)運用Excel軟件進行整理及計算。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理對水稻產(chǎn)量的影響

表1顯示，施肥各處理比對照處理水稻均增產(chǎn)，處理Ⅵ與處理Ⅱ、Ⅴ產(chǎn)量有顯著差異，與處理Ⅰ、Ⅶ有極顯著差異，其他處理間產(chǎn)量差異不顯著。

施用低、中、高量硫酸鉀的3個處理相對于對照處理產(chǎn)量增產(chǎn)幅度分別為3.9%、8.7%、7.1%，有隨著施肥量增加產(chǎn)量呈先增后減的趨勢。施用低、中、高量硫酸鉀鎂肥的3個處理比對照處理水稻增產(chǎn)幅度分別為5.8%、13.9%、0.8%，其中施用中量硫酸鉀鎂肥的處理增產(chǎn)幅度最大。相對于施用含等量K2O的硫酸鉀肥處理，硫酸鉀鎂肥處理分別增產(chǎn)1.8%、4.8%、-5.9%，即施用含K2O 75 kg/hm2和150 kg/hm2的硫酸鉀鎂肥的兩個處理增產(chǎn)效果較好，但當K2O為225 kg/hm2時，施用硫酸鉀鎂肥的效果比硫酸鉀處理差，說明施用硫酸鉀鎂肥適量時水稻增產(chǎn)效果優(yōu)于硫酸鉀，但是當施K2O量超過150 kg/hm2時，硫酸鉀鎂肥處理僅比對照小幅增產(chǎn)，比施用硫酸鉀的處理減產(chǎn)。

2.2 不同處理對土壤性質(zhì)和養(yǎng)分的影響

2.2.1 不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響 由表2可知，各處理土壤有機質(zhì)含量為22.01～23.38 g/kg，差異不大。水稻土經(jīng)施肥處理后有機質(zhì)含量普遍降低，降幅為1.7%～5.9%，其中施用中量硫酸鉀鎂處理有機質(zhì)含量降幅最小。在施用等量K2O的處理中，硫酸鉀鎂肥處理有機質(zhì)含量比硫酸鉀處理高，說明施用硫酸鉀鎂肥可在一定程度上減緩土壤有機質(zhì)降低趨勢，效果比硫酸鉀好。

與對照比較，6個施肥處理pH均下降，幅度為0.14～0.34。施硫酸鉀量越大，土壤pH下降越明顯，但是施用硫酸鉀鎂肥的處理施肥量最高處理土壤pH反而較高（表2）。施硫酸鉀和硫酸鉀鎂肥對土壤陽離子交換量有影響。與對照相比，施硫酸鉀的3個處理CEC均呈下降的趨勢，下降幅度分別為1.1%、2.3%、5.3%。施硫酸鉀鎂肥低量處理CEC下降2.8%，中、高量處理分別增加3.3%、1.3%（表2）。

2.2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響 由表3可知，施肥處理土壤堿解氮含量變化不明顯，均以施中量鉀的處理最高。施用硫酸鉀鎂肥處理整體堿解氮含量略低于施用硫酸鉀處理。施肥有增加土壤速效磷含量的趨勢，比對照處理增加11.7%～39.0%?？傮w上施用硫酸鉀的處理土壤速效磷含量高于施用硫酸鉀鎂肥處理，隨著施肥量增加，土壤速效磷含量有所降低，可能與促進水稻吸收有關。施肥處理降低土壤中速效鉀含量，速效鉀含量為65～75 mg/kg，比對照減少6.3%～18.8%；施用硫酸鉀的處理有效硫含量也低于對照處理，減少幅度為7.9%～17.6%，這些變化的原因尚不清楚。施用硫酸鉀鎂肥的3個處理中除Ⅴ處理有效硫含量略低于對照外，另外兩個處理均隨著施肥量增加，有效硫含量增加，增幅分別為7.6%、13.8%，說明施用硫酸鉀鎂肥能夠增加土壤有效硫含量，且提供的有效硫比硫酸鉀處理更高。施肥處理的交換性鈣含量除低量硫酸鉀處理略微增加外，其他5個處理均下降，其降幅分別為0.3%～6.9%。交換性鎂的含量變化亦有整體下降的趨勢，除Ⅶ處理稍增外，其余處理降幅為2.2%～7.9%。

