许修柱 林瑞坤 苏达 许锐能 杨文浩 张世昌 吴良泉

摘要：【目的】明确福建省平和县集约化蜜柚果园钾肥施用现状及钾素表观平衡状况，为指导蜜柚园科学施用钾肥提供参考。【方法】2016—2018年，以农户调研和土壤调查的方式，获取福建省平和县363个琯溪蜜柚果园的钾肥施用现状数据及29个蜜柚园的土壤剖面样品，对蜜柚园钾肥施用现状、钾素表观平衡状况及土壤钾素状况进行分析。【结果】福建省平和县蜜柚园钾肥（以K2O计，下同）平均施用量为955 kg/ha，96%果农钾肥年投入量超过400 kg/ha，复合肥是主要钾素来源。相关性分析结果表明，钾肥投入量与蜜柚产量无明显相关性，与钾素表观平衡具有极显著的线性相关（P<0.01），全县钾素表观平衡高达874 kg/ha，各乡（镇）间钾肥投入量与土壤钾素平衡状况变异较大。73%蜜柚果园土壤速效钾含量超过120 mg/kg，处于过量水平。0～20、20～40和40～60 cm土层的土壤速效钾含量随土层深度增加而下降，但各层土壤速效钾含量均处于丰富水平，分别为192.15、144.44和138.88 mg/kg，表层与亚表层间、亚表层与下层间土壤速效钾含量存在较好的线性关系。【结论】福建省平和县蜜柚园钾肥施用过量和钾素盈余严重等问题较突出，过量的钾素盈余导致蜜柚园土壤速效钾含量在表层富集并向深层迁移。今后应合理控制钾肥用量，减少钾素盈余和淋溶，提高蜜柚果园钾肥利用率。

关键词： 琯溪蜜柚;钾肥;土壤速效钾;钾素表现平衡

中图分类号： S146                           文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）03-0533-07

0 引言

【研究意义】钾是肥料三要素之一，又被称为品质和抗逆元素，农业生产中适宜的钾肥运筹有利于提高作物品质及逆境适应性。随着农业集约化水平不断提高，钾肥施用量不断上升，据统计，2017年全国钾肥总用量达619.74万t（折纯量）（中国人民共和国国家统计局，2018）。钾肥还是我国重要的战略资源（汪家铭，2011），但我国钾资源严重不足，仅占全球钾储量的2%（吴永娇等，2008），70%钾肥依靠进口，导致国内钾肥价格过高（孙爱文等，2009）。生产中受经济收益驱动，园艺作物钾肥过量施用现象较普遍（闫波等，2016），然而，由于缺乏对钾肥施用现状、钾素平衡状况及土壤钾素供应状况的具体分析，生产者通常对钾肥施用的合理性缺乏科学评估。因此，明确果园钾肥的施用现状及钾素平衡状况对于合理施用钾肥和实现钾肥资源的可持续利用具有重要意义。【前人研究进展】自20世纪80年代以来，我国多地已出现土壤钾素亏缺现象，尤其在粮食作物生产体系中较普遍（谢建昌和周健民，1999;刘荣乐等，2000;Niu et al.，2011;Tan et al.，2012）。1985—1998年，贵州旱地和水田土壤速效钾含量分别由122.3和120.9 mg/kg下降至89.2和88.6 mg/kg（陈旭晖，2001）;湖北省稻田土壤速效钾含量从20世纪80年代至2008年下降10.0%（王伟妮等，2012）;2006—2010年间新疆生产建设兵团耕地土壤速效钾与1979—1984年间相比下降31.66%（吴志勇，2012）。实际生产中，由于经济利益驱动，过量施用钾肥现象较多，但过量施用钾肥不仅不会进一步增加产量，还不利于作物产量和品质的提升，甚至导致钾资源的浪费。李书田等（2016）对苹果园钾素平衡状况的分析结果表明，钾肥施用过量导致不同程度的钾素盈余，且钾肥用量越高果实中钙、镁含量降低越明显。闫波等（2016）研究表明，日光温室的土壤中由于钾肥过量施用导致钾离子过高，造成K/Mg比例失调，进而诱导番茄出现缺镁症。黄春燕等（2018）研究表明，钾肥过量（大于360 kg/ha）会限制甜菜生长，抑制光合产物向块根的运输，块根干物质分配比例及糖含率下降。近年来，有关钾素平衡的研究逐渐增多，并证实不同的作物种类、钾肥类型及用量、施钾方式等均会对作物产量、品质及钾素平衡产生影响（盛婧等，2016;王飞等，2017;王晓等，2017;赵永平等，2017），因此，了解土壤钾素平衡状况有助于以此为依据合理施用钾肥。【本研究切入点】福建省平和县被称作“中国柚都”，主产琯溪蜜柚，其种植面积已超过4.0×104 ha，产量及出口量也均居全国首位（Li et al.，2015）。为追求更高的产量和收益，集约化蜜柚果园生产过程中过量施用化肥的现象非常普遍（李清华等，2016）。然而，目前针对该县蜜柚果园钾肥施用现状及钾素平衡状况的研究较少，不利于蜜柚果园的科学合理施钾。【拟解决的关键问题】通过分析福建省平和縣蜜柚产区钾肥投入、阶段分配与钾素来源构成、钾素平衡状况等，探究平和县蜜柚园钾肥施用及土壤钾素平衡状况，为指导蜜柚园科学施用钾肥提供参考。

