控釋鉀肥對大蒜-棉花套作體系產(chǎn)量和土壤鉀素供應(yīng)的影響*

田曉飛 李成亮張 民郭延樂 張為濤

（土肥資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

控釋鉀肥對大蒜-棉花套作體系產(chǎn)量和土壤鉀素供應(yīng)的影響*

田曉飛 李成亮?張 民?郭延樂 張為濤

（土肥資源高效利用國家工程實(shí)驗(yàn)室，國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018）

于2013-2015年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)站進(jìn)行連續(xù)3年5季的池栽試驗(yàn)，以硫酸鉀基施（CK1）和氯化鉀基施（CK2）為對照，探究氯化鉀50%基施+50%盛花期追施（KClD）、氯化鉀配施硫磺基施（KClS）、控釋氯化鉀基施（CRK）和控釋氯化鉀配施硫磺基施（CRKS）對棉花各生育期葉片光合特性和土壤速效鉀含量變化以及蒜棉套作體系產(chǎn)量的影響，為棉花合理施用鉀肥提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，控釋氯化鉀在土壤中養(yǎng)分釋放能夠滿足棉花各生育期鉀素需求。CRKS較普通鉀肥基施處理提高了鈴期和始絮期土壤速效鉀含量，提高了鈴期后葉片SPAD值和凈光合速率，增加了成鈴數(shù)和單鈴重，皮棉顯著增產(chǎn)16.9%～30.9%。CRKS較KClD和CRK皮棉分別增產(chǎn)12.2%～16.1%和8.7%～10.4%。大蒜蒜薹和鱗莖產(chǎn)量均以CRKS最高，較其余處理分別增產(chǎn)2.8%～27.9%和4.8%～23.5%。CRKS較CK2顯著提高了纖維長度、整齊度指數(shù)和伸長率。經(jīng)過3年施肥后，CRKS較普通鉀肥基施顯著提高了土壤水溶性鉀和非特殊吸附鉀含量。因此，控釋氯化鉀配施硫磺在棉花上一次基施代替硫酸鉀和氯化鉀提高了棉花生長后期土壤鉀素供應(yīng)和有效性，改善了葉片光學(xué)特性，提高了棉花產(chǎn)量和品質(zhì)。

控釋氯化鉀；棉花；光合特征；品質(zhì)；鉀素有效性

鉀肥在棉花產(chǎn)量構(gòu)成和品質(zhì)改善方面起著重要作用［1］。合理施用鉀肥能防止葉片早衰［2］，改善纖維長度和提高成熟度［3］，從而獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花。但棉花植株高大，后期追肥困難，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通常將鉀肥作為基肥一次施入。研究表明，棉花的干物質(zhì)積累高峰出現(xiàn)在盛花期至成熟期［4］。氯化鉀和硫酸鉀等傳統(tǒng)速效鉀肥在土壤易被固定或轉(zhuǎn)化為有效性較低的非交換態(tài)鉀和固定態(tài)鉀［5］或隨雨水淋溶或地表徑流損失，導(dǎo)致棉花后期因缺鉀而早衰［6］。雖然鉀肥追施能夠提高成棉花產(chǎn)量［7］，但增加了人力投入，同時追肥過程中還容易毀壞棉株根系和果枝。因此，尋求合理的鉀肥施用方式是降低農(nóng)業(yè)投入，實(shí)現(xiàn)棉花輕簡化生產(chǎn)的有效途徑。

