一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬農(nóng)業(yè)施肥領(lǐng)域，具體涉及到農(nóng)作物減少鉀肥施用量的技術(shù)。在農(nóng)作物播種、栽種到種植后1～2個(gè)月的苗期內(nèi)，只允許幼苗吸收土壤中自然狀態(tài)的速效鉀。在花芽分化期(幼穗分化期)初期10天前后，每公頃施用鉀肥(K2O)30～120千克，提高土壤速效鉀濃度10～40％(平均提高約25％)，從而保證農(nóng)作物在花芽分化期、孕穗期、成熟期的2～3個(gè)月最大需肥期內(nèi)的速效鉀供給。本發(fā)明比傳統(tǒng)方法減少鉀肥用量10～20％。本技術(shù)是苗期應(yīng)用土壤鉀素，防止外源性鉀對(duì)土壤鉀素釋放抑制，鉀元素相對(duì)不足將促進(jìn)苗期根系生長(zhǎng)，為后期生長(zhǎng)打好基礎(chǔ)。只在最大需肥期增加土壤速效鉀濃度，縮減較高濃度速效鉀維持時(shí)間，減少土壤鉀素再固定風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)施肥領(lǐng)域，專利代碼為A01C。具體涉及到在農(nóng)作物鉀肥施肥過(guò)程中減少鉀肥施用量的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉀是作物生長(zhǎng)三要素之一，對(duì)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育、代謝等生理過(guò)程都有重要作用。鉀能促進(jìn)光合作用，顯著提高作物對(duì)氮的吸收和利用。鉀還能促進(jìn)作物經(jīng)濟(jì)用水，累積在作物細(xì)胞中的鉀離子，增加細(xì)胞滲透壓并使水分從低濃度的土壤溶液中向高濃度的根細(xì)胞中移動(dòng)。鉀的重要生理作用是增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)環(huán)境條件的調(diào)節(jié)作用，在鉀素供應(yīng)充足時(shí)，作物能有效地利用水分，并減少水分的蒸騰。鉀能增強(qiáng)作物對(duì)各種不良環(huán)境的耐受能力，如干旱、低溫、鹽分、病蟲(chóng)危害、倒伏等。
[0003]土壤中鉀素含量一般為1%~3%，顯著高于氮和磷，但能被作物當(dāng)季吸收利用的有效鉀含量一般不超過(guò)全部鉀素量的2%。土壤中鉀主要以無(wú)機(jī)形態(tài)存在，按其對(duì)作物有效程度劃分為速效鉀(包括水溶性鉀、交換性鉀)，緩效鉀或遲效鉀(次生礦物)、無(wú)效鉀(原生礦物)等三種，它們之間，存在著動(dòng)態(tài)平衡，調(diào)節(jié)著鉀對(duì)作物的供應(yīng)。土壤鉀素供給能力主要取決于速效鉀和緩效鉀，速效鉀所包含的水溶性鉀、交換性鉀，與緩效性鉀之間存在著動(dòng)態(tài)平衡，決定著土壤鉀素供給水平，緩效性鉀是土壤速效鉀的主要儲(chǔ)備庫(kù)，土壤固定態(tài)鉀釋放成緩效鉀也對(duì)土壤鉀素供給能力有重要影響。土壤中各形態(tài)的鉀都是作物鉀素的重要資源，要維持土壤鉀的長(zhǎng)期供應(yīng)，主要靠次生礦物的緩效性鉀和原生礦物的無(wú)效鉀，關(guān)鍵是如何挖掘利用這些土壤的供鉀潛力。
[0004]目前提高土壤鉀素利用率研究方法主要有以下幾個(gè)方面:
[0005]1.植物鉀素營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)性狀的差異機(jī)理及改良研究。不同植物或同一植物不同品種對(duì)鉀的吸收、分配、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用效率等方面存在著很大的差異。不同鉀效率植物基因型對(duì)鉀素營(yíng)養(yǎng)的反應(yīng)也存在較大的差異，這既表現(xiàn)為不同鉀效率植物基因型體內(nèi)鉀的積累、轉(zhuǎn)運(yùn)、分配等鉀素利用效率的差異，也表現(xiàn)為不同鉀效率植物基因型吸收土壤鉀庫(kù)中速效鉀或者活化緩效鉀、礦物鉀能力的差異。
