Эффективное использование калия для устойчивого производства сельскохозяйственных культур с учётом его содержания в почве

Калий (K) является одним из ключевых макроэлементов, необходимых для устойчивого производства сельскохозяйственных культур. Он играет важную роль в физиологических процессах растений, включая фотосинтез, водный баланс и устойчивость к стрессам. Однако влияние внесения экзогенного калия на запасы этого элемента в почве и на урожайность культур в различных условиях остаётся недостаточно изученным.

Цели исследования

Основная цель данного исследования заключалась в оценке влияния внесения калийных удобрений, а также сохранения и удаления соломы на запасы калия в почве и устойчивость урожайности озимой пшеницы и яровой кукурузы. Исследование проводилось на двух участках в Северо-Китайской равнине:
- Цюйчжоу (QZ): участок с изначально высокой доступностью калия в почве.
- Ляочэн (LC): участок с низкой доступностью калия в почве.

Методология

Полевой эксперимент проводился в течение шести сезонов, в рамках которого изучались различные варианты внесения калийных удобрений и их взаимодействие с соломой. Основные параметры, исследуемые в ходе эксперимента:
- Уровень запасов калия в почве.
- Урожайность озимой пшеницы и яровой кукурузы.
- Индекс устойчивой урожайности.

Результаты

1. Влияние на урожайность:
- Внесение калийных удобрений в сочетании с соломой не оказало значительного влияния на годовую урожайность культур в районе Цюйчжоу (QZ).
- В районе Ляочэн (LC) урожайность значительно увеличилась на 21% при совместном внесении калийных удобрений и соломы.
- Индекс устойчивой урожайности не изменился существенно в обоих районах.

2. Поглощение калия:
- Поглощение калия сельскохозяйственными культурами было выше в QZ по сравнению с LC, что может быть связано с более высоким содержанием доступного калия в почве.
- Сохранение соломы на обоих участках способствовало увеличению поглощения калия растениями, подчеркивая важность соломы как добавки для повышения доступности калия.

3. Изменения в содержании калия в почве:
- NH4OAc-извлекаемый калий был наиболее распространён в верхнем слое почвы, но с увеличением внесения калия он перемещался в более глубокие слои, особенно на участке LC.
- Уровень медленно доступного калия уменьшился при уборке соломы без внесения калийных удобрений на обоих участках, но при внесении 332 кг/га медленно доступный калий остался стабильным в QZ и увеличился в LC.
- Рекомендуемая норма внесения калийных удобрений в размере 11 кг K/га не оказала значительного влияния на концентрацию извлекаемого NH4OAc калия в почве на участке QZ, в то время как на участке LC наблюдалось увеличение этой концентрации только при сохранении соломы.

Результаты исследования показывают, что стратегии рационального использования калия должны учитывать начальное содержание этого элемента в почве. Для почв, изначально богатых калием (как в QZ), необходимо корректировать видимый баланс калия в зависимости от цен на калийные удобрения, чтобы избежать избыточного внесения. В то же время для почв с низким содержанием калия (как в LC) важно повышать плодородие почвы за счёт внесения калийных удобрений и стратегически использовать солому для улучшения поглощения калия растениями.

Таким образом, эффективное управление калийными ресурсами в сельском хозяйстве может способствовать устойчивому производству культур и повышению их урожайности, что особенно актуально в условиях изменения климата и растущего спроса на продовольствие.


Исследование: Field Crops Research