我國棉花生產(chǎn)中鉀肥主要以硫酸鉀和氯化鉀為主，作為基肥一次施入導(dǎo)致鉀素的供應(yīng)與棉花的需鉀規(guī)律不同步［8］，造成鉀肥的浪費(fèi)。近年來，棉花與糧食、蔬菜等作物爭地矛盾逐漸加劇，大蒜-棉花套作能夠有效解決這一矛盾，種植面積逐漸增加［9］。施用硫肥能夠有效提高棉花產(chǎn)量［10］，改善大蒜品質(zhì)［10］，因此在大蒜-棉花套作模式下鉀肥以價格高、含鉀量低的硫酸鉀為主。目前針對鉀肥合理施用提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，但多集中在普通鉀肥（硫酸鉀、氯化鉀以及硝酸鉀等）施肥用量和施肥方式上［11-12］，針對控釋氯化鉀配施硫磺替代硫酸鉀和氯化鉀在棉花上的應(yīng)用尚少見報到。因此，本研究在大蒜-棉花套作模式下，于2013—2015年通過連續(xù)3年5季的池栽試驗(yàn)，探究控釋氯化鉀配施硫磺替代硫酸鉀和氯化鉀對棉花葉片光合特性、土壤鉀素供應(yīng)和棉花產(chǎn)量的影響，為棉花合理施用鉀肥提供理論依據(jù)，同時也為后續(xù)硫包膜控釋鉀肥的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年4月至2015年10月在山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)試驗(yàn)站進(jìn)行（117°09 E，36°15 N）。試驗(yàn)小區(qū)為1 m3（長寬高均為1 m）的水泥池，其中下部 20 cm 為河沙，上部80 cm土壤為棕壤，在中國土壤系統(tǒng)分類中為普通簡育濕潤淋溶土（Typic-Hapli-Udic Argosols），土壤pH（土水比1∶2.5）7.30；有機(jī)質(zhì)16.64 g kg-1；全氮1.13 g kg-1；硝態(tài)氮27.69 mg kg-1；銨態(tài)氮14.20 mg kg-1；有效磷36.10 mg kg-1；速效鉀93.20 mg kg-1；水溶性氯29.45 mg kg-1；有效硫20.25 mg kg-1。

棉花供試品種為中早熟的“魯棉研28”，大蒜供試品種為“金鄉(xiāng)白皮蒜”，兩者均是蒜套棉區(qū)應(yīng)用最廣泛的品種。供試肥料包括大顆粒尿素（N 46%）、樹脂包膜尿素（橘紅色，N 42%）、磷酸二銨（P2O546%；N 18%）、氯化鉀（K2O 60%）、硫酸鉀（K2O 50%，S 17.5%）、樹脂包膜氯化鉀（綠色，K2O 52.3%）和硫磺粉（S 95%）。包膜尿素和包膜氯化鉀由國家緩控釋肥工程技術(shù)研究中心中試車間制備，養(yǎng)分釋放期均為三個月。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個處理：（1）硫酸鉀基施（CK1）；（2）氯化鉀基施（CK2）；（3）氯化鉀和硫磺基施（KClS）；（4）氯化鉀基施50%，盛鈴期追施50%（KClD）；（5）控釋氯化鉀基施（CRK）；（6）控釋氯化鉀和硫磺基施（CRKS），每個處理重復(fù)3次。試驗(yàn)共設(shè)21個水泥池，其中18個水泥池用于以上6個處理的池栽試驗(yàn)，另外3個用于埋袋測定控釋氯化鉀的養(yǎng)分釋放率。各處理氮磷鉀肥施入量相同，分別為220-90-180（N-P2O5-K2O）kg hm-2，具體肥料類型及用量列于表1中。KClS和CRKS處理硫磺粉施硫量與CK1處理中硫酸鉀含硫量相等。各處理氮磷肥和硫磺粉均一次性基施。

試驗(yàn)采用大蒜-棉花套種模式，從2013年4月棉花種植開始，至2015年10月棉花收獲結(jié)束，共進(jìn)行3年5季，其中第1、3、5季種植棉花，第2、4季種植大蒜，為避免大蒜季施肥對試驗(yàn)結(jié)果的影響，大蒜季施肥與棉花施肥量一致。同時為避免多次取土影響棉花生長，僅在2015年棉花生長過程中采集土壤樣品。每年的4月中旬棉花土缽育苗，5月上旬將棉花幼苗移栽入大蒜行間，每小區(qū)呈品字形移栽3株；6月上旬大蒜收獲后進(jìn)行棉花施肥，施肥方式為穴施，分別在棉苗一側(cè)開深度為15～20 cm的3個穴，將肥料施入穴中覆土；7月下旬打頂；10月中旬棉花吐絮采收后，拔出后進(jìn)行大蒜施肥，采用開溝條施，施肥深度為15～20 cm；大蒜播種行距20 cm，株距10 cm，每小區(qū)種植45顆；拔出的棉花植株按小區(qū)編號放置在水泥池旁，待棉花在11月中旬全部吐絮后完成收獲。各小區(qū)整個生育期管理保持一致。

