不同钾效率棉花基因型伤流液钾状况的研究

在营养液培养条件下,对钾"双高"(钾高效和高增产潜力)棉花基因型HG103和钾"双低"(钾低效和低增产潜力)棉花基因型LG122的伤流液进行了研究。结果表明,施钾显著增加了各基因型棉花的伤流量、伤流液中的钾含量和钾积累量及植株各器官的钾含量和钾积累量;两个基因型对低钾胁迫的反应不同,钾"双高"基因型HG103的伤流量显著高于钾"双低"基因型LG122。二者伤流液中的钾含量与根、茎、叶中的钾含量和钾积累量及单株钾积累量均达到了极显著或显著相关,说明伤流液中的钾含量和积累量与植株各器官的钾含量和钾积累量有一定的关联。     

不同基因型棉花苗期钾效率差异的初步研究

营养液培养条件下对86个棉花基因型苗期进行钾效率筛选,并对其中的28个进行了系统的研究。发现不同基因型之间钾效率存在显著差异,变幅为0.08～0.28;高效基因型与低效基因型相比,在低钾条件下.生长状况优势更明显,表现为出现缺钾的症状慢,叶片脱落晚,植株较大;施钾能明显促进棉花的生长发育,提高干物质积累,干物质分配趋势是地上部大于根部;钾含量分配规律是叶与茎含量相当,均大于根的钾含量,适钾时高低效基因型间钾含量差异不大,表明钾含量是比较稳定的,从而维持植物正常生理功能;钾积累量方面,低钾时,叶>根>茎,适宜钾时叶片钾积累量最大,但根与茎的积累量相当,表明施钾能促进钾向地上部运输和协调分配。低效基因型对钾反应敏感,钾积累量受不同钾处理影响较大,而高效基因型受不同钾水平影响较小,反应较为迟钝。     

氮素形态对不同钾效率基因型棉花钾素吸收利用及根系形态的影响

【目的】水培条件下,研究氮素形态对不同钾效率基因型棉花钾素吸收利用的影响。【方法】选择钾高效基因型棉花品种辽棉18、冀棉958和钾低效基因型棉花品种新棉99B为材料,在充分供钾(K+浓度为2.5mmol/L)或不充分供钾(K+浓度为0.02 mmol/L)条件下,研究两种氮素形态硝态氮和铵态氮对棉花干物质积累、钾含量、钾素积累量、利用指数以及根系形态的影响。【结果】充分供钾可增加棉花根、茎叶干物质积累,提高植物体内钾含量,增加钾积累量,促进根系发育;相比较硝态氮,铵态氮减少干物质积累,降低钾含量和钾积累量,阻碍根系发育;相比新棉99B,辽棉18和冀棉958在铵态氮处理下,干物质积累、钾含量、钾素积累量降低幅度较小。【结论】相比硝态氮,铵态氮不利于棉花生长发育和对钾素的吸收,钾低效基因型棉花品种对铵态氮更为敏感。     

不同类型钾肥配施对烤烟钾素积累分配及生长发育的影响

【目的】为探明不同类型钾肥配施对烤烟钾素积累分配及生长发育的影响。【方法】通过盆栽试验,研究硫酸钾和腐殖酸钾肥配施对烤烟生长和钾素积累与分配的影响。【结果】在等量的钾肥水平上,硫酸钾和腐殖酸钾肥配施能够促进烟株的生长发育,提高烟株干物质含量,优化钾素在烤烟各部位的分配。75%硫酸钾+25%腐殖酸钾肥配施与单施硫酸钾相比,叶、茎和根含钾量分别增加16.50%、8.08%和12.13%。75%硫酸钾+25%腐殖酸钾肥配施的肥料利用率和钾肥经济利用率达到34.82%和6.92%,分别是单施硫酸钾和腐殖酸钾肥的2.27倍和2.38倍、3.20倍和2.67倍。【结论】在烟株生长偏弱的情况下,以75%硫酸钾+25%腐殖酸钾肥配施效果最佳,烟叶钾素分配率达到57.14%;与单施硫酸钾相比钾素含量提高16.50%,钾肥利用率提高126.42%。     

