钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。     

低钾胁迫下外源生长素对烟草根系生长及钾吸收的影响

【目的】探明生长素参与低钾胁迫下植株根系的生长发育及吸钾机制,同时为提高植物体内钾素水平提供理论依据。【方法】采用室内水培法,以模式植物烟草为试验材料,通过设置2个钾浓度(5、0.15 mmol/L)和5个外源生长素(3–吲哚乙酸)浓度(0、5、10、20、40μmol/L),对植物根系生理特征、内源生长素浓度、钾素累积及钾吸收动力学和相关钾离子通道基因转录表达进行比较研究。【结果】1)与正常钾水平相比,在低钾胁迫条件下,植株地上部干重显著降低15.6%;根系扫描8项指标中,除根平均直径外,其余7项指标值均显著降低;ATPase活性显著降低43.3%;主根尖、侧根尖及叶片内源生长素浓度显著升高;钾吸收动力学参数Vmax、Km值分别显著降低了89.2%、99.6%;植株根系、叶片钾浓度分别显著降低了93.0%、62.2%;根系中内流型钾离子通道基因Ntkc1的表达量显著降低56%。2)添加外源生长素后,正常供钾植株的根系干物质重、根系活力、主根尖及侧根尖内源生长素浓度有增加的趋势,Vmax值和内流型钾离子通道基因NKT2、NtKC1的表达量明显增加;低钾条件下,植株表现出和正常供钾相似的规律,除此之外,低钾植株的根系生长得到明显改善,ATPase活性和地上地下部钾素浓度明显增加,外流型钾离子通道基因Ntork1的表达量明显降低。3)当添加生长素浓度为10μmol/L时,与未添加生长素相比,正常供钾植株的地上地下部干重显著增加了6.05%、8.54%;根体积及根系交叠数显著增加16.5%、23.2%;根系活力显著增加了298%;Vmax值显著增加了118%;低钾植株地上地下部干重与不添加相比显著提高了5.61%、28.6%;根系活力达到113μg/(g·h), FW,为无添加生长素时的3.3倍;根系ATPase活性相对增加了87.5%;根系钾浓度显著增加250%;钾离子通道基因NKT2在根系中表达量显著增加了7.04倍,Ntork1在根系及叶片中表达量显著降低了49.5%、72.5%。【结论】低钾胁迫影响烟草根系生长及植株对钾素的吸收累积,添加适当浓度外源生长素可改善植株根系生长发育状况,增加内流型钾离子通道基因NKT2、NtKC1的表达量,降低外流型钾离子通道基因Ntork1的表达量,且提高植株钾吸收动力学参数Vmax值、降低Km值,从而提高了植株对钾离子的吸收能力与亲和力,进而增加植株钾素浓度。     

铵对不同作物根系钾高亲和转运系统的影响

为探讨植物苗期根系高亲和转运系统的K+吸收动力学特征及其是否受吸NH4+的影响,采用溶液培养和添加K+通道抑制剂的方法,对低K+浓度下5种植物在有铵和无铵时的K+吸收动力学特征进行了研究。结果表明,植物根细胞K+高亲和系统的吸钾特征曲线符合Michaelich-Menten方程。不同植物K+高亲和系统的Km值之间差异较小,均在50%以内,说明不同植物的载体与K+间的亲和性差异较小;不同植物K+高亲和系统的Vmax值间差异很大,说明不同植物根细胞膜上的K4+载体数量间差异很大,这是导致不同植物在低钾条件下吸钾能力差异较大的主要原因。铵的存在可以明显降低供试植物在低钾条件下对K+的吸收速率。与无NH4+情况比较,NH4+的存在可使大豆K+吸收的Vmax减少80%;但NH4+对不同载体与K+之间亲和性(Km的影响较小,由NH4+所导致的Km的降低率均在10%以内。可见,对高亲和系统而言,NH4+对K+吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所造成的。     

