腐殖酸及有機(jī)肥對(duì)土壤中鉀淋溶規(guī)律的影響

郝會(huì)軍 蔡朝陽(yáng) 張溪 王洪波

摘要：采用土柱淋溶方法，研究有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分緩釋及其對(duì)土壤中鉀元素淋溶的影響。結(jié)果表明，在0～30 cm土壤中，有機(jī)復(fù)合肥和腐殖酸肥料處理的淋出液中鉀濃度、鉀積累淋出量、鉀淋出率均明顯高于普通肥料，并且腐殖酸肥料處理要高于有機(jī)復(fù)合肥處理;在30～60 cm土壤中，各處理的淋出液中鉀濃度、鉀積累淋出量沒(méi)有明顯差異;在60～90 cm土壤中，普通肥料處理的淋出液中鉀濃度高于腐殖酸肥料和有機(jī)復(fù)合肥，腐殖酸肥料和有機(jī)復(fù)合肥淋溶液中鉀濃度基本與空白處理相當(dāng);普通肥料鉀積累淋出量及鉀淋出率明顯高于有機(jī)復(fù)合肥和腐殖酸肥料處理。試驗(yàn)?zāi)┢?～30 cm土壤中有機(jī)復(fù)合肥和腐殖酸肥料處理的鉀含量均明顯高于普通肥料處理，其他土層各處理鉀含量差異不明顯?？梢?jiàn)，腐殖酸肥料及有機(jī)復(fù)合肥對(duì)鉀的釋放有一定的促進(jìn)作用，對(duì)鉀養(yǎng)分的釋放起到明顯的緩效釋放作用。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥;腐殖酸;鉀;淋溶;復(fù)合肥;有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S141?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）11-0197-04

收稿日期：2020-10-22

作者簡(jiǎn)介：郝會(huì)軍（1977—），男，陜西府谷人，碩士，副教授，主要從事土壤與植物營(yíng)養(yǎng)相關(guān)研究。E-mail：359312051@qq.com。

我國(guó)鉀肥的當(dāng)季利用率較低，為30%～35%，鉀的嚴(yán)重?fù)p失，造成了直接的經(jīng)濟(jì)損失。因此，提高鉀肥利用率，發(fā)展可持續(xù)的高效農(nóng)業(yè)已成為世界共同關(guān)注的問(wèn)題[1]。有機(jī)肥不僅含有植物所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及體內(nèi)生理代謝有刺激作用，而且具有改良土壤物理結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)作物抗旱抗寒能力，防治植物病蟲(chóng)害和提高免疫力的特點(diǎn)[2]。特別是以泥炭等為載體的腐殖酸肥無(wú)須經(jīng)過(guò)一般有機(jī)肥的腐解、消毒、除臭等處理，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。腐殖酸對(duì)肥料的養(yǎng)分具有緩釋作用，因?yàn)楦乘幔ㄈ绻柙逋?、火山塵灰、泥煤、皂土）與肥料混合施入土壤后，其中的腐殖酸可起到吸附載體的作用，養(yǎng)分的釋放過(guò)程即養(yǎng)分的解析過(guò)程會(huì)受載體性質(zhì)的影響[3-5]。

本試驗(yàn)通過(guò)室內(nèi)模擬與田間試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究腐殖酸及有機(jī)肥對(duì)土壤鉀（K）素淋溶規(guī)律的影響，以期建立鉀肥釋放曲線，為大田作物高產(chǎn)簡(jiǎn)化施肥、經(jīng)濟(jì)合理施肥提供技術(shù)支撐與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2019年3—6月在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤實(shí)驗(yàn)室完成。供試土壤為河北省保定市清苑大田土，質(zhì)地為沙壤土，采樣深度為0～20 cm，容重為1.45 g/cm3，其基本理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量分別為5.61、2.16、5.32 g/kg，pH值為8.57，堿解氮、速效磷、速效鉀、有效錳、有效鋅含量分別為36.27、19.59、81.59、8.35、0.80 mg/kg。