1 材料与方法

1. 1 数据调研及样品采集

1. 1. 1 钾肥施用状况调研 2016—2018年在琯溪蜜柚的9个主产乡（镇）（小溪镇、坂仔镇、芦溪镇、九峰镇、霞寨镇、山格镇、南胜镇、五寨乡和安厚镇）选取363个具有代表性的果农进行调研，主要通过问答调研方式，记录农户施用钾肥的肥料种类、施肥方式、施肥时间、施肥量及蜜柚产量。

1. 1. 2 土壤剖面样品采集 在平和县7个乡（镇）中（小溪镇、坂仔镇、安厚镇、霞寨镇、山格镇、南胜镇和五寨乡）选取具有代表性的蜜柚园作为采样点，每个蜜柚园均采用“S”形移位法采样，在靠近树冠内侧（避开施肥沟）选择5棵蜜柚作为5个采样株，每个采样株分别采集0～20 cm（表层）、20～40 cm（亚表层）、40～60 cm（下层）3个土层的土壤样品，采集每个样株下对称方向的2个点，将每片蜜柚园所取的土壤样品分层后均匀混合为3个独立样品，共采集29片蜜柚园的土壤剖面样品29个（周鑫斌等，2010）。

1. 2 测定项目及方法

1. 2. 1 土壤速效钾测定 将土样风干后，按四分法分选并挑拣出杂物，然后对土样进行细磨并过筛（20目和100目孔径）。采用乙酸铵浸提—火焰光度计法测定土壤速效钾含量（鲁如坤，2000）。

1. 2. 2 养分参数选择与计算 钾养分平衡是指钾素表观平衡（以K2O计，下同），即钾养分输入部分仅考虑有机肥和化肥中钾素的投入，钾养分输出只考虑收获带走的钾。枯枝落叶、修剪物和落花落果最后均归还果园土壤，不计入钾素带走项。由于成年果树树体钾素累积量趋于稳定，且钾素未带出果园，因此本研究中树体吸收部分的钾未计入钾支出项。

钾素表观平衡=钾肥总量（化肥钾+有机肥钾）-

作物钾带走量

化肥钾含量根据农户施用的肥料包装袋上所标注的养分含量进行计算，有机肥的钾含量参考《中国有机肥料养分志》（全国农业技术推广服务中心，1999）（表1）。

作物钾带走量=蜜柚产量×果实干重比例×果实钾含量

其中，果实钾含量为K2O 0.98%，均为本课题组实测数据，果实干重比例为15%。

1. 2. 3 土壤速效钾养分丰缺指标 参考福建省园地土壤养分丰缺指标（试行），如表2所示。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2016和SPSS 19.0进行统计分析和制图。