适量稳定供钾促进苹果矮化砧M9T337幼苗生长和氮素吸收利用

  【目的】  钾在氮代谢中发挥重要作用，通过同位素示踪技术，研究供钾水平和稳定性对苹果矮化砧M9T337幼苗生长及氮素吸收利用的影响，以深化理解钾素水平对苹果氮素吸收利用的影响机制，为苹果生产上科学施钾提供理论依据。  【方法】  以苹果矮化砧M9T337幼苗为试验材料进行砂培试验，总处理周期为60天。以Hoagland营养液为基础，设置5个供钾处理，分别为持续低钾 (K 0.5 mmol/L，K1)、1～30天低钾 (0.5 mmol/L) 和31～60天高钾 (12 mmol/L，K2)、适量稳定供钾 (6 mmol/L，K3)、1～30天高钾 (12 mmol/L) 和31～60天低钾 (0.5 mmol/L，K4)、持续高钾 (12 mmol/L，K5)。每3天更换一次营养液，每次在营养液中加入0.01 g Ca(15NO₃)₂，共加入0.2 g。于处理后第31天和第60天取样，测定幼苗生长、根系性状以及氮素吸收利用分配状况。  【结果】  供试苹果砧木幼苗处理第60天，以适量稳定供钾处理K3的生物量最大，根系总长、总表面积最大，根系活力也显著高于其他处理。31～60天，K2处理地上部干重增幅最大 (174.8%)，K4处理根系干重增幅最大 (176.3%)，幼苗总生物量、根系长度、根系总表面积增量最大的处理为K3 (依次为12.99 g/株、1059 cm/株和1113 cm2/株)。第31天和第60天两次测定结果显示，幼苗根部NO₃–吸收速率均以K3处理最大，分别为29.63和36.19 pmol/(cm2·s)；K1、K4处理幼苗根部NO₃–离子流在第31天时为内流，在第60天时变为外排。整个处理期内，硝酸还原酶 (NR) 活性均以K3处理最高；处理41～60天，K2处理幼苗NR活性显著升高，而K4处理则显著降低。15N示踪结果表明，K3处理下苹果砧木幼苗对氮素的吸收能力最强，植株总吸氮量、15N利用率和叶片15N分配率均显著高于其他处理；处理第60天15N吸收量表现为K3>K5>K2>K4>K1。  【结论】  持续的低钾、高钾以及变换性的高低钾处理会抑制苹果幼苗根系生长以及氮素向地上部运移，不利于氮素的吸收利用。而持续适宜稳定地供钾可以提高根系活力和硝酸还原酶活性，保持根系较高的NO₃–吸收速率，同时促进氮素由根系向叶片的运移，实现对氮素的高效吸收利用，从而促进苹果砧木幼苗的生长。     

硝酸钾和硫酸钾对番茄幼苗生长、根系形态及钾素吸收和生理利用效率的影响

采用水培试验,研究不同钾肥种类(KNO3、K2SO4)、不同钾素水平(0、2.0、4.0和8.0mmol/L)对"天福冠露"和"毛粉802"2个番茄品种幼苗生长、根系特征及对钾素吸收、生理利用效率的影响。结果表明,随钾素水平提高,番茄鲜重、干重以及根长、根体积、根直径等根系特征显著提高。在钾素水平为4.0、8.0mmol/L时,硝酸钾处理的番茄株高、根长显著高于硫酸钾。钾素水平为8.0mmol/L时,硫酸钾根直径显著高于硝酸钾处理的;"天福冠露"施用硝酸钾的根尖数显著高于施用硫酸钾;"毛粉802"施用硫酸钾,植株的根直径、钾含量和钾素积累量显著高于硝酸钾处理。番茄水培适宜的钾素浓度为8.0mmol/L,硝酸钾有利于番茄生长发育,硫酸钾有利于番茄对钾素的吸收。在相同钾素水平条件下,2个番茄品种鲜重、干重均无显著差异。     

低钾胁迫下水稻钾高效基因型若干生长特性和营养特性的研究

采用溶液培养筛选,结合田间试验,提出了采用低钾胁迫下水稻体内钾利用效率作为衡量水稻钾利用效率的指标;探讨了钾高效基因型水稻的若干生长特性和营养特性;指出低钾胁迫导致水稻生物量减少,植株生长缓慢,分蘖能力差,根系生长受到抑制,根系吸收的钠增加。水稻钾高效基因型低钾胁迫下仍具有较强的生长势(相对干重、相对株高、相对根长较大),其地上部钾/钠比值高而根部钾/钠比值较低,地上部和根部钾/氮吸收量比值较低。     