表1 試驗(yàn)方案和施肥量Table 1 Scheme and doses of fertilizers（kg hm-2）

1.3 測定項(xiàng)目及方法

控釋氯化鉀在25℃靜水釋放，根據(jù)中華人民共和國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《控釋肥料》“HG/T 4215-2011”［13］中有關(guān)控釋肥的測定方法測定?？蒯屄然浽谕寥乐嗅尫牛?015年采用埋袋稱重法測定，步驟為稱取10 g控釋氯化鉀顆粒裝入長10 cm，寬8 cm的尼龍網(wǎng)袋中，在施肥時埋入水泥池中，埋深15～20 cm。分別在埋袋后第10、20、30、40、60、80、100、120 d 采集網(wǎng)袋，每次采集3袋，將肥料顆粒表面土壤洗凈后60℃烘干至恒重，依據(jù)剩余肥料顆粒質(zhì)量計(jì)算養(yǎng)分釋放速率［14］。

依棉花吐絮情況，每年均采摘5～6次，全部風(fēng)干后稱重記產(chǎn)，計(jì)算單鈴重。將采摘的棉花充分混勻后選取部分樣品軋取皮棉，計(jì)算衣分含量；軋出的皮棉由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（河南）測定纖維馬克隆值、纖維長度、整齊度指數(shù)、伸長率和斷裂比強(qiáng)度。大蒜蒜薹和鱗莖收獲時各小區(qū)全部收獲，鱗莖收獲時從鱗莖膨大處向上2 cm位置剪斷，去除根系后稱量。

2015年棉花各時期采用Li-6400XT便攜式光合速率儀測定功能葉片（主莖倒四葉）凈光合速率，采用SPAD-502測定葉片葉綠素讀數(shù)。測定時間分別為現(xiàn)蕾期（6月10日，施肥前），初花期（7月17日）、盛花期（8月6日）、盛鈴期（8月26日）、始絮期（9月10日）和成熟期（10月10日，拔桿收獲）。測定完葉片光學(xué)特性后使用土鉆（Φ=2 cm）采集0～20 cm土壤三鉆，混勻風(fēng)干磨細(xì)后供分析化驗(yàn)用。土壤速效鉀用1 mol L-1醋酸銨提??；土壤水溶性鉀按水土比10∶1用蒸餾水提取；非特殊吸附鉀用0.5 mol L-1中性醋酸鎂溶液提取，非特殊吸附性鉀=醋酸鎂浸提鉀-水溶性鉀；土壤特殊吸附鉀用1 mol L-1中性醋酸銨溶液提取，特殊吸附鉀=醋酸銨浸提鉀-醋酸鎂浸提鉀；非交換性鉀用1 mol L-1硝酸溶液煮沸提取，非交換性鉀=硝酸消煮鉀-醋酸銨浸提鉀；礦物鉀=全鉀-硝酸消煮鉀；全鉀用氫氟酸-高氯酸消煮法提??；各提取液中的鉀稀釋后均用火焰光度法測定［5］。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理和作圖采用Microsoft Excel 2007軟件，并用SAS 8.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理間差異顯著性分析（p＜0.05）及ANOVA方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 控釋氯化鉀養(yǎng)分釋放特征

在25℃靜水中，CRK在前90 d養(yǎng)分釋放速率呈直線型釋放，平均日釋放速率為1%，之后鉀素釋放速率逐漸降低（圖1a）。所用CRK在83 d時，養(yǎng)分累計(jì)釋放率達(dá)到80%。在土壤中CRK與25℃靜水中釋放速率趨勢基本一致（圖1b），但平均日釋放速率低于25℃靜水。這與棉花生長過程中平均氣溫低于25℃有關(guān)（圖2）。對于階段釋放率而言，在30～40 d較高，之后時段釋放率逐漸穩(wěn)定。在棉花收獲時，CRK在土壤中累積釋放了90.3%，剩余養(yǎng)分殘留在膜內(nèi)可供下季作物生長。

圖1 控釋氯化鉀在25℃靜水（a）和土壤中（b）釋放特征Fig. 1 K release characteristics of controlled release potassium chloride（CRK）in 25°C water（a）and soil（b）

圖2 2015年棉花施肥后氣溫變化Fig. 2 Variation of air temperature after fertilization during the cotton growth period in 2015