长期施钾对东北春玉米产量和土壤钾素状况的影响

 【目的】为探明长期施钾对大田玉米产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】本文通过在东北三省的代表性土壤上连续13年的定位施钾试验进行研究。【结果】东北3个定位试验点在施用氮磷肥基础上长期施钾对玉米产量的影响差异较大，辽宁13年间（1993～2005）施钾效应不稳定，吉林自第3年（1995年）开始施钾显著增产，黑龙江自定位开始施钾显著增产；辽、吉、黑3点长期施钾条件下作物产量13年平均分别增加9.9%～10.3%、12.6%～13.6%和17.5%～21.7%。辽宁、吉林两点施K2O 112.5 kg•ha-1时土壤-作物系统内钾素处于较明显的亏缺状况，而施K2O 225.0 kg•ha-1时3个定位点钾素均有较多的盈余。长期施钾均能显著增加土壤速效钾含量，且土壤速效钾含量随施钾量的增加而增加，而长期施钾对3个定位点缓效钾含量的影响有所不同。【结论】基于产量、效益和土壤钾素状况，3点的适宜钾（K2O）用量为112.5 kg•ha-1左右。     

钾素对玉米茎髓和幼根超微结构的影响及其与茎腐病抗性的关系

【目的】从细胞水平探讨钾素营养提高玉米茎腐病抗性的机制。【方法】采用扫描电镜和透射电镜分别观察施钾后玉米茎髓组织和接菌后施钾与不施钾幼根根尖细胞超微结构的变化。【结果】缺钾处理的玉米茎髓薄壁细胞,结构不规则,长边较长。而不缺钾处理茎髓细胞结构规则,呈长方形,整齐排列。缺钾导致维管束间的薄壁细胞破裂,致使茎髓中维管束间失去连接细胞,支撑能力变差。另外,施钾有利于寄主幼根表皮细胞排列紧密而整齐,细胞壁增厚,有效阻碍病原菌的入侵。而且施钾处理细胞中拥有丰富的高尔基体,可以产生大量分泌物将菌丝降解。钾素还有利于菌丝入侵部位乳突的形成及高电子致密物的积累,以阻止菌丝的扩展。【结论】钾素能通过稳定细胞结构,防止细胞间隙的扩大,加固细胞壁,来降低病原菌侵入的机率;通过形成位于胞间及胞内的闭塞物来限制病原物在寄主细胞的进一步发展。     

施钾对缺钾稻田土壤钾肥效应及土壤钾素状况的影响

在缺钾红黄泥和紫潮泥稻田土壤上进行了施钾对钾肥效应及土壤钾素状况的研究。结果表明，施钾均有利于水稻产量的提高，增产率表现为严重缺钾土壤〉中度缺钾土壤、晚稻〉早稻、紫潮泥〉红黄泥：水稻的吸钾量随钾肥用量的增加而增加，但土壤钾素亏缺量随钾肥用量的增加而减少，除紫潮泥高量钾处理（施K2O 187．5kg／hm^2）钾素有盈余外，其它处理钾素平衡均为负平衡；在中度缺钾的红黄泥和紫潮泥及严重缺钾的红黄泥上，早稻NPK0（0．0）和NPK1（112．5）2处理速效钾含量较试验前下降，NPK2（150．0）和NPK3（187．5）2处理速效钾含量较试验前有所增加，晚稻收获后4个处理的速效钾含量较试验前均下降：早、晚稻4个处理的缓效钾含量均比试验前低，且随施钾量的增加而下降的量减少，连续4季施钾土壤速效钾和缓效钾含量均比试验前低，连续4季施钾虽可缓解缓效钾下降程度，但没有提高土壤速效钾含量水平。为提高缺钾稻田土壤钾素肥力，发挥钾肥的最大增产效应，在稻一稻复种制中，应采取“早稻轻．晚稻重”的施钾分配原则，且应连续施用。     

