控释氯化钾深施通过调控微生物群落促进钾素吸收提升大豆产量的机制研究

针对我国大豆产量低、钾肥利用率(KUE)不足等问题，研究人员开展控释氯化钾(CRK)深施对大豆产量、土壤微生物及钾素有效性影响的研究。结果表明：CRK深施较表施常规KCl增产3.4%-11.0%，提升KUE 2.7-13.1个百分点，显著增加有益菌Lysobacter和Sphingomonas丰度，为大豆绿色高效施肥提供理论依据。

　　

中国作为全球最大的大豆消费国，自给率仅14.3%，产量与主产国存在显著差距。钾素(K)是影响大豆生长的关键元素，但传统施肥方式易导致钾肥被2:1型黏土矿物固定、利用率低下等问题。如何通过施肥技术创新实现"减钾增效"，成为保障国家粮食安全的重要课题。

山东省自然科学基金和重点研发计划资助下，山东科研团队在济宁"慈甸农场"开展两年田间试验，比较撒施与深施、常规氯化钾(KCl)与控释氯化钾(CRK)对大豆产量及土壤微环境的影响。研究发现CRK深施可协同优化钾素时空分布与微生物群落，相关成果发表于《Solid Earth Sciences》。

研究采用田间对比试验设计，设置4种处理（撒施KCl、深施KCl、撒施CRK、深施CRK）及空白对照。通过测定大豆农艺性状、土壤速效钾(AK)含量、微生物16S rRNA测序及生理指标（超氧化物歧化酶SOD、内源激素等），结合钾肥利用率(KUE)计算，系统评估不同施肥策略效果。

实验地点与土壤特性
试验在黄河下游典型潮褐土（Typic Hapli-Udic Argosols）进行，土壤黏粒含量13.0%。基线数据显示土壤AK为98.7 mg kg^-1，处于缺钾临界值以下，为研究钾肥增效提供理想场地。

大豆产量与KUE
CRK深施表现最优：2023-2024年较常规撒施增产7.4%-11.0%，KUE提升8.9-13.1个百分点。当土壤AK维持在135 mg kg^-1时产量最高，证实该阈值可作为华北地区大豆钾肥管理参考。

CRK深施提升微生物多样性
宏基因组分析显示，深施CRK处理显著增加α多样性指数（Shannon提高12.3%），促生菌Lysobacter（溶杆菌属）和Sphingomonas（鞘氨醇单胞菌属）相对丰度分别提升47.5%和32.8%。这些菌群通过分泌有机酸解钾、促进激素合成，直接提升大豆抗氧化酶（SOD活性增加24.6%）和吲哚乙酸(IAA)含量。

讨论与意义
研究首次揭示深施CRK通过"土壤-微生物-作物"三方互作实现增产：① 深施减少钾素与黏土矿物接触，CRK缓释特性匹配大豆需钾规律；② 微生物群落重构加速养分循环，Lysobacter等关键菌成为生物标志物；③ 生理指标显示，该处理同步增强抗逆性与同化物转运。该成果为大豆绿色生产提供"施肥方法-肥料类型-微生物调控"三位一体技术方案，对实现《中国大豆振兴计划》中"减施10%化学钾肥"目标具有实践价值。