湖北省稻茬麦区秸秆还田替代钾肥效果

邹娟+高春保+董凡+朱展望+刘易科+佟汉文+陈泠+张宇庆

摘要：2014～2015年，在湖北省鄂中丘陵和鄂北岗地麦区、江汉平原麦区的9个县（市）布置稻茬麦秸秆还田配施钾肥效果田间试验。共设置NP、NPK、NP+S、NP+1/2K+S、NP+3/4K+S和NPK+S 6个处理，其中N、P、K和S分别表示氮、磷、钾和秸秆还田。结果表明，与NP处理相比，施钾和秸秆还田均能不同程度增加小麦产量、植株钾素含量及钾素吸收量；秸秆还田条件下，鄂中北麦区产量随钾肥用量的增加而增加，江汉平原麦区产量表现先增加后降低趋势；秸秆还田处理稻茬麦区土壤钾素表观平衡处于盈余状态；结合产量及经济效益，秸秆还田条件下湖北省稻茬小麦钾肥推荐用量为30～45 kg/hm2。

关键词：稻茬小麦；秸秆还田；钾肥替代；产量

中图分类号：S142+.3；S512.1+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）24-6398-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.24.020

湖北省稻茬麦面积超过60万hm2，占全省小麦面积的60%左右[1]。湖北省稻茬麦生产中存在的主要问题是中低产田比例较大，而农田钾素亏缺是限制稻茬麦产量提升的限制因素之一[2]。随着农业部“一控两减三基本”的实施及《湖北省人民代表大会关于农作物秸秆露天焚烧禁烧和综合利用的决定》的出台，作物秸秆还田率势必呈增加趋势。秸秆还田不仅能够改善土壤环境，其释放的养分还可供作物吸收利用进而提高作物产量[3-5]。其中钾素含量大、释放快，较易被作物吸收利用，是一种速效性的钾素资源[6]。为从区域尺度研究秸秆还田和钾肥配施对稻茬小麦的影响，在湖北省不同麦区布置田间试验，以期探明秸秆还田替代不同用量钾肥的效果，为湖北省稻茬小麦的钾肥合理配置及调控提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2014～2015年，在湖北省不同稻茬麦区开展小麦季秸秆还田钾肥替代研究，其中鄂中丘陵和鄂北岗地麦区（简称鄂中北麦区）试验点5个，分别是京山、随县、老河口、宜城和南漳；江汉平原区试验点4个，分别为应城、孝昌、潜江和洪湖。各试验点供试土壤均为水稻土，供试土壤的基础理化性状见表1。

各试验点均为稻-麦两熟轮作，小麦于2014年10月播种，种植密度为每公顷225～255万基本苗，条播，2015年5月收获。小麦品种为鄂麦596、郑麦9023、襄麦25、襄麦55等当地主栽品种。

1.2 试验设计

本试验共设置6个处理（表2）。氮肥分次施用，基肥与分蘖肥比例为7∶3；磷、钾肥作为基肥一次性施用。供试肥料品种分别为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O5 12%）、氯化钾（含K2O 60%）。各试验点还田秸秆与秸秆腐熟剂（30 kg/hm2）一起翻压还田。鄂中北麦区和江汉平原麦区各试验点水稻秸秆还田平均秸秆钾投入量分别为206、163 kg K2O/hm2。各处理设置3次重复，小区面积50 m2。其他生产管理措施均采用当地常规管理方法。

1.3 取样及测定方法

小麦成熟后，各小区随机取3个1 m长的样段混合后，沿根茎结合处剪掉根系，将地上部作为一个分析样品，待风干后分成子粒和秸秆，分别称重后，取样，于65 ℃烘干至恒重，磨细過0.5 mm筛，供分析测定用。子粒产量以各小区实收计量，秸秆产量由取样植株秸秆和子粒的比例计算得出。小麦地上部各部分用浓H2SO4-H2O2消化后，SEAL AA3流动注射分析仪测定全氮含量[7]。

基础土样pH采用电位法测定（水土比2.5∶1），有机质含量采用油浴加热-重铬酸钾容量法测定，全氮含量用浓硫酸消煮-半微量开氏法测定，有效磷含量用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量用1 mol/L NH4Ac浸提-火焰光度法测定，缓效钾含量用1 mol/L热HNO3浸提-火焰光度法测定[7]。

1.4 数据处理

钾素吸收量（kg K2O/hm2）=植株地上部干物质量（kg/hm2）×钾素含量（%）×1.2[8]；

土壤钾素表观平衡量（kg K2O/hm2）=钾素投入总量–作物带走钾素总量[9]。

试验数据用Excel软件处理，采用DPS数据处理软件进行统计分析，结果均用LSD法检验P<0.05水平上的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 施钾和秸秆还田对稻茬小麦产量的影响