2.2 不同鉀肥處理對土壤鉀素供應(yīng)和有效性的影響

在2015年棉花現(xiàn)蕾期（施肥前），CRK和CRKS處理土壤中速效鉀含量顯著高于CK1和CK2處理（表2），一方面是由于在上一季大蒜生產(chǎn)中未釋放完全的鉀素繼續(xù)釋放，另一方面在大蒜-棉花套種模式下，棉花生長前期（大蒜收獲期）澆水較多，加劇了鉀素的淋溶損失，而CRK隨作物生長需求釋放，土壤含水量增加促進(jìn)了CRK養(yǎng)分釋放，提高了土壤速效鉀含量。經(jīng)過3年5季施肥后，在初花期時，CK1和CK2處理土壤速效鉀含量顯著高于CRK和CRKS處理，隨后呈下降的趨勢；KClD處理在鈴期追肥之后速效鉀含量上升，但是速效鉀含量與CRK和CRKS處理差異不顯著。CRK處理土壤速效鉀含量相對各普通鉀肥一次基施處理變化平穩(wěn)，自盛花期以后顯著高于CK1、CK2和KClS處理，使土壤具有持續(xù)充足的鉀供應(yīng)量，為棉花需鉀高峰期提供了更為充足的鉀素營養(yǎng)。

經(jīng)過3年5季施肥后，不同處理土壤中各形態(tài)鉀均呈現(xiàn)礦物鉀＞非交換性鉀＞特殊吸附鉀＞非特殊吸附鉀＞水溶性鉀的趨勢（表3）。KClD、CRK和CRKS處理較CK1、CK2和KClS處理顯著提高了0-20 cm土壤水溶性鉀和非特殊吸附鉀含量，顯著降低了土壤非交換性鉀含量，但各處理土壤非特殊吸附鉀和礦物鉀含量差異不顯著。

表2 棉花生育期各處理土壤速效鉀含量變化Table 2 Variation of soil available K content in the soil during the cotton growing period relative to treatment（mg kg-1）

表3 2015年棉花收獲后各處理土壤鉀素形態(tài)Table 3 Forms of soil potassium after cotton harvested in 2015 relative to treatment

2.3 不同鉀肥處理對棉花功能葉片葉綠素和光合特性的影響

2015年各處理SPAD值在初花期和盛花期最高，之后逐漸降低（表4）。在棉花現(xiàn)蕾期（施肥時），CRKS處理SPAD值顯著高于CK1和CK2處理，但與KClD和CRK處理差異不顯著。各處理在初花期和盛花期SPAD值差異不顯著，但鈴期時CRKS處理顯著高于CK2處理。在始絮期和成熟期，CRKS處理SPAD值顯著高于CK1和CK2處理，CRK和KClD處理間差異不顯著，但成熟期均顯著

表4 2015年棉花生育期葉片SPAD變化Table 4 Variation of SPAD during the cotton growing period in 2015 relative to treatment高于CK2處理。

葉片凈光合速率（Pn）隨棉花生長逐漸升高，但在盛花期后隨葉片衰老而逐漸降低（表5）。2015年施肥，各處理Pn以CRKS處理最高，KClD和CRK處理均顯著高于CK2處理，但CRK和CRKS處理差異不顯著。初花期時CK1處理顯著高于CK2，其他鉀肥處理間差異不顯著。盛花期時CK1和CRKS處理Pn顯著高于CK2和KClD處理，但鈴期時CRK、CRKS和KClD處理Pn值差異不顯著。在成熟期時，CRKS處理棉Pn值顯著高于其他處理，KClD與CRK差異不顯著，但顯著高于CK1、CK2和KClS處理。

2.4 不同施肥處理對棉花和大蒜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

CRKS較CK1和CK2顯著提高了成鈴數(shù)和單鈴重，但2015年單鈴重與CK1差異不顯著（表6）。CRK成鈴數(shù)顯著高于CK2處理。2015年KClS成鈴數(shù)和單鈴重均顯著高于CK2處理。2014和2015年籽棉產(chǎn)量以CRKS最高，較其余處理顯著增產(chǎn)7.1%～14.2%和8.0%～22.8%，但2013年與CRK和KClD處理差異不顯著。KClD與CRK處理間籽棉產(chǎn)量差異不顯著，但均顯著高于CK2處理。CRK棉花衣分含量顯著高于CK2。皮棉隨籽棉產(chǎn)量的變化而變化，增產(chǎn)效應(yīng)與籽棉一致，KClS處

