驻马店主要土类玉米小麦一体化施用钾肥效应研究

易玉林，张翔，郭中义

（1.河南省土壤肥料站，河南郑州450002；2.河南省农业科学院土壤肥料研究所，河南郑州450002；3.河南省驻马店市农业科学院，河南驻马店463000）

自20世纪80年代开始，我国开始钾肥利用研究，农业科技工作者对钾肥的生理作用、用量、施用技术进行了大量试验研究[1-3]，作物施用钾肥增产、改善品质、提高抗逆性的效果逐渐被人们接受，钾肥施用范围日益广泛。目前在国家节约资源、又好又快发展的政策指导下，进一步开展钾肥合理用量研究，达到既合理利用钾养分资源，又保证粮食高产稳产的目的具有十分重要的意义。河南省驻马店市是粮食主产区，小麦总产量占河南省总产量的1/7，玉米总产量占河南省总产量的1/9，主要耕作方式为玉米小麦轮作。为此，笔者于2004—2005年与国际钾肥研究所（IPI，瑞士）和中国科学院南京土壤研究所、河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所、驻马店市农业科学院合作，开展了玉米小麦周年轮作一体化钾肥高效施用研究，报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

供试玉米品种为郑单958，小麦品种郑麦9023。试验安排在河南省驻马店市遂平县。供试土壤养分状况见表1。供试肥料氮肥为驻马店产尿素，磷肥为四川银山产重过磷酸钙，钾肥为约旦产氯化钾。

表1 供试土壤养分状况

1.2 方法

按照玉米-小麦轮作一体化轮作方式，试验设计5个处理（表2），小区面积30 m2，3次重复。小麦季把玉米季的处理④（面积90 m2）进行列区处理，分为处理①、②、④共3个处理，玉米季处理①、②地块不用（图1、2）。氮肥底肥追肥各50%，磷、钾肥全部作底肥。试验按高产田标准进行统一管理。采用常规方法[4]分析土壤和植株样品。

表2 试验设计处理

2 结果与分析

2.1 钾肥对小麦玉米产量的影响

产量结果经方差分析，潮土、砂姜黑土2点的F值均超过极显著水平，说明试验结果可靠。由表3可知，在等量施用氮磷肥的基础上增施钾肥，钾肥增产效果显著。潮土点作物产量随着钾肥用量的增加而增加，玉米增产幅度6.4%~13.4%，小麦增产幅度5.8%~12.9%。砂姜黑土点玉米产量随着钾肥用量的增加而增加，玉米增产幅度7.3%~17.5%，小麦产量以处理④施钾150.0 kg/hm2最高，增产幅度10.7%~13.8%。潮土点玉米季处理④施钾150.0 kg/hm2、处理⑤施钾187.5 kg/hm2与处理②不施钾比较，处理⑤小麦季施钾187.5 kg/hm2与处理②不施钾比较产量差异均达极显著水平，砂姜黑土点玉米季处理④施钾150.0 kg/hm2、处理⑤施钾187.5 kg/hm2与处理②不施钾比较，小麦季处理④施钾150.0 kg/hm2与处理②不施钾比较产量差异达极显著水平。潮土点处理④施钾150.0 kg/hm2玉米、小麦的平均增产率为10.3%，处理⑤施钾187.5 kg/hm2玉米、小麦的平均增产率为9.4%。砂姜黑土点处理④施钾150.0 kg/hm2玉米、小麦的平均增产率为13.7%，处理⑤施钾187.5 kg/hm2玉米、小麦的平均增产率为12.3%。这说明玉米施钾增产效果高于小麦施钾增产效果，在土壤速效钾含量80~100 mg/kg条件下，砂姜黑土施钾增产效果高于潮土施钾的增产效果。2点钾的增产量差异较小，处理③、④、⑤3个处理与对照处理相比，潮土点1 kg钾分别增产玉米和小麦3.4~4.5和3.3-4.6 kg，砂姜黑土点分别增产3.3~5.7和3.2~4.5 kg。潮土、砂姜黑土2点试验所有处理中均以处理①产量最低，处理④与处理①相比，玉米季分别增产42.0%和63.2%，小麦季分别增产41.2%和43.1%。可见，氮仍然是作物产量主要限制因素，氮磷钾合理配施才能保证作物高产稳产。

