橡胶林钾素养分循环

钾是植物光合生长必要的大量元素，它在植物营养合成及生理循环中有巨大作用。作为重要的工业原料的天然加工厂———橡胶树，其生长、发育、产胶等植物循环过程更需要大量的钾参与其中。钾不仅能促进橡胶树的光合作用，加速糖分的运转和积累，增强植株的抗逆性，还具有其特殊的作用，即促进橡胶树树皮的再生，增加树皮乳管的数量，从而增加产胶组织的总量，提高胶乳产量；钾元素在橡胶林生态系统养分循环中也具有重要的作用。钾元素的上述功能已在大量的试验研究中得到证实。一些研究结果还表明，随着植胶年限的增长，胶园土壤与橡胶树叶片钾素含量呈下降或亏缺现象。因此，必须重视钾肥在植胶生产中的合理施用[1-7]。针对钾元素的特殊功能和地位，本文拟通过总结橡胶林钾素研究发展趋势，为今后橡胶林钾素研究提供合理的参考意见。

1橡胶林土壤钾元素含量变化研究进展土壤中的钾大多数存在于矿物中，矿物风化时释放出钾离子，这些钾离子通过交换而被吸附。据华南热带作物科学研究院研究，适合于橡胶树正常生长所需要的土壤有效钾含量(0～20cm土层)范围为40～60mg/kg，有机质含量的正常值范围为2.0%～2.5%[8]。在不同的成土母质、立地条件和抚育管理方式等影响下，橡胶林土壤钾含量也不同，此外，凋落物归还也会影响土壤中钾的含量。

1.1土壤母质及立地条件的影响研究

土壤中的钾含量受土壤母质影响较大。不同土壤母质发育而来的土壤中含钾量不同，全钾、缓效钾含量在花岗岩中最高，玄武岩中最低；速效钾含量在1～20、21～40cm土层均是页岩中最高，在41～60cm土层则是冲积物最高[9]。钟银宽等[10]研究表明，不同类型土壤供钾能力大小表现为花岗岩＞砂页岩＞玄武岩＞浅海沉积物，这与陆行正等的研究结果具有一致性。研究者们还根据不同母质发育的土壤肥力特征和养分供应状况，针对性地提出了合理化施肥的建议，对于指导橡胶生产施肥起了积极作用。张伟等[11]分析了儋州地区不同肥力的橡胶园土壤中的含钾量，并对其主要养分的垂直分布规律进行研究，结果表明，与适宜橡胶树生长的有效钾正常值(40～60mg/kg)相比，高、低肥力的胶园中表层土壤有效钾的含量正常，中等肥力土壤的有效钾含量则不足；全钾的垂直分布与土壤肥力的关系不明显，土壤中的钾素对橡胶树的生长和土壤肥力的影响较小。另外，罗微等[12]探讨了胶园中土壤肥料养分与根系分布的相关性，结果发现，施肥穴内钾含量分布从上到下逐渐减少，与橡胶树根系垂直分布总体趋势一致。此外，橡胶林不同立地条件如坡度、地形等也影响着胶园土壤、橡胶树的钾素含量。根据佘贵连、王百群[13-14]等研究，不同山地类型下，随着坡度的增加，钾素的淋失作用增强，且速效钾养分的流失强度与坡度呈指数函数关系；地形还会影响土层间全钾和速效钾含量变化。