[0006]2.根際環(huán)境與土壤鉀素有效性的關(guān)系研究。根際是作物與土壤接觸的微域環(huán)境，是作物吸取養(yǎng)分的主要區(qū)域，是作物、土壤、微生物相互作用的場(chǎng)所。根際微域環(huán)境由于受根系新陳代謝活動(dòng)的影響，在理化性質(zhì)上與土體土壤有很大差異，不僅影響土壤養(yǎng)分向根表的遷移和吸收，而且影響土壤養(yǎng)分的有效性和利用率以及作物的產(chǎn)量。
[0007]3.作物根系分泌物與土壤鉀素有效性的關(guān)系研究。根系分泌物是作物、土壤、微生物的重要媒介，在養(yǎng)分循環(huán)，能量流動(dòng)及有機(jī)物周轉(zhuǎn)等方面起著十分重要的作用，是作物改善根際營(yíng)養(yǎng)環(huán)境的重要手段。它的種類有200種以上，主要包括粘膠、外酶、糖、酚及各種有機(jī)酸。不同營(yíng)養(yǎng)基因型的作物，其RE的組分、含量明顯不同。
[0008]4.鉀高效基因型植物品種的選育。理想的鉀高效基因型植物種質(zhì)應(yīng)具備三方面的優(yōu)勢(shì):植物根系對(duì)鉀的高效吸收，高效活化土壤中的鉀素，高效利用植物體中的鉀。實(shí)際上，自然界中很難找到兼具這三方面優(yōu)勢(shì)的種質(zhì)資源。
[0009]5.農(nóng)學(xué)措施提高鉀素利用率。經(jīng)過(guò)幾十年眾多農(nóng)學(xué)家的研究探索，提高鉀素利用率的方法主要有:改進(jìn)施肥技術(shù)、改進(jìn)耕作模式、根據(jù)土壤性質(zhì)確定不同施肥技術(shù)、施肥品種的搭配、掌握好最佳施肥期、施用其他物質(zhì)，例如施用秸桿、腐殖酸肥料、土壤改良劑等。
[0010]2012年上半年，世界鉀礦探明儲(chǔ)量為95億噸，中國(guó)2.1億噸儲(chǔ)量占世界總量的2.2%。根據(jù)美國(guó)2009年礦產(chǎn)品年鑒數(shù)據(jù)，中國(guó)每年約
[0011]消費(fèi)1000~1100萬(wàn)噸鉀肥，按照全國(guó)16.5億公頃種植計(jì)算，相當(dāng)于平均每667平方米(每畝)施用氯化鉀4千克。國(guó)內(nèi)鉀肥生產(chǎn)能力僅能滿足其消費(fèi)量的30%左右，其余70%仍依賴進(jìn)口。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)鉀肥消費(fèi)量將達(dá)到1000萬(wàn)噸(K2O)以上，折合氯化鉀為1580萬(wàn)噸，相當(dāng)于每公頃施用氧化鉀60千克(667平方米施用氧化鉀4千克)。但從中長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力最多只能達(dá)到40%，供給缺口很大。
[0012]目前在全世界范圍內(nèi)，一直是基于李比希理論建立起來(lái)的施肥理論體系。由于前期氮素 化肥、磷素化肥相對(duì)缺少，整個(gè)土壤的肥力水平相對(duì)較低，因此鉀肥施用一直是倡導(dǎo)基肥施用。近30年來(lái)隨著化肥用量的大幅度提升，土壤的有效磷水平比30年前提升了近70%，土壤速效氮也上升了 30%，雖然土壤中鉀素總量達(dá)2%基本無(wú)變化、而土壤速效鉀升降幅度較小，但全國(guó)范圍內(nèi)的土壤肥力水平與30年前差別很大。近幾年出現(xiàn)的鉀肥后移理論，是在沒(méi)有農(nóng)作物鉀素利用配套理論支持基礎(chǔ)上的試驗(yàn)結(jié)果，其方法是將鉀肥分為兩次施用，在前期用大部分做基肥，后期用少部分做追肥的兩次施肥法。而真正倡導(dǎo)前期不施用鉀肥做基肥、幼苗期不施用鉀肥、只有關(guān)鍵時(shí)期追施全部鉀肥的相關(guān)理論和相關(guān)文獻(xiàn)尚未出現(xiàn)。
