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user: 3. 结果与分析 3.1. 不同秸秆还田量对土壤中钾形态的影响 通过3年定位试验，研究了秸秆不同还田量对土层中不同形态钾含量的影响。由表2可以看出，秸秆还田可以增加不同土层中土壤水溶性钾、交换性钾及全钾含量，并且随着土层的加深，土壤水溶性钾、交换性钾及全钾含量呈现增多趋势。在0~ 100 cm 土层，与对照处理相比，50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田处理的土壤水溶性钾分别增加12.22%、141.37%、137.05%，土壤交换性钾分别增加4.51%、6.43%、2.51%，土壤全钾分别增加6.47%、9.09%、13.25%。原因可能是因为秸秆还田增加土壤通透能力，秸秆分解的部分钾随水分向下淋洗的缘故。秸秆还田后非交换性钾在不同土层的分布及0~ 100 cm 土层总的分布没有表现明显规律，这可能是因为非交换性钾受土壤矿物学组成和风化程度影响，是衡量土壤长期供钾能力，短期内通过秸秆还田不会使土壤非交换性钾产生较大变幅。 在与在不同秸秆还田量处理中，以150%秸秆还田处理的全钾含量增幅最大。但是，以作物直接吸收的速效钾(速效钾 = 水溶性钾 + 交换性钾)来看，以100%秸秆还田处理的土壤速效钾含量最高，达809.84 mg/kg。 Table 2 Effect of straw mulching amount on soil potassium morpholog 处理 土层深度(cm) 不同土层水溶性钾(mg/kg) 水溶性钾(mg/kg) 不同土层交换性钾(mg/kg) 交换性钾(mg/kg) 不同土层非交换性钾(mg/kg) 非交换性钾(mg/kg) 不同土层全钾 (10 4 mg/kg) 全钾 (10 4 mg/kg) CK 0~20 3.01 16.12 138.67 731.00 179.67 827.34 1.20 6.49 20~40 2.68 137.67 168.00 1.29 40~60 4.01 149.33 161.67 1.27 60~80 3.52 151.00 169.67 1.41 80~100 2.90 154.33 148.33 1.32 50% ST 0~20 3.33 18.09 145.33 764.00 165.67 815.33 1.39 6.91 20~40 4.21 153.33 177.67 1.35 40~60 3.54 149.00 152.33 1.40 60~80 3.12 155.67 152.33 1.38 80~100 3.89 160.67 167.33 1.39 100% ST 0~20 4.33 26.84 141.67 778.00 149.00 804.00 1.42 7.08 20~40 5.85 154.00 177.33 1.34 40~60 6.21 158.67 152.67 1.45 60~80 4.46 164.33 162.00 1.40 80~100 5.99 159.33 163.00 1.47 150% ST 0~20 5.00 26.36 139.00 749.33 159.67 798.33 1.45 7.35 20~40 5.45 143.00 174.67 1.38 40~60 4.57 149.00 149.33 1.46 60~80 4.96 153.33 151.33 1.52 80~100 6.38 165.00 163.33 1.54 表2. 秸秆还田量对土壤钾形态的影响 3.2. 不同秸秆还田量对作物带入、带出钾量的影响 由表3、表4可以看出，秸秆还田量影响秸秆带入、秸秆带出与籽粒带出的钾量。 显而易见的，随着秸秆还田量的增多，还田秸秆带入的钾量增多，50% ST、100% ST、150% ST还田带入土壤的钾量分别为 277.09 kg /hm 2 、597 .83 kg /hm 2 、891.68 kg/hm 2 ，相应的移出的秸秆钾量减少，分别为 554.18 kg /hm 2 、597 .83 kg /hm 2 、594.45 kg/hm 2 。表4数据显示，与对照相比，50% ST、100% ST、150% ST处理通过籽粒移出土壤的钾量分别增加 41.3 kg /hm 2 、94.5 kg/hm 2 、77.37 kg/hm 2 ，这与秸秆还田后增加小麦、玉米产量这一规律相符。 Table 3 Influence of straw mulching amount on potassium (K2O) brought in and taken out by stra 处理 小麦秸秆平均含钾量(% ) 玉米秸秆平均含钾量(%) 作物三年秸秆还田量(kg/hm 2 ) 秸秆还田带入钾量(kg/hm 2 ) 未还田秸秆带出钾量(kg/hm 2 ) CK 0.42 1.46 0 0 531.00 50% ST 0.49 1.48 27，000.00 277.09 554.18 100% ST 0.56 1.57 54，000.00 597.83 597.83 150% ST 0.57 1.55 81，000.00 891.68 594.45 表3. 