不同供钾水平下水稻钾素吸收利用与产量的基因型差异

通过田间试验研究了不同供钾水平对8个水稻品种钾紊吸收利用和稻谷产量的影响。研究结果表明，两种供钾水平下，水稻的稻谷产量、钾利用效率和各生育期地上部钾积累都存在显著的基因型差异。低钾胁迫显著降低水稻的稻谷产量和各生育期地上部钾积累量，显著提高水稻的钾利用效率。相关性分析表明．低钾胁迫下水稻生育前期（秧苗期＋分蘖期）地上部钾积累量以及生育中期（抽穗期）地上部钾积累量呈显著正相关；正常供钾条件下水稻生育前期地上部钾积累量呈显著正相关。因此筛选和培育具有较高钾利用效率和在生育前期具有较强钾索积累特性的水稻基因型可能是缓解南方水稻土钾素严重缺乏的有效途径之一。     

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。     

低钾胁迫对水稻苗期矿质营养吸收和植物激素含量的影响

以水稻（Oryza sativa L.）受体N27（对照）和来源于N27的耐低钾基因型水稻N18和N19为材料。采用溶液培养技术研究了低钾胁迫对其苗期矿质营养吸收和叶片植物激素含量的影响。结果表明,在低钾胁迫下,水稻幼苗吸钾效率和钾利用效率以及植株钾转运率降低,但N18、N19的降低幅度小于N27。同时,低钾胁迫下N18和N19与N27相比具有较强吸收和运输钠、磷、镁、铁和钙的能力。低钾胁迫使水稻叶片IAA、GA1和ZR的含量以及IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA比值均降低,N18、N19的降低幅度小于N27,且具有较高的IAA、GA1和ZR的含量以及IAA/ABA、ZR/ABA和GA1/ABA比值;低钾胁迫下N18、N19叶ABA的含量增加幅度小于N27。水稻耐低钾特性与其矿质营养吸收能力和植物激素水平或植物激素间比例关系有关。     

水稻钾素营养的基因型特征及分子机制初探

理解水稻(Oryza sativa)的钾素营养特征是提高水稻的钾素利用效率及其生产效应的重要环节。本文针对土壤钾素供应的时空非均匀性,采用水培和分根模拟试验,研究了日本晴(NB)、武育粳18(WYJ18)、南光(NG)及桂单4号(GD4)4个水稻基因型品种的钾素营养特征。结果表明:低钾(0.1 mmol/L K⁺)或高钾(5 mmol/L K⁺)条件均会显著抑制水稻的生长。与高钾条件相比,NB和GD4在低钾及正常供钾(1 mmol/L K⁺)水平下即可保持较高的生物量,推测NB和GD4有更强的钾吸收及转运能力。分根供钾试验表明,4种基因型水稻缺钾一侧的根长和根表面积均受到诱导,而地上部生物量与全根供钾时没有明显差异,说明局部根系供钾即可满足水稻生长需求。进而以NB为材料,通过实时荧光定量PCR,发现水稻根内钾转运基因OsKAT1;1主要定位于根部,且受高钾和低钾抑制,地上部钾分配基因OsAKT2/3主要定位于地上部且受高钾诱导,根–茎钾传输系统OsSKOR基因主要定位于距根尖大于1.5 cm的成熟区,且在根部的表达丰度受低钾诱导;水稻伤流试验结果表明,低钾条件下伤流液的强度和组分与根–茎传输基因OsSKOR的表达特征有较好的吻合度,推测OsSKOR基因可能在根–茎钾转运过程中发挥重要作用。     