[0013]農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，前期幼苗吸肥量?。粡幕ㄑ糠只?幼穗分化期)開(kāi)始，進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)狀態(tài)。幼穗分化開(kāi)始后，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，這個(gè)時(shí)期植株生長(zhǎng)量迅速增大，葉片相繼長(zhǎng)出，分化末期全田葉面積也達(dá)到最高峰，因而花芽分化期(幼穗分化期)是農(nóng)作物一生中需肥量最多的時(shí)期。對(duì)氮、磷、鉀的吸收量，約占總吸收量的50%左右。如果以鉀肥做基肥，由于前期幼苗吸肥量小，施入土壤中鉀肥的外源性鉀與土壤中自然狀態(tài)下的鉀形成較高濃度，不但影響到土壤鉀素由緩效鉀向速效鉀的釋放，而且化學(xué)平衡還會(huì)使速效鉀向緩效鉀-固定鉀的方向轉(zhuǎn)化。但在需肥量最大的關(guān)鍵時(shí)期施肥，形成的高濃度的鉀能被農(nóng)作物較快利用，減少高濃度土壤速效鉀維持時(shí)間，降低土壤施入鉀素再固定風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]本專利是在對(duì)2006年~2013年的土壤速效鉀檢測(cè)結(jié)果，與1982年的土壤速效鉀檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較分析，進(jìn)行大量的農(nóng)作物鉀肥O水平3414試驗(yàn)，再結(jié)合速效鉀、緩效鉀、無(wú)效鉀之間動(dòng)態(tài)平衡及作物需肥規(guī)律進(jìn)行綜合研究的基礎(chǔ)上，建立了一套完整的農(nóng)作物鉀肥施用新的理論體系。創(chuàng)建了 “一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)”，該技術(shù)在農(nóng)作物施肥中能減少8~20%鉀肥施用量。
[0015]本專利充分發(fā)揮土壤自然狀態(tài)下的鉀素平衡轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，降低鉀肥施入土壤后鉀素的再固定，滿足農(nóng)作物最大需肥期的鉀素供給。緩解中國(guó)鉀礦資源匱乏、鉀肥生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足的矛盾。對(duì)節(jié)能減排保護(hù)環(huán)境意義重大。經(jīng)檢索國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn):未發(fā)現(xiàn)有與減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)相同內(nèi)容的報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]在農(nóng)作物播種、栽種到種植后的2個(gè)月左右的苗期內(nèi)，只允許農(nóng)作物幼苗吸收利用土壤中的速效鉀。鉀元素的相對(duì)不足將促進(jìn)苗期根系生長(zhǎng)，增加農(nóng)作物后期對(duì)土壤鉀素的吸收能力。在花芽分化期(幼穗分化期)初期，每公頃施用鉀肥(K2O) 30~120千克，使耕作層速效鉀比原來(lái)土壤速效鉀濃度提高10~40% (平均提高約25% )，從而保證農(nóng)作物在花芽分化期、孕穗期、成熟期的2~3個(gè)月內(nèi)，有足夠濃度的土壤速效鉀可以利用。