新疆兵团农田土壤的钾素养分管理

【目的】为加强兵团农田土壤养分的管理以提高农田钾素养分的产出效率提出建议。【方法】利用兵团第二次土壤普查以来的农田土壤钾素养分变化和20年来的农田钾素养分的投入状况的资料进行了综合统计分析。【结果】阐述了兵团农田土壤钾素含量降低及施钾增产的原因,认为兵团农田土壤钾素含量虽有降低的趋势,但是与全国相比仍属于极高水平,过多的和不合理的钾肥投入不仅会导致生产成本增加,还会造成钾素养分产出效率的降低。【结论】兵团农田钾肥的施用要有选择性,钾肥应该优先施用在喜钾作物和沙性缺钾的土壤上。     

施钾量对花生根系和根瘤特性、养分吸收及产量的影响

【目的】针对辽宁省花生产地速效钾含量偏低，钾肥施用量不足的现状，探究不同钾水平对花生根系、根瘤特性、主要养分吸收速率以及产量的影响，以期明确最佳的钾肥施用量，为当地的花生生产提供理论依据和参考。【方法】本试验于2018—2019年在沈阳农业大学进行，以农花9号为试材，设0（CK）、112.5 kg·hm^-2（T1）、225 kg·hm^-2（T2）和337.5 kg·hm^-2（T3）4个钾肥处理，采用大田随机区组试验，研究了不同施钾量对花生根系干物质积累、根系形态、根瘤特性、植株养分吸收和产量的影响。【结果】2年试验结果表明，施钾对花生根系干重影响不大，各处理的根系干物质积累量无显著差异；与未施钾肥的CK相比，T2处理的施钾量可显著增加花生的总根长、总根表面积和总根体积；根瘤对钾素较敏感，在施钾量为112.5 kg·hm^-2时，根瘤数量及干重在各时期均达到最大，钾素的施入促进了根瘤在花生结荚期的衰老；增施钾肥提高了植株氮、磷、钾素的最大积累速率、平均积累速率和最大积累量，延长了氮和钾的活跃积累期；施钾225 kg·hm^-2时单株荚果数等产量构成因素及产量均高于其他处理。【结论】施钾量为225 kg·hm^-2（T2）时，最有利于花生根系生长和养分吸收，增产效果最好；在施钾量为112.5 kg·hm^-2（T1）时，最有利于根瘤的生长，增产效果次之。     

四川主要土壤供钾能力

按供钾能力可将四川主要土壤分为五类。第五类最好,第四类次之,其余三类均缺钾,尤以第一类最显著。速效钾80ppm,缓效钾400ppm可视为土壤缺钾的临界值。杂交水稻吸钾量约为小麦的三倍,水稻施钾的增产率较小麦大。施钾后,稻麦千粒重平均约增2.17g。杂交水稻的钾肥利用率较小麦高3.5倍。     

Study on the Nutrition Characteristics of Different K Use Efficiency Cotton Genotypes to K Deficiency Stress