外源氮对NaCl胁迫下库拉索芦荟生理特性的影响

温室盆栽条件下,研究了外施不同浓度硝酸铵对200 mmol/L NaCl 胁迫下库拉索芦荟叶片离子含量、质膜透性、丙二醛含量及脯氨酸和可溶性糖积累的影响。结果表明,外施不同浓度NH4NO3（3.75 ~18.75 mmol/L）能够显著增加200 mmol/L NaCl胁迫下植株干重,明显促进芦荟叶片脯氨酸和可溶性糖积累,提高叶片K+、Ca2+含量,抑制叶片对Na+、Cl-的吸收;同时促进K+ 和Ca2+ 向相对幼嫩叶片、Na+ 和Cl-向相对成熟叶片中的积累。外施氮显著降低盐胁迫下叶片细胞质膜透性和丙二醛含量。各项指标变化表明,外施11.25和15 mmol/L NH4NO3对盐胁迫下芦荟生理特性的调控作用较好;外源氮缓解芦荟盐害与氮促进盐胁迫下叶片离子选择吸收、增加有机渗透物质积累及维持植株体内养分平衡有关。     

水钾一体化对烤烟钾素吸收及生长的影响

【目的】研究负压灌溉下不同施钾模式对烟株生长发育、钾素吸收速率及水肥利用等方面的影响,探索负压灌溉下适合烤烟生长发育的施钾方式及施钾量,为建立作物水肥高效技术提供参考依据。【方法】选用烤烟NC55为供试品种,在温室中进行盆栽试验。采用–15 kPa负压灌溉,施钾方式包括随水施钾 (W) 和钾肥一次性土壤基施 (S) 两种;施钾量以供试地区推荐施钾量 230 kg/hm2为100%,设置该施钾量的100% (K1)、75% (K2) 和50% (K3) 三个水平;以常规灌溉、不施钾肥为CK,共设置SK1、SK2、SK3、WK2、WK3、CK六个处理。测定了烟草农艺性状、干物质积累量、吸钾速率、钾肥利用率、水分利用效率等指标。【结果】团棵期,SK2、SK3的株高、有效叶数、叶长、叶宽、叶面积等农艺性状指标均高于其他处理,但WK2、WK3、SK2、SK3的干物质积累总量分别为31.16 、29.26 、29.92 和28.37g,根干重分别为12.40 、10.51 、11.91 和10.20 g,叶干重分别为17.05 、17.01 、15.67 和16.12 g,均表现为WK2 > SK2,WK3 > SK3;旺长期, WK2的整株重、茎干重及叶干重均大于其他处理,分别为99.18 、19.18 和 61.29 g;成熟期, 烤烟整株重及叶干重均表现出WK2 > WK3 > SK1 > SK2 > SK3,这些处理的整株重依次为139.27 、132.60 、124.50 、117.36 和110.10 g,叶干重依次为 93.97 、87.35 、80.33 、78.56 和 74.80 g;全生育期的水分利用率同样表现为WK2 > WK3 > SK1 > SK2 > SK3,分别为3.78 、3.54 、3.41 、3.28 和 3.22 g/kg,表明随水施钾的水分利用率要明显高于常规土壤施钾,相同施钾方式下烟株水分利用效率随施钾量减少而降低;全生育期的钾肥利用率表现为WK2 > WK3 > SK2 > SK1 > SK3,分别为43.0%、42.6%、21.9%、20.0%和18.5%,其中WK2较SK2,WK3较SK3的钾素吸收量分别增加53.85 kg/hm2、34.65 kg/hm2,表明随水施钾较常规土壤施钾有利于烟草对钾素的吸收;WK2、WK3较SK2分别高出21.1和20.7个百分点,表明负压灌溉下随水施钾能显著提高烤烟的钾肥利用率;随水施钾模式下烟株整个生育期均能维持相对较高的钾素吸收速率,其最大值出现在旺长-平顶期,且显著高于常规土壤施钾。【结论】“水钾一体”施钾模式虽延缓了烟株团棵期长势形成,但促进了烤烟中后期生长发育、干物质积累和烟叶钾素吸收;明显地提高了水分利用效率和钾肥利用率;在烟株全生育期内均维持了较高的钾素吸收速率,尤其中后期钾素吸收速率明显高于常规施钾方式。     

