施用两种钾复混肥对盆栽油菜产量、品质及土壤钾形态的影响

卫迎，洪坚平，乔鹏明，毕升，郭汉清，武鹏彬

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)



施用两种钾复混肥对盆栽油菜产量、品质及土壤钾形态的影响

卫迎，洪坚平，乔鹏明，毕升，郭汉清，武鹏彬

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)

摘要：本试验研究了枸溶性钾复混肥和氯化钾复混肥的施用对盆栽油菜产量、叶绿素、硝酸盐、还原糖及土壤水溶性钾、速效钾、缓效钾、有效钾、全钾的影响。结果表明：两种钾复混肥施用后，对油菜产量和品质的影响效果无显著差异；对土壤水溶性钾含量和速效钾含量的影响不大，尤其是油菜生长后期；但是两种肥料的施用可显著提高土壤有效钾和缓效钾的含量，且在同一施肥水平处，枸溶性钾肥处理的4个水平土壤缓效钾含量略高于氯化钾肥的处理，枸溶性钾肥处理的4个水平土壤有效钾含量显著高于氯化钾肥的处理，分别高出26.4 mg·kg-1、34.3 mg·kg-1、44.9 mg·kg-1、71.3 mg·kg-1，提高了11.9%、15.4%、22.9%、32.5%；枸溶性钾复混肥的施用对土壤全钾无显著影响，氯化钾复混肥施用可显著提高土壤全钾含量。枸溶性钾作为配合肥料使用能完全替代氯化钾。

关键词：枸溶性钾； 氯化钾； 油菜； 品质； 钾形态

钾是植物生长必需的三大营养元素之一[1]，在植物生长和代谢过程中具有重要的作用[2]。土壤中的钾以很多种形态存在，钾的不同形态对植物具有不同的有效性。近年，世界各国对土壤钾形态的研究都很重视，土壤钾形态复杂，且处于动态变化中。

有研究表明[3]适当地补充钾素对提高我国缺钾地区的土壤含钾量有显著成效。山西省大部分处于半干旱气候区，全省境内土壤钾含量差异较大，从南到北土壤钾含量呈现出由高到低的趋势。我国是一个水溶性钾资源缺乏的国家[4]，根据美国地质调查局的数据显示，我国现已找到的钾资源仅仅占到全球总量的2.21%，在2012年我国钾肥总产量不到全球的10%，而消费量却占全球的20%，现钾资源已经成为我国紧缺矿产之一。我国还是全球进口钾肥最多的国家之一，仅2012年就进口钾肥410.4万吨，全球排名第三[5]。进口钾肥的价格又不断提高[6]，使得农业生产的经济效益相对降低。

我国有比较丰富的非水溶性钾矿资源[7]，例如钾长石，黑云母等[8]。其可作为钾肥来源，现以难溶性的钾长石为原料，采用先进工艺生产出枸溶性钾，其水溶性钾和枸溶性钾含量可以达到17%，为丰富的钾肥的原料。刘淑云[9]研究得出施用枸溶性钾能够显著提高水稻产量，改善稻米品质。张洋洋等[10]的研究表明枸溶性钾肥能够明显促进油菜的生长，这为缓解我国钾肥资源紧张开辟了一条新的途径。

本试验以枸溶性钾和市场上销售的氯化钾为钾原料，添加其他原料，生产出两种肥料，以油菜为供试作物，研究施入这两种钾肥后，盆栽油菜产量、品质及其土壤钾形态的变化。以此为钾矿资源的开发和枸溶性钾的合理利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

本盆栽试验在山西农业大学资源环境学院试验站大棚内进行。供试土壤取自山西农业大学资源环境学院实验站外的生土，风干后，粉碎过3 mm筛。装盆时，在每个塑料盆底部放入1.50 kg的石子，铺上纱布，插上PVC管，然后称取10.00 kg土壤于塑料盆中。土壤的基本理化性质为：全氮0.15 g·kg-1，碱解氮20.30 mg·kg-1，有效磷5.04 mg·kg-1，有机质2.13 g·kg-1，速效钾94.10 mg·kg-1，pH 7.6。