To study the mechanism of plant K use efficiency, both K high and low use efficiency cotton genotypes, 103 and 122, respectively, were selected from 86 cotton cultivars （Gossypium hirsutum L.）. The research was conducted using pot experiment for planting cotton on without K （0.0 g kg-1 soil） and with K （0.4 g kg-1 soil） treatments in 2005. Experimental result showed that, with K deficiency stress, genotype 103 grew much better than genotype 122 except that its lower leaves showed the symptoms of K deficiency, whereas all the leaves of genotype 122 showed the symptoms of K deficiency. Root dry matter weights of treatments for genotype 103 with and without K application were 1.07 and 1.25 times of genotype 122. It indicated that the root system of genotype 103 was well developed and has better nutrition uptake capability than that of genotype 122. The result also showed that the cotton shoots of genotype 103 were 1.07 and 1.13 times over genotype 122 on treatments of with and without K application. It indicated that genotype 103 has stronger transport organs. In genotype 103, plants, dry matter, and potassium were mainly transported to cotton bolls. The boll dry weight of genotype 103 was 2.58 times in without K treatment and 1.90 times in with K treatment over genotype 122. The potassium accumulation in bolls of genotype 122 was only 49.3% of that in genotype 103. Potassium accumulation in the other organs of genotype 103 was relatively low compared with in bolls. This indicated that the distribution of K and organic matter in genotype 103 was more efficient than genotype 122. The main differences between high K efficiency cotton genotype 103 and low K efficiency genotype 122 lie in their potassium nutrition and organic matter using efficiency on uptake, transportation, accumulation, distribution, and utilization.     

Plant Growth, Yield Components, Economic Responses, and Soil Indigenous K Uptake of Two Cotton Genotypes with Different K-Efficiencies

HG103, a high K-efficiency cotton cultivar with high-yield potential, and LG122, a low K-efficiency cotton cultivar with low-yield potential were used to study the genotypic variation on yield, economic responses, and soil indigenous K exploitation for cotton in pot and field conditions in 2006 and 2007. Results indicated that both the cultivars differed significantly in the rate of translocation of dry matter into reproductive organs and the time of running into reproductive stage. Cotton yield and economic parameters of HG103 were much better than LG122. Potassium content in cotton shells reached the highest level at maturity stage for both genotypes. Results also showed that the K content in each plant part of HG 103 was lower than that of LG 122. The two genotypes showed different efficiencies and abilities on absorbing soil rapidly available K and slowly available K. LG122 showed higher absorption of K rate than HG103 after K fertilization, but on the contrary, HG103 uptake more soil indigenous K than LG122 in no K fertilization treatment. This result indicated that HG103 could tolerant and absorb more soil indigenous K than LG122, under condition of soil K stress. LG122 could grow well and absorb more K nutrient when soil K supply is sufficient. Our results demonstrated that higher K content in plant tissues and higher K uptake by plant may not an exclusive condition for high yield planting with K fertilization. Earlier translocation of more dry matters into reproductive organs is one of the key mechanisms of high K use efficiency in cotton.     

络合型硼肥对棉花增产效应的研究

【目的】研究棉花施用络合型硼肥肥料效应,为北疆棉田科学合理施硼肥提供理论依据和方法。【方法】通过大田试验,设6种处理,采用叶面喷施普通硼肥和络合型硼肥,研究不同硼肥对棉花产量的影响。【结果】施用硼肥和络合型硼肥均能增加棉花的单株结铃数及单铃重,提高棉花产量;其中采用叶面喷施络合型的硼对棉花增产效果最好,施硼处理棉花产量增加4.49%～13.36%,施络合型硼棉花增产最高达到20.39%;在棉花整个生长发育过程中,各处理与对照相比干物质积累量升高,其中施用络合型硼的处理棉花根系、棉壳、籽粒干物质重较对照达显著水平。【结论】叶面施络合型的硼肥更有助于棉花生殖器官的生长发育,络合型硼肥的增产作用显著高于普通硼肥。     

氮肥施用策略对棉花干物质积累及产量构成的影响

【目的】明确膜下滴灌棉花不同氮肥施用策略对棉花生长的影响。【方法】在新疆库尔勒市包头湖农场进行大田试验,对不同生育期棉株干物质积累进行测定。【结果】各处理棉株干物质积累动态都呈"S"型曲线,用Logistic生长函数进行拟合,模型拟合较好;棉花干物质积累速率最快时间在初花期至盛铃期,棉株干物质积累总量与皮棉产量之间存在很好的一致性,各处理间单株铃数、籽棉产量、皮棉产量存在显著差异,而各个处理间单铃重和衣分差异不显著。【结论】在蕾期、花铃期前轻后重,盛铃期前重后轻的施肥策略能够获得较高的干物质积累量,其产量也最大。     

