温带地区花岗岩土壤粗粒和细粒部分中不可交换钾的植物利用

《European Journal of Soil Science》：Plant Use of Nonexchangeable Potassium in Coarse and Fine Fractions of Granitic Soils in a Temperate Region

非交换性钾（neK）在粗粒（>20μm）和细粒（<20μm）土壤中的分布差异及其对作物钾吸收的影响。研究收集55份不同母岩土壤样本，通过盆栽实验（甜玉米）和硝酸热提取法，分析粗细粒级neK含量及钾肥施用（10%-100%）的影响。花岗岩土壤粗粒neK含量显著高于细粒（1066 vs 404 mg kg?1），且随钾肥施用水平增加呈8%-15%下降，而沉积岩土壤粗细粒neK均无显著变化。表明粗粒云母矿物是钾的主要来源，施肥通过促进根系发育增强粗粒neK的利用效率。

　　

摘要

来自云母矿物的不可交换钾（neK）是全球范围内风化程度较低的花岗岩土壤中钾的主要来源，包括欧洲和东亚地区。植物对neK的吸收可能受到土壤颗粒大小的影响，尤其是粗颗粒（>20 μm）和细颗粒（<20 μm）的比例。本研究量化了不同母质土壤中这两种颗粒中的neK含量，并评估了在不同钾肥施用量下其对作物钾吸收的贡献。共收集了55个来自具有不同土壤类型或母质的菜田的土壤样本。实验使用了来自花岗岩和沉积岩的土壤，这两种岩石的neK含量分别较高和较低。这些土壤被分成粗颗粒（>20 μm）和细颗粒（<20 μm）两部分，并通过热HNO₃提取法测定neK含量。与细颗粒中的neK相比，粗颗粒中的neK与总neK含量呈更强的线性关系，表明其对整体neK含量的影响更大。来自花岗岩的土壤显示出相对较高的neK水平，这一水平与粗颗粒中云母矿物的含量成正比。在富含云母的花岗岩土壤中，经过钾肥处理后（施用量为10%、40%、70%和100%），粗颗粒中的neK含量分别减少了8%、9%、11%和15%（双因素方差分析，p<0.05），而细颗粒中的neK含量（404 mg kg^?1）没有显著下降。粗颗粒中neK含量的减少与花岗岩土壤中的钾平衡呈正相关。相比之下，来自沉积岩的土壤中neK含量较低（粗颗粒和细颗粒分别为31 mg kg^?1和200 mg kg^?1），且在相同的实验条件下两种颗粒中的neK含量均未下降。这些发现表明，粗颗粒中的云母矿物是土壤中钾的一个受地质因素控制的来源。在高neK含量的土壤中，粗颗粒中的neK含量是细颗粒的两倍，这使得根系更容易获取这些钾，并通过根系吸收和分泌物促进钾的释放。在风化程度较低的花岗岩土壤中，基础钾肥施用可以促进根系生长，从而增加对粗颗粒中钾的吸收，从而可能替代钾的表层施用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。