低钾胁迫下不同钾效率甘薯的钾吸收利用规律研究

以钾高效品种徐薯28和低效品种济薯22为材料,采用室内土培试验研究了不同施钾量下,甘薯钾的积累与分配及利用规律。结果显示:不施钾显著促进甘薯地上部生长,抑制块根膨大,但品种间变幅不同,钾高效型徐薯28具有更强的根系膨大能力。徐薯28苗期地上部钾浓度显著高于济薯22,叶片和叶柄钾含量分别比济薯22高33.1%、33.9%;但收获期徐薯28植株钾含量为8.7 g/kg,显著低于济薯22的9.8 g/kg。施钾或不施钾下,收获期徐薯28钾分配系数分别为4.2、3.2,济薯22分别为2.0、1.5,表明徐薯28将钾更多分配到块根部分,而济薯22更多分配到茎叶部分。各处理的块根钾利用效率(KIUE-T)为65.1~135.9,施钾及不施钾下,徐薯28块根钾利用效率都显著高于对应的济薯22处理。甘薯植株内钾含量高低是决定济薯22及徐薯28钾利用效率高低的关键因素。因此,两甘薯基因型间钾的利用效率差异主要体现在:徐薯28即使在不施钾下,苗期地上部尤其是茎叶能维持较高的钾含量,为后期块根膨大奠定基础,而收获期维持较高的钾分配系数及植株较低的钾浓度,而济薯22则相反。     

不同铵钾比对高铵下拟南芥地上部和根系生长的影响

钾在缓解植物铵毒害的过程中起着重要的作用。本文研究了高铵(30 mmol/L)条件下,不同铵钾比(7.5︰1和150︰1)对拟南芥(Col-0)主根、侧根以及地上部生长的影响。结果表明:30 mmol/L NH4+条件下,高铵钾比(150)处理显著加重了拟南芥铵毒害现象,地上部和根系生长所受的抑制作用更为明显并导致更严重的氧化胁迫。相比低铵钾比水平,在高铵处理下,高铵钾比使得拟南芥主根伸长量降低57.4%,侧根数量减少33.3%,而地上部鲜重减轻69.9%。DAB(3,3￠-二氨基联苯胺,3,3￠-diaminobenzidine)叶片染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平(0.2和4.0 mmol/L)对拟南芥叶片的氧化胁迫作用没有显著差异;而高铵处理下,相比低铵钾比处理,高铵钾比显著增加了叶片中过氧化氢的含量,加重了其氧化胁迫。伊文思蓝(Evans blue,EB)染色结果表明,不加铵处理下,外源不同钾水平对拟南芥地上部和根部的膜透性没有显著差异,而高铵处理下,高铵钾比显著增强了拟南芥地上部和根部的膜透性,表明其对细胞的伤害程度加重。可见,高铵抑制拟南芥根系和地上部生长,高铵钾比则会加重这种抑制,其原因除了高浓度钾能减少植物对铵的吸收外,可能与高铵钾比条件加剧了植物的氧化胁迫有关。因此,适宜的铵钾比在植物应对铵毒害的过程中发挥重要作用。     

不同基因型棉花苗期钾效率差异及其机制的研究

用营养液培养研究了103、138、163、1651、22和169等6个棉花基因型苗期钾效率差异及其初步机制。根据不同基因型钾效率系数和增长潜力的差异,区分为高效高潜(103、138)、高效低潜(163、165)、低效高潜(122)和低效低潜(169)基因型。在钾胁迫时,1031、38长势较好,单株干物重最大,而钾含量最低,它们能以较低钾含量构建较多的生物量,因此对钾的利用率大;由于其干物质冠根比大,因而能使较少的根系物质维持较多的地上部生长;与此相应,其单株钾积累量较大,且地上部钾积累量占较大比重,表明其吸收和转运钾素的能力较强;其叶绿素含量是上部叶高于下部叶,且二者差值较大,从而较好地促进上部叶的生理功能。而122、169则正好相反,缺钾时它们具有较高的钾含量,干物重却最小,其中169干物重仅为103的43.93%,因而钾积累量也最少,其吸收、积累和利用钾的能力弱。163、165的单株干物重、增长潜力以及地上部钾积累量比重均较低,其吸收和转运钾的能力属中低水平。     