低钾胁迫下不同耐低钾玉米品种 (系) 开花后根系生长和结构的变化

  【目的】  土壤缺钾常引起植株早衰,严重影响玉米产量。从玉米开花后根系形态、结构和活性等参数的变化,研究低钾胁迫下玉米早衰的机理。  【方法】  以耐低钾玉米自交系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试材,进行池栽试验。设置天然低钾土壤 (低钾,–K) 和正常供钾 (CK,+K) 两个处理,分别于玉米开花后测定根系形态、结构和活性等参数。  【结果】  与正常供钾处理相比,低钾处理降低了90-21-3和D937根系中钾素含量,抑制了根系的生长,破坏了根系结构,引起根系活力降低。低钾胁迫下,90-21-3的第一层节根数目和根系干重分别显著降低了20.37%和42.24%,D937分别显著降低了39.06%和59.64%;90-21-3的第二层节根数目和干重分别显著降低了23.40%和39.30%,D937分别显著降低了36.67%和59.86%。随着玉米的生长,低钾胁迫下90-21-3和D937的根系活力以及第一层和第二层根的长度、表面积、体积和侧根长度整体均呈现降低趋势,D937降低幅度大于90-21-3,根平均直径整体逐渐增加。低钾胁迫下90-21-3根系解剖结构完整,外皮层和内皮层完整,大、小导管形状规则,结构清晰可见;D937根系解剖结构受破坏严重,外皮层和内皮层结构被破坏,导管形状不规则,大、小导管结构模糊甚至消失。与正常供钾相比,低钾胁迫下90-21-3的大导管直径、小导管直径、大导管面积和小导管面积分别降低了11.15%、14.37%、21.07%和30.21%;D937分别显著降低了33.99%、22.86%、56.43%和40.55%。  【结论】  低钾胁迫显著降低了玉米开花后根系的生长和结构的稳定性。与耐低钾玉米自交系 (90-21-3) 相比,钾敏感自交系 (D937) 在低钾胁迫下大面积皮层结构遭到严重破坏,内皮层结构不完整,导管形状不规则,大导管周围的小导管结构模糊,甚至消失,质膜透性高,影响养分和水分的吸收利用。而耐低钾玉米90-21-3在生育后期能够维持较大根系体积、根系活力以及输导组织,增强低钾胁迫下根系对外界钾素的吸收和运移能力,延缓根系衰老。     

提高营养液镁浓度可缓解黄瓜幼苗亚低温胁迫

【目的】我国北方地区冬春季栽培黄瓜经常遭受亚低温 (15℃/8℃) 胁迫,用标准营养液育苗常会造成黄瓜植株矮小、叶片发黄等问题。研究调整营养液中镁和钾离子浓度,以便达到缓解亚低温对黄瓜幼苗伤害作用的目的。【方法】选用‘博耐 3000'黄瓜幼苗为试材,利用人工气候箱,以常温 (25℃/18℃) 下黄瓜山崎标准营养液配方 (K+ 6 mmol/L、Mg2+ 2 mmol/L) 为对照,在标准营养液其他元素保持不变的基础上,设置两个钾离子水平 (K+ 6、12 mmol/L),4 个镁离子水平 (Mg2+ 2、4、6、8 mmol/L),在亚低温 (15℃/8℃) 下栽培黄瓜幼苗,于处理后幼苗生长的 0、7、14、21 d 调查了不同镁钾水平营养液栽培的黄瓜幼苗的根系形态、干物质积累和分配以及对钾和镁元素吸收。【结果】1) 亚低温下适当增加营养液中的 Mg2+ 浓度,能显著提高黄瓜幼苗的壮苗指数,当营养液中 Mg2+ 和 K+ 均为 6 mmol/L 时,壮苗指数达到最大值 0.17;2) 镁和钾对根系形态影响不同,K+ 浓度与根长和根系总表面积成正相关,且主要影响直径范围为 0～0.5 mm 的根系,Mg2+ 与根系平均直径正相关且主要影响 > 1.0 mm 的根系;较高的 K/Mg 比例有利于黄瓜 0～0.5 mm 根系的生长,根系总长和总体积的增加,但显著抑制了 0.5～1.0 mm 和 > 1.0 mm 根系的生长。3) 亚低温下,茎叶中干物质量降低而根中升高,在 K1 (6 mmol/L) 水平时,随 Mg2+ 浓度升高,根和茎中干物质量升高,叶中干物质表现为先升高后下降,且营养液中高浓度的 Mg2+ 有利于干物质向叶中分配。4) 营养液中镁离子浓度小于 6 mmol/L 时,一定程度地提高 Mg2+ 浓度能促进对 K 的吸收,营养液中的 Mg2+ 和 K+ 在镁钾吸收上表现为协同作用,当 Mg2+ 大于 6 mmol/L 时,镁和钾表现为显著的拮抗作用;亚低温下,根茎叶的镁吸收量相比 CK 分别下降 25%、72% 和 58%,而营养液中 K+ 和 Mg2+ 均为 6 mmol/L 时,有利于缓解这一阻碍效果。【结论】冬春季黄瓜育苗时,山崎黄瓜配方营养液中的 Mg2+ 和 K+ 均为 6 mmol/L 而其他元素浓度保持不变时,黄瓜幼苗的壮苗指数、根系形态、干物质积累和钾镁元素综合效应表现较好,能有效地抵御亚低温对黄瓜幼苗的伤害。     

