腐殖酸及有機肥對土壤中鉀淋溶規律的影響

郝會軍 蔡朝陽 張溪 王洪波

摘要：采用土柱淋溶方法，研究有機-無機復混肥養分緩釋及其對土壤中鉀元素淋溶的影響。結果表明，在0～30 cm土壤中，有機復合肥和腐殖酸肥料處理的淋出液中鉀濃度、鉀積累淋出量、鉀淋出率均明顯高于普通肥料，并且腐殖酸肥料處理要高于有機復合肥處理;在30～60 cm土壤中，各處理的淋出液中鉀濃度、鉀積累淋出量沒有明顯差異;在60～90 cm土壤中，普通肥料處理的淋出液中鉀濃度高于腐殖酸肥料和有機復合肥，腐殖酸肥料和有機復合肥淋溶液中鉀濃度基本與空白處理相當;普通肥料鉀積累淋出量及鉀淋出率明顯高于有機復合肥和腐殖酸肥料處理。試驗末期0～30 cm土壤中有機復合肥和腐殖酸肥料處理的鉀含量均明顯高于普通肥料處理，其他土層各處理鉀含量差異不明顯。可見，腐殖酸肥料及有機復合肥對鉀的釋放有一定的促進作用，對鉀養分的釋放起到明顯的緩效釋放作用。

關鍵詞：有機肥;腐殖酸;鉀;淋溶;復合肥;有機-無機復混肥

中圖分類號：S141?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）11-0197-04

收稿日期：2020-10-22

作者簡介：郝會軍（1977—），男，陜西府谷人，碩士，副教授，主要從事土壤與植物營養相關研究。E-mail：359312051@qq.com。

我國鉀肥的當季利用率較低，為30%～35%，鉀的嚴重損失，造成了直接的經濟損失。因此，提高鉀肥利用率，發展可持續的高效農業已成為世界共同關注的問題[1]。有機肥不僅含有植物所需的多種營養元素，對作物生長發育及體內生理代謝有刺激作用，而且具有改良土壤物理結構，增強作物抗旱抗寒能力，防治植物病蟲害和提高免疫力的特點[2]。特別是以泥炭等為載體的腐殖酸肥無須經過一般有機肥的腐解、消毒、除臭等處理，對環境無任何污染。腐殖酸對肥料的養分具有緩釋作用，因為腐殖酸（如硅藻土、火山塵灰、泥煤、皂土）與肥料混合施入土壤后，其中的腐殖酸可起到吸附載體的作用，養分的釋放過程即養分的解析過程會受載體性質的影響[3-5]。

本試驗通過室內模擬與田間試驗相結合的方法研究腐殖酸及有機肥對土壤鉀（K）素淋溶規律的影響，以期建立鉀肥釋放曲線，為大田作物高產簡化施肥、經濟合理施肥提供技術支撐與依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2019年3—6月在河北農業大學土壤實驗室完成。供試土壤為河北省保定市清苑大田土，質地為沙壤土，采樣深度為0～20 cm，容重為1.45 g/cm3，其基本理化性質：有機質、全氮、全磷含量分別為5.61、2.16、5.32 g/kg，pH值為8.57，堿解氮、速效磷、速效鉀、有效錳、有效鋅含量分別為36.27、19.59、81.59、8.35、0.80 mg/kg。

供試肥料：尿素（N含量46%）、重過磷酸鈣（P2O5含量46%）、氯化鉀（K2O含量60%）、腐殖酸復合肥（N、P2O5、K2O含量分別為16%、8%、8%）、康帝有機肥（N、P2O5、K2O含量分別為10%、5%、5%）。