减量追施氮肥运筹对棉花地上部干物质积累、分配及产量的影响

【目的】研究不同减量追施氮肥运筹对棉花地上部干物质积累、分配和产量的影响。【方法】5个处理施基肥量一致,以大田常规追施氮肥量为对照,在常规追施氮肥量的基础上减施10%、20%、30%、40%作为减量追施氮肥处理,分析减量追施氮肥对棉花地上部干物质积累、分配及产量的影响。【结果】常规追施氮肥量、减施10%追施氮肥量和减施20%追施氮肥量处理的棉花地上部干物质积累量、结铃数和籽棉产量均显著高于减施30%追施氮肥量和减施40%追施氮肥量处理,并且各处理生殖器官干物质分配比重按大小依次为减施10%追施氮肥量处理、常规追施氮肥量处理、减施20%追施氮肥量处理、减施30%追施氮肥量处理、减施40%追施氮肥量处理;追施氮肥量、棉花地上部干物质积累量及籽棉产量两两之间存在显著的线性正相关性。【结论】大田常规追施氮肥基础上减施10%追施氮肥量不会显著降低籽棉产量,对棉花的结铃数和铃重、衣分也均未显著降低,同时不会影响棉花地上部干物质积累量,且有利于棉株生殖器官分配比重的增加。     

低磷胁迫下不同磷效率基因型棉花的根系形态特征

【目的】从根系形态变化的角度阐述磷高效基因型棉花对低磷胁迫的响应特征及适应机理,为找出影响棉花磷素吸收的主要因子和通过根系塑性提高养分利用效率的遗传改良提供科学依据。【方法】以磷高效基因型棉花品种新海18号(XH18)、中棉所42号(CCRI-42)、新陆早19号(XLZ19)和磷低效基因型棉花品种新陆早13号(XLZ13)、新陆早17号(XLZ17)为材料,通过特殊土培系统,研究不同磷效率棉花在不同磷水平下(低磷胁迫0、正常供磷150 kg·hm~(-2))根系形态及其与植株磷素吸收的关系。【结果】低磷胁迫显著降低棉花生物量和磷累积量,其中磷高效基因型的生物量和磷吸收量在各施磷水平下分别为低效基因型的1.21—2.08和1.35—1.91倍。施磷可显著增加土壤中Olsen-P含量。低磷胁迫下各基因型棉花品种Olsen-P较适磷条件显著降低,且磷高效基因型棉花降低幅度大于磷低效。在低磷胁迫条件下,磷高效基因型棉花品种在0—25 cm土层中土壤Olsen-P浓度低于磷低效,较磷低效基因型XLZ13和XLZ17分别平均降低了21.1%和30.1%。棉花的总根长、总根表面积、总根体积、平均根系直径在低磷胁迫下显著降低,其中磷高效基因型棉花在各施磷水平下的总根长、总根表面积、总根体积分别为低效基因型的1.54—1.97、1.52—1.92、1.47—1.84倍。低磷胁迫下,磷高效基因型棉花比根长、比根表面积和比根体积均显著大于磷低效基因型棉花品种,分别为低效基因型的1.10—1.25、1.07—1.22、1.01—1.16倍,而平均直径显著低于磷低效基因型,为磷低效基因型的34.2%—70.2%;主成分分析表明,总根长、总根表面积、总根体积、根干质量、中根长、粗根长受基因型差异的影响较为明显,是区分两类磷效率基因型棉花根系形态差异的主要指标。一般线性模型方差分解结果表明,总根长、总根表面积、总根体积、中根长、粗根长等根系参数是植株磷素吸收的重要影响因子。【结论】磷高效基因型棉花可较大幅度增加细根比例,降低根系总体细度,促使比根长增加,提高根系的构建效率,以适应低磷胁迫。     