[0017]本技術(shù)的特點(diǎn)①是在農(nóng)作物苗期對(duì)鉀素吸收量少的生長(zhǎng)時(shí)期，應(yīng)用土壤中取之不盡用之不竭的土壤鉀素，促進(jìn)農(nóng)作物根系的相對(duì)生長(zhǎng)旺盛，為整個(gè)生育期打好扎實(shí)基礎(chǔ)。②是在農(nóng)作物花芽分化期提高鉀素的供給濃度，促進(jìn)花芽分化期(幼穗分化期)、孕穗期、成熟期農(nóng)作物根系對(duì)鉀的高效吸收，保證生長(zhǎng)后期鉀素的有效供給。③是防止了前期施鉀肥對(duì)土壤鉀素釋放的抑制，縮減了較高濃度土壤速效鉀的維持時(shí)間，減少了施入土壤鉀肥的外源性鉀素再固定風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是:一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù) 【具體實(shí)施方式】
[0018]2006年~2013年，通過(guò)對(duì)78840個(gè)土壤樣品檢測(cè)分析，土壤速效鉀平均值為116.44mg/kg，與30年前的1982年相比，土壤速效鉀雖然稍有下降，但變化幅度很小。而在2008年以前，主要農(nóng)作物施用鉀肥數(shù)量較少，經(jīng)過(guò)30多年的大量吸收，其平均值從1982年的117.8mg/kg下降到現(xiàn)在的116.4mg/kg,絕對(duì)數(shù)量值只下降1.36mg/kg、下降幅度僅僅只有1.15%。土壤速效鉀30年變化對(duì)比見(jiàn)表1
[0019]表1 土壤速效鉀30年變化對(duì)比統(tǒng)計(jì)表
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)，其特征在于: 在農(nóng)作物播種、栽種到種植后I~2個(gè)月的苗期內(nèi)，只允許幼苗吸收土壤中自然狀態(tài)的速效鉀。在花芽分化期(幼穗分化期)初期10天前后，每公頃施用鉀肥(K2O) 30~120千克，提高土壤速效鉀濃度10~40% (平均提高約25% )，從而保證農(nóng)作物在花芽分化期、孕穗期、成熟期的2~3個(gè)月最大需肥期內(nèi)的速效鉀供給。本專利比傳統(tǒng)方法減少鉀肥用量10 ~20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)，其特征在于: 速效鉀(水溶性鉀、交換性鉀)，緩效鉀或遲效鉀(次生礦物)、無(wú)效鉀(原生礦物)等三種鉀素，它們之間存在著動(dòng)態(tài)平衡，調(diào)節(jié)著鉀對(duì)植物的供給。自然狀態(tài)下的土壤速效鉀能滿足農(nóng)作物正常生長(zhǎng)需求。作物每年從土壤中帶走速效鉀，速效鉀又會(huì)通過(guò)交換性鉀和非交換性鉀之間的動(dòng)態(tài)平衡及時(shí)補(bǔ)充，土壤中的速效鉀取之不盡用之不竭。要長(zhǎng)期維持高濃度的土壤速效鉀難度大，因此只能在農(nóng)作物生育期的關(guān)鍵時(shí)期-花芽分化期(幼穗分化期)施入鉀肥，滿足花芽分化期、孕穗期、成熟期需肥要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中的一種減少農(nóng)作物鉀肥施用量的技術(shù)，其特征在于: 本技術(shù)是苗期應(yīng)用土壤速效鉀，防止鉀肥對(duì)土壤鉀素釋放抑制；鉀元素的相對(duì)不足又將促進(jìn)整個(gè)苗期根系生長(zhǎng)，增加農(nóng)作物后期對(duì)土壤鉀素的吸收能力。在花芽分化的關(guān)鍵需肥期增加土壤速效鉀濃度，滿足農(nóng)作物對(duì)鉀素的大量需求；減少較高濃度速效鉀維持時(shí)間，降低施入土壤鉀肥再固定風(fēng)險(xiǎn)。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK104025789SQ201410211321
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】何文 申請(qǐng)人:漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心