不同耕作方式对水稻土供钾能力的影响

发布时间：2018-02-04 23:05

本文关键词： 钾素耕作方式固钾能力释放速率供钾能力　出处：《西南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：土壤钾素是土壤肥力的重要组成部分和作物钾素营养的主要来源。近年来,随着氮磷肥用量和农作物产量的不断提高,土壤缺钾面积逐渐扩大,尤以我国南方稻麦或稻油轮作区缺钾现象表现最为突出。土壤缺钾已成为粮食高产的限制因子,而我国的钾肥资源又短缺,为此需要寻找除化学钾以外的对土壤钾的有效补充手段。除了施用有机肥和秸秆还田补充土壤钾库外,改进耕作制度也是一种有效的措施。本文以重庆市北碚区22年的稻田长期垄作免耕定位试验为平台,采用长期定位试验与室内分析相结合的方法,研究了不同耕作制度和不同土层对水稻土钾素基本状况、土壤含钾矿物演变、土壤钾素固定、土壤非交换性钾释放以及土壤钾素容量和强度的影响,通过对不同耕作方式和不同土层的土壤供钾能力进行综合分析和评价；旨在改进耕作方式,充分挖掘土壤钾库潜力,提高土壤供钾能力提供理论依据。主要研究结果如下：(1)经过22 a长期耕作,在不同土层,各处理土壤速效钾和缓效钾以及全钾含量均在原始土基础上存在不同程度的降低；在0-20 cm土层,以常规平作的速效钾、油菜免耕的缓效钾和全钾含量降幅最低；在20-40 cm土层,以常规平作的速效钾和全钾以及冬水免耕的缓效钾含量降幅最低。在单作体系中,常规平作比冬水免耕有利于提高土壤速效钾和全钾以及0-20 cm土层中的缓效钾。在轮作体系中,在0-20 cm土层,厢作翻耕的速效钾和全钾以及垄作翻耕的缓效钾含量均最低；在20-40 cm土层,垄作翻耕的速效钾和油菜免耕的缓效钾以及绿肥免耕的全钾含量达到了最低值。20-40 cm土层比0-20 cm土层的土壤速效钾和缓效钾以及全钾含量较高,有利于维持土壤钾库水平。(2)经过22 a长期不同耕作,不同土层和各处理土壤含钾粘土矿物组成没有发生变化,均以伊利石、蒙脱石、高岭石为主,蛭石含量几乎为O。相关分析表明：伊利石和蒙脱石以及高岭石均呈显著负相关关系,相关系数分别为-0.740(P0.01)、-0.573(P0.05)。在0-20 cm土层,伊利石的含量比原始土均有所降低而蒙脱石的含量均有所升高,说明在长期水旱轮作体系下,造成了水稻土粘粒中伊利石大量的风化崩解并伴随着蒙脱石的大量形成。在20-40 cm土层,伊利石含量比原始土均有所增加；除了垄作翻耕和水旱轮作处理之外,蒙脱石含量较原始土均有所减少,说明在长期水旱轮作条件下,蒙脱石固钾能力增强,导致伊利石的含量增加。(3)经过22 a长期不同耕作,在外源钾加入浓度为0.4～4.0g/L的范围内,在不同土层,各处理土壤均表现出随外源钾加入浓度的增加,固钾量增加,而固钾率降低的变化趋势。在不同土层,各处理土壤的固钾能力在原始土基础上均存在不同程度的增强,以0-20 cm土层的厢作翻耕和20-40 cm土层的垄作翻耕的增幅最大；轮作比单作的固钾能力相对较大；单作处理之间固钾能力差异不大。土壤含钾粘土矿物的相对含量是影响土壤固钾能力的决定性因素,土壤速效钾、有机质或CEC含量也与土壤固钾能力密切相关,分别与土壤固钾率呈显著负相关和显著正相关。在外源钾加入浓度为0.4～4.0g/L的范围内,在0-20 cm土层,土壤速效钾是土壤固钾能力的主要影响因子；在20-40 cm土层,土壤通过CEC含量来影响土壤固钾能力。(4)经过22 a长期耕作,不同耕作处理和不同土层均表现出在49 h内的非交换性钾累积释放量较大,随后释放量逐渐减小,并且慢慢趋于稳定。在不同土层,各处理土壤的非交换性钾的累积释放量在64.13～84.54 mg/kg之间变化。与试验前相比,0-20 cm土层的常规平作和20-40 cm土层的冬水免耕的释放量在原始土基础上略有增加,而其他各处理土壤的释放量均在原始土基础上存在不同程度的减少,以0-20 cm土层的油菜免耕和20-40 cm土层的绿肥免耕降幅最大,两者降幅达20%左右。本研究运用四种动力学方程模拟土壤非交换性钾的释放,结果表明：抛物线扩散方程最优、一级动力学方程较好、零级反应方程较差、Elovich方程最差。在不同土层,一级反应方程的非交换性钾释放速率常数b值均明显低于抛物线扩散方程,而一级反应方程的截距a值明显高于抛物线扩散方程。土壤非交换性钾释放速率与土壤性质密切相关,释放速率与缓效钾和CEC含量均呈显著正相关。(5)不同耕作方式下各处理土壤钾素Q/I曲线形状均相似,都是由曲线部分(AR较低时)和直线部分(AR较高时)构成。与试验前相比,在不同土层上,各处理的斜率均高于原始土,说明土壤钾素缓冲能力在原始土基础上均存在不同程度的提高；尤以0-20 cm土层的油菜免耕和20-40 cm土层的垄作翻耕对钾的缓冲能力最强,也最能维持土壤供钾水平。不同耕作方式明显影响土壤供钾参数。与试验前相比,在不同土层上,各处理的AR0K、KL、-△K0值均低于原始土,且轮作处理低于单作处理；土壤各处理PBCK和-ΔG值在原始土基础上均存在不同程度的增加。在单作体系中,常规平作比冬水免耕有利于提高AR0K和-ΔKo,而常规平作的PBCK和-ΔG值均低于冬水免耕,说明常规平作的供钾能力优于冬水免耕；在轮作体系中,除了水旱轮作外,各处理均表现为免耕的供钾能力优于翻耕。土壤供钾参数与土壤速效钾、CEC、有机质密切相关。ARoK与土壤速效钾和CEC含量分别呈显著正相关和负相关；PBCK与土壤有机质和CEC均呈显著正相关；-AG与速效钾呈负相关,而与CEC呈正相关。土壤钾素Q/I参数结合土壤钾素状况,可以很好的评价土壤供钾能力。
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【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S158

【参考文献】