麦玉两熟作物秸秆替钾效应与钾素表差机理研究

我国钾肥资源缺乏，储量仅1.47亿吨，且开采条件差，品位低。由于资源总量限制，我国成为第二大钾肥消费国，进口量约占全球钾肥贸易量的14%-20%，钾肥供应形式不容乐观。中国土壤缺钾严重，钾肥应用大多都停留在补钾层面上。随着钾肥用量不断增加，钾肥价格的上涨，提高钾肥利用、利用各种调控手段减少矿质钾肥的用量已显得日益重要，这不仅是节约钾肥资源的需要，也是保证我国农业可持续发展和国家安全的需要。我国冬小麦夏玉米轮作一年两熟种植面积较大，该地区作物秸秆随意丢弃，不能有效还田，秸秆中含有丰富的钾素，其高效还田可为土壤补充大量钾素，替代肥料钾素具有理论上的可能，但实际效果却不明显。本项目旨在研究小麦玉米秸秆还田对化学钾肥的替代比例及还田方式差异；在土壤-作物系统内明确秸秆钾的实际去向，探明秸秆钾无法全额补充到土壤钾库的表观差异机理，采用高效措施提高秸秆钾的还田比例，促进秸秆钾对矿质钾素的高比替代。

我国是第二大钾肥消费国，进口量约占全球钾肥贸易量的14%-20%，针对我国钾肥资源缺乏的现状，利用各种调控手段减少矿质钾肥的施用量日益重要。我国冬小麦夏玉米轮作一年两熟种植面积较大，本项目针对该种植制度下秸秆含钾量高及还田现状，进行麦玉两熟作物秸秆替钾效应与钾素表差机理研究，旨在探明作物秸秆替代化学钾肥的可能性及替代比例，明确土壤-作物系统秸秆钾的不同途径损失及特点，提高秸秆钾的高效利用。.项目执行期为2012年1月-2014年12月，截止目前，已开展了项目申请时的各项内容研究，保质超量完成了项目预期指标。主要开展的工作和获得的重要进展如下：.（1）明确了麦玉轮作模式下的秸秆钾替代矿质钾肥的临界比例：在当前小麦秸秆普遍还田玉米秸秆还田比例不高的条件下，玉米秸秆还田能够替代44.1%的钾素效应，替钾效果显著。.（2）提出了两季作物秸秆还田条件下的周年钾肥合理运筹技术：小麦、玉米中高产水平下，每亩需施用K2O 13~18kg，小麦施钾量占全年钾素总投入量的40%~45%，底肥一次性施入，夏玉米钾素投入量占全年投入的55%~60%为宜，其中苗期（3~6叶期）一次性施入。.（3）探明了小麦秸秆和玉米秸秆钾的淋洗特征：各淋水处理水溶液钾浓度随淋洗时间延长表现降低的趋势，淋水量大及浸泡秸秆方式能迅速淋洗出秸秆钾，淋水处理提取的秸秆钾占秸秆总钾量的92%-97.5%左右，而泡水处理则能提取99%以上的秸秆钾，其中小麦秸秆中钾的淋洗程度高于玉米秸秆。.（4）探明了两种秸秆还田过程中秸秆钾的各种去向及损失特征：还田的秸秆钾除了被土壤固定外，雨水或浇灌水淋洗秸秆后造成钾的径流损失及淋洗损失是秸秆钾的主要损失途径，风蚀秸秆的钾素损失也占有一定的比例，初步揭示了土壤钾素产生表差的机理机制。.（5）初步形成了一套麦玉秸秆还田过程中防控钾素损失的耕作栽培技术措施。.获得了以下重要成果：.（1）2014年8月本人及项目组主要成员获得了山东省农牧渔业丰收奖一等奖1项，获奖名称是“山东省主要类型农田碳氮调控技术集成与推广应用”。.（2）获得国家发明专利1项（第一发明人），秸秆全还田条件下少免耕土壤的小麦玉米播种施肥方法，ZL201310026080.3，授权日期：2014.05.14。.（3）有本项目编号标注的论文共计6篇（其中5篇为第一作者），其中SCI论文2篇，中文核心期刊论文4篇。