南疆超高产棉花干物质积累分配与养分吸收运移特征的研究

【目的】在南疆自然生态条件下,研究超高产棉花干物质积累分配与养分吸收运移特征。【方法】于2008~2009年,以高产(皮棉单产2 250~3 000 kg/hm2)和中低产(皮棉单产2 250 kg/hm2以下)棉花为对照,研究超高产棉花(单产皮棉3 000 kg/hm2以上)不同生育时期干物质积累与养分运移特征。【结果】超高产棉花干物质快速积累持续期长,且积累量大,光合产物向茎、叶器官分配集中在开花期以前,花后向茎、叶输送减少,而向蕾铃器官分配较多,保证了后期产量形成;高产、中低产棉花开花后则仍有光合产物向茎、叶输送,对产量影响较大。超高产棉花茎、叶器官对N、P2O5、K2O吸收集中在盛花期前,初花期至盛花期达到高峰,而蕾铃的积累高峰出现在盛铃期,峰值显著高于高产和中低产棉花。超高产棉花养分吸收到达t1时间依次为N>K2O>P2O5,△t较长,GT较大,且随着产量水平的降低而减少。【结论】不同产量水平棉花干物质积累分配与养分吸收差异显著。     

增密减氮对滴灌棉花干物质积累分配和产量的影响

【目的】研究种植密度和施氮量对棉花干物质积累与分配及产量等的影响。【方法】以鲁棉研24号为材料,设置6.9×10⁴ 、13.8×10⁴和24×10⁴/株hm²(D₁、D₂、D₃)3个种植密度,设195.5、299、402.5、和506 kg/hm²(N₁、N₂、N₃、N₄) 4个施氮量,研究增密减氮对棉花干物质积累、产量及其构成因素的影响。【结果】与D₁相比,D₂和D₃处理的植株总干物质在盛花期至盛铃前期平均分别提高了31%和36%,而D₃较D₂处理仅提高了6%,种植密度和氮素互作表现为,D₃N₁＞D₃N₄＞D₂N₂。D₃N₁处理下的群体干物质较大,D₂N₂处理群体干物质最大,最大值25 010 kg/hm²。在盛花期,D₃N₁处理主茎叶面积占比较高,而果枝叶面积占比却最低,到吐絮期主茎叶面积与果枝叶面积和叶枝叶面积的占比接近1∶1∶1。LAI随着生育进程的推进先逐渐增大,至盛铃后期达到最大,而后又逐渐下降,4种施氮水平下LAI,均有D₃>D₂>D₁。产量最高的是D₃N₁处理,D₃N₂处理也获得较高产量。【结论】增加种植密度减少施氮量后也能获得较高的产量,种植密度从常规的13.8×10⁴株/hm²增加到24×10⁴株/hm²,施氮量从常规的402.5 kg/hm²减少为195.5 kg/hm²,可增产2.7%。增密减氮后铃数显著增加是棉花获得高产的重要保证。     

钾肥对北疆陆地棉干物质积累动态、产量和品质的影响

2009年和2010年,通过大田试验研究不同施钾处理对北疆陆地棉棉花干物质积累规律以及产量和品质的影响。结果表明:不同年份不同施钾肥处理棉株干物质积累动态变化可用"S"曲线方程拟合,且干物质积累速率均呈单峰曲线变化,峰值出现在出苗后105d左右;其中,中等施肥量处理,棉株地上部总干物质、茎叶干物质和蕾铃干物质生长的最快时期提前,关键时期持续期长,干物质积累量和积累速率增加,单株铃数和单铃质量显著增加,而且2a的皮棉产量分别达到1 514.95和1 785.88kg/hm2,比同年未施肥处理分别提高了16.23%和52.20%,比高施肥量处理分别提高了6.46%和19.33%。中等施钾量可显著改善棉花品质,主要增加棉纤维长度、整齐度、强度和伸长率,但对马克隆值、成熟度指数影响很小。