烤烟钾素营养特性的基因型差异研究

以10个烤烟基因型为材料,进行了离子耗竭溶液培养、土壤耗竭盆栽试验和田间小区试验,研究比较钾素营养特性的基因型差异。结果表明,不同基因型的吸钾速率和耐低钾能力差异显著。吸钾速率以红大和K358最大,耐低钾能力Nc27NF和K358最强,Nc729最弱。10个基因型全株含钾量在低钾水平下变幅为0.87%～1.25%,而在高钾水平下为1.40%～1.94%。高钾条件下,基因型G28、77089-12、Rg11和Nc82的叶片含钾量高于2%;K358、Coker319、K346和Nc27NF有较高的钾素利用效率,K346、Nc729、G28和K358的钾素收获指数大于50%。各烤烟基因型的钾素营养特性在不同供钾条件下无显著相关性。综合比较K346属于钾高效基因型。     

籼稻不同基因型对钾、钠的反应

本研究用微区试验研究了4种典型基因型在田间条件下对钾、钠反应的遗传差异。这4种基因型是经液培方法从近300种基因型中筛选得到的。结果表明,在低钾条件下,钾高效基因型的钾素利用效率、钾素经济利用效率、对胡麻斑病的抗性等都显著高于钾低效基因型;不同基因型对钠的反应差异明显;茎叶的钾钠含量互成显著的反相关。     

低钾胁迫下不同低钾耐性大豆钾营养特性的差异

采用盆栽试验方法研究了低钾胁迫对不同低钾耐性大豆品种(系)钾营养特性的影响。结果表明:低钾胁迫下,植株干重、单株粒重、叶片钾含量、茎秆钾含量、幼荚钾含量、籽粒钾含量和钾积累量均以耐性品种(系)较高,钾利用效率以低钾敏感品种(系)较高。低钾胁迫下,不同低钾耐性大豆的植株干重、单株粒重、各器官钾含量和钾积累量均下降,但耐性品种(系)的各指标下降幅度小,敏感品种(系)的各指标下降幅度大。低钾胁迫下,不同低钾耐性大豆的钾利用效率均明显升高,耐性品种(系)比敏感品种(系)的升高幅度小。耐性品种(系)的植株干重、单株粒重、各器官的钾含量、钾积累量和钾利用效率受低钾胁迫影响较小,低钾条件下耐性品种(系)获得较高产量的主要原因是吸钾能力更强。     

K高效和K低效基因型水稻Na和K的吸收和分布与水稻生长及体内K利用率之间的关系

A pot experiment with two rice (Oriza sativa L.) genotypes differing in internal potassium use efficiency (IKUE) was conducted under different sodium (Na) and potassium (K) levels. Adding NaCl at a proper level enhanced rice vegetative growth and increased grain yield and IKUE under low potassium. Addition of higher rate of NaCl had a negative effect on the growth of the K-efficient rice genotype, but did not for the K-inefficient genotype. Under low-K stress, higher NaCl decreased IKUE of the K-efficient rice genotype but increased IKUE for the K-inefficient genotype. At tillering stage and under low-K stress, adding NaCl increased K and Na contents and decreased the ratio of K/Na for both genotypes. At harvesting stage under low-K stress, adding NaCl increased K and Na contents and K/Na ratio for the K-efficient genotype but decreased the K/Na ratio for the K-inefficient genotype. The accumulated Na was mostly deposited in the roots and sheaths. At tillering stage, the K and Na contents and the K/Na ratios in different parts for both genotypes decreased in the following sequence: K⁺ in sheaths > K⁺ in blades > K⁺ in roots; Na⁺ in roots > Na⁺ in sheaths > Na⁺ in blades; and K/Na in sheaths >> K/Na in roots. The K-efficient genotype had a lower K/Na ratio in roots and sheaths than the K-inefficient genotype under low-K stress. At harvesting stage, K and Na contents in grains were not affected, whereas K/Na ratio in the rice straws was increased for the K-efficient genotype but decreased for the K-inefficient genotype by Na addition. However, this was not the case under K sufficient condition.     

