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。     

富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征研究

【目的】 研究富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征,有助于了解烟草高效吸收钾的机理,为富钾烤烟基因型的筛选提供参考依据。 【方法】 选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验, 分析了不同烤烟品种生长过程中非根际和根际土壤速效钾含量的变化,成熟期根系生理特性差异,成熟期不同部位钾积累量、钾离子通道和转运体基因表达差异。 【结果】 富钾品种ND202成熟期叶片中的钾积累量极显著地高于K326和NC89,茎和根中的钾积累量品种间差异不显著,ND202全株钾积累量最高,达到10.18 g/株,分别比NC89和K326高109.90%和90.28%,差异达极显著水平。成熟期ND202的平均根鲜重和根体积显著高于K326,根系活力显著高于NC89。ND202根际土壤速效钾含量分别在团棵期极显著低于NC89,在旺长期极显著低于K326,在成熟期极显著低于2个品种,非根际土壤速效钾在成熟期极显著高于NC89和K326。成熟期内流型钾离子通道基因NKT1和NtKC1在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202上部叶中的NKT1表达量显著高于K326和NC89,根、上部叶和中部叶中NtKC1的相对表达量极显著高于NC89和K326,ND202的钾离子通道基因NtTPK1在根、中部叶中极显著高于NC89和K326,有利于钾离子的吸收;ND202下部叶中外流型钾离子通道基因NTORK1的相对表达量极显著低于NC89和K326,钾素外排较少有利于钾含量的提高;钾转运体基因NtHAK1和NtKT12在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202在根、上部叶和中部叶中NtHAK1的相对表达量,在根和上部叶中NtKT12的相对表达量均极显著地高于K326和NC89,有利于钾素运转和积累。 【结论】 富钾品种ND202具有成熟期根系较发达,根系吸收能力较强,钾离子通道和转运体基因相对表达量较高,叶片中钾积累量较大的特征。      

腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响

研究了腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响。结果表明,生姜植株干物质积累量和钾素积累量随生姜生长发育而增加,变化动态可以用Logistic方程拟合。施用腐殖酸明显提高了根系活力,增加了植株钾素吸收量和干物质积累量,比空白对照增产8.88%。施用腐殖酸钾显著促进了根系生长发育,提高了钾素积累速率和钾素积累量,并最终提高产量,比空白对照增产61.29%,比等量氧化钾对照增产9.92%。施用腐殖酸钾显著提高了钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率,而钾素干物质生产效率和钾素收获指数都有所降低。     

腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响

研究了腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响。结果表明,生姜植株干物质积累量和钾素积累量随生姜生长发育而增加,变化动态可以用Logistic方程拟合。施用腐殖酸明显提高了根系活力,增加了植株钾素吸收量和干物质积累量,比空白对照增产8．88％。施用腐殖酸钾显著促进了根系生长发育,提高了钾素积累速率和钾素积累量,并最终提高产量,比空白对照增产61．29％,比等量氧化钾对照增产9．92％。施用腐殖酸钾显著提高了钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率,而钾素干物质生产效率和钾素收获指数都有所降低。     

小麦钾离子通道蛋白基因TaPC1介导植株抵御低钾逆境功能研究

  【目的】  钾离子通道 (potassium channel, PC) 蛋白通过介导离子跨膜转运，增强低钾胁迫下植株对钾素的吸收和利用能力。本研究以采用RNAseq鉴定小麦应答低钾基因获得的PC家族基因TaPC1为对象，对该基因分子特征、应答低钾表达模式及其介导植株抵御低钾逆境的能力进行研究。  【方法】  采用生物信息学工具分析TaPC1分子特征，采用溶液培养法培养丰钾 (K₂O 6 mmol/L )、低钾 (K₂O 0.06 mmol/L) 处理小麦和转化株系幼苗，采用 DNA 重组技术构建TaPC1亚细胞定位和表达质粒，利用农杆菌介导法遗传转化烟草。采用常规植株形态、生理和qPCR方法测定植株生长、生理指标和基因表达。  【结果】  TaPC1与植物种属PC家族基因具有较高的同源性，该基因编码蛋白具有植物种属PC蛋白跨膜域保守特征，翻译蛋白经内质网分选后定位于细胞质膜。低钾 (0.06 mmol/L) 处理下，根、叶中TaPC1表达增强；将低钾处理植株转入丰钾 (6 mmol/L) 营养液进行恢复处理后，根、叶中该基因表达下调，表明TaPC1呈低钾应答表达模式。基因遗传转化结果表明，与野生型 (WT) 对照相比，低钾处理下，超表达TaPC1烟草株系植株干物质积累量增多，细胞活性氧累积量减少，细胞保护酶 (SOD、CAT和POD) 活性提高，丙二醛含量降低。基因表达分析表明，低钾处理下，转化株系内细胞保护酶编码基因NtSOD1、NtCAT1;1、NtPOD1;2及NtPOD1;6的转录本丰度较野生型 (WT) 显著增多，表明上述基因通过增强表达，在改善转化株系低钾处理下细胞活性氧稳态中发挥重要作用。此外，与WT相比，低钾处理下转化株系的钾累积量显著增多，光合碳同化能力增强。  【结论】  TaPC1呈低钾胁迫增强表达模式，上调表达该基因能显著增强植株钾素吸收，有效维持低钾逆境下的细胞活性氧稳态特征，在改善植株光合物质生产和抵御低钾逆境能力中发挥重要作用。     