秸秆还田量对秸秆带入及带出的钾量(K 2 O)的影响 Table 4 Effect of straw mulching amount on potassium K2O (K2O) taken out by grai 处理 小麦籽粒平均含钾量(%) 玉米籽粒平均含钾量(%) 小麦三年产量(kg/hm 2 ) 玉米三年产量(kg/hm 2 ) 籽粒带出钾量(kg/hm 2 ) CK 0.15 0.22 21，617.61 30，658.83 99.88 50% ST 0.21 0.28 22，890.45 33，252.11 141.18 100% ST 0.29 0.35 23，836.46 35，787.28 194.38 150% ST 0.30 0.33 22，932.27 32，864.34 177.25 表4. 秸秆还田量对籽粒带出钾量(K 2 O)的影响 3.3. 降水及灌溉带入水量 通过自动气象站记录3年降水量数据，每次降水从气象站接水器中收取降水样，根据降水中平均钾含量及累积降水量等，计算3年由降水带入的钾量。 其中，小麦季降水量累积759 mm，2014玉米季降水量累积1021 mm，累积3年由降水带入钾量为 6.41 kg /hm 2 ；在灌溉方面，小麦季累积平均灌水量为 1800 m 3 /hm 2 ，玉米季累积平均灌水量为 1500 m 3 /hm 2 。根据灌溉水中平均钾含量，累积三年由灌溉带入钾量为 52.40 kg /hm 2 。 3.4. 不同秸秆还田量对径流及淋溶钾的影响 由表5可以看出，由于还田秸秆的截获作用，秸秆还田降低了径流及淋溶量，也相应减少了由径流或淋溶带走的钾素。尤其是150% ST。说明秸秆对径流或淋溶及养分起到了截获的作用，保水、保肥能力增强。 Table 5 Effects of straw mulching amount on runoff and leached potassiu 处理 平均径流量(l/hm 2 ) 径流液平均钾浓度(mg/l) 径流带走钾(kg/hm 2 ) 平均淋溶量(l/hm 2 ) 淋溶液平均钾浓度(mg/l) 淋溶带走钾(kg/hm 2 ) 0 ST 221，940.51 12.20 2.71 66，073.90 5.27 0.35 50% ST 184，950.43 4.60 0.85 48，708.37 4.00 0.19 100% ST 134，124.48 8.35 1.12 44，472.82 9.90 0.44 150% ST 84，004.20 6.70 0.56 39，531.46 3.65 0.14 表5. 秸秆还田量对径流及淋溶带走的钾量的影响 3.5. 不同秸秆还田量对农田生态系统钾循环的影响 由表6可以看出，秸秆不还田条件下，虽然正常投入钾肥，但基于土壤系统来说，钾素处于不断亏缺状态，而实施秸秆还田措施，基于土壤系统的钾素处于盈余状态，说明在正常施用钾肥的条件下，秸秆还田能使土壤一直处于钾素持续富集的状态。 Table 6 Effect of straw returning amount on potassium circulation in farmland ecosyste 处理 移入钾量(kg/hm 2 ) 移出钾量(kg/hm 2 ) 盈亏核算(盈余+，亏损−) (kg/hm 2 ) 秸秆 钾肥 灌溉水 降水 径流 淋溶 籽粒 秸秆 0 ST 0 525 52.40 6.41 2.71 0.35 99.88 531.00 −50.13 50% ST 277.09 525 52.40 6.41 0.85 0.19 141.18 554.18 164.50 100% ST 597.83 525 52.40 6.41 1.12 0.44 194.38 597.83 387.87 150% ST 891.68 525 52.40 6.41 0.56 0.14 177.25 594.45 703.09 表6. 秸秆还田量对农田生态系统钾循环的影响 注：钾盈余核算 = (秸秆 + 钾肥 + 灌溉水 + 降水) − (径流 + 淋溶 + 籽粒 + 秸秆)。 由表7可以看出，基于土壤系统来说，秸秆还田条件下如果投入钾肥为 0 kg /hm 2 ，则只有150%秸秆还田的土壤处于钾素盈余状态，其余处理的土壤钾素均处于持续消耗的状态。因此，虽然秸秆还田能增加农田环境中钾素含量，但钾肥投入仍非常必要。如果钾肥投入过少，势必依靠耗竭土壤钾库来维持土地生产力，长此以往，土壤钾素持续亏缺、土壤自身调节功能持续减弱，在一定程度上会限制农田生产力的继续提高，所以在秸秆还田条件下仍然应该重视适量化学钾肥的施用 [ 15 ]。 Table 7 Influence of straw returning amount without potassium fertilizer on potassium circulation in farmland ecosyste 处理 移入钾量(kg/hm 2 ) 出移出钾量(kg/hm 2 ) 盈亏核算(盈余+，亏损为−) (kg/hm 2 ) 秸秆 钾肥 灌溉水 降水 径流 淋溶 籽粒 秸秆 0 ST 0 0 52.40 6.41 2.71 0.35 99.88 531.00 −575.13 50% ST 277.09 0 52.40 6.41 0.85 0.19 141.18 554.18 −360.50 100% ST 597.83 0 52.40 6.41 1.12 0.44 194.38 597.83 −137.13 150% ST 891.68 0 52.40 6.41 0.56 0.14 177.25 594.45 178.09 表7. 假设不投入钾肥下秸秆还田量对农田生态系统钾循环的影响