Slow-release of potassium from fused potassium silicate fertilizer

Original Papers

(pp. 805–810)

K₂Ca₂Si₂O₇, the major component of fused potassium silicate fertilizer, released potassium (K), calcium (Ca) and silicon (Si) in a slow manner. The 10% of K in K₂Ca₂Si₂O₇ was quickly solubilized in water. Further K dissolution was very slow. The amounts of dissolved Ca and Si in water were much smaller than that of K. The decrease of the Ca and Si concentration in water indicated the occurrence of a re-deposit of Ca and Si at a later stage.

The surface imaging method was used in order to study the slow-release process of K₂Ca₂Si₂O₇ in water. The surface analysis of K₂Ca₂Si₂O₇ particles after dissolution in water for 30 min showed that there were Ca- and Si-rich particles stuck on the fertilizer surface. The results of the analysis of the cross section of K₂Ca₂Si₂O₇ particles showed that the K content was lower than those of Ca and Si in the surface boundary layer. On the other hand, the mole ratio of K, Ca and Si was same inside the fertilizer particle. In the portion between the inside and the surface of the fertilizer particle, the content of K and Ca was lower than that of Si. These results indicated that the order of dissolution of fertilizer components from K₂Ca₂Si₂O₇ particle was first K, then Ca, and Si last.

From the results mentioned above, the process of slow-release K was speculated to be as follows: 1) K on the particle surface was released quickly by an ion exchange reaction with hydrogen ions in water. 2) K inside the particle was released slowly because of dissolution through Si-O-Si bonds.     

钾肥施用方式对烤烟钾素利用及土壤钾含量的影响

采用大田试验,在河南驻马店烟区研究了钾肥施用方式对烤烟钾素利用及土壤钾含量的影响。结果表明,在施钾量相同条件下,随着钾肥的追施比例和追施次数增加,不同部位的烟叶含钾量均增加,尤其是上部叶钾含量显著增加,2次或3次追钾比1次追钾处理上部叶钾含量分别提高18.9%～26.9%、35.0%～41.1%,使耕层土壤供钾能力在整个烤烟生育期内持续稳定在较高水平,并减少了土壤钾素下移,增加了烟株总吸收钾量,显著提高了钾素的利用效率,以钾肥基追比3∶7、分3次追钾处理钾素利用效率最高,达45.48%。     

不同供钾源及其用量对钾素营养的影响

以牛厩肥、猪厩肥、麦秸和钾化肥为供钾源 ,进行土培和生物试验 ,结果表明 ,麦秸对土壤的供钾能力及对作物的有效性均高于钾化肥 ,两种厩肥的供钾能力及生物有效性略低于钾化肥 .随着厩肥和麦秸施用量的增加 ,土壤速效钾和缓效钾基本是成比例的增加 ,钾素有效转化率并未因施用量提高而明显降低 .随着施用量的增加 ,玉米幼苗吸钾量呈增加趋势 .     

根区施用钾肥对烤烟产量、钾含量及钾素吸收的影响

为了探讨根区施用钾肥对黄淮烟区石灰土烤烟产量和钾素吸收利用的影响,采用田间试验,研究根区枸溶性钾肥与硫酸钾配施对烟叶产量、钾含量以及钾素吸收利用的影响。试验共设9个处理,分别为CK、CP_1、CP_2、WP_1、WP_2、CW_(1-50%)、CW_(2-50%)、CW_(1-75%)与CW_(2-75%)(CK表示对照,CP表示只施用枸溶性钾肥,WP表示只施用硫酸钾,CW表示枸溶性钾肥与硫酸钾配施;数字1、2表示施用量分别为225、300 kg/hm~2,百分数表示硫酸钾的配施比例)。结果表明,烟叶钾含量随生育期推进呈下降趋势,不同施肥处理各时期烟叶钾含量均高于CK;不同施肥处理下土壤钾素在垂直和水平方向上迁移距离较小,根区钾肥施用可直接有效的增加根区土壤速效钾含量;施钾(K_2O)300 kg/hm~2与225 kg/hm~2相比,可显著提高烟叶钾含量和钾肥利用效率(P0.05);CW_(2-75%)处理下烟叶钾含量、土壤速效钾含量和钾肥利用率最高,而CW_(2-50%)处理下烟叶产量最高。综上所述,根区施用含75%硫酸钾的枸溶性钾肥300 kg/hm~2(CW_(2-75%)处理)可有效改善黄淮烟区石灰土钾素养分,提高该区烤烟产量、钾含量与钾肥利用效率,达到优质高产。     