不同钾水平下外源铵对烟草幼苗根系生长及钾吸收的影响

为探明铵参与低钾胁迫下烟株根系的生长及吸钾机制,采用室内水培法,以“豫烟6 号”为试验材料,研究了不同供钾水平下外源NH4+ 对烟株根系的生长生理和钾吸收速率的影响。结果表明,未添加外源NH4+ 时,低钾胁迫下烟株根系可溶性蛋白、根系活力、烟株各部位干重和钾含量均显著低于常钾水平。两种供钾水平下,随着外源NH4+ 浓度增加,烟株根系干重、根系扫描参数、钾积累量和钾最大吸收速率均呈下降趋势,但根系可溶性蛋白含量和根系活力则先上升后下降并在外源NH4+ 浓度为1 mmol/L 时最大。外源NH4+ 可抑制植物根系高亲和及低亲和K+ 吸收系统,且NH4+浓度越大,钾吸收速率越低,其中溶液K+ 浓度为0.2 和10 mmol/L 时,N5.00 较N0处理分别显著降低55.78% 和37.68%。可见,低钾胁迫显著抑制烟株根系生长和钾吸收,而外源NH4+ 可抑制高亲和或低亲和的K+ 吸收系统,从而影响烟株的钾吸收速率和吸收量。     

小麦根际解钾微生物与土壤钾含量、钾素利用率及根系活力的关系

  【目的】  探讨肥料施用方式和施钾量对土壤不同形态钾含量及小麦根系活力的影响,以期为提高土壤钾素利用效率提供技术支持。  【方法】  2018—2020年连续两年,采用裂裂区设计,主区为肥料 (A):设20%有机肥 (鸡粪)+80%氮肥 (A1),100%氮肥 (A2) 2个水平;副区为施钾量 (B):设不施钾 (B1)、减量施钾80 kg/hm2 (B2)、常规施钾120 kg/hm2 (B3)、增施钾肥160 kg/hm2 (B4) 4个水平;副副区为小麦品种 (C):西农979 (C1)、豫农202 (C2)。分别在冬前、返青、拔节、开花、灌浆、成熟时,调查分析根际解钾微生物数量、土壤不同形态钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率。  【结果】  联合方差分析结果表明,有机肥、施钾量、品种及年份对根际解钾微生物数量、土壤速效钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率和产量的影响均达5%或1%显著水平。在小麦全生育期内,与单施化肥相比,有机肥和化肥配施条件下根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力显著提高,缓效钾和矿物钾含量降低;随施钾量提高,根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力、钾素利用效率提高,而施钾量过大时则有所降低;有机肥和常规施钾量配施处理的根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力较其他处理显著提高,而缓效钾和矿物钾含量降低幅度最大。有机肥和钾肥配施较单施化肥处理的钾素利用效率提高2.24%,与不施钾相比,在两年中常规施钾植株钾素利用效率提高幅度最高可达75.15%,且有机肥和常规施钾配施处理下钾素利用效率提高幅度最大达4.66%。相关分析结果表明,不同生育时期根际解钾微生物数量与小麦根系活力、土壤速效钾、缓效钾或矿物钾含量呈显著或极显著正相关。  【结论】  有机肥和化肥配施可增加土壤根际解钾微生物数量,提高土壤速效钾含量而降低缓效钾和矿物钾含量。钾肥减施条件下,采用有机无机肥配施模式有利于提高土壤钾素利用率,增强小麦根系活力,本研究条件下,黄淮平原典型麦田的施钾策略是有机无机肥配施,K₂O施用量以120 kg/hm2为宜。     

