腐植酸缓释钾肥对土壤钾素含量和甘薯吸收利用的影响

利用腐植酸和硫酸钾制备一种腐植酸钾肥(HA-K),沙柱淋溶试验结果表明其对钾素具有一定的缓释作用。为阐明施用腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量的影响,在田间小区试验条件下,研究了腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量以及甘薯产量和对钾素吸收利用的影响。结果表明:与不施钾（空白对照）相比,施用腐植酸促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤中的速效钾和缓效钾含量以及生长前期土壤有效钾含量,但是提高了甘薯生长中、后期土壤有效钾含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤缓效钾含量和甘薯生长前、中期土壤速效钾和有效钾的含量,提高了甘薯生长后期土壤速效钾和有效钾的含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥显著提高了钾肥吸收利用率(REK)、农学利用率(AEK)、偏生产力(PFPK)和甘薯块根产量,增幅分别为20.09 %,42.69 %,5.89%和22.83%。     

施钾时期对甘薯济徐23块根淀粉积累 与品质的影响及酶学生理机制

【目的】阐明施钾时期对甘薯“济徐23”块根淀粉积累和粒度分布特征的影响及其酶学生理机制。【方法】在大田栽培条件下,以淀粉型品种“济徐23”为材料,设置不施钾肥（T1）、基施钾肥（T2）、封垄期追施钾肥（T3）和茎叶生长高峰期追施钾肥（T4）4个处理,于2008-2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。采用甘薯块根膨大过程中定期取样的方法留样,测定块根中淀粉、直链和支链淀粉含量,同时测定块根淀粉粒体积分布的中位粒径和大（>19.76 μm）、中（3.359-19.76 μm）、小（<3.359 μm）型淀粉粒所占的体积百分比以及淀粉合成相关酶（SS、ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS和SSS）活性,分析不同时期施用钾肥对甘薯各生育时期块根内淀粉及组分含量、淀粉粒度分布特征及淀粉合成相关酶活性的影响。【结果】与对照（T1）相比,施用钾肥提高了块根干物质积累量和淀粉产量,3个施钾处理淀粉产量的增幅分别为24.90%、16.57%和9.24%,随施用时间的推迟淀粉产量增幅降低。封垄期和茎叶生长高峰期追施钾肥显著降低直链淀粉含量而提高支链淀粉含量。基施钾肥提高了大型淀粉粒的体积百分比,茎叶生长高峰期追施则提高中、小型淀粉粒的体积百分比,增幅均达到显著水平。不同时期施钾均可提高块根中SS、ADPGPPase和UDPGPPase的活性,提高淀粉合成前体物质的供应能力,施用钾肥对SS和ADPGPPase活性的作用时间最长为130 d,基施钾肥主要作用时期为块根膨大的前、中期,追施钾肥的主要作用时期为块根膨大的中、后期,施钾越早对UDPGPPase活性的作用时间越长;追施钾肥提高了块根膨大后期SSS活性、而降低了块根膨大后期GBSS活性。总淀粉含量与SS和ADPGPPase活性呈极显著正相关,直链淀粉含量与GBSS和SS活性呈极显著正相关,支链淀粉含量与ADPGPPase和SSS活性呈显著正相关关系。【结论】基施或封垄期追施钾肥显著提高块根干物质积累量和淀粉产量,追施钾肥显著提高支链淀粉含量、降低直链淀粉含量,基施钾肥处理的大型淀粉粒体积百分数高,高峰期施用钾肥处理的中、小型淀粉粒体积百分数高。施钾时期显著影响直链淀粉含量、支链淀粉含量和淀粉产量,这与块根中SS、ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS和SSS活性的变化密切相关。     

