不同钾肥用量下稻油轮作系统钾素利用和作物产量形成特征

　　

摘要：

【目的】探究长江流域钾肥用量对稻油轮作系统生产力、钾肥利用率和钾素平衡的影响，为稻油轮作系统钾肥的合理施用与分配提供科学依据。【方法】定位试验位于湖北省武穴市郭坦村，始建于2016年，设置5个钾肥用量处理，分别为0、60、120、180和240 kg K₂O·hm^-2（用K₀、K₆₀、K₁₂₀、K₁₈₀、K₂₄₀表示）。本研究对2016—2024年作物产量、钾素积累量、钾肥利用率以及钾素表观平衡进行分析。【结果】施用钾肥显著提高了作物产量和地上部钾素吸收，且油菜产量和地上部吸钾量增幅大于水稻。与不施钾处理相比，施钾使水稻和油菜年均产量分别显著提高了18.1%—32.7%和46.7%—93.1%，钾素积累量分别显著提高72.3%—240.1%和124.6%—512.2%。施钾使油菜产量稳定性指数显著降低了24.2%—41.2%，产量可持续性指数显著提高了23.2%—45.7%，各处理水稻产量稳定性指数比油菜低，且可持续性指数较高。不施钾肥处理的周年能值产量随轮作年限的增加而逐年下降。油菜主要通过增加单株角果数和每角粒数提高产量，水稻主要通过增加有效穗数和每穗实粒数提高产量。随着钾肥用量的增加，油菜钾素吸收在周年中的占比提高，水稻和油菜钾素平均吸收比例为3:2。水稻的钾素农学效率和回收利用率比油菜分别平均高出4.5 kg·kg^-1和2.5个百分点，而油菜的肥料依赖性比水稻高11.6个百分点。施钾使周年钾素表观平衡由亏缺转为盈余状态，当水稻季钾肥用量增加至180 kg K₂O·hm^-2时，钾素平衡由亏缺转为盈余，油菜季则需施钾肥60 kg K₂O·hm^-2可实现盈余。通过线性加平台模型拟合得出，水稻季钾肥适宜用量为102 kg K₂O·hm^-2、油菜季为147 kg K₂O·hm^-2。【结论】施用钾肥对油菜的增产效果优于水稻，轮作周年钾肥推荐用量为250 kg K₂O·hm^-2，水稻季和油菜季钾肥施用比例约为2:3。