蕺菜属植物富钾基因型的筛选

在低钾土壤培养和营养液培养的条件下,采用植株含钾量、吸钾速率和钾素利用率并结合植株根系形态特征,对蕺菜属(Houttuynia Thunb.)16份不同基因型材料的富钾能力进行筛选.结果表明,峨眉蕺菜W01-86以及蕺菜W01-34和W01-71在低钾土壤培养和溶液培养时植株含钾量分别高于9.0%,5.50%,吸钾速率大于1.50μmol/(g·h).低钾土壤培养和溶液培养时的钾素利用率分别高于2.50,0.30g/g,为富钾基因型;W01-4和W01-99低钾土壤培养和溶液培养时的植株含钾量分别低于8.5%,5.0%,吸钾速率小于0.65μmol/(g·h),低钾土壤培养和溶液培养时的钾素利用率分别低于2.00,0.30 g/g,为低钾基因型.     

钾镁水平对番茄苗期生长、根系形态及钾素吸收和生理利用效率的影响

采用水培方法,研究不同钾、镁水平对"天福冠露"和"毛粉802"两种番茄幼苗生长、根系特征及钾素吸收、利用效率的影响。结果表明,钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株鲜重、干重及钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理的株高显著高于其他处理。随钾、镁水平升高,两种番茄植株的根长、"天福冠露"植株的根直径、根体积和分根数先减少后增加;番茄植株钾素吸收率显著提高,生理利用效率显著降低。钾、镁水平(8 mmol/L、1 mmol/L)处理的植株根长、根表面积、根直径及根体积显著高于缺钾处理。钾、镁水平(4 mmol/L、4 mmol/L)处理,两种番茄植株根长、根表面积、根体积和分根数均显著高于缺镁处理,"天福冠露"植株钾含量显著高于"毛粉802",而钾素生理利用效率显著低于"毛粉802"。与其它等钾处理相比,缺镁植株钾素积累量最低、生理利用效率最高,镁过量处理的植株钾素生理利用效率显著降低。     

钾对大白菜的营养作用及其生理机制研究

通过砂培试验和田间试验探讨了钾对大白菜的营养作用及其生理机制。砂培试验结果表明，钾能通过促进大白菜根系的生长、提高根系的脱氢酶活性和叶片的硝酸还原酶活性；增加对氮磷等养分的吸收，改善植株体内的氮磷钾营养状况；提高叶绿素含量，增加气孔导度和蒸腾强度，提高净光合作用速率，增加干物质的积累。田间试验得出，钾能在提高大白菜内源激素（玉米素、生长素和脱落酸）整体水平的同时，调节其平衡。主要表现在玉米素／脱落酸和生长素／脱落酸比值的降低，从而有利于叶球的形成。     

远志养分吸收规律及其与药效成分积累的关系

【目的】 远志 (Polygala tenuifolia Willd) 是多年生草本植物,以根入药,是我国重要的大宗药材之一。研究远志的营养元素吸收规律及其与药效成分积累的关系,为远志人工栽培中科学施肥及专用肥料的研制提供理论依据。 【方法】 以3年生远志为研究对象,2017年3月26日幼苗全部返青,从返青后40天 (5月4日) 开始,每隔20 天田间采集植株样一次,分别测定其根部和地上部干物质量,氮磷钾等8个营养元素含量以及根中3类药效成分 (总皂苷、总黄酮和总酚) 的含量。 【结果】 远志地上部干物质积累在整个生育期内呈先升高后下降的趋势,根部干物质积累呈直线上升趋势。返青后40～140 天地上部干物质积累量大于根,返青后 160～195天生长中心转移到根,根的干物质积累量大于地上部。远志植株对氮素的最大吸收时期在返青后100～140天,吸收量为18.77 g/m2,对磷、钾的最大吸收时期在返青后140 天,吸收量分别为3.07 g/m2和3.36 g/m2。远志根中总皂苷、总黄酮、总酚累积量的趋势基本一致,均为先升高后降低,累积量均在返青后180天达到最大值。总皂苷积累量出现两次峰值,分别在返青后140天 (6.28 g/m2) 和180天 (6.43 g/m2),总酚累积量也出现两次峰值,分别在返青后80天 (2.37 g/m2) 和180天 (4.31 g/m2),总黄酮积累量只有一次峰值,出现在返青后180天 (2.35 g/m2)。根药效成分经济产量在返青后180天达到最高。总黄酮含量与根中锌元素含量呈显著正相关 (P < 0.05);总酚含量与根中锌元素含量呈极显著正相关 ( P < 0.01)。 【结论】 返青后140～195天是远志根干物质积累最快的时期。远志氮营养最大效率期在返青后100～140天,磷、钾营养最大效率期在返青后140天。在远志专用肥料配制中应保证锌元素的供给,以满足远志生长发育的需求,从而有效提高药效成分的积累。远志根秋季采挖的最佳时间是返青后180天 (9月25日)。      