地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响

以淀粉型甘薯品种‘济徐23’为供试材料,设置不覆盖地膜(CK)、覆盖透明地膜(TF)和覆盖黑色地膜(BF)3个处理,研究地膜覆盖对土壤水热状况、甘薯块根形成及产量的影响。结果表明:地膜覆盖可以提高甘薯块根分化建成期(栽植后0~20 d)0~20 cm各土层的土壤温度1.0~6.5℃,特别是在栽植后10 d覆盖透明地膜比覆盖黑色地膜高0.6~3.5℃;提高0~20 cm土层的土壤相对含水量9.97%~18.1%,且覆盖黑色地膜比覆盖透明地膜高1.2%~5.1%。地膜覆盖增大根系吸收面积和提高根系活力,但在20 d时覆盖黑色地膜处理的根系活力显著低于不覆盖地膜的对照(P0.05);同时,在栽植后20 d,地膜覆盖显著提高了甘薯的光合速率。地膜覆盖显著增加了分化根中内源激素玉米素核苷(ZR)含量,且黑色地膜在20~30 d时ZR含量显著高于透明地膜(P0.05);显著(P0.05)提高栽植后40 d块根中脱落酸(ABA)的含量,且覆盖黑色地膜处理的ABA含量显著(P0.05)高于覆盖透明地膜处理。地膜覆盖还提高了甘薯块根膨大期块根干物质初始积累量和平均积累速率,增加了单株结薯数和单薯重,最终显著提高了收获期块根产量,覆盖透明地膜和覆盖黑色地膜分别较对照增产10.38%和15.91%。因此,覆盖地膜能促进甘薯块根早形成,协调其生长中后期地上部与地下部的关系,从而提高块根产量。     

不同产量水平甘薯品种光合产物分配差异及其原因

选取我国北方薯区主栽的食用型甘薯品种龙薯9号、红香蕉、泰中6号、苏薯8号、遗字138和北京553,于2011—2012年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行大田试验,研究不同产量水平甘薯品种光合产物的分配差异及其原因。在甘薯主要生长时期测定茎蔓各部位蔗糖含量和基部茎粗、在块根膨大过程中对功能叶进行13C标记,探索不同品种13C同化物分配特点,同时研究上述项目与收获指数和块根产量的关系。结果表明,高产品种龙薯9号、红香蕉、泰中6号和苏薯8号产块根均在60 t hm–2左右,而中、低产品种遗字138和北京553产块根在50 t hm–2以下。高产品种的收获指数显著高于中、低产品种。在块根膨大前期高产品种的块根成为光合产物的分配中心,而中、低产品种的块根则在块根膨大后期成为分配中心;在块根膨大前、中期,高产品种13C同化物在块根中的分配比例显著高于中、低产品种,即高产品种光合产物由功能叶向块根的转运能力强于中、低产品种。供试品种茎蔓基部的蔗糖含量均高于顶部,且中、低产品种的蔗糖浓度差大于高产品种;随着甘薯生长发育,中、低产品种茎蔓基部增粗速率高于高产品种。相关分析表明,块根产量与收获指数呈极显著正相关(r=0.98**,2011;r=0.93**,2012);块根13C分配率与块根产量和收获指数均呈显著正相关(0.87*和0.91**,2011;0.92**和0.99**,2012);生长中后期,基部茎粗与块根产量和收获指数均呈显著负相关(–0.78*和–0.83*;–0.88**和–0.95**)。块根成为光合产物分配中心的时间早、光合产物由功能叶向块根的转运能力强是高产品种收获指数显著提高的主要原因,而中、低产品种光合产物由叶片向块根转运能力差的主要原因是块根中光合产物卸载不畅。     

甘薯块根形成和膨大对土壤紧实度的响应机制及与产量的关系

为探讨甘薯块根形成和膨大对土壤紧实度的响应机制及与产量的关系,以源库特征差异显著的食用型甘薯品种"北京553"和"龙薯9号"为试验材料,设置不同的土壤紧实度处理,研究土壤紧实度调控甘薯块根产量的生理生态原因。结果表明,降低土壤紧实度,全生育期耕作层土壤的非毛管孔隙度显著提高。在块根形成期(20～40 d),随土壤紧实度降低,耕作层土壤的最高温度提高、最低温度降低,温度日较差显著提高。在甘薯块根膨大期(45～165 d),与对照相比,疏松处理可以提高块根中蔗糖合酶(SS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)活性,增加淀粉含量;提高块根中干物质积累初始势、干物质积累速率和功能叶13C同化物在块根中的分配比例。在收获时,疏松处理显著提高单薯重和收获指数,北京553和龙薯9号分别增产20.01%～24.25%和21.64%～27.78%。     