优质烤烟对不同种类钾肥的吸收效应

以云烟87为材料,通过小区田间试验,研究了优质烤烟对不同种类钾肥的吸收效应。结果表明,与不施钾对照相比,施钾增加了烟株干物质积累。不同钾肥品种间相比,在移栽60 d以后,以生物包膜缓释钾肥处理干物质积累量最高。施钾提高了土壤速效钾含量和烟株钾含量,在移栽后45 d以前,以碳酸钾处理对土壤速效钾和烟株钾含量的提高效果最好;在移栽60 d以后,土壤中速效钾和烟株各部位钾含量均以生物包膜缓释钾肥处理最高。收获期与常规硫酸钾处理相比,生物包膜缓释钾肥处理和碳酸钾处理钾素利用率分别提高16.81和7.93个百分点。从烤后烟叶钾含量分析,生物包膜缓释钾肥处理和碳酸钾处理均显著提高了烟叶钾含量。综合分析,以生物包膜缓释钾肥和碳酸钾肥代替常规硫酸钾肥能提高钾素利用率和烟叶钾含量,建议在生产上推广应用。     

长期施钾对双季玉米钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响

  【目的】  玉米 (Zea mays L.) 生产需要投入大量的钾素营养。研究长期大量投入钾素对玉米钾素吸收利用以及土壤钾素平衡的影响，旨在保障该地区双季玉米的高产高效和土壤钾库平衡。  【方法】  红壤钾肥长期定位试验位于江西省进贤县，始于1986年，种植制度为一年两季玉米。试验处理包括不施肥对照 (CK)，氮磷化肥 处理(NP)，氮磷钾化肥处理(NPK)，2倍量的氮磷钾化肥处理 (DNPK)，氮磷钾化肥+有机肥处理 (NPKM) 和单施有机肥处理 (OM)。每季收获后，调查分析玉米产量和钾素含量，以及耕层土壤有效钾含量，计算玉米钾素吸收量、钾肥利用率、钾肥收获指数、钾肥农学效率和土壤钾素表观平衡；并以每10年为一个阶段，分析玉米产量、钾素吸收利用等指标及耕层土壤速效钾含量、钾素表观平衡等的变化规律。  【结果】  在试验的33年（1986—2018）间，NPK、DNPK、NPKM和OM处理的玉米年均产量和年均吸钾量均显著高于NP处理。在试验的第一个10年 (1986—1995年) 间，各钾肥处理间玉米产量和吸钾量无显著差异；而在第3个10年 (2006—2015) 和后3年 (2016—2018年) 间，NPKM处理的玉米年产量和年吸钾量分别比NPK处理提高了129.9%～246.7%和55.2%～62.1%。33年玉米的年均钾肥利用率以OM处理最高，而DNPK处理显著低于其他处理。在2006—2015和2016—2018年，NPKM处理的钾肥利用率显著高于DNPK处理，在2016—2018年间分别比NPK和DNPK处理显著增加了56.0%和119.2%。与NPK处理相比，1996—2005、2006—2015和2016—2018年间NPKM处理的年钾肥收获指数分别提高了61.6%、53.5%和35.8%，年钾肥农学效率分别增加了23.3%、227.8%和445.5%。除了1986—1995年间OM处理土壤钾素为亏缺外，其他施钾处理的土壤钾素均为盈余，NPKM处理的钾盈余量比NPK处理增加了53.2%～211.6%。钾素盈余量与耕层土壤速效钾含量显著相关 (P < 0.001)，钾素盈余量每增加1 kg/hm2，2016—2018年间耕层土壤速效钾含量增加2.60 mg/kg，明显高于1996—2005和2006—2015年的1.40和1.18 mg/kg。  【结论】  除前10年的单施有机肥处理外，其他施用钾肥处理在试验期间土壤钾素均处于盈余状态，钾肥施用量和钾肥来源对玉米钾素的吸收量没有显著影响。试验20年之后，有机无机肥配施对玉米产量、吸钾量和钾肥利用率的提升优势逐渐凸显。同时，长期施用钾肥导致的钾素盈余量增加会进一步提升耕层土壤速效钾含量，且随着试验年限的延长，钾素盈余量对耕层土壤速效钾的提升作用逐渐增加。     