供试肥料是两种复混肥，一种是含枸溶性钾的复混肥，另一种是含氯化钾的复混肥，两种复混肥的其他配肥原料都是化肥、畜禽粪便、工矿煤泥、风化煤等煤矿废弃物，且两种复混肥养分含量一致(表1)，且符合GB 18877-2009 有机-无机复混肥料的标准。枸溶性钾是由山西省临县紫金钾业有限公司将钾矿石经过加工生产得到，经测定所提供枸溶性钾矿粉含枸溶性钾K2O为18.7%(其中含有枸溶性钾为17.4%，水溶性钾为1.3%)。枸溶性钾为水不溶性钾，不能被植物直接吸收利用。

供试作物为“绿锦一号”油菜，在山西省太谷县巨鑫生态园育苗。油菜于2014年3月8日开始育苗，4月26日栽种，5月24日收获。油菜生育期内每天去观察油菜的长势以及盆中土壤的水分情况，并定量浇水，使土壤含水量保持在其田间持水量的60%～65%。

1.2试验设计

本盆栽试验采用双因素完全随机区组设计，因素一为枸溶性钾肥(处理简称为枸钾)和氯化钾肥(处理简称为氯钾)两种不同肥料，因素二为4个施肥水平，另设不施肥(CK)处理，共9个处理，每个处理3次重复，共27个盆。4种施肥水平以复混肥施用量来确定，分别为0.231 g·kg-1，0.423 g·kg-1，0.615 g·kg-1，0.808 g·kg-1，且同一施肥水平的两种钾复混肥的养分含量和有机质含量一致。每个塑料盆装10 kg土，钾肥施入量的施肥水平见表2。

1.3测定项目与方法

本次试验共采集了三次土样，分别是基础土样， 2014年5月4日及5月24日采集的土样。

油菜产量：称重；

叶绿素：叶绿素仪测定；

硝酸盐：水杨酸-硫酸比色法—410 nm处比色；

还原糖：3, 5二硝基水杨酸比色法—540 nm比色；

水溶性钾：蒸馏水浸提，火焰光度法；

速效钾：乙酸铵浸提，火焰光度法；

缓效钾：1 mol·L-1热硝酸浸提，火焰光度法；

有效钾：2 mol·L-1冷硝酸浸提，火焰光度法；

全钾：NaOH熔融，火焰光度法。

1.4数据分析

试验数据采用Microsoft Excel和SPSS统计软件进行统计分析，多重比较采用Duncan法检验差异显著性。

2结果与分析

2.1两种钾复混肥施用对盆栽油菜产量的影响

从图1中可以看出，与CK处理相比，不同钾复混肥的施用，可显著提高油菜产量。在两种钾复混肥施用后，随着施肥量的增加，油菜产量呈现逐渐增加的趋势。在枸溶性钾肥施用量最大时，达到最大，为196.67 g，比CK处理提高了199.03%。在两种钾肥施肥水平相同时，油菜产量差异不显著，证明可以用枸溶性钾替代氯化钾作为钾元素的提供者制作肥料。

2.2两种钾复混肥施用对盆栽油菜品质的影响

施用枸溶性钾肥和氯化钾肥的油菜叶绿素含量、硝酸盐含量、还原糖含量见表3。

由表3可以看出，施用两种钾复混肥后油菜叶绿素含量与CK处理相比都明显增加。硝酸盐含量与CK处理相比都明显减少，原因是CK处理当中氮磷钾比例不合适，缺少磷元素，导致氨基酸等的合成受阻，氮元素不能被有效利用，其他施肥处理的养分能够跟上，在代谢进行时可以氮元素有效利用，所以CK处理的硝酸盐含量较高。还原糖含量与CK处理相比都明显增加，且差异显著。施用枸溶性钾肥和氯化钾肥后各个处理的硝酸盐含量随着肥料施用量的增加呈现逐渐增加的趋势，两种钾复混肥施用量相同时，差异不显著。施用枸溶性钾肥的4个处理油菜还原糖含量随着肥料施用量的增加呈现逐渐增加的趋势；施用氯化钾肥的4个处理油菜还原糖含量随着肥料施用量的增加呈现出先增大后减少的趋势，但各施肥处理间差异不显著。还原糖是光合作用的最初产物，它暂时储存于叶片中，随着肥料用量的提高油菜光合作用提高了，所以其还原糖含量也随之提高。

