作物对钾的需要量常比氮、磷多，其所吸收的钾素，不外来自土壤和施用的钾肥。70年代前，我国基本上没有化学钾肥供应，农田土壤钾素平衡是依靠农家肥和土壤钾素的自然补给来维持的。由于以往的复种指数和产量都不高，作物每年吸收的钾较少，因此得以维持钾素的平衡。随着农业的迅速发展，土壤中钾的支出在增多，出现了严重的不平衡现象。
为调查农田中钾的供应情况，河南省农业科学院土壤肥料研究所以钾养分作为研究主线，以“土壤—作物—肥料”作为整体系统，用养分资源观点，生态平衡理论和国内外先进的推荐施肥方法与技术，从不同层次、不同侧面研究了可持续农业发展中统钾资源特征及高效经济利用，取得了突破性进展，为测土配方施肥的推进提供了有力支持。
河南省农业科学院土壤肥料研究所在全省采集了1000多个土样，进行实验分析发现，土壤钾素资源发生了较大变化，土壤速效钾含量平均为102.6 mg/kg，比1985年第二次土壤普查时的结果下降了30.4mg/kg，下降幅度为22.8%。其中以砂姜黑土和潮土两个土类下降幅度最大。土壤缓效钾含量平均为863mg/kg，与1980-1982年相比下降了55mg/kg，下降幅度为6.0%。土壤全钾含量平均为17.2 g/kg，下降幅度为10.4%，二者均明显低于速效钾下降幅度，说明土壤的供钾潜力较高。不同土类中以砂姜黑土、粘质潮土和红粘土三者固定钾的能力最强。
1978年以前钾素投入全靠有机肥，之后以化学钾肥投入为主，至1997年化肥钾肥已占到施钾总量的41.9%。但在化肥总量中，钾肥的比例仍不高，占化肥总量的9.9%。河南省有机肥资源丰富，数量多但利用率不高，挖掘有机肥中钾素资源的潜力很大。
农田养分平衡调查与长期定位监测研究表明，河南农田生态系统钾素一直是亏缺的，1991—1997年全省平均钾素归还率约为53.3%，每年每亩亏缺量为5.5kg。在不施有机肥条件下，黄潮土小麦—玉米轮作制，至少每年每亩需要18kg K2O， 砂姜黑土小麦—大豆轮作制需要13.3kg K2O，方可保持钾素平衡。黄褐土小麦—玉米轮作定位表明，只要施入的有机肥质量高，亦能基本维持钾素平衡。
另外通过调查、实验，还明确了土壤固有钾释放速率及非交换性钾释放速率与土壤供钾能力的关系, 改进了土壤供钾能力评价方法, 肯定了矿物钾对土壤长期供钾能力的重要贡献, 揭示了土壤对钾的吸附能力与固定能力的内在联系和区别。对于我国北方土壤钾素状况的评价及钾肥的合理分配和施用具有重要的参考价值。
河南省钾肥肥效经历了无效—微显效—显效三个阶段，每个阶段约需10年左右的时间。
从作物种类看，蔬菜作物的效果>经济作物＞粮食作物；从土类看，砂姜黑土＞潮土＞褐土。不同作物种类吸钾能力差别较大，油料作物需钾大于粮食作物。小麦不同品系间对钾的吸收、利用效率也有一定的差异。
在调查研究的基础上，河南省农业科学院土壤肥料研究所利用肥料效应函数法推荐小麦和玉米施用钾肥，得出了不同地力条件下的最佳施钾量。其中，钾素分配在小麦—玉米轮作制下，一次底施于小麦或小麦、玉米各半施用效果相近；而小麦—大豆轮作制以一次底施于小麦为佳。从单季作物不同施用时期看，夏大豆宜一次底施为佳，而冬小麦、夏玉米一次底施与底追各半差异不显著。
根据钾养分资源特征及推荐施钾技术，不同土壤类型上种植不同农作物的钾肥效应，结合河南省的区域规划，对合理使用钾肥进行了区划，划分为5个区和12个亚区进行推荐施钾。并在生产中大面积推广，6年来在全省27个县市内累计示范推广2190万亩，总增产粮、棉、油98550万公斤，净增值42498万元。
试验证明，增施钾肥后，氮、磷肥利用率提高5.6%-9.7%，从而减轻了氮肥对地下水污染，也使作物品质得到了改善。同时试验推广过程中还为地方培养了一批农民技术员、示范户，使推广地区农户对测土配方施肥有了新的认识，为这一科学施肥方法的推行奠定了群众基础。
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