①课题来源与背景： 本课题来源于广东省自然科学基金。 广东作为我国第三大甘蔗产区，甘蔗主要种植区域土壤类型也为赤红壤和砖红壤。广东近年来甘蔗种植面积达150多万亩，其中90%以上为连作，广东蔗区目前存在的突出问题是由长年连作加上不合理施肥造成土壤钝化，肥料利用率低，甘蔗产量和品质下降等一系列土壤连作障碍问题，甘蔗产量、糖分以及肥料利用率有待进一步提高。

     ②研究目的与意义：通过开展连作蔗区土壤钾的生物有效性及钾素养分供给能力的基础应用研究，为指导农民合理施用钾肥，提高钾肥利用效率，降低甘蔗生产成本，节约钾肥资源，增加经济效益和社会效益提供理论基础。

     ③主要论点与论据： （1）广东蔗区特别是粤西地区连作蔗田土壤pH值低，平均值为4.69，呈强酸性。全省蔗区连作蔗田土壤速效钾平均值为114.68 mg/kg，缓效钾平均值116.65 mg/kg，变全钾含量平均为3.70 g/kg，整体钾素水平不高，且不同形态钾素含量变异系数都很大，不同区域差异很大。 （2）粤西蔗区不同区域及不同连作年限的蔗田土壤的供钾容量和供钾强度参数存在差异。连作蔗田土壤钾素缓冲容量和活性钾强度与连作年数具有显著负相关性，钾素缓冲容量、活性钾强度和土壤供钾容量与土壤有机质含量等具有显著正相关性。随着连作年数的增加，粤西蔗区土壤钾素缓冲容量和土壤活性钾强度将逐渐减小。 （3）连作蔗田土壤种植甘蔗后根区和非根区的速效钾相比对照均显著下降，其中根区降低幅度最大。根区土壤中，根际土壤中速效钾含量显著低于非根际土壤。根区土壤不同形态钾素减少量显著高于非根区，根区对甘蔗吸收钾的贡献最大，而非根区中的近根区对作物吸收钾量的贡献大于远根区。随着根区的钾被根系吸收，非根区土壤各种形态钾素向根区迁，以水溶性钾最多，非根区中近根区的钾素迁移量均大于远根区。 （4）长期不施钾会导致土壤钾素亏缺，造成甘蔗产量逐年下降。连续多年施用钾肥能增加农学效益，增加甘蔗植株的吸收量产量，提高钾肥表观利用率，增加产量及其稳定性。而过量施钾对甘蔗产量、农学效应和经济效益无显著提高作用，相反会降低农学效应、钾肥表观利用率，土壤钾素过量盈余，不仅没有增产稳产优势，还显著造成资源浪费和养分流失。考虑农学效应、肥料利用率、土壤钾素表观平衡、综合效益等因素，湛江蔗区的甘蔗钾肥（按K2O计算）推荐量建议为每公顷225 kg~450 kg。

    项目组根据以上研究结果对甘蔗生产上的钾肥施用提出以下建议： （1）广东蔗区土壤酸化严重，钾素肥力水平不高，土壤供钾容量小，供钾强度弱，在甘蔗生产上需注意补充钾肥。钾肥的推荐用量根据实际肥力水平进行适当补充，一般情况下建议为225~450 kg /hm2 K2O之间。可以根据测土结果进行施肥，缺钾适量增加施用量，富钾减少施用量。部分地区施用量过多，可以适当减施。 （2）由于甘蔗对根系区域范围内的钾素吸收利用较多，因此建议在钾肥施用时，尽量将肥料施用到根系区域，以免造成利用效率低下，同时也是一种资源浪费。施肥配合培土（覆土）进行，表施容易造成养分流失。 （3）长期连作甘蔗会导致土壤产生连作障碍，土壤钾素缓冲容量和土壤活性钾强度将随着连作年数的增加而逐渐减小，建议在条件允许下在种植几年后适当进行轮作，或者间套作对土壤进行调理。 （4）由于常规生产中大多注重无机肥的使用而忽视了有机肥的使用，而土壤钾素的有效性与土壤有机质含量显著相关，建议在生产中适当补充有机肥或者采用蔗叶还田措施改良土壤，提高土壤钾素生物有效性，扩大土壤钾库容量，增强钾素供给能力。

     ④创见与创新： 本项目围绕研究热点，科学问题突出。在响应国家化肥用量零增长的号召和建设资源集约型、环境友好型社会的大背景下，对连作蔗区土壤钾的生物有效性及供钾能力进行评估，对合理施用钾肥，提供理论基础；理论与实践紧密结合，符合生产需求。对提高肥料利用率，减少资源浪费，降低生产成本具有积极作用。

     ⑤社会经济效益，存在的问题： 广东近年来甘蔗种植面积达150万亩，其中90%以上为连作，土壤连作障碍问题突出，甘蔗产量、糖分以及肥料利用率有待进一步提高。通过开展连作蔗区土壤钾的生物有效性及钾素养分供给能力的基础应用研究，为指导农民合理施用钾肥，提高钾肥利用效率，降低甘蔗生产成本，节约钾肥资源，增加经济效益和社会效益提供理论基础。根据项目研究结果，对比常规生产钾肥施用量，预计可以减少氯化钾施用量10~20kg/亩，按照全省150万亩面积计算，每年可以减少钾肥投入1.5~3.0万吨，节省支出4500~9000万元。