2 结果与分析

2. 1 蜜柚园钾肥施用现状及钾素表观平衡状况

2. 1. 1 蜜柚园钾肥施用现状 平和县琯溪蜜柚园钾肥施用现状如表3所示，该县琯溪蜜柚主产区363个调研对象的周年钾肥平均总投入量为955 kg/ha，主要来源为化肥钾和有机肥钾;化肥钾平均投入量为906 kg/ha，有机肥钾的平均投入量为49 kg/ha，分别占钾肥总投入量的95%和5%;各乡（镇）间钾肥施用量存在较大变异，南胜镇、五寨乡和九峰镇3个乡（镇）的钾肥施用量较高，坂仔镇和小溪镇的钾肥施用量居中，其他乡（镇）钾肥施用量稍低。为进一步了解钾肥总投入量的分布情况，将钾肥总投入量等量划分为5个等级，计算出每个等级钾肥投入量的频率分布。363个调研对象中有4%果农钾肥投入量低于400 kg/ha，有32%果农钾肥投入量在400～800 kg/ha，有43%果农钾肥投入量在800～1200 kg/ha，有16%果农钾肥投入量达1200～1600 kg/ha，更有5%果农钾肥投入量超过1600 kg/ha;果农钾肥投入量主要在400～800 kg/ha和800～1200 kg/ha，合计占75%。

2. 1. 2 钾素表观平衡状况 由表3可知，全县363个调研对象的平均钾素表观平衡为874 kg/ha，占钾肥总投入量的92%，约是蜜柚果实钾带走量的11倍。从各乡（镇）的钾素表观平衡状况分析，南胜镇、九峰镇和五寨乡的钾素表观平衡较高，均超过1000 kg/ha，且这3个乡（镇）的钾肥施用总量也较高;山格镇和霞寨镇的钾素表现平衡较低，分别为724和652 kg/ha。

2. 2 钾肥总投入量与蜜柚产量、钾素表观平衡的关系

对全县363个调研对象的蜜柚产量与钾肥总投入量进行相关性分析，随着钾肥总投入量增加，密柚产量并未明显提高，即蜜柚产量与钾肥投入量无明显相关性;但钾肥总投入量与钾素表观平衡呈极显著线性关系（R2=0.985，P<0.01），表明钾肥总投入高低是导致钾素是否盈余的重要原因。

2. 3 钾肥施用方式及钾肥种类

2～3月为蜜柚促梢壮花期，钾肥投入量在整个年度中最低，平均为184 kg/ha，其中化肥钾为173 kg/ha、有机肥钾为11 kg/ha;4～5月为蜜柚稳果期，钾肥投入量在整个年度中最高，平均为266 kg/ha，其中化肥钾为265 kg/ha、有机肥钾为1 kg/ha;6～8月为蜜柚壮果期，钾肥投入量平均为197 kg/ha，全部来源于化肥钾;9月～翌年1月为蜜柚采后壮树期，钾肥投入量平均为237 kg/ha，其中化肥钾为197 kg/ha、有机肥钾为40 kg/ha。

不同时期钾肥施用种类，总体而言，钾肥主要来源于复合肥，而硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾和有机肥钾所占比例相对较少。2～3月的促梢壮花期，钾肥中82.58%来源于复合肥，6.58%来源于硫酸钾，0.24%来源于磷酸二氢钾，0.16%来源于硝酸钾，10.44%来源于有机肥。4～5月的稳果期，钾肥中88.91%来源于复合肥，8.59%来源于硫酸钾，2.12%来源于硝酸钾。6～8月的壮果期，钾肥中96.34%来源于复合肥，3.66%来源于硫酸钾。9月～翌年1月的采后壮树期，钾肥中67.86%来源于复合肥，2.92%来源于硫酸钾，28.3%來源于有机肥。

2. 4 蜜柚园土壤速效钾状况

经测定分析土壤样品的速效钾含量可知，蜜柚园土壤0～20 cm（表层）、20～40 cm（亚表层）、40～60 cm（下层）的平均土壤速效钾含量分别为192.15、144.44和138.88 mg/kg。基于土壤速效钾含量的丰缺指标情况（表2），进一步统计0～20 cm表层土壤速效钾状况，可知表层土壤速效钾含量均处于适宜（中等）水平以上，其中有27%处于适宜（中等）水平，有73%处于丰富水平。

