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南京土壤所研究揭示“我国农田土壤有效钾库容量有限,秸杆还田对土壤钾素肥力维持极其重要”

  钾资源短缺是影响和制约我国农业可持续发展和粮食安全的一个重要因素。近年来我国每年近一半钾肥需要依赖进口。开展我国农田土壤供钾状况与潜力进行定量评估,对预估我国钾肥需求、合理施用钾肥、实施藏钾于土的调控策略,具有重要意义。

  土壤有效钾库的定量评估,一直是一个难题,中国科学院南京土壤研究所王火焰课题组在前期采用不同强度的黑麦草耗竭试验和改进的四苯硼钠化学浸提法,建立了土壤钾素生物有效性分级标准和体系,将土壤钾素分为高效钾、中效钾、低效钾和无效钾(Li et al., 2016, Scientific Reports)。在此基础上,通过采集和分析来自全国九大一级农业区的2428个耕地土壤样品,评估了土壤高效钾库和最大有效钾库容量,绘制了我国农田土壤高效钾和最大有效钾空间分布图。分布图直观鲜明地展示出我国农田土壤有效钾库西北高东南低的分布状况,所测样品中高效钾的最大含量仅为918 mg/kg,少量分布于甘新区、东北区和黄淮海区,而华南区、西南区、长江中下游区及黄淮海区和内蒙古及长城沿线区、东北区的大部分农田土壤高效钾在100-200 mg/kg及以下。最大有效钾与高效钾分布状况相似,低于1000mg/kg的土壤几乎遍布于东北、华北、中部和东南部地区。

  在此基础上,该课题组以九大区五种代表性作物玉米、小麦、水稻、大豆、马铃薯地上部吸取的钾量为依据,估算了各大区在农作物秸秆还田与不还田时,高效钾库可利用的年限。在秸秆不还田时,土壤高效钾库可利用的年限最长仅为甘新区的10.5年,最短为华南区的1.9年。在秸秆还田时,各区高效钾库可利用年限也仅增加至7.6-38.8年。

  研究结果直观揭示我国农田土壤供钾不足的状况及对农业可持续发展的潜在威胁,尤其揭示秸杆还田与土壤钾素可持续利用之间的密切关系,可为我国钾肥资源合理开发和利用、藏钾于土、秸杆还田等政策的制定提供重要参考依据。

  上述研究成果已在 Land Degradation & Development上发表。

  文章链接 

 

中国九大一级农业区耕地土壤高效钾分布图 

 

中国九大一级农业区耕地土壤最大有效钾分布图 

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