表5 2015年棉花生育期葉片凈光合速率變化

處理Treatment成熟期Mature CK123.83de32.19a36.07a29.27a20.96ab15.25c CK221.43e29.98b33.77b28.24b18.51b12.05c KClS23.50cd31.46ab35.57ab29.31a20.81ab14.92c KClD24.87bc30.60ab33.97b27.85a21.81a16.10b CRK25.20ab30.38ab35.03ab29.03a21.89a16.53ab CRKS26.43a31.56ab36.81a30.23a22.67a16.73a現(xiàn)蕾期Squaring初花期Initial bloom盛花期Full bloom鈴期Boll bearing始絮期Initial boll-opening

表6 各處理棉花產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成Table 6 Yield and yield composition of cotton relative to treatment

Table 5 Variation of net photosynthetic rate of function leaf during the cotton growing period in 2015 relative to treatment（μmol m-2s-1）理皮棉產(chǎn)量顯著高于CK2處理（2014年差異不顯著），而CRKS處理顯著高于CRK處理（2013年差異不顯著），表明施用硫磺能夠有效提高棉花產(chǎn)量。CRKS三年平均產(chǎn)量較CK1分別增加16.9%、20.6%和18.9%，較CK2分別增加24.8%、30.8%和22.8%，較KClS分別增加12.2%、16.1%和11.5%。

大蒜蒜薹和鱗莖產(chǎn)量均以CRKS最高，較其余處理分別增產(chǎn)2.8%～27.9%和4.8%～27.9%，但2014年CRKS與CK1蒜薹產(chǎn)量差異不顯著（表7）。2014年CK1較CK2和KClD蒜薹分別顯著增產(chǎn)22.1%和70.8%，但鱗莖產(chǎn)量較KClD和CRK分別降低22.1%和25.3%。2014年施用硫磺對蒜薹和鱗莖產(chǎn)量無顯著影響，但2015年CRKS蒜薹和鱗莖分別顯著增加17.1%和11.0%，說明連續(xù)施用控釋氯化鉀配施硫磺能夠提高大蒜產(chǎn)量。

CRK和CRKS較CK2處理顯著提高了纖維長度，但CRKS與CK1差異不顯著（表8）。2014年CK2與KClS、KClD處理整齊度指數(shù)差異不顯著，但顯著低于CK1和CRKS處理。各處理纖維馬克隆值和伸長率未表現(xiàn)出顯著差異，伸長率均為6.2%～6.9%。CK1和CRKS處理的纖維長度顯著高于CK2處理，TKPC和CRK差異不顯著，但2015年KClD和CRK處理均顯著高于CK2處理。

3 討 論

3.1 不同鉀肥處理對土壤鉀素供應(yīng)和有效性的影響

各生育期合理的鉀肥供應(yīng)是棉花高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要保證。在大蒜-棉花套作模式下，棉花苗期與大蒜在田間共同生長，這一階段依靠土壤基礎(chǔ)肥力滿足棉花自身鉀素需求。雖然棉花蕾期前植株矮小，對鉀的需求量相對較少［7］，但此時缺鉀會抑制棉花根系的伸長生長、側(cè)根的發(fā)生［15］和葉片葉綠素合成［16］。本研究表明，施用控釋氯化鉀提高了棉花現(xiàn)蕾期（施肥前）土壤速效鉀含量（表2），從而滿足了這一階段棉花對鉀素需求，這主要與上一季所用控釋氯化鉀養(yǎng)分緩慢釋放有關(guān)。棉花在初花期至始絮期鉀素積累速率達(dá)到峰值［17］。本研究所用控釋氯化鉀從現(xiàn)蕾期至始絮期養(yǎng)分釋放平穩(wěn)，提高了棉花鈴期和始絮期土壤速效鉀含量，為棉花增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)打下良好的基礎(chǔ)。

表7 不同處理蒜薹和鱗莖產(chǎn)量Table 7 Yields of garlic bulbs and bolt relative to treatment

表8 2014年和2015年各處理棉花纖維品質(zhì)Table 8 Fiber quality of cotton relative to treatment in 2014 and 2015

