吉林省玉米带土壤钾素耗竭与修复研究

论文摘要

吉林省玉米带位于吉林省中部,该区地带性土壤为黑土和黑钙土。这里气候适合玉米生长:雨热同季,夏季高温湿润,昼夜温差大,光热资源丰富。再加上土地平坦,土壤肥沃,非常适合玉米的生长发育,有利于玉米的高产稳产。该区玉米种植面积每年在20×104hm2左右,占全省农作物种植面积的一半以上,是该区域内农民收入的主要来源。如今,该地区靠得天独厚的自然条件和先进科学的玉米种植技术已逐渐成为以玉米为主的商品粮基地,成为世界著名的三大“黄金玉米带”之一。钾是植物生长必需的大量营养元素之一,也是所有有机体必要的唯一的一价阳离子,它的某些生理功能是其它一价阳离子无法替代的。然而,由于各种自然因素的影响和人类的不合理利用,该地区土壤肥力出现退化,尤其是钾素出现不同程度的降低。本研究从吉林省玉米带中选取十种有代表性的耕层土壤,连续种植了十茬黑麦草,对土壤中的钾素进行耗竭。之后,模拟自然条件下的干湿交替、淹水、恒湿及东北地区特有的冻融交替等物理方法对耗竭后的土壤进行修复;同时研究施入钾肥、钾和氮混合、钾和磷混合、氮磷钾肥混合、钾与玉米秸秆粉的混合、施氮磷钾与玉米秸秆粉的混合物的土壤钾素变化的趋势。耗竭结果表明:①随着种植茬数的增多,大多数土壤上黑麦草的生长状况变差,六茬之后,基本稳定。黑麦草的累积吸钾量随种植茬数的增多而逐渐减低。②由于黑麦草的吸收利用,土壤中速效性钾的含量逐渐降低,而当降低到某一水平时,连续种植也不再下降或下降的趋势很慢,出现速效性钾的“最低值”.吉林省土壤大多的该值在30—50mg/kg;③对于大多数土壤而然,在种植过程中缓效钾的含量逐渐下降,只有其中的三种土壤缓效钾出现450mg/kg左右相对稳定的变化趋势。说明吉林省玉米带黑土中的缓效钾很难耗竭到“最低值”。④与不施钾处理相比,施钾处理的土壤中,有的土壤速效钾与缓效钾也降低。这表明只要种植作物,土壤中的钾素含量就要逐渐降低。随着时间的推移,土壤中的钾素总有被耗尽的一天。因此我们只能通过施肥来减缓这种情况的发生。用DPS分析土壤速效性钾“最低值”（x2）与原始土壤速效钾的含量（x1）、缓效钾含量、土壤有机质含量、粘粒含量、阳离子交换量之间的线性相关关系,其中与速效钾的相关关系最密切。修复的结果显示:各种物理方法对耗竭后土壤的速效钾的修复作用不明显,说明各种物理方法对土壤非交换性钾向交换性钾的转化反应影响很小。各种化学方法对土壤的修复研究结果表明:施入钾肥能迅速提高土壤中水溶性钾与交换性钾的含量,能在短时间内能显著提高土壤的供钾强度。但由于增加了土壤中速效性钾的含量,土壤中的交换性钾易被土壤胶体固定,而不能被作物吸收利用。因此,我们应该适时适量的向土壤中施入钾肥,提高土壤钾素肥力,实现农业的可持续性发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 土壤中钾素的存在形态及其转化
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究的主要内容
• 1.5 技术路线
• 第二章 材料与方法
• 2.1 供试土壤
• 2.2 试验设计
• 2.3 测定项目及方法
• 2.4 数据计算及统计分析方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 吉林省玉米带土壤耗竭过程中黑麦草的变化情况
• 3.2 土壤速效钾与缓效钾的变化研究
• 3.3 耗竭过程中植物对钾素吸收分析
• 3.4 耗竭过程中土壤不同形态钾的贡献
• 3.5 土壤 pH值的变化规律
• 3.6 吉林省玉米带土壤供钾能力评价
• 3.7 土壤速效钾的修复研究
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介