土壤非交换态钾与结构态钾能够区分吗？

Nonexchangeable K (NEK) is the major portion of the reserve of available K in soil and a primary factor in determining soil K fertility. The questions of how much NEK is in soils and how to quantify total NEK in soils are so far still unclear due to the complicated effects of various minerals on K fixation. In this study, the NEK in 9 soils was extracted with sodium tetraphenylboron (NaBPh₄) for various time periods longer than 1 d. The results showed that the NEK extracted by NaBPh₄ gradually increased with time, but showed no more increase after the duration of extraction exceeded 10--20 d. As the temperature increased from 25 to 45 ^oC, the duration to obtain the maximum extraction of NEK was reduced from 20 to 10 d, and the maximum values of NEK released at both temperatures was almost the same for each soil. The maximum NEK (MNEK) of the 9 soils extracted by NaBPh4 varied from 3 074 to 10 081 mg kg^-1, accounting for 21%--56% of the total soil K. There was no significant correlation between MNEK released by NaBPh₄ and other forms of K, such as NH₄OAc-extracted K, HNO₃-extracted K and total K in soils, which indicates that NEK is a special form of K that has no inevitable relationship to the other forms of K in soils. The MNEK extraction by NaBPh₄ in this study indicated that the total NEK in the soils could be differentiated from soil structural K and quantified with the modified NaBPh₄ method. The high MNEK in soils made NEK much more important in the role of the plant-available K pool. How to fractionate NEK into different fractions and establish the methods to quantify each NEK fraction according to their bioavailability is of great importance for future research.     

Differential potassium buffer behavior of individual soils related to potassium corrective treatments

Abstract

Although the basic chemistry and behavior of potassium in the soil is well understood, little of this knowledge is used in soil testing and practical soil fertility mangement. In this study the K buffer behavior of three individual soils (Hagerstown silt loam (Typic Hapludalf), Gatesburg sand (Entic Haplorthod) and Gilpin channery silt loam (Typic Hapludult)) was investigated. The buffer relationships determined indicated very different K behavior for these soils even though exchangeable K soil tests indicated similar K levels. It was also determined that for these soils the buffer relationship was apparently independent of previous K management, indicating that the K buffer behavior could be included as part of soil characterization data.

The role of nonexchangeable K in determining K buffer behavior was also investigated. It was found that the levels of solution K where the release of nonexchangeable K becomes measurable (0.27 ‐ 0.83 × 10^‐4 M) are similar to solution K levels reportedly required for crop growth (0.02 ‐ 0.95 × 10^‐4 M). It was also found that these soils were capable of maintaining a relatively high level of exchangeable K even after extraction of significant amounts of nonexchangeable K with sodium tetraphenyl boron.

It was concluded that K buffering behavior of individual soils could and should be included in K management decisions involving corrective soil treatments and/or crop removal estimation. Otherwise, based on current soil tests, soils with very different K buffer behavior will be treated similarly.     

Minimal exchangeable potassium status of fifteen smectitic soils in relation to potassium uptake and plant mobilization rate of soil reserve potassium

Abstract

A greenhouse experiment was conducted to study the minimal exchangeable potassium (minimal K) status of fifteen smectite dominant soils and its relationship with K uptake and plant mobilization rate of soil reserve K. Exchangeable K reached minimal level decreasing about 35% from initial K status after 350 days of continuous cropping. Soils with high clay content and initial K status showed higher minimal exchangeable K. Cumulative K uptake by six successive crops varied from 160 mg kg^‐1 to 823 mg kg^‐1 and plant mobilization of soil reserve K varied from 0.151 mg kg^‐1 day^‐1 to 1.880 mg kg^‐1 day^‐1 among soils. Minimal K explained well the variation in total K uptake (r=0.85) and plant mobilization rate (r=0.83) as compared to initial exchangeable K status of soils (r=0.67 and 0.59, respectively) suggesting that the former is a better index of K supplying capacity of soils than the later.