Bacillus amyloliquefaciens Pb-4对穴盘育苗番茄生长及生理特性的影响

【目的】 以穴盘育苗番茄为试材,研究分析了Bacillus amyloliquefaciens Pb-4对植物的促生作用及应用潜力,为该菌在番茄穴盘育苗上的应用提供理论依据。 【方法】 采用穴盘育苗的方法,以Bacillus amyloliquefaciens Pb-4在PYJ培养基中培养48 h的发酵液为接种剂,设置不接种 (CK) 和接种20 (T20)、60 (T60)、100 (T100) 和200 (T200) mL/L 基质5个处理,番茄幼苗四叶一心时取样分析其生理指标。 【结果】 1) Pb-4显著促进了番茄幼苗地上部的生长,其中T100处理的促生作用最强,株高、茎粗、叶面积以及地上部干重较CK处理显著增加了28.5%、23.9%、57.4%和42.4%,而T200处理的促生作用下降;Pb-4促进了番茄幼苗根系的生长,显著增加了根系直径大于0.5 mm的根长占总根长的比重,T20处理的根表面积和根体积最大,较CK处理显著增加了16.9%和34.2%,但与T100处理间差异不显著。2) Pb-4显著增加了番茄幼苗光合色素含量,其中T100处理的总叶绿素含量最高,CK处理最低,T20、T60、T100和T200处理分别较CK处理增加5.8%、9.4%、12.6%和7.6%;Pb-4提高了番茄幼苗茎、叶中IAA和GA₃的含量,而对根中IAA和GA₃的含量没有影响。3) 相关性分析表明,番茄株高、茎粗、叶面积、地上部干重与叶片光合色素含量、茎中IAA、GA₃以及叶片中GA₃的含量显著相关,而根系干重与光合色素含量、茎中IAA含量显著相关,根表面积与叶片IAA以及根系中GA₃的含量显著相关,根体积与叶片中IAA含量显著相关。 【结论】 Bacillus amyloliquefaciens Pb-4可促进番茄幼苗地上部生长,改变根系形态特征,提高番茄叶片光合色素以及不同器官中IAA和GA₃含量,其对番茄幼苗的促生作用在施用量为100 mL/L基质时最佳,超过该施用量促生作用降低。      

