保护性农业有助于改善高钾投入作物系统中的钾平衡

《Nutrient Cycling in Agroecosystems》：Conservation agriculture improves potassium balance in a high potassium input cropping system

研究甘地河冲积平原高钾输入马铃薯-玉米-水稻轮作中保护性农业（少耕与高秸秆还田）对土壤钾平衡的影响。两年试验表明，保护性农业显著提升土壤肥力及作物产量，但钾平衡仍为负值，需补充钾肥以防止土壤钾耗竭。

　　

摘要

在加尔各答河流域密集耕作的冲积平原上，土壤中钾（K）的流失是维持作物生产力的关键挑战。增加作物残渣的保留量和减少土壤扰动（即采用保护性农业措施）可以减轻钾的负平衡，但在典型的以水稻为主的种植模式下，这些措施无法完全扭转钾的负平衡。我们的研究问题是：在钾投入量较高的马铃薯-玉米-水稻种植模式下，保护性农业措施是否能够完全消除钾的负平衡。我们进行了为期两年的实验，每年种植马铃薯-玉米-水稻，并采用了多种钾投入方式以及保护性农业技术。实验因素包括：(a) 土壤扰动方式（传统耕作=CT，条带种植=SP）；(b) 作物残渣保留量（低水平=LR，15厘米；高水平=HR，40厘米）；(c) 钾的施用量（推荐剂量=RD，255公斤/公顷/年；低剂量=LD，RD的50%；高剂量=HD，RD的125%或150%）。经过两年和六轮连续种植后，由于采用了保护性农业措施，土壤pH值、总有机碳、总氮、可提取磷、硫和钾的含量有所增加，而土壤容重显著降低。第一年，HR处理的作物产量（REY）比LR处理高出7%；而SP-HD和SP-RD处理的作物产量分别比CT-RD高出25%和15%。然而，第一年的钾平衡始终为负值，尽管SP和HR组合的负值程度低于CT和LR处理。第二年，SP-HR-HD组合处理的作物产量比CT-LR-RD高出34%，并且实现了唯一的正钾平衡（24公斤/公顷/年），而模仿传统耕作方式的CT-LR-RD则显示出严重的钾负平衡（-96公斤/公顷/年）。因此，即使在钾投入量较高的马铃薯-玉米-水稻种植模式下，虽然条带种植和增加作物残渣保留量显著改善了土壤肥力和提高了作物产量，但仍需要额外施用钾肥以防止土壤钾的进一步流失。