河北省冬小麦—夏玉米轮作区土壤磷钾变化与产量效应

摘要

目前，我国农业生产过程中，化肥的使用越来越多，针对目前农田土壤养分不断积累，磷、钾肥的增产效应逐渐降低的问题，本文以地形地貌、成土母质和人为活动等影响土壤发育的主要因素作为切入点，将宏观土壤磷钾养分变化与其在冬小麦-夏玉米轮作中产量效应的田间试验相结合，统计分析二次土壤普查的数据，以藁城、新乐和武强3个县（市）为例，分析了太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作区中山麓平原区、低平原区2个区域30年间土壤养分的变化与农田磷、钾养分输入输出的平衡状况。通过对二次土壤普查以来冬小麦-夏玉米轮作区磷钾肥施用量、土壤有效磷和速效钾变化及其产量效应调查，结合利用田间肥料试验、盆栽试验及模拟试验研究土壤磷、钾的转化和秸秆还田对土壤磷、钾养分的影响，为定量评价土壤磷、钾养分生产力和秸秆还田条件下科学施用磷钾肥提供科学依据。主要结论如下:
　　1、河北省冬小麦-夏玉米轮作区作物单产呈上升趋势，2012年较1994年冬小麦单产增加48.20％，2012年比1994年夏玉米单产提高29.83％。播种面积略有浮动，基本呈上升趋势。肥料投入量逐年增加，2012年化肥施用量达516.1kg/hm2，较1989年化肥每公顷增加192.16％。河北省秸秆还田面积逐年增加，1981年时秸秆还田面积为2.3万hm2，至2012年时面积增加至340.7万hm2。
　　2、藁城、新乐、武强三县小麦单量较1994平均增加31.45％，夏玉米产量略有增减。单位面积肥料投入量较1989年增加125.11％。近30年间太行山山区丘陵、山麓平原、低平原区土壤有效磷含量呈显著增加趋势，较第二次土壤普查，各区域有效磷含量均增加。不同地形区域之间养分积累存在差异。藁城市（山麓平原）土壤有效磷和速效钾含量比第二次土壤普查时分别增加了28.2mg/kg和10.8mg/kg;新乐（山麓平原）土壤有效磷增加了28.9mg/kg，速效钾下降了22.2mg/kg;武强县（低平原区）有效磷增加了18.8mg/kg，而速效钾含量降低了32.4mg/kg。在当前生产条件下，过量投入磷素是导致磷养分积累的主要原因，而由于作物产量水平增加导致土壤速效钾消耗较高，土壤速效钾略有增减。
　　3、不同磷水平土壤上施用单位量磷肥所增加的土壤有效磷随土壤磷水平的上升而增加，差异均达到显著水平。不同磷水平土壤上单施磷肥、秸秆和磷肥配施，土壤对磷肥的固定率均随施肥时间的延长而增加，施用秸秆明显减低了土壤的固磷率。不同钾水平土壤上施用钾肥，土壤速效钾均显著增加。
　　4、磷钾肥在冬小麦-夏玉米上的产量效应为:无论秸秆还田与否，磷肥(P2O5)用量为45～135 kg/hm2，冬小麦产量分别增加6.2％～26.9％。P2O5用量22.5～67.5kg/hm2，夏玉米产量分别增加5.6％～46.8％;钾肥(K2O)用量22.5～67.5kg/hm2，小麦产量分别增加5.0％～20.5％，K2O用量45～135kg/hm2，夏玉米产量分别增加6.9％～46.4％。秸秆还田明显增加了磷、钾肥在冬小麦、夏玉米的产量效应。
　　5、依据磷钾肥在小麦、玉米上的产量效应特点、土壤磷钾养分平衡状况，秸秆还田下，冬小麦产量水平为:7500～9000kg/hm2时，P2O5、K2O推荐用量分别为:45～60kg/hm2和30～60kg/hm2。夏玉米茬口P2O5、K2O推荐用量分别为30～45kg/hm2和45～60kg/hm2。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究区域概况

1．2 研究背景

1．3 土壤磷、钾养分变化研究

1．4 河北省冬小麦-夏玉米轮作施肥现状

1．5 秸秆还田简介

1．5．1 秸秆还田对作物产量的影响

1．5．2 秸秆还田的生态效应

1．5．3 秸秆还田对土壤养分的影响

1．5．4 秸秆还田国外研究状况

1．6 选题的依据、目的及意义

1．7 研究内容

1．8 技术路线

2 材料及方法

2．1 土壤养分变化研究

2．2 不同磷钾施肥处理对土壤养分含量影响、产量效应与养分平衡

2．2．1 土壤培养试验

2．2．2 田间试验

2．2．3 盆栽试验

2．3 测定项目及计算方法

3 结果与分析

3．1 作物产量及施肥量变化

3．2 不同地形区域冬小麦、夏玉米播种面积、产量、化肥投入量变化

3．3 河北省秸秆还田情况

3．4 不同地形区域土壤养分变化

3．5 土壤培养试验秸秆和肥料配施对土壤养分转化的影响

3．5．1 秸秆和磷肥配施对不同磷水平土壤Olsen-P转化的影响

3．5．2 秸秆和钾肥配施对土壤速效钾的影响

3．6 种植条件下秸秆和磷钾肥配施对土壤养分的影响

3．6．1 田间试验中秸秆和磷肥配施对土壤有效磷的影响

3．6．2 盆栽试验中秸秆和磷肥配施对土壤有效磷的影响

3．6．3 田间试验中秸秆和钾肥配施对土壤速效钾的影响

3．6．4 盆栽试验中秸秆和钾肥配施对土壤速效钾的影响

3．7 秸秆和磷钾配施对冬小麦产量和养分平衡的影响

3．7．1 田间试验秸秆和磷钾肥对冬小麦生长发育的影晌

3．7．2 盆栽试验中秸秆和磷钾肥对冬小麦生物量的影响

3．7．3 田间试验中秸秆和磷钾配施对冬小麦产量构成的影响

3．7．4 冬小麦茬口土壤磷钾收支平衡

3．8 秸秆和磷钾配施对夏玉米产量和养分平衡的影响

3．8．1 田间试验中秸秆和磷钾肥配施对夏玉米生长发育的影响

3．8．2 盆栽试验中秸秆和磷钾肥对夏玉米生物量的影响

3．8．3 田间试验中秸秆和磷钾配施对夏玉米产量构成因素的影响

3．8．4 夏玉米茬口土壤磷钾收支平衡

4 讨论

4．1 土壤耕层磷钾养分含量变化原因分析

4．2 不同县(市)耕层养分含量变化不同原因分析

4．3 施用秸秆对土壤磷、钾转化的影响

4．4 秸秆和磷、钾肥在冬小麦-夏玉米轮作中的产量效应

4．5 冬小麦-夏玉米轮作推荐施肥量

5 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