干旱胁迫下钾素对甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响

【目的】研究干旱胁迫下施钾量对不同生长时期甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响,为甘薯的抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾（K₂SO₄）为供试肥料,水分处理设土壤最大持水量的60%～70%和30%～40%,依次代表正常供水（W1）和干旱胁迫（W0）;钾肥设K0、K1、K2、K3四个水平,K₂O用量分别为0、120、240和360 kg/hm2。分析了不同生长时期甘薯干物质含量、淀粉和可溶性糖含量、内源激素含量及收获期块根产量。【结果】干旱胁迫下甘薯植株干物质含量、块根和淀粉产量显著降低,施钾有利于甘薯植株干物质含量的提高、块根的膨大和淀粉的生成和积累,甘薯植株和块根干物质含量、块根淀粉含量和积累量最大均为K2处理,较K0提高幅度最大分别达到31.7%、43.6%、10.6%和50.6%。相同钾用量条件下,干旱胁迫下块根单薯重显著高于正常灌水,单株结薯数显著低于正常灌水。正常灌水条件下施钾后甘薯叶片可溶性糖含量降低,而块根可溶性糖含量升高,干旱胁迫下施钾使甘薯叶片和块根可溶性糖含量增大,较K0提高幅度最高分别达到31.4%和36.0%。干旱胁迫下施钾后甘薯叶片和块根IAA、ABA、ZR和GA含量显著增大,较K0提高幅度最高分别达到12.7%、15.7%、12.0%、10.4%和21.4%、15.6%、65.7%、13.0%,促进了甘薯植株碳水化合物含量和干重的提高,块根淀粉积累速率增大。【结论】干旱胁迫下施钾促进了干物质向块根的分配,提高了甘薯块根单薯重,从而增加了单位面积甘薯块根产量。干旱胁迫下钾素提高甘薯块根和叶片内源激素（ABA、IAA、ZR、GA）含量,块根内源激素含量的增加促进了块根淀粉的合成和积累,叶片内源激素含量的增加促进了地上部茎叶生长、茎叶干物质积累和叶片可溶性糖含量的增加,增强了甘薯的抗旱性。     

丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响

【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。      

优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响

【目的】我国萝卜生产中施肥过量和不平衡现象普遍,研究优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响,旨在为萝卜科学施肥提供依据。【方法】于2016年秋季和2017年春季分别在天津、山东、浙江和河北四个萝卜产区布置4个田间试验,共设置7个处理:农民习惯施肥(FP);优化施肥[NPK (S)];基于NPK (S)处理的减氮、减磷和减钾处理;优化施肥+有机肥[NPKM (S),钾肥为硫酸钾];优化施肥+有机肥[NPKM (Cl),钾肥为氯化钾]。测定了萝卜产量、养分吸收量、肥料利用率和氮素表观损失。【结果】与FP处理相比,两季NPK(S)处理的萝卜肉质根产量增幅平均为3.9%,植株氮、磷和钾养分吸收量增幅平均为12.4%、15.3%和4.4%,其中河北试验点产量和养分吸收量均达到显著水平。四个试验点NPK (S)和NPKM (S)处理以及NPKM (S)和NPKM (Cl)处理相比,萝卜产量和养分吸收量均无显著性差异。与FP处理相比,两季NPK (S)处理的氮素农学效率(AEN)、氮素回收率(REN)和氮素偏生产力(PFPN)平均分别增加了32.8 kg/kg、18.9%和110.5 kg/kg;磷素农学效率(AEP)、磷素回收率(REP)和磷素偏生产力(PFPP)平均分别增加了53.0 kg/kg、15.3%和296.7kg/kg;钾素农学效率(AEK)和钾素回收率(REK)平均分别增加了17.6 kg/kg和11.5%。与NPKM (S)处理相比,两季NPK (S)处理的AEN、REN和PFPN平均分别增加了34.0 kg/kg、13.5%和221.7 kg/kg,AEP、REP和FPP平均分别增加了20.8 kg/kg、6.6%和217.2 kg/kg,AEK、REK和钾素偏生产力(PFPK)平均分别增加了9.0 kg/kg、3.6%和89.5 kg/kg。与NPKM (Cl)处理相比,两季NPKM (S)处理的REP和REK分别显著提高了6.2%和7.4%。由氮素表观损失结果得出,两季NPK (S)处理的氮素表观损失比FP处理平均降低了106.7kg/hm^2,氮素残留降低了42.1 kg/hm^2;与NPKM (S)处理相比,NPK (S)处理的氮素表观损失平均降低了84.6kg/hm^2,氮素残留降低了55.6 kg/hm^2;NPKM (S)和NPKM (Cl)处理平均氮素表观损失和氮素残留量均无显著性差异。【结论】在保证萝卜产量的基础上,优化施肥量和施肥时期可有效提高肥料的利用率,降低氮素损失。肥料用量的增减需依据各地具体施肥量而定,硫酸钾和氯化钾都可在萝卜生产中用作钾源,二者在肥效和萝卜产量及品质方面没有差异。     