供試肥料：尿素（N含量46%）、重過(guò)磷酸鈣（P2O5含量46%）、氯化鉀（K2O含量60%）、腐殖酸復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量分別為16%、8%、8%）、康帝有機(jī)肥（N、P2O5、K2O含量分別為10%、5%、5%）。

供試土柱規(guī)格為高100 cm，內(nèi)徑10 cm的聚氯乙烯（PVC）塑料管。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用間接土柱淋溶法，試驗(yàn)裝置如圖1所示，共設(shè)空白（NP）、普通肥料（NPK）、腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，施肥量見(jiàn)表1。

土柱先裝入11.45 kg（80 cm）原狀土，再按同樣的緊實(shí)度裝入1.175 kg土壤與肥料的混合物（10 cm處）。為了盡可能減少和消除土柱的邊際效應(yīng)，整個(gè)裝置采用滴灌加水，滴水點(diǎn)在離土壤上方10 cm處。

第1次在土柱中加入3.2 L蒸餾水使土壤水分飽和，室溫下培養(yǎng)1 d后一次性加入150 mL水進(jìn)行

第1次淋溶，分別在土柱的上、中、下層收集淋溶液各50 mL;培養(yǎng)3 d后，再加入150 mL水進(jìn)行第2次淋溶，并收集各層的淋溶液，共淋溶15次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

測(cè)定收集淋溶液的鉀含量。土壤常規(guī)分析按照《土壤農(nóng)化分析》測(cè)定，淋溶液中鉀含量采用火焰光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 0～30 cm淋溶液中鉀濃度的比較

由圖2可知，淋溶過(guò)程中，0～30 cm土壤淋溶液中鉀濃度變化曲線呈“M”形，試驗(yàn)的第19天出現(xiàn)第1個(gè)峰，各處理間鉀濃度的變化范圍為4.49～5.78 μg/mL;試驗(yàn)的第37天出現(xiàn)第2個(gè)峰，各處理間鉀濃度的變化范圍為3.71～7.11 μg/mL。試驗(yàn)第1～19天鉀濃度的升高可能是由于肥料的溶解釋放出了鉀養(yǎng)分，之后隨著鉀的向下淋溶而降低，再次升高可能是土壤本身吸附的鉀釋放到土壤溶液中造成的。第6次淋溶（試驗(yàn)第16天）時(shí)，腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥與NPK處理中鉀濃度相似。從第7次淋溶（試驗(yàn)第19天）開(kāi)始，2種肥料中鉀的淋溶就一直大于普通肥料鉀的淋出液濃度[除第9次淋溶（試驗(yàn)第25天）]，并且腐殖酸復(fù)合肥的鉀淋溶液濃度一直大于康帝有機(jī)肥?？梢?jiàn)，腐殖酸及有機(jī)物能對(duì)養(yǎng)分的釋放起到一定得緩效釋放作用。

2.2 30～60 cm土壤淋溶液中鉀濃度的比較

如圖3所示，各處理中鉀濃度變化不明顯，且濃度變化沒(méi)有規(guī)律。究其原因很可能是上層土壤中的鉀淋溶到中層，或者是中層的鉀淋溶到下層，致使中層土壤中的鉀濃度呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，但從整體趨勢(shì)上看，各處理還是比較一致的。

2.3 60～90 cm土壤淋溶液中鉀濃度的比較

如圖4所示，60～90 cm土壤淋溶液中，從第8次淋溶（試驗(yàn)第22天）開(kāi)始鉀淋出液的濃度趨于穩(wěn)定，但NPK的鉀淋出液濃度一直高于腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥?？梢?jiàn)NPK中的部分鉀淋溶到下層土壤中，這部分鉀是不能被植物所利用的，但腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥淋溶液中鉀濃度基本與空白處理（NP）相當(dāng)，這說(shuō)明腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥處理在土壤中分解出的有機(jī)分子對(duì)K+的淋溶有一定的抑制作用。

2.4 0～60 cm土壤淋溶液中鉀累積淋出量的比較

不同處理在不同土層鉀累積淋出量曲線呈均勻上升趨勢(shì)。相鄰2次淋溶間鉀淋出量的差值較小，隨著鉀淋溶時(shí)間的延長(zhǎng)，淋出量沒(méi)有急劇降低的現(xiàn)象，其淋出量比較穩(wěn)定。