1.2抚育管理方式的影响研究

橡胶林土壤钾含量变化也受种植年限、种植管理模式、割胶制度等抚育管理方式的影响。Aweto等研究发现，在植胶的前11年，矿质养分含量都呈下降趋势，且随着橡胶树龄的增加，仅表层10cm土层内的交换性钾含量下降。Abrahametal[15]指出，植胶10a后，土壤中有机碳和钾的含量分别下降了20%和10%。何向东等[16]对海南垦区胶园肥力演变的研究表明：植胶多年后，海南垦区各种土壤类型的胶园土壤肥力呈明显下降趋势。其中，速效钾方面，36a间速效钾含量的下降幅度为10%～55%。1954年，速效钾含量在正常值以上(＞60mg/kg)的占75%，到1990年，仅占45%。林希昊等[17]的研究也表明，橡胶林各土层速效钾含量与树龄有关，表现为16a＞5a＞9a。胶园间种和盖草培肥等管理模式也在一定程度上影响着土壤养分含量，其中，胶园的盖草培肥(即绿肥)措施能使树体积累更多的养分，有效钾含量增加。曾宪海等[18]研究指出，幼龄胶园间种新银合欢树3.5年后，有机质含量增加，而土壤有效钾含量和pH值均下降，但并未影响幼树的生长。橡胶树高产培肥综合技术的研究表明，胶园盖绿肥后，土壤有效养分成倍以致十几倍地增加，其中速效钾增加1倍；在常规施化肥的基础上增施绿肥，叶片钾的含量升高了0.05%，橡胶树的干物质合成量增加，干胶产量提高了3.8%[19]。Haag等的研究[20]也表明，对胶园进行绿肥覆盖，不仅能提高干物质的生产量，还能积累更多的养分。绿肥覆盖物38个月共生产干物质3185kg/hm2，48个月共积累养分总量164kg/hm2，比橡胶树分别高出398和107kg/hm2。在幼龄胶园种植豆科覆盖物同样能提高胶园土壤中钾的含量，增加量为85.5kg/hm2。由此可见，对胶园进行盖草等管理措施对土壤肥力的提高和胶树养分的积累也起到了巨大作用。此外，不同的割胶制度也影响着橡胶林土壤钾的含量变化。相比传统割制，刺激割制下的胶园土壤养分含量正在逐渐下降，其中，云南和海南植胶地的速效钾含量分别下降了38.5%和58%[21]，钾的加速流失，引起胶树整体养分下降，也影响橡胶树养分间正常比例关系。

1.3凋落物钾素归还研究

凋落物归还在不同程度上影响着胶园钾素的积累，此外，橡胶树根系枯死也会归还少量养分到土壤。胶林中凋落物的归还过程包括胶树枯落物的凋落、迁移、分解和释放。凋落物中的钾素迁移率较高，仅次于磷。Krishnakumar等[22]研究发现橡胶林下枯落物积累量小于天然林，这与任泳红等[23]的研究结果一致，说明在湿度较高的橡胶林下，微生物活动旺盛，凋落物分解快。Philip等[24]对胶林凋落物分解速率的研究表明，一年内枯落物可分解92%，钾、氮、镁元素的分解释放效率较快。胶园施肥水平和种植模式会影响枯落物钾含量。钾肥施用量增多时，枯落物中钾的含量也会增加。在30a树龄的间作胶园，一年中养分的归还量为363.26kg/hm2，其中K的含量比对照纯林胶园高出1.42倍[25]。孟庆岩等[26]研究得出，在胶—茶—鸡农林复合生态系统中，钾的循环率为59%。

2橡胶树钾元素作用及变化研究进展

2.1钾元素作用研究

钾在橡胶树内呈离子状态存在，含量居于第3位，次于磷素，橡胶树新陈代谢的各个过程都离不开钾，并且其需要量随树龄的增长而增多。在橡胶树生长发育过程中，钾的作用主要表现为：加强光合作用；促进多种酶的活化和对氮的吸收，有利于蛋白质的形成；并且能够提高橡胶树的抗病、抗风和耐寒能力；钾素含量过多时，会使橡胶幼树生长受到抑制。钾与镁元素之间存在颉颃作用，当比值失调时，会互相抑制对方的吸收，一般情况下，叶片中K/Mg比值以4.5为宜。陆行正等经过系统试验得出，生长健康、产量正常的橡胶树叶片中钾的正常含量指标是0.9%～1.0%[27]，并对元素之间的比值做出了评价指标，K/P的正常范围为4.3～4.7，K/Ca的正常范围为1.0～1.5。这与中国热带农业科学院橡胶所得出的橡胶树叶片含钾0.9～1.1mg/kg为适量指标的结果基本一致。