基施钾肥有效提高内蒙古河套灌区向日葵产量和油分品质

【目的】 氯化钾和硫酸钾价格差异较大,在碱性土壤上比较氯化钾和硫酸钾及其施用时期对向日葵产量、品质的影响,为向日葵科学经济合理施用钾肥提供理论依据。 【方法】 于2014—2016年,在内蒙古河套灌区向日葵典型种植区进行了3年的钾肥品种和施用时期田间定位试验。供试钾肥为硫酸钾和氯化钾,施用量为K₂O 120 kg/hm2。施用方式设100%基施 (100%B)、50%基施 + 50%现蕾期追施 (50%B + 50%T) 和25%基施 + 50%现蕾期追施 + 25%花期追施 (25%B + 50%T + 25%T) 三个处理,以不施钾肥为对照。向日葵收获后,调查了产量、产量性状及钾素吸收量,钾肥利用率,分析了向日葵籽实中粗脂肪、粗蛋白和主要脂肪酸的含量。 【结果】 向日葵施用钾肥显著增产。施硫酸钾增产10.4%,施氯化钾增产10.6%。钾肥的农学效率平均为3.08 kg/kg。施用硫酸钾和氯化钾均显著增加籽实粗脂肪和粗蛋白含量,粗脂肪分别增加2.17%和2.74%,粗蛋白分别增加1.95%和2.45%,硫酸钾和氯化钾以及三种施用方式间均无显著差异。施用钾肥对向日葵的盘径、盘粒重、千粒重影响显著,其中对盘粒重和千粒重影响较大。施用钾肥后向日葵的吸钾量和吸钾效率显著增加,3年连续施用钾肥的利用率平均为47.7%,但各施钾处理之间没有显著差异。钾肥增加了向日葵籽实粗脂肪含量,主要是增加了向日葵籽实中不饱和脂肪酸比例达2.20%,钾肥不同品种和不同施用方式对其影响不显著。 【结论】 河套灌区向日葵种植中施用钾肥可以显著增加籽实产量,提高籽实蛋白质含量和油分含量。氯化钾和硫酸钾效果相当,全部钾肥一次基施的效果与基施加一次追施或两次追施的效果没有差异。综合考虑钾肥价格和劳动力投入,河套地区向日葵种植推荐选用氯化钾全部基施。      

燕麦花生间作系统作物氮素累积与转移规律

【目的】 研究燕麦‖花生间作系统中燕麦和花生的地上部干物质和氮素积累、花生根瘤固氮酶活性、固氮量及花生向燕麦的氮素转移量,明确间作花生固氮特性及花生向燕麦的氮素转移规律,进一步探索间作体系下氮素的循环机理。 【方法】 本研究在大田不施用氮肥的试验条件下,通过采用随机区组试验设计的方法,设置不同种植模式 (燕麦单作、花生单作、燕麦‖花生间作),采用传统挖根法和15N同位素标记法探索燕麦与花生的干物质积累量和氮素积累量,花生根瘤的生物固氮效率以及花生体内氮素向燕麦的转移规律。 【结果】 与单作燕麦相比,燕麦‖花生间作体系下,燕麦的地上部干物质量和氮素积累量均显著增加 (P < 0.05)。随着生育时期的推移,燕麦的地上部干物质量和氮素积累量在单作和间作模式下均呈现逐渐增加的趋势,成熟期达到最大值。成熟期,间作燕麦地上部干物质积累量比单作两年平均增加了40.6%,地上部氮素积累量平均增加了49.0%。间作花生的地上部干物质积累量与单作相比呈下降趋势,生育前期差异不显著,到成熟期,间作花生的干物质积累量两年平均比单作下降了20.6% ( P < 0.05)。开花结荚期间作花生的根瘤数和根瘤重比单作两年分别降低了21.3%和16.8%,单位质量的固氮酶活性平均降低了26.2% ( P < 0.05)。2011年和2012年,虽然在生理成熟期间作花生的固氮效率与单作相比分别提高了10.3%和37.1%,但花生生物固氮量分别降低了52.3%和26.3% ( P < 0.05)。2012年间作花生向燕麦的氮素转移率达到21.4%,转移氮量为15.3 mg/株。 【结论】 燕麦‖花生间作显著降低了开花结荚期花生单位质量的根瘤固氮酶活性,但提高了成熟期花生的固氮效率,促进了花生固氮能力的发挥,且在燕麦和花生共生期内,花生体内氮素可以转移到燕麦,从而增加了燕麦对氮素的吸收利用,实现地上与地下的相互调节和促进作用,因而,燕麦‖花生间作是东北农区农田生态系统优化氮素管理的重要途径之一。      

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。