在0～30 cm土壤淋溶過(guò)程中，從第9次淋溶開(kāi)始，腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥的鉀累積淋出量明顯升高，且隨淋溶次數(shù)的上升，鉀累積淋出量的增長(zhǎng)比例不斷變大（圖5）。在30～60 cm淋溶液中土層鉀累積淋出量沒(méi)有明顯差異，腐殖酸復(fù)合肥與康帝有機(jī)肥在第6次淋溶后累積淋出量稍高于NPK肥料，在這個(gè)土層中鉀很容易淋溶到下層土壤中，但腐殖酸復(fù)合肥及康帝有機(jī)肥中的秸稈對(duì)鉀的淋溶有抑制作用，因此使30～60 cm土壤中鉀累積淋出量稍高于其他處理（圖6）。

2.5 60～90 cm土壤淋溶液中鉀累積淋出量的比較

圖7表明從第2次淋溶（試驗(yàn)第4天）開(kāi)始，NPK處理中鉀的累積淋出量明顯升高。在普通肥料處理中鉀養(yǎng)分被淋溶到下層，不能被植物吸收，會(huì)造成鉀流失，而康帝有機(jī)肥和腐殖酸復(fù)合肥中養(yǎng)分累積基本與空白相當(dāng)。值得注意的是， 從第8次淋溶開(kāi)始，腐殖酸復(fù)合肥中的鉀含量略低于空白，表明腐殖酸復(fù)合肥可以利用土壤中不易利用的部分鉀元素，通過(guò)上層淋出，在0～30 cm 腐殖酸的累積淋出量明顯高于其他處理（圖5）。

2.6 鉀淋出率的比較

從表2可以看出，在0～30 cm土壤淋溶液中腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥的淋出率明顯高于NPK，表明腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥中的秸稈對(duì)土壤中鉀的釋放有很強(qiáng)的促進(jìn)作用[6]，但60～90 cm土壤中腐殖酸復(fù)合肥和康帝有機(jī)肥的淋出率很低，而普通肥料在60～90 cm的淋出率很高， 表明普通肥料很容易淋溶到60～90 cm土壤中，這部分養(yǎng)分無(wú)法被植物吸收，從而使肥料的利用率降低。

2.7 試驗(yàn)?zāi)┢谕寥乐锈涴B(yǎng)分含量

土壤各種形態(tài)鉀素之間相互轉(zhuǎn)化，并處于動(dòng)態(tài)平衡，在礦物風(fēng)化和土壤發(fā)育過(guò)程中，礦物鉀可以逐漸向非交換性鉀或緩效鉀轉(zhuǎn)化，非交換性鉀也可以向交換性鉀和水溶性鉀轉(zhuǎn)化[7]。試驗(yàn)?zāi)┢谕寥乐锈浐咳绫?所示， 0～30 cm土壤中康帝有機(jī)肥和腐殖酸復(fù)合肥的鉀含量明顯高于普通肥料，但30～60 cm 各處理間無(wú)明顯差異，原因可能是腐殖酸復(fù)合肥中的腐殖酸和康帝有機(jī)肥秸稈中含有的鉀釋放出來(lái)[8]，還有可能是有機(jī)物活化了土壤中難利用的部分鉀。

3 結(jié)論

有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥與普通無(wú)機(jī)復(fù)混肥相比具有明顯的緩釋效果。康帝有機(jī)肥、腐殖酸復(fù)合肥和普通復(fù)混肥鉀淋溶液濃度、累積淋出量的對(duì)比結(jié)果表明，腐殖酸復(fù)合肥及康帝有機(jī)肥是一種具有緩釋效果的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合肥?？档塾袡C(jī)肥和腐殖酸復(fù)合肥中的鉀在早期較普通NPK復(fù)混肥的釋放速率低。康帝有機(jī)肥和腐殖酸復(fù)合肥在后期鉀的釋放速率高于普通NPK復(fù)混肥中鉀的釋放速率，并且可能有活化土壤中難利用鉀的作用。

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