嫁接对不同棉花基因型钾效率的影响

采用全生育期土培盆栽试验,在研究2个棉花基因型钾吸收效率和利用效率的基础上,对未嫁接和经嫁接的自根苗(接穗和砧木为同一基因型)处理的棉花干物质和钾的积累、分配进行比较。结果表明:自根苗植株与未嫁接植株相比,不同棉花基因型在不同钾水平下干物质和钾的积累及分配不同。高效基因型103经过嫁接后营养器官中的干物质和钾比例增加,生殖器官中的干物质和钾减少,产量和钾利用指数下降;低效基因型122经过嫁接后营养器官中的干物质和钾比例减少,生殖器官中的干物质和钾增加,产量和钾利用指数升高。吸收效率因钾水平而异,高效基因型103嫁接后施钾时吸收效率降低,缺钾时升高;而低效基因型122嫁接后施钾时吸收效率升高,缺钾时降低。嫁接对不同棉花基因型产生的效应不同,通过嫁接使不同棉花基因型物质分配趋于平衡。     

低磷胁迫对水稻地上部氮、钾吸收和积累的影响

在盆栽土培条件下,采用耐低磷水稻基因型508T、580T、99011T和99112T及低磷敏感基因型99012S和99056S为材料,研究了不同生育时期,低磷胁迫对水稻氮、钾吸收和积累的影响。结果表明,在分蘖期,低磷处理对水稻体内氮、钾含量的影响较小,但低磷敏感基因型水稻受影响较大;孕穗期,除508T的氮含量变化不明显外,其它基因型体内氮、钾含量均显著增加。在这两个时期,低磷敏感基因型99012S氮、钾含量的变化幅度在所有基因型中最高,而另一个低磷敏感基因型99056S则相反。至成熟期,由于受吸收效率和转运效率的共同影响,不同基因型水稻体内氮、钾含量的变化趋势明显比生育前期复杂,耐低磷基因型水稻茎叶的氮、钾含量与低磷敏感基因型没有明显的差异。在生育前期,耐低磷基因的氮、钾积累量显著高于低磷敏感基因型;生育后期,耐低磷基因型的绝对积累量优势消失,但相对积累量优势变大。     

不同供磷水平对旱作条件下水稻生长、根系形态和 养分吸收的影响

通过盆栽试验,比较分析了磷素对旱作条件下不同水稻品种苗期生长、根系形态及磷素吸收利用效率的影响。结果表明,施用磷肥促进水稻地上部和根系的生长,低磷胁迫显著增大了植物的根冠比,且品种间差异明显,丛矮2在低磷水平和高磷水平下的根冠比比值为1.982,而黄华占相应的比值为1.096;随供磷浓度的增加,水稻植株含磷量增加而磷素生理利用率降低,在3种磷水平下,3345的磷素吸收效率均高于其他4个品种,磷素生理利用率却低于其他4个品种。根系形态参数与磷素吸收、利用效率的相关性分析表明:根系总长对水稻植株吸磷量影响最大。总之,适当地施用磷肥能更好地协调根系与地上部的关系,促进根系的生长和根系对磷素的吸收。     