2.3两种钾复混肥施用对盆栽油菜土壤水溶性钾的影响

从表4可以看出，与CK处理相比，在施入钾复混肥后，油菜土壤中的水溶性钾的含量升高，说明肥料的施用对提高土壤水溶性钾含量有一定的效果。各处理随时间变化的规律不明显，CK、枸钾1、枸钾2、枸钾3处理呈现出先降低后增大的趋势，枸钾4处理呈现出逐渐增大的趋势；氯化钾肥的4个施肥水平处理都是呈现先增大后降低的趋势，与其他处理变化特征差异较大，两种钾肥在相同施肥水平处理相比，氯化钾肥水溶性钾含量均高于枸溶性钾肥，且在施肥水平最低即0.231 g·kg-1时，差异不显著，其他三个施肥水平处理，差异显著。

2.4两种钾复混肥施用对盆栽油菜土壤速效钾的影响

从表5可以看出，在试验前期，与CK处理相比，枸溶性钾肥处理的土壤速效钾含量差异不显著，氯化钾肥处理土壤的速效钾含量显著提高，且随施肥量的增加，枸溶性钾处理速效钾含量先增大后降低，氯化钾处理的速效钾的含量呈现逐渐增加的趋势；试验后期，施肥处理土壤速效钾含量较CK处理都有所提高，枸钾3和氯钾4处理差异显著，氯钾4处理达到最大，为133.56 mg·kg-1，提高了42.83%，其他处理差异不显著。施用枸溶性钾肥的4个处理的土壤速效钾含量随时间变化都呈现出先降低后增大的趋势，施用氯化钾肥的处理，都呈现出先增大后降低的趋势。

2.5两种钾复混肥施用对盆栽油菜土壤缓效钾的影响

从表6可以看出，在施肥前期，除氯钾4处理外，其他处理的土壤缓效钾含量无显著差异，氯钾4处理的土壤缓效钾含量最高，为2 935 mg·kg-1；在施肥后期，枸钾1和氯钾3处理的土壤缓效钾含量较低，其他处理无显著差异，在同一施肥水平处，枸溶性钾肥处理的土壤缓效钾含量略高于氯化钾肥处理的土壤。施肥之后，土壤中缓效钾含量明显升高，随时间的变化，土壤的缓效钾含量逐渐降低，但幅度不大。

2.6两种钾复混肥施用对盆栽油菜土壤有效钾的影响

从表7中可以看出，在施肥前期，与CK处理相比，除氯钾1处理外，其他处理的有效钾含量都提高了，说明施肥能够增加土壤中有效钾的含量，随着施肥量的增加，土壤有效钾的含量逐渐增加，且差异显著；在施肥后期，枸钾4处理时，土壤有效钾含量达到最大，为290.9 mg·kg-1，在不同钾复混肥的同一施肥水平下，枸溶性钾肥的处理的有效钾含量显著高于氯化钾肥的处理，分别高出26.4 mg·kg-1、34.3 mg·kg-1、44.9 mg·kg-1、71.3 mg·kg-1，提高了11.9%、15.4%、22.9%、32.5%。 说明枸溶性钾可以为土壤提供更多的有效钾。施肥之后，土壤中有效钾含量明显升高，CK处理和施用枸溶性钾肥的4个处理以及氯钾1处理的土壤有效钾含量随时间变化都呈现出逐渐增大的趋势；氯钾3和氯钾4处理有效钾含量后期呈现逐渐降低的趋势。

2.7两种钾复混肥施用对盆栽油菜土壤全钾的影响

图2是油菜收获时所采集土样的全钾含量，从图中可以看出，CK处理和枸溶性钾肥处理土壤的全钾含量差异不显著，氯化钾肥处理土壤的全钾含量明显高于CK处理和枸溶性钾肥处理，在氯钾3处理达到最大，为26.42 g·kg-1，比CK处理增大了39.71%。枸溶性钾肥处理随施肥量的增加，土壤全钾含量差异不显著。

3讨论

(1)施肥之后，各处理的土壤水溶性钾含量随时间变化的规律不明显，CK、枸钾1、枸钾2、枸钾3处理呈现出先降低后增大的趋势，枸钾4处理呈现出逐渐增大的趋势，这些都说明油菜生长对土壤中钾素吸收的影响大于施入的钾肥对土壤水溶性钾含量的影响；氯化钾肥的4个施肥水平处理都是呈现先增大后降低的趋势，与其他处理变化特征差异较大，与枸溶性钾和氯化钾的化学性质有关，枸溶性钾属于非水溶性钾，氯化钾属于水溶性钾，钾素以离子状态存在，利于前期植物对钾元素的快速吸收利用。在植物收获后采取土样测定得到土壤水溶性钾含量没有明显下降，且部分处理稍有增加，这是由于土壤缓效钾的释放，研究表明[11]在水分、温度等条件一致的条件下，土壤中缓效钾的释放受作物根系、吸钾量以及土壤酸度等因素影响，且不同类型土壤的缓效钾释放差别也很大。占丽平等[12]的研究表明，相对CK处理，施钾肥能够显著提高土壤中水溶性钾的含量，对黑麦草和水稻的增产效果很显著，能够有效提高土壤的供钾水平。