图2 小麦季各处理田间排列

2.2 不同土类各处理玉米与小麦吸收钾素状况及钾利用率

由表4可知，不同处理钾素用量不同，作物钾素吸收盈余或亏损状况不同。处理②不施钾处理，钾素严重亏损，潮土点玉米亏损85.4 kg/hm2、小麦亏损124.9 kg/hm2，年亏损210.3 kg/hm2；处理①施钾量较高，但不施氮肥导致作物产量低，钾素盈余量最大，潮土点年盈余量为91.7 kg/hm2；砂姜黑土点年盈余量为153.5 kg/hm2；处理③、④、⑤钾的盈余或亏损不同土类和整个轮作周期不同作物表现的结果也不同，潮土点玉米季处理③施钾量较低，钾素略有亏损，处理④、⑤施钾量较高，钾素盈余。小麦季处理③、④钾素亏损，处理⑤钾素盈余。砂姜黑土点两季处理③钾素均亏损，处理④、⑤钾素盈余。2种土类周年比较，处理③均亏损，处理⑤均盈余，处理④潮土点略亏损，砂姜黑土点有盈余。总体表现趋势为钾素投入越多，盈余量越大。从钾肥利用率可以看出，潮土点两季和砂姜黑土点玉米季均以处理④钾肥利用率最高。砂姜黑土点小麦季钾肥利用率处理③最高，为41.6%，处理④次之，为40.1%；处理⑤最低，为31.8%。随着钾肥投入量的增加，钾肥利用率降低。从全部试验结果可以看到，钾肥的利用率在27.4%~41.6%，可见，钾肥的利用率并不高，进一步提高钾肥利用率，有待进行深入研究[5-6]。

表3 不同土类作物产量情况

表4 不同土类各处理玉米小麦钾吸收状况及其利用率

2.3 玉米小麦施用钾肥经济效益分析

由表5可知，处理①产值最低，潮土全年比其他4个处理低3349.4～5907.5元/hm2，砂姜黑土全年比其他4个处理低4090.5～6591.9元/hm2；处理③、④、⑤与处理②相比，潮土全年和砂姜黑土玉米季，作物产值和增收量随着钾的投入量增加而增加；潮土点玉米季或小麦季钾的产投比都以处理④最高，砂姜黑土点玉米季钾的产投比以处理④最高，小麦季以处理③最高。说明潮土点两季及砂姜黑土点玉米季钾的适宜用量为150.0 kg/hm2。砂姜黑土点小麦季钾的用量以112.5 kg/hm2较为适宜。原因是砂姜黑土土质偏黏，保肥性好，钾肥后效和利用率好于潮土（表4、5）。

表5 不同土类玉米小麦施用钾素经济效益分析

3 结论与讨论

（1）在驻马店玉米小麦周年轮作制度下，钾素含量80~100 mg/kg中等肥力条件下，潮土和砂姜黑土施钾能显著提高作物产量。在氮磷配合施用情况下，钾肥不同用量玉米季增产6.4%~17.5%，小麦季增产5.8%~13.8%。每千克K2O增产玉米以施用K2O 150.0 kg处理最高，潮土增产4.5 kg，砂姜黑土点达到5.7 kg；每千克K2O增产小麦以施用K2O 112.5 kg处理最高，潮土点增产4.6 kg，砂姜黑土点增产4.5 kg。氮磷钾配合施用才能保证作物高产高效。

（2）综合考虑钾肥产投比、利用率和单位钾素增产量，驻马店潮土区玉米小麦轮作年钾素（K2O）统筹适宜用量为300 kg/hm2，玉米小麦两季按1∶1比例分配较好，砂姜黑土区年钾素（K2O）统筹适宜用量为262.5 kg/hm2，玉米小麦两季按1∶0.75比例分配较好。

[1]刘枫,王允青,刘英.淮北砂姜黑土地区小麦施钾效应研究[J].土壤肥料,2003(4):18-23.

[2]郭中义,孟祥峰,张明,等.施用氮磷钾肥对夏玉米产量和品质的影响[J].土壤肥料,2004(1):25-26.

[3]谢建昌,周建民,H A R D T E R R.钾与中国农业[M].南京：河海大学出版社,2000.

[4]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海：上海科学技术出版社,1984.

[5]刘英,王允青,孙秀伦.玉米钾、氮的吸收特性与施肥效应研究[J].土壤肥料,2005(6):36-38.

[6]韩建伟,石柳柳,郑兰杰,等.密度和肥料对玉米新品种科大16群体质量和产量的影响[J].杂粮作物,2010,30(6):406-409.