2.3 不同處理對水稻秸稈和子粒養(yǎng)分的影響

2.3.1 不同處理對水稻吸收氮、磷、鉀的影響 由表4可以看出，施用硫酸鉀鎂肥對水稻植株養(yǎng)分含量有影響，且兩種鉀肥及其不同施肥量具有不同影響。施鉀總體上減少水稻秸稈含氮量而增加子粒含氮量，植株總氮減少。施鉀肥后水稻秸稈含氮量顯著低于對照處理，減少幅度為31%～51%，含量最低的為處理Ⅶ，秸稈吸收的氮量僅28.8 kg/hm2，約為對照處理的1/2。隨著施鉀量增加，水稻子粒含氮量逐漸減少，但差異不顯著，且均高于對照?？傮w上硫酸鉀處理可能更利于水稻植株吸收氮素，低施鉀量更促進水稻吸收氮素。

施鉀處理可提高水稻秸稈和子粒的含磷量。各施肥處理水稻植株總P增加5.5%～18.0%。兩種肥料對水稻含磷量的影響均隨著施肥量增加先增加后減少。

對照處理的植株吸收鉀的總量為156.5 kg/hm2，施用鉀肥后水稻植株中的鉀含量總體有增加的趨勢，增幅最高可達22.2%。在秸稈中兩種肥料處理表現(xiàn)為隨著施肥量增加先增后降，在最高用量時低于對照，但下降幅度不大，過多施肥可能導致秸稈的含鉀量低于對照處理；在子粒中，施肥處理含鉀量均高于對照，增加幅度為2.3%～20.1%。無論是秸稈還是子粒，施硫酸鉀的含鉀量要高于施硫酸鉀鎂肥。

2.3.2 不同處理對水稻吸收鎂硫鈣的影響 表5結(jié)果表明，施用硫酸鉀的處理子粒含鎂量增加5.7%～16.0%，秸稈含鎂量增加14.6%～31.7%；硫酸鉀鎂肥處理子粒和秸稈含鎂量均增加。施肥處理植株總鎂增加10.5%～21.8%。施用供試肥料對水稻植株的鎂吸收量有促進作用。相對于硫酸鉀，施用硫酸鉀鎂肥提高水稻子粒含鎂量更明顯。

施用供試肥料植株的硫含量明顯增加。施用硫酸鉀的處理中子粒和秸稈硫含量均增加，隨著施肥量增加，子粒中硫含量降低，但降幅不大，秸稈中硫含量先增后減，減幅也不大。施用硫酸鉀鎂肥子粒硫含量和秸稈硫含量均增加，整體效果優(yōu)于硫酸鉀。顯然，施用硫酸鉀和硫酸鉀鎂都可提高植株吸收硫，且施用硫酸鉀鎂肥效果較優(yōu)，其中施用含K2O 150 kg/hm2硫酸鉀鎂肥處理的水稻吸硫量最高。

施用硫酸鉀植株的鈣含量比對照增加。對水稻子粒來說，施用低、中量硫酸鉀處理的鈣含量比對照處理高，施肥量繼續(xù)增加其含量反而低于對照處理；施用硫酸鉀鎂肥的處理子粒含鈣量除低施肥量處理略高外，其余處理均低于對照處理。對秸稈而言，低、中、高量硫酸鉀處理的含鈣量均比對照增加；施用硫酸鉀鎂肥的處理隨施肥量增加先增后減，除低施鉀量秸稈含鈣量減少外，其他處理均比對照增加。

3 結(jié)論

1）水稻施用硫酸鉀鎂肥后，產(chǎn)量較不施肥提高，增產(chǎn)幅度為0.8%～13.9%，其中150 kg/hm2 K2O的硫酸鉀鎂肥處理增產(chǎn)幅度最大。

2）所有施鉀處理的土壤有機質(zhì)含量均呈下降趨勢，其中施硫酸鉀鎂肥的土壤有機質(zhì)含量下降不明顯。施鉀處理使土壤酸化，pH下降幅度為0.14～0.34。

3）施硫酸鉀鎂肥處理水稻子粒的含氮量普遍增加。兩種鉀肥的施入都能提高土壤磷有效性。施鉀后土壤速效鉀的含量下降，施硫酸鉀鎂肥處理下降更甚。除高量硫酸鉀處理外，其余施鉀肥處理水稻植株含鉀量均比對照提高。

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