供試土柱規格為高100 cm，內徑10 cm的聚氯乙烯（PVC）塑料管。

1.2 試驗設計

本試驗采用間接土柱淋溶法，試驗裝置如圖1所示，共設空白（NP）、普通肥料（NPK）、腐殖酸復合肥和康帝有機肥4個處理，每個處理3次重復，施肥量見表1。

土柱先裝入11.45 kg（80 cm）原狀土，再按同樣的緊實度裝入1.175 kg土壤與肥料的混合物（10 cm處）。為了盡可能減少和消除土柱的邊際效應，整個裝置采用滴灌加水，滴水點在離土壤上方10 cm處。

第1次在土柱中加入3.2 L蒸餾水使土壤水分飽和，室溫下培養1 d后一次性加入150 mL水進行

第1次淋溶，分別在土柱的上、中、下層收集淋溶液各50 mL;培養3 d后，再加入150 mL水進行第2次淋溶，并收集各層的淋溶液，共淋溶15次。

1.3 測定項目及方法

測定收集淋溶液的鉀含量。土壤常規分析按照《土壤農化分析》測定，淋溶液中鉀含量采用火焰光度法測定。

1.4 數據分析

采用Excel軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 0～30 cm淋溶液中鉀濃度的比較

由圖2可知，淋溶過程中，0～30 cm土壤淋溶液中鉀濃度變化曲線呈“M”形，試驗的第19天出現第1個峰，各處理間鉀濃度的變化范圍為4.49～5.78 μg/mL;試驗的第37天出現第2個峰，各處理間鉀濃度的變化范圍為3.71～7.11 μg/mL。試驗第1～19天鉀濃度的升高可能是由于肥料的溶解釋放出了鉀養分，之后隨著鉀的向下淋溶而降低，再次升高可能是土壤本身吸附的鉀釋放到土壤溶液中造成的。第6次淋溶（試驗第16天）時，腐殖酸復合肥和康帝有機肥與NPK處理中鉀濃度相似。從第7次淋溶（試驗第19天）開始，2種肥料中鉀的淋溶就一直大于普通肥料鉀的淋出液濃度[除第9次淋溶（試驗第25天）]，并且腐殖酸復合肥的鉀淋溶液濃度一直大于康帝有機肥。可見，腐殖酸及有機物能對養分的釋放起到一定得緩效釋放作用。

2.2 30～60 cm土壤淋溶液中鉀濃度的比較

如圖3所示，各處理中鉀濃度變化不明顯，且濃度變化沒有規律。究其原因很可能是上層土壤中的鉀淋溶到中層，或者是中層的鉀淋溶到下層，致使中層土壤中的鉀濃度呈現不規則狀態，但從整體趨勢上看，各處理還是比較一致的。

2.3 60～90 cm土壤淋溶液中鉀濃度的比較

如圖4所示，60～90 cm土壤淋溶液中，從第8次淋溶（試驗第22天）開始鉀淋出液的濃度趨于穩定，但NPK的鉀淋出液濃度一直高于腐殖酸復合肥和康帝有機肥。可見NPK中的部分鉀淋溶到下層土壤中，這部分鉀是不能被植物所利用的，但腐殖酸復合肥和康帝有機肥淋溶液中鉀濃度基本與空白處理（NP）相當，這說明腐殖酸復合肥和康帝有機肥處理在土壤中分解出的有機分子對K+的淋溶有一定的抑制作用。

2.4 0～60 cm土壤淋溶液中鉀累積淋出量的比較

不同處理在不同土層鉀累積淋出量曲線呈均勻上升趨勢。相鄰2次淋溶間鉀淋出量的差值較小，隨著鉀淋溶時間的延長，淋出量沒有急劇降低的現象，其淋出量比較穩定。

在0～30 cm土壤淋溶過程中，從第9次淋溶開始，腐殖酸復合肥和康帝有機肥的鉀累積淋出量明顯升高，且隨淋溶次數的上升，鉀累積淋出量的增長比例不斷變大（圖5）。在30～60 cm淋溶液中土層鉀累積淋出量沒有明顯差異，腐殖酸復合肥與康帝有機肥在第6次淋溶后累積淋出量稍高于NPK肥料，在這個土層中鉀很容易淋溶到下層土壤中，但腐殖酸復合肥及康帝有機肥中的秸稈對鉀的淋溶有抑制作用，因此使30～60 cm土壤中鉀累積淋出量稍高于其他處理（圖6）。