(2)施用枸溶性钾肥的4个处理的土壤速效钾含量随时间变化都呈现出先降低后增大的趋势，施用氯化钾肥的处理，都呈现出先增大后降低的趋势，是因为枸溶性钾是非水溶性钾，油菜生长首先吸收的是土壤中原有的钾，在油菜生长过程中，枸溶性钾通过其他反应将部分转化为可供油菜直接吸收利用的速效钾，而氯化钾是水溶性钾，可直接供油菜吸收。李小坤等[13]的研究表明，油菜生长过程中，土壤速效钾含量先升高后降低。

(3)在该试验中除枸钾3和枸钾4处理外，其余处理的土壤缓效钾含量随时间的变化，逐渐降低，原因是随着作物生长对钾素的不断吸收，土壤中速效钾供应不足，通过土壤和植物的物理化学作用使缓效钾转化为可直接供植物吸收利用的形态，土壤速效钾和缓效钾之间的动态平衡，是土壤供钾潜力的指标[14]。张水清等人[15]在对夏玉米钾素吸收的研究中也得到了类似的结论。Yao 等[16]研究结果表明，枸溶性钾肥中的钾可以被作物直接吸收利用。该研究结果与张洋洋等人[10]的相同，他们的研究结果表明，将枸溶性钾矿粉作为钾肥施入土壤中能大幅度提高土壤中缓效钾的含量。

(4)在本试验中，两种钾肥的施用都增加了土壤中有效钾的含量，可被作物吸收，有利于作物的生长，且在施肥中期和施肥后期不同钾肥的同一施肥水平下，枸溶性钾复混肥的处理的有效钾含量显著高于氯化钾复混肥的处理，说明枸溶性钾可以为土壤提供更多的有效钾。孙浩燕等[17]本试验结果表明，不同形态钾肥施用后，枸溶性钾肥与水溶性钾肥效果一致，枸溶性钾硅肥和水溶性钾肥均能补充土壤的有效钾素，缓解土壤钾素的消耗，维持土壤钾素肥力水平的稳定，有利于作物增产。王振振等[18]研究表明，腐殖酸缓释钾肥的施用能够提高甘薯生长中、后期土壤中有效钾的含量。李连科等[19]在山西临汾市通过对小麦-玉米轮作土地施入枸溶性钾矿粉的研究表明，施入枸溶性钾矿粉可以提高土壤中有效钾的含量。

(5)全钾的测定结果表明，氯化钾复混肥处理土壤的全钾含量明显高于CK处理和枸溶性钾复混肥的处理，枸溶性钾复混肥处理的全钾含量与CK处理相比无显著差异。吕乐福等[20]人研究可知在各施钾处理中，等钾量施肥处理土壤全钾数值相近，差异不显著；增施枸溶性钾后，增施处理中土壤全钾含量较单倍施钾处理显著增大。

(6)张洋洋等[21]通过盆栽油菜的试验研究表明，施用枸溶性钾肥能够显著提高油菜生物量。王伟等[22]的研究表明等量水溶性钾肥和枸溶性钾肥施用处理，水溶性钾肥对小麦当季肥效更好，而枸溶性钾肥则对后季水稻效果更好，且从枸溶性钾肥对稻麦钾养分供应角度考虑，枸溶性钾肥可替代或部分替代水溶性钾肥。瞿廷广等[23]研究结果表明，施用有机无机复混肥，植株体内的硝酸盐含量是最低的，施用无机肥，植株体内硝酸盐含量是最高的。赵凤艳等[24]研究了氮肥用量对蔬菜产量和品质的影响，结果表明，蔬菜中硝酸盐的累积与所施氮素的形态及施氮量密切相关。王立河等[25]研究有机肥和氮肥配施对黄瓜还原糖含量的影响结果也表明，低氮肥用量有利于促进黄瓜还原糖含量的提高，而高氮肥用量会降低黄瓜中还原糖含量。