鄂中北麦区及江汉平原麦区NP处理平均产量分别为5 025、3 259 kg/hm2（表3），施钾和秸秆还田或二者配合施用均能使小麦增产，其中鄂中北麦区各施钾或秸秆还田处理平均增产591～1 155 kg/hm2，增产率为9.1%～18.6%；江汉平原麦区平均增产量在461～769 kg/hm2之间，增产率为12.7%～20.8%。从全省平均水平看，6个处理子粒产量表现为NP+3/4K+S>NPK+S>NP+1/2K+S>NP+S>NPK>NP，茎秆产量表现为NPK+S>NP+3/4K+S>NP+S>NP+1/2K+S>NPK>NP。秸秆还田条件下，鄂中北麦区子粒产量随钾肥用量的增加而增加，江汉平原麦区子粒产量随钾肥用量的增加呈现先增加后降低的趋势。收获指数即子粒产量与地上部生物量的比值，由表3可以看出，施钾或秸秆后小麦收获指数略有降低，但各处理间差异不显著。

2.2 施钾和秸秆还田对稻茬小麦钾吸收的影响

与不施钾对照处理（NP）相比，施钾和秸秆还田或二者配施均提高了小麦子粒和秸秆钾含量（表4），其中全省子粒钾绝对含量增加0.01%～0.03%，但各处理间差异不显著；茎秆施钾或秸秆还田对茎秆钾含量的影响较子粒显著，秸秆钾绝对含量增加0.23%～0.42%，秸秆还田后，鄂中北麦区和江汉平原麦区茎秆钾含量均随钾肥用量的增加而增加。此外，相同处理时鄂中北麦区子粒及茎秆钾含量均高于江汉平原麦区。

根据钾含量及生物量计算小麦钾素吸收量。由表5可知，较NP处理，其余5个处理鄂中北麦区小麦地上部钾吸收量增加51.8～85.9 kg K2O/hm2，增幅达35.7%～63.2%；江汉平原麦区地上部吸钾量增加25.7～44.3 kg K2O/hm2，增幅达37.5%～62.9%；全省吸钾量平均增加40.2～66.1 kg K2O/hm2，增幅达36.5%～63.1%。不同处理间地上部吸钾量的变化顺序与其生物量趋势一致。此外，不同部位钾素吸收量差异显著，全省平均各处理茎秆钾吸收量占地上部总钾吸收量的81.9%～85.1%。

2.3 施钾和秸秆还田对土壤-作物系统钾素表观平衡的影响

小麦收获后，全省农田钾素表观平衡量表现为NPK+S>NP+3/4K+S>NP+1/2K+S>NP+S>NPK>NP（表6），秸秆不还田的NP及NPK处理农田土壤钾素处于亏缺状态，而秸秆还田的4个处理农田钾素均呈现盈余状态，可见前茬水稻秸秆还田与否是小麦季农田土壤钾素表观平衡盈亏的关键因子之一。

3 小结与讨论

在施用氮磷肥的基础上，鄂中北麦区和江汉平原麦区施钾和秸秆还田均能不同程度增加小麦产量、植株钾素含量及钾素吸收量。施钾处理（NPK）子粒产量略高于秸秆还田处理（NP+S），但二者间差异不显著；秸秆还田条件下，随着钾肥用量的增加，鄂中北麦区子粒产量呈增加趋势，而江汉平原麦区子粒产量表现先增加后降低，钾肥用量45 kg/hm2时产量最高，不同麦区秸秆还田后钾肥的增产效果因土壤供钾能力、土壤地力水平及当地生产力水平差异而表现不同[8，10]。

稻麦轮作是湖北省重要种植制度，保证土壤-作物系统养分表观平衡，维持或提高土壤地力水平是稻麦周年持续丰产的必要条件之一。水稻收获后农田土壤钾素均处于亏缺状态[8]，本试验结果表明，秸秆还田条件下稻茬麦农田土壤钾素均有盈余，且随钾肥用量的增加盈余量增加，说明小麦季秸秆还田和施钾肥能使土壤-作物系统的钾素向收支平衡的方向转化，缓解水稻季土壤钾素亏损状态，进而有利于稻麦两季的周年丰产。

秸秆作为速效性钾素资源，可与传统钾肥起到相同作用[11]，水稻季秸秆还田可适当减少钾肥用量[10，12]。本研究中，结合稻茬麦产量及农田土壤养分表观平衡结果，并考虑钾肥的经济效益，秸秆还田条件下湖北省稻茬小麦钾肥推荐用量为30～45 kg/hm2。

参考文献：

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[2] 邹 娟，汤颢军，朱展望，等.湖北省小麦施肥现状及分析[J].湖北农业科学，2015，54（23）：5849-5852.

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