不同土壤的钾素淋溶特性初步研究

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了解土壤钾素淋溶特性对钾肥高效施用策略的制定有重要的指导作用。本文选取14种土壤进行室内土柱淋溶模拟试验,采用去离子水和10 mmol/L CaCl2溶液连续淋溶,研究了不同淋溶情况下土壤钾素的淋溶特性,探讨了不同土壤钾素淋溶量与土壤性质的关系,并初步明确了影响土壤钾素淋溶量和钾肥固持能力的主要土壤因子。同时对不同品种钾肥和作物秸秆钾在典型土壤中的淋溶特性也进行了初步研究,主要结果如下:  1.除重庆紫色土以外,采自我国南方(湖南长沙、江西鹰潭、湖北蕲春、湖北潜江)的土壤固持钾肥的能力显著弱于其它位置较北区域的土壤。在施用200 mg/kg土(以纯钾计)的钾肥后,降雨量435 mm时,南方几种土壤钾肥表观淋出率平均达32%,而其它土壤钾肥表观淋出率为1.82%-22.1%。  2.无论是否施用钾肥,降雨量较低情况下,受土壤质地影响的土壤饱和持水量对土壤钾素淋溶量有显著的影响,较高的持水量对应较低的淋溶体积,可显著减少钾的淋溶。但降雨量较高,总淋溶量较高的情况下,土壤其它性质而非质地对钾的淋溶量影响更大。不施钾自然土壤中高降雨量时的钾淋溶状况主要受土壤速效钾含量的影响,速效钾含量越高,钾淋溶量大。但在固钾能力较强的土壤中,即使速效钾含量较高,钾的淋溶也不是很高。  3.钾肥(200mg/kg K)施入土壤后,较高降雨量情况下,钾肥表观淋溶率与外源钾在水溶性钾和交换态钾中的分配率呈显著正相关,而与非交换态钾的分配率呈显著负相关,说明土壤固持钾的能力主要取决于非交换性位点,而不是交换性位点。与土壤性质的相关性结果表明,钾素淋溶量与土壤缓效钾及全钾含量呈显著的负相关,这也与缓效钾和全钾量较高的这些土壤具有较强的钾固定能力有关。  4.同一时间内土壤钾淋溶量既受土壤钾状况和固钾能力的影响,又受土壤出水速率的影响。出水速率最高的土壤,同一时间内钾淋溶量不一定最高,而固钾能力弱的土壤即使淋溶体积不高,但钾的淋溶量也可能较高。出水较慢,且固钾能力较强的土壤,钾的淋溶最弱,反之钾淋溶最强。  5.去离子水淋溶1L后,10 mmol/L CaCl2溶液淋溶1L时14种供试土壤的钾肥表观淋出率范围为1.89%-38.2%,平均22.11%。去离子水和CaCl2溶液淋溶的总钾肥表观淋出率则为4.56%-61.9%,平均40.5%。去离子水和CaCl2溶液淋溶的总钾肥表观淋出率与土壤交换性钙含量、土壤pH、全钾、缓效钾、粉粒含量等多个指标呈显著负相关,以上指标数据越低,钾肥表观淋出率越大。  6.施用等量钾(200mg/kg K)情况下,不同种类无机钾肥(KCl、K2SO4、KNO3、KH2PO4)在三种供试土壤(江西红壤、河南封丘潮土和河北衡水潮土)短时间内(2 h)的淋出率均表现为:KCl、KNO3> K2SO4、KH2PO4。三种土壤施用K2SO4和KH2PO4较KCl处理的钾肥淋出率降低了18%-37%。而淋溶24 h后,不同种类的无机钾肥的淋溶状况则因土壤类型而异。江西红壤中淋溶24 h后不同无机钾肥的淋出率表现为:K2SO4>KCl、KNO3>KH2PO4;河南封丘潮土淋溶24 h后不同无机钾肥的淋出率表现为KH2PO4> KCl、KNO3> K2SO4;河北衡水不同无机钾肥的淋出率均较低,且其大小顺序与淋溶2h后一致。  7.包膜K2SO4较未包膜K2SO4显著降低了钾肥在三种土壤中的淋出率,在红壤中包膜K2SO4淋出率为未包膜K2SO4的10%,而在河南封丘和河北衡水潮土中,该比值仅为1.5%左右。同样的缓释钾肥在不同土壤中的淋出率不同,可能主要与释放出来的钾被土壤吸附固定的程度不同有关。  8.施用水稻和玉米秸杆短时间(2 h)钾淋出率量较KCl处理下降了30%-40%,随淋溶时间延长到24 h,秸杆与化肥钾的差异减小,江西红壤和封丘潮土中秸杆处理钾淋出率仍显著低于化肥钾处理,但河北衡水土壤中尽管钾出率一直很低,但秸杆钾的淋出率高出KCl的淋出率21%。作物秸秆降低短时间钾淋出率可能与施用秸秆改善土壤的持水性能有关,在秸秆施用比例为干土重的1.03%时,土壤的饱和持水量与对照相比提高了10%左右。  9.一种供试保水剂与KCl共施(添加量为土重0.02%),尽管使土壤饱和持水量提高了3.4%,但没有减少钾在三种土壤中的淋溶,反而较单施KCl处理钾淋出率增加了7.5%-37.7%。
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