在该盆栽油菜试验中，两种钾肥的施用都增加了土壤中的有效钾素，提高了土壤有效钾和缓效钾的含量，在植物生长过程中，有效钾呈现降低趋势。在实际生产过程中，需要通过施用钾肥满足作物对钾素的需求，减轻作物对土壤钾素的消耗，以缓解土壤肥力的下降程度，维持土壤钾素肥力的稳定[26]。我国有充足的钾矿资源，以此为基础，可以生产大量的枸溶性钾，来代替进口氯化钾，但是是作为配合肥料使用，以此可以缓解我国钾肥资源不足的状况，同时可以降低成本[27]，为我国农业生产做出贡献。

4结论

(1)施用枸溶性钾和进口氯化钾配制的两种复混肥都能提高作物产量，在枸钾4处理，即枸溶性钾肥施用量为0.808 g·kg-1时，达到最大产量，为196.67 g，但在两种钾肥施肥水平相同时，油菜产量差异不显著，从成本和来源来看，应该优先选择枸溶性钾。

(2)两种钾复混肥的施用相对CK处理油菜叶绿素含量和还原糖含量显著增加，分别在枸钾2和氯钾3处理达到最大，相比空白增加了17.2%和163.7%；硝酸盐含量显著降低，在氯钾1处理时最低，通过施肥可以显著提高油菜的品质；同等施肥量时，油菜品质差异不显著，说明枸溶性钾和氯化钾对油菜品质的影响效果是一致的。

(3)两种钾复混肥的施用对土壤水溶性钾含量和速效钾含量的影响不大，尤其是油菜生长后期。

(4)施用两种复混肥能够显著提高土壤缓效钾和有效钾的含量；但是各处理间土壤缓效钾含量差异不显著，在同一施肥水平处，枸溶性钾肥处理的土壤缓效钾含量略高于氯化钾肥的处理，枸溶性钾肥处理的土壤有效钾含量显著高于氯化钾肥的处理，分别高出26.4 mg·kg-1、34.3 mg·kg-1、44.9 mg·kg-1、71.3 mg·kg-1，提高了11.9%、15.4%、22.9%、32.5%。

(5)全钾的测定结果表明，施用氯化钾肥处理的土壤的全钾含量明显高于CK和施用枸溶性钾肥的处理，施用枸溶性钾肥处理的全钾含量与CK处理相比无显著差异。

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(编辑：赵虹)

The effects of applying two kinds of potassium compound fertilizers on yield, quality and soil potassium forms of potted rape

Wei Ying, Hong Jianping, Qiao Pengming, Bi Sheng, Guo Hanqing, Wu Pengbin

(CollegeofResourcesandEnvironment，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China)

Key words:The citrate acid-soluble potassium; Potassium chloride; Rape; Quality; Potassium forms

Abstract:This experiment studied the effects of application the citrate acid-soluble potassium fertilizer and potassium chloride fertilizer on yield, chlorophyll, nitrate, reducing sugar of potted rape and soil water soluble potassium, rapidly available potassium, slowly available potassium, available potassium, total potassium. The results showed that, after the application of two kinds of potassium compound fertilizers, there was no significant difference in the yield and quality of rape. It had little effect on the content of water soluble K and rapidly available K in soil, especially in the later stage of rape. But this two kinds of fertilizers could significantly increase the content of soil available K and slowly available K. At the same fertilizer level, the soil slowly available K content of four levels of the citrate acid-soluble potassium fertilizer were slightly higher than potassium chloride fertilizer; the soil available K content of four levels of the citrate acid-soluble potassium fertilizer was significantly higher than potassium chloride fertilizer by 26.4 mg·kg-1, 34.3 mg·kg-1, 44.9 mg·kg-1and 71.3 mg·kg-1, respectively, increased by 11.9%, 15.4%, 22.9% and 32.5%. The citrate acid-soluble potassium fertilizer had no significant effect on soil total K content and potassium chloride fertilizer could significantly increase the soil total K content. The citrate acid-soluble potassium can completely replace potassium chloride that is used as a mixed fertilizer.

收稿日期：2016-03-08 修回日期：2016-03-22

作者简介：卫迎(1992-)，女(汉)，山西临汾人，在读硕士研究生，研究方向：土壤退化与生态重建 *通讯作者：洪坚平，教授，博士生导师。Tel:13834834393;E-mail: hongjpsx@163.com

基金项目：山西省重大科技攻关项目山西省重大专项(20121101009)

中图分类号：S143

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)06-0400-07