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可持續農業發展中“土壤-作物-肥料”系統鉀資源特征及高效經濟利用
第一完成單位:河南農科院土壤肥料研究所
主要完成人:孫克剛
授獎部門:河南省科技廳
獎勵等級:國家級河南省科技進步2等獎
獲獎年度:1999年
內容摘要:   通過宏觀調查與統計分析、田間小區與盆栽試驗、室內模擬試驗與長期定位監測研究相結合的方法,系統研究了我省鉀素養分資源特征及其高效經濟利用技術。主要結果如下:
  在全省采集1000多個土樣,通過室內分析與土類固鉀特性的模擬試驗表明,土壤鉀素資源發生了較大變化,土壤速效鉀含量平均為102.6mg/kg,比第二次土壤普查結果(1985)下降了30.4mg/kg,下降幅度為22.8mg/kg;以砂姜黑土和潮土兩個土類下降幅度最大,豫東區是全省重點缺鉀區。土壤緩效鉀含量平均為863mg/kg,與1980-1982年相比下降了55mg/kg,下降幅度為6.0mg/kg,土壤全鉀含量平均為17.2mg/kg,下降幅度為10.4mg/kg;二者均明顯低于速效鉀幅度,說明土壤的供鉀潛力較高。不同土類中以砂姜黑土、粘質潮土和紅粘土三者固定鉀的能力最強。
  肥料鉀素資源的投入數量和構成隨時間的進展而發生較大的變化。1978年以前沒有化學鉀肥的施用,到1997年已占到總施入鉀量的41.9%,但僅占化肥施入總量(N+P2O5+K2O)的9.9%,N∶P2O5∶K2OO為1∶0.46∶0.16。有機肥資源豐富,但歸還率不高,僅為37.5%,因此挖掘有機肥中鉀素可利用的潛力很大。
  長期定位肥料試驗監測與宏觀調查統計分析研究表明,河南農田生態系統中鉀素大部分一直是處于虧缺狀況,虧缺總量從1952年的6.74萬噸上升到1997年的58.42萬噸,鉀素歸還率相應地從69.1%下降到59.6%。不施有機肥時,潮土小麥-玉米輪作,每年需要18kg K2O,砂姜黑土小麥-大豆輪作需要13.3kg K2O,方可維持鉀素平衡。黃褐土小麥-玉米輪作定位試驗表明,施入質量高的有機肥,才能基本維持鉀素平衡。
  鉀肥肥效的演變經歷了三個階段,從無效到微顯效再到顯效,每個階段約10年左右。從作物種類看,蔬菜作物的效果>經濟作物>糧食作物;從土類看,砂姜黑土>潮土>褐土。不同種類作物生產百公斤籽實產量所吸收的鉀量相差較大,油料作物的需鉀量大于糧食作物。
運用肥料效應函數法研究得出不同地力條件下小麥、玉米作物的最佳推薦施鉀量。鉀肥分配在小麥-玉米輪作制下,一次底施于小麥或小麥、玉米各半施用效果相近;小麥-大豆輪作以一次底施于小麥效果為佳。鉀肥一次底施與底追各類施用的產量差異在夏大豆上的表現比夏玉米明顯。
  研究了膜型樹脂技術的應用條件,結果表明膜型樹脂測得土壤有效鉀含量與用醋酸銨法測定的結果呈高度正相關,亦與盆栽試驗高梁相對吸鉀量和田間試驗玉米相對產量呈顯著的正相關,做為一種室內與田間浸提土壤有效鉀養分的技術是可行。擬定了陽離子交換膜(CEM)法田間鉀測定值小于9.7ug/cm2為供鉀能力的臨界值。
根據鉀資源特征,結合河南省的區域規劃,對鉀肥使用進行了區劃,劃分為5個區和12個亞區進行推薦施鉀;并在生產中大面積推廣該項技術成果,6年來在全省27個縣市內累計示范推廣2190萬畝,總增產糧、棉、油98550萬公斤,凈增值42498萬元。試驗證明,增施鉀肥后,氮、磷肥利用率提高5.6-9.7%,從而減輕氮肥對地下水污染,作物品質得到改善。同時還為地方培養了一批農民技術員、示范戶,使推廣地區對農戶平衡施肥有了新的認識。1998年4月,中央電視臺農業科技與教育攝制組專程來河南駐馬店進行了小麥施用鉀肥大面積豐收景象攝錄。
 
 
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