2.5 60～90 cm土壤淋溶液中鉀累積淋出量的比較

圖7表明從第2次淋溶（試驗第4天）開始，NPK處理中鉀的累積淋出量明顯升高。在普通肥料處理中鉀養分被淋溶到下層，不能被植物吸收，會造成鉀流失，而康帝有機肥和腐殖酸復合肥中養分累積基本與空白相當。值得注意的是， 從第8次淋溶開始，腐殖酸復合肥中的鉀含量略低于空白，表明腐殖酸復合肥可以利用土壤中不易利用的部分鉀元素，通過上層淋出，在0～30 cm 腐殖酸的累積淋出量明顯高于其他處理（圖5）。

2.6 鉀淋出率的比較

從表2可以看出，在0～30 cm土壤淋溶液中腐殖酸復合肥和康帝有機肥的淋出率明顯高于NPK，表明腐殖酸復合肥和康帝有機肥中的秸稈對土壤中鉀的釋放有很強的促進作用[6]，但60～90 cm土壤中腐殖酸復合肥和康帝有機肥的淋出率很低，而普通肥料在60～90 cm的淋出率很高， 表明普通肥料很容易淋溶到60～90 cm土壤中，這部分養分無法被植物吸收，從而使肥料的利用率降低。

2.7 試驗末期土壤中鉀養分含量

土壤各種形態鉀素之間相互轉化，并處于動態平衡，在礦物風化和土壤發育過程中，礦物鉀可以逐漸向非交換性鉀或緩效鉀轉化，非交換性鉀也可以向交換性鉀和水溶性鉀轉化[7]。試驗末期土壤中鉀含量如表3所示， 0～30 cm土壤中康帝有機肥和腐殖酸復合肥的鉀含量明顯高于普通肥料，但30～60 cm 各處理間無明顯差異，原因可能是腐殖酸復合肥中的腐殖酸和康帝有機肥秸稈中含有的鉀釋放出來[8]，還有可能是有機物活化了土壤中難利用的部分鉀。

3 結論

有機-無機復混肥與普通無機復混肥相比具有明顯的緩釋效果。康帝有機肥、腐殖酸復合肥和普通復混肥鉀淋溶液濃度、累積淋出量的對比結果表明，腐殖酸復合肥及康帝有機肥是一種具有緩釋效果的有機-無機復合肥。康帝有機肥和腐殖酸復合肥中的鉀在早期較普通NPK復混肥的釋放速率低。康帝有機肥和腐殖酸復合肥在后期鉀的釋放速率高于普通NPK復混肥中鉀的釋放速率，并且可能有活化土壤中難利用鉀的作用。

參考文獻：

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[2]牛新湘，馬興旺. 農田土壤養分淋溶的研究進展[J]. 中國農學通報，2011，27（3）：451-456.

[3]沈筱染，李紹才，孫海龍. 氮磷鉀在兩種基質中的淋溶研究[J]. 北方園藝，2016（17）：179-183.

[4]張一揚，方麗婷，帥京彤，等. 腐殖酸原料對植煙土壤鉀素淋溶的影響[J]. 腐植酸，2019（3）：25-33.

[5]周杰文，李海平，肖志新，等. 木本泥炭基腐殖酸鉀與礦物鉀肥配施對酸化植煙土壤養分與煙葉品質的影響[J]. 江蘇農業科學，2019，47（8）：112-116.

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[7]金繼運. 土壤鉀素研究進展[J].土壤學報，1993，30（2）：95-100.

[8]Tan K H. The release of silicon，aluminum and potassium during decomposition of soil mineral by humic acid [J]. Soil Science，1980，129（1）：5-11.