为探讨土壤钾素累积对不同土层间土壤速效钾含量变化的影响，按表层土壤速效钾含量划分为小于120 mg/kg、120～240 mg/kg和大于240 mg/kg 3个等级。随土层深度增加，土壤速效钾含量不断降低;当表层土壤速效钾含量小于120 mg/kg时，土壤速效钾含量在各土层间变化不明显;随表层土壤速效钾含量增加，亚表层和下层土壤速效钾含量逐渐增加，当表层土壤速效钾含量大于240 mg/kg时，各土层间速效钾含量明显增加。同时，表层与亚表层间、亚表层与下层间土壤速效钾存在较好的线性关系，也表明随着表层土壤速效钾含量的增加，亚表层和下层土壤速效钾含量也随之增加。

3 讨论

福建省平和县是我国最大的琯溪蜜柚产区，创全国县级柚类种植面积、产量、产值和出口量4个第一，是全国最大的柚类生产基地县和出口基地县，被誉为“世界柚乡”和“中国柚都”。现今琯溪蜜柚是平和县最大宗的农产品、农业优势产业及农业主导产业，发展琯溪蜜柚产业已成为该县农业增效、果农增收的一个经济增长点。本研究通过对福建省平和县9个蜜柚主产乡（镇）的363个代表性果农进行调研，发现果农为确保蜜柚产量和追求经济利益，过量施用钾肥现象较普遍，钾肥投入量高达721～1138 kg/ha。然而，蜜柚产量与钾肥投入量无明显相关性，钾肥的高投入并未进一步提高蜜柚产量。孙玉桃等（2008）研究指出，钾肥用量为360 kg/ha时，柑橘产量可达较高水平;鲁剑巍等（2011）研究表明，脐橙产量达33.5 t/ha时的钾肥优化用量为250 kg/ha;曾瑞琴（2012）研究表明，平和县琯溪蜜柚产量达75 t/ha时的钾肥推荐用量为560 kg/ha;朱宗瑛等（2018）研究表明，当18～20年生纽荷尔脐橙的钾肥用量为450 kg/ha时，其产量达最高（34 t/ha）。本研究中蜜柚产量在33～60 t/ha，钾肥用量却高达721～1138 kg/ha，与前人研究结果相比，在产量相当的情况下，平和县蜜柚园施钾量已远超过适宜推荐用量，且其钾肥主要来源于复合肥。因此，合理控制复合肥投入量是解决钾肥过量施用问题的根本。

过量施用钾肥导致蜜柚果园钾素明显盈余，盈余量达652～1069 kg/ha，可能是土壤钾素累积的重要原因。通过对29个果园的土壤速效钾状况进行调查，发现表层土壤的速效钾含量达192.15 mg/kg，有73%的土壤速效钾超过120 mg/kg，与章明清等（2003）的研究结果一致。这表明琯溪蜜柚果园土壤经过长期的高量钾肥投入，已不是过去认为的缺钾状况。同时，随着表层土壤速效钾含量的增高，亚表层、下层土壤速效钾含量也相应增高，各土层土壤速效钾含量间存在良好的相关性，表明蜜柚园盈余的钾素在土壤中具有较明显的淋溶现象。廖育林等（2011）、董艳红等（2014）研究发现，土壤速效钾的淋溶现象与土壤pH有关，土壤酸性越严重，土壤钾素越容易淋溶。琯溪蜜柚园地土壤pH为4.25，土壤酸化严重（钱笑杰等，2017;黄绿林，2015），而土壤严重酸化也将进一步加剧土壤钾素淋溶。因此，指导果农合理施用化肥及优化配方，减少钾素盈余和过量累积，将有利于节约钾肥资源及提高蜜柚产量和品质。

4 结论

福建省平和縣蜜柚园钾肥施用过量和钾素盈余严重等问题较突出，过量的钾素盈余导致蜜柚园土壤速效钾含量在表层富集并向下层迁移。因此，应当强化蜜柚养分资源管理综合技术的研究与应用，指导果农控制钾肥用量，尤其是控制化肥钾的施用，利用测土配方施肥技术因土施钾，减少土壤钾素盈余，降低土壤养分淋溶损失，提高蜜柚果园钾肥利用率。

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（责任编辑 王 晖）