氮磷钾胁迫下不同D基因组人工合成小麦生长和养分积累差异

【目的】人工合成小麦具有很多优良性状,是现代小麦遗传改良的重要基因资源。本研究以具有相同AB基因组、不同D基因组的人工合成小麦材料Syn79(S79)和Syn80(S80)为供试材料,研究在氮磷钾胁迫下其生长、养分积累、养分分配和利用,差异,为小麦抗逆性基因定位和抗逆性遗传改良提供依据。【方法】采用盆栽试验,以施用N 0.20、P2O50.15和K2O 0.15 g/kg土为正常氮磷钾水平,以不施氮磷钾作为胁迫,设立4个处理:NPK(CK)、N0PK、NP0K、NPK0。小麦整个生育期每隔1个月调查1次株高和分蘖,成熟期,将小麦分根、茎叶、颖壳(穗)和子粒4个部分整理样品,收集株高、有效分蘖数、根长、穗长、根重、茎叶重、穗重、籽粒重、小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重和结实率。【结果】D基因组来源不同的人工合成小麦S79和S80在氮磷钾胁迫下生长、养分积累、分配和利用方面差异很大。从生长角度看,S80对氮磷胁迫敏感性低于S79,其在氮磷胁迫下长势优于S79,主要表现为株高、有效分蘖、分蘖成穗率、单株茎叶、颖壳和籽粒重等农艺性状显著好于S79。S80在氮磷钾胁迫下株高、根长和根冠比显著增加,S79的显著降低。S79在钾胁迫下农艺性状表现好于S80,主要表现为低钾环境下S79单株根重、茎叶重、颖壳重和籽粒重均高于S80。从养分积累、分配和利用看,S79在氮钾胁迫下单株氮磷钾养分积累高于S80,但S80在氮钾胁迫下的氮磷钾利用效率和收获指数均高于S79;磷胁迫下,S80单株、单株茎叶和单株颖壳中氮磷钾养分积累高于S79,但其利用效率和收获指数低于S79。S80在氮磷胁迫下籽粒中养分分配率较高,S79在钾胁迫下籽粒中养分分配较好。【结论】S79和S80在不同养分胁迫下生长、养分积累、分配和利用产生差异。S80耐低氮低磷,S79耐低钾;S80在氮钾胁迫下对氮磷钾养分利用较高,S79在磷胁迫下对氮磷钾养分利用较高。S80在养分胁迫下通过增加根长扩大养分供给范围,增加养分供给量,满足作物生长,加快养分向穗部转运,降低对籽粒产量影响。     

Genotypic Difference of Germination and Early Seedling Growth in Response to Cd Stress and its Relation to Cd Accumulation

A greenhouse experiment was conducted using twelve Japonica rice genotypes differing in grain Cd concentration, to study the genotypic difference in germination and early seedling growth in response to Cd stress and its relation to Cd accumulation. The results showed that under low Cd level (0.5 mM), germination was significantly enhanced for most rice genotypes, but higher Cd levels (2.5 and 10.0 mM) inhibited germination dramatically. When exposed to 10.0 mM Cd, a few genotypes could still germinate, but the seedlings of all genotypes would die in early stage. Shoot height and dry weight, and root length and dry weight of seedling were significantly inhibited at 0.5 and 2.5 mM Cd levels, irrespectively of genotypes, and the inhibition became more severe under higher Cd level. There was a significant genotypic difference in response of germination, early seedling growth and shoot Cd concentration to Cd stress. The difference was the largest for germination, followed by root growth, the least for shoot growth. A cluster analysis of tolerance indices, including germination rate, shoot height and weight, root length and weight of the plants exposed to 2.5 mM Cd level showed that 12 rice genotypes may be grouped into three clusters, i.e. high-, intermediate- and weak Cd-tolerance. No significant correlation was found between grain Cd concentration and Cd-tolerance in terms of germination and seedling growth, and shoot Cd concentrations, suggesting that it is possible to develop rice cultivars with high Cd-tolerance and low grain Cd accumulation.     

Potassium efficiency mechanisms of wheat,barley, and sugar beet grown on a K fixing soil under controlled conditions

Plant species differ in their potassium (K) efficiency, but the mechanisms are not clearly documented and understood. Therefore, K efficiency of spring wheat, spring barley, and sugar beet was studied under controlled conditions on a K fixing sandy clay loam. The effect of four K concentrations in soil solution ranging from low (5 and 20 μM K) to high (2.65 and 10 mM K) on plant growth and K uptake was investigated at 3 harvest dates (14, 21, and 31 days after sowing). The following parameters were determined: shoot dry matter (DM), K concentration in shoot dry matter, root length (RL), root length/shoot weight ratio (RSR), shoot growth rate/average root length ratio (GR_s/aRL), K influx, and soil solution K concentrations. Wheat proved to have a higher agronomic K efficiency than barley and sugar beet, indicated by a greater relative yield under K‐deficient conditions. As compared to both cereals, sugar beet was characterized by higher K concentrations in the shoot dry matter, only 30—50 % of the root length, 15—30 % of the RSR and a 3 to 6 times higher GR_s/aRL. This means that the shoot of sugar beet had a 3 to 6 times higher K demand per unit root length. Even at low K concentrations in the soil solution, sugar beet had a 7 to 10 times higher K influx than the cereals, indicating that sugar beet was more effective in removing low available soil K. Wheat and barley were characterized by slow shoot growth, low internal K requirement, i.e. high K utilization efficiency, and high RSR, resulting in a low K demand per unit root length. At low soil K concentrations, both cereals increased K influx with age, an indication of adaptation to K deficiency. The mechanism of this adaptation merits closer investigation. Model calculations were performed to estimate the K concentration difference between the bulk soil and the root surface (ΔC_L) needed to drive the measured K influx. For the two cereals, the calculated ΔC_L was smaller than the K concentration in the soil solution, but for sugar beet, ΔC_L was up to seven times higher. This indicates that sugar beet was able to mobilize K in the rhizosphere, but the mechanisms responsible for this mobilization remain to be studied.     