土壤中的鉀有多種形態(tài)，不同形態(tài)鉀素對作物的有效性不同［18］。本研究結(jié)果表明，控釋氯化鉀一次性基施能夠提高棉花收獲后土壤水溶性鉀和非特殊吸附鉀含量（表4），從而提高了土壤鉀素有效性。這一方面與速效鉀肥在土壤中容易轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙粨Q態(tài)鉀或固定態(tài)鉀［5］，而控釋氯化鉀鉀素釋放緩慢，可能減少了土壤鉀素的固定有關(guān)，另一方面可能與控釋鉀肥減少了隨雨水淋溶或地表徑流導(dǎo)致的鉀肥損失，提高了棉花后期土壤鉀素供應(yīng)，避免了棉株生長后期因缺鉀而早衰有關(guān)。

3.2 不同鉀肥處理對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

棉花是需鉀素較多的作物，而且80%以上的鉀在中后期吸收［19］。增加棉花生長后期鉀肥供應(yīng)可顯著提高葉片SPAD值（表4）和光合速率（表5），從而為棉花增產(chǎn)提供充足的物質(zhì)供應(yīng)［8］。本研究結(jié)果表明，控釋氯化鉀配施硫磺提高了棉花盛花期之后土壤速效鉀含量，從而提高了功能葉片SPAD值和凈光合速率，改善了棉花長勢。研究表明，棉花后期追施鉀肥顯著提高了棉花后期土壤速效鉀含量，從而延緩葉片衰老［20］，這與本研究結(jié)果相一致。本研究表明，控釋氯化鉀配施硫磺處理皮棉產(chǎn)量較硫酸鉀和氯化鉀一次性基施分別顯著增產(chǎn)16.9%～24.9%和24.4%～30.9%，較氯化鉀分次追施處理增產(chǎn)12.2%～16.1%。雖然控釋氯化鉀一次基施與氯化鉀分次追施處理產(chǎn)量基本一致，但控釋氯化鉀一次施用就能夠滿足棉花各生育期對鉀素的需求，簡化了施肥步驟，減少了人力投入。

纖維品質(zhì)是評價棉花商品性能最重要的指標(biāo)。本試驗(yàn)表明，控釋鉀肥較普通鉀肥基施處理顯著改善了棉花品質(zhì)，提高了纖維長度和伸長率（表7），體現(xiàn)了控釋鉀肥配施硫磺在改善纖維品質(zhì)方面的優(yōu)越性。一方面控釋氯化鉀提高了盛花期和始絮期土壤速效鉀含量（表2），滿足了棉花鉀素的需求。另一方面硫磺作為重要的硫源，在土壤中逐漸被氧化從而轉(zhuǎn)變成植物可吸收的硫酸鹽［21］，同時改善了土壤中有效鐵等微量元素活性［22］，進(jìn)而提高了棉花葉片光合速率和干物質(zhì)積累速率［23］，改善了纖維品質(zhì)。因此，用控釋氯化鉀配施硫磺一次基施代替硫酸鉀和氯化鉀可獲得與單施控釋氯化鉀相同或更高的產(chǎn)量，但關(guān)于硫磺對棉花生長的作用機(jī)制和控釋鉀肥與硫肥的交互效應(yīng)還有待于進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果不僅對節(jié)約鉀肥資源，增加植棉效益具有至關(guān)重要的意義，同時也為硫磺包膜控釋氯化鉀肥料的研發(fā)提供了一定的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié) 論

控釋鉀肥持續(xù)提供鉀素，且釋放高峰期與棉花養(yǎng)分吸收高峰期相吻合，顯著提高了鈴期和始絮期土壤速效鉀含量，并提高了棉花始絮期和收獲期功能葉片SPAD值和凈光合速率。經(jīng)過3年5季施肥后，控釋氯化鉀配施硫磺較普通鉀肥一次基施顯著提高土壤水溶性鉀和非特殊吸附鉀含量，從而提高了土壤鉀素有效性。控釋鉀肥提高了蒜棉套作體系產(chǎn)量，與硫酸鉀和氯化鉀一次基施處理相比，控釋氯化鉀配施硫磺皮棉分別增產(chǎn)12.2%～16.1%和8.7%～10.4%，同時提高了纖維長度和整齊度指數(shù)。棉花增產(chǎn)主要原因是提高了成鈴數(shù)和單鈴重。因此，用控釋氯化鉀配施硫磺替代硫酸鉀和氯化鉀，可滿足棉花整個生育期對鉀素的需求，提高了棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)，應(yīng)在棉花生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