Manganese deficiency in wheat genotypes: Physiological responses and manganese deficiency tolerance index

Manganese (Mn) deficiency limits wheat productivity on sandy loam, calcareous and alkaline soils cropped with rice. Variation of wheat genotypes to sustain production and Mn use from Mn deficient condition was investigated to screen efficient genotypes. Forty-seven diverse wheat genotypes were evaluated on Mn sufficient (0.195 µM) and Mn deficient (0 µM) nutrient solution to elucidate physiological basis of Mn deficiency tolerance and to develop manganese deficiency tolerance index (MDTI). Shoot dry weight and mean Mn accumulation was 136.7% and 76.5% enhanced when Mn nutrition was improved, respectively. Efficient genotypes under limited Mn had lower root length/shoot weight ratio but higher relative shoot growth rate with higher shoot demand on root which reflected higher Mn influx. Genotypes were classified as tolerant (>0.66), semi-tolerant (0.33–0.66) and sensitive (<0.33) on the basis of MDTI (0–1 scale). Manganese efficient genotypes are most desirable for sustainable production of wheat under low Mn.     

钠钾替代对不同基因型棉花钾利用效率的影响

【目的】钾是植物生长发育所必需的营养元素之一,缺钾影响棉花的生长。钠与钾有一些相同的生理功能,钠钾替代和协同作用是提高作物钾效率有效途径之一。研究钠钾替代对不同基因型棉花钾效率的影响,旨在为生产中科学高效利用钾肥提供依据。【方法】于2013~2014年在华中农业大学利用盆栽试验,筛选并获得了钾高效高增产潜力棉花基因型103和钾低效低增产潜力棉花基因型122为试验材料,采用营养液培养对不同K+、Na+浓度处理条件下棉花苗期农艺性状(株高、根长和叶片数)、干物质积累与分配、各部位(根、茎、叶和柄)钾钠含量和钾钠积累量等进行了研究,探讨了钠钾替代作用对其钾素利用效率的影响。【结果】缺钾的条件下,施钠增加了两个基因型的根长,且103增加的幅度大于122;增加了103和122各部位干重和根冠比,而减少了根和茎的钾含量,对各部位钾积累量影响不明显,施钠还能显著提高基因型棉花103的钾利用效率,其为不施钠时的1.37倍。另外,适钾的条件下施钠,两个基因型的根长都有所增加,且103增加的幅度大于122;103和122各部位干重和总干重都显著增加,但二者根和叶钾含量显著降低,除了叶和柄其他各个部位的钾积累量都不同程度的提高;同时,103和122的钾利用效率均增加,103增加了28%,大于122的19%。此外,钾钠交互作用对根长和株高的相对生长速率,各部位干物重和根、叶中钾、钠含量和积累量以及全株钾利用效率都有显著影响。【结论】无论是否施钾、施钠均能增加两个基因型棉花的根长,通过促进根系的伸长来提高棉花对钾的吸收和生物量的积累。缺钾时施钠显著增加了103的钾效率,且适钾时施钠高效基因型103的钾效率增加幅度大于低效基因型122,表明钠钾替代和协同效应对钾高效基因型103比低效基因型122更显著。