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Effects of Controlled Release Potassium Fertilizer on Crop Yields and Soil Potassium Supply under Cotton-garlic Intercropping System

TIAN Xiaofei LI Chengliang?ZHANG Min?GUO Yanle ZHANG Weitao
（National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources/National Engineering and Technology Research Center for Slow and Controlled Release Fertilizers，College of Resources and Environment，Shandong Agricultural University，Tai’ an，Shandong 271018，China）

【Objective】 Potassium is one of the essential mineral elements for normal growth of cotton and garlic. However，so far little has been reported on effect of controlled release potassium fertilizer on crops growth and soil potassium supply. The present study investigated effects of controlled release potassium chloride with or without the addition of sulfur as the alternates of potassium sulfate and potassium chloride on yield of cotton and soil available potassium content，in an attempt to provide a certain theoretic basis for rationalization of the use of potassium fertilizer. 【Method】 A three-year plot experiment was consecutively conducted in 2013，2014 and 2015 under a cotton-garlic intercropping system in Northeast China. The experiment was designed to have six treatments：1）basal application of potassium chloride（CK1）；2）basal application of potassium sulfate（CK2）；3）50% of potassium chloride basal and 50% topdressing at the full bloom stage（KClD）；4）basal application of potassium chloride with sulfur（KClS）；5）basal application of controlled release potassium chloride（CRK）；and 6）basal application of controlled release potassium chloride with sulfur（CRKS），and three replicates for each treatment，and laid out randomly in plots separated from each other and isolated with cement boards. The K release of CRK in 25 ℃water and soil conditions was measured using the weight loss method in line with the“National Standard of the People’s Republic of China for Slow Release Fertilizer”. Samples of the soils and plants were collected for analysis of soil available potassium content，leaf SPAD value as well as net photosynthetic rate during cotton growth. Meanwhile，quality and yield of cotton were investigated，too. 【Result】Results show that the controlled release potassium chloride corresponded released K well in coincidence with the demand of cotton for potassium during its growth period. The contents of soil available potassium，leaf SPAD and net photosynthetic rate all increased in both Treatments CRK and CRKS after the full bloom stage especially at the initial boll-opening stage and harvest stage，as compared with the treatments of basal application of conventional potassium fertilizers（CK1 and CK2）. The number of bolls per plant and weight per boll in Treatment CRKS increased significantly and hence the yield of lint did by 16.9%～30.9% over that of CKs，by 12.2%～16.1% over that of Treatment KClD and by 8.7%～10.4% over that of CRK. Treatment CRKS was also the highest in yireld of garlic bulbs and bolts，or 2.8%～27.9% and 4.8%～23.5%，respectively，higher than Treatment KCID and CRK. Treatment CRKS also significantly improved quality of the cotton，too，such as length，uniformity and specific elongation of lint fibre. After the three-year fertilization，the contents of soil water-soluble K and exchangeable K increased while the content of non-exchangeable K decreased in Treatment CRKS as compared with Treatments CK1 and CK2. 【Conclusion】 All the findings suggest thatcontrolled release potassium chloride amended with sulfur is recommended to replace potassium sulfate and potassium chloride to achieve higher crop yields，higher soil K use efficiency，while improving crop quality under the cotton-garlic intercropping system.

Controlled release potassium chloride；Cotton；Photosynthetic characteristics；Quality；Soil available K

S143.3

A

（責(zé)任編輯：盧 萍）

10.11766/trxb201612120608

* 國家“948”重點(diǎn)項(xiàng)目（2011-G30）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41571236）和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（SQ2047ZY060105，SQ2017ZY060020）共同資助 Supported by the Key Projects in the National“948”Program during the Twelfth Five-year Plan Period（No. 2011-G30）and the Natural Science Foundation of China（No. 41571236）and the National key Research and Development program of China（SQ2017ZY060105，SQ2017ZY 060020）

? 通訊作者 Corresponding authors，E-mail：chengliang_li11@163.com；minzhang-2002@163.com

田曉飛（1990—），男，博士研究生，主要從事新型肥料研發(fā)方面的工作。E-mail：tianxiaofei624@163.com

2016-12-12；

2017-03-30；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-05-02