钾肥基施利于甘薯块根产量的形成

【目的】 研究不同施钾方法对甘薯块根产量形成的影响,可为甘薯高产稳产寻找合理的钾肥施用方法,并阐明其增产机理。【方法】 选取典型的食用型甘薯品种红香蕉和北京553为试材,于2013~2014年两个生长季在山东农业大学农学试验站进行田间试验。设4个施钾处理:不施钾肥（CK）、全部钾肥基施（JS）、全部钾肥封垄期追施（FS）、基施钾肥和封垄期追施钾肥各占50%（1/₂ JS+1/₂ FS）。在主茎第4、5片展开叶上标记13CO₂,24、48和96 h后取样,用质谱仪（Isoprime 100）测定不同部位的13C含量。从甘薯栽秧后50 d开始,每隔20 d取样直到收获。按根、茎、叶、柄四部分分别称重,将主茎自功能叶所在位置至基部等分为三段,取上、下两端用于测定蔗糖含量。收获期测定生物产量和块根产量,计算经济系数。【结果】 甘薯施用钾肥能显著提高生物产量、经济系数和块根产量,增产21.33%~34.38%。各施钾处理之间比较,生物产量差异不显著,经济系数和块根产量差异显著,其中基施钾肥处理的经济系数和块根产量最高。栽秧后50 d,基施钾肥处理植株干物质积累量和功能叶光合产物在块根中的分配率都显著高于其他施钾处理。栽秧后50 d和110 d,基施钾肥处理光合产物源端装载和库端卸载的效率显著高于其他处理,栽秧后150 d,所有施钾肥处理趋于一致。栽秧后50 d,基施钾肥处理光合产物转运效率显著高于其他施钾处理,栽秧后100 d和150 d,施钾肥处理间效果趋于一致。在栽秧后50~130 d,基施钾肥处理的块根膨大速率一直高于其他施钾处理。【结论】 在相同供试土壤和气候条件下,钾肥施用时间越早,越有利于甘薯早发、快长,促进块根早形成、快膨大;光合产物由叶片向块根运转效率的高值持续期越长,越有利于提高光合产物在块根中的分配。因此,全部钾肥基施甘薯经济系数和块根产量最高,是最经济有效的施肥方法。     

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。     

干旱胁迫下钾肥对甘薯产量形成及钾素分配利用的影响

旨在研究干旱胁迫下钾肥对甘薯不同时期生长发育、产量和钾素分配利用的影响,以食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设正常灌水(W1)和干旱处理(W0),分别为土壤最大持水量的60%~70%和30%~40%;钾肥(K2O)施用量分别为0g/m~2(K0)、12g/m~2(K1)、24g/m~2(K2)和36g/m~2(K3)4个水平,测定茎叶生长指标、光合势、块根膨大速率、干物质质量分数、产量和钾素质量分数等。结果表明,施钾可以促进甘薯茎叶生长和产量提高,随着施钾量的增加,正常灌水下,甘薯茎叶生长指标、结薯数和产量在K2和K3处理均高于K1;而干旱胁迫下K2和K1处理均高于K3。正常灌水下甘薯光合势和块根膨大速率随施钾量的增加而增大,最大为K3处理,干旱胁迫下最大为K2处理。干旱胁迫下甘薯植株地上部器官中钾质量分数均高于正常灌水,块根中相反,且甘薯钾肥利用率显著低于正常灌水。干旱胁迫下施钾有利于甘薯茎叶生长,增强单株光合势,同时,植株茎叶钾素质量分数增大,渗透调节能力增强,从而提高甘薯的抗旱性;施钾增大干物质向块根的分配,提高块根产量,而且干旱胁迫下甘薯的适宜施钾量低于正常灌水。     

覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响

选用济徐23为材料,进行2年的大田试验和一年的盆栽试验,研究2种覆膜栽培对甘薯生长前期幼根生长发育和吸收能力、分化根内源激素含量和封垄期单株块根鲜重的影响及其与产量的关系。结果表明,覆黑色膜和覆透明膜处理与对照相比,均显著(P<0.05)增加甘薯秧苗栽植后10 d和20 d的幼根数量、总长度、鲜重、表面积、体积和幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积,其中的幼根数量、鲜重、体积、幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积在2种覆膜处理间差异显著(P<0.05),覆黑色膜优于覆透明膜;2种覆膜处理显著(P<0.05)提高秧苗栽植后10 d的根系活力,且覆黑色膜优于覆透明膜。同时,在块根分化期(秧苗栽植后20 d和30 d)2种覆膜处理显著(P<0.05)提高了分化根的ZR含量,促进初生形成层的活动和块根形成;在块根膨大初期(秧苗栽植后40 d)2种覆膜处理显著(P<0.05)提高分化根的ABA含量和显著(P<0.05)降低分化根的GA含量,促进次生形成层的活动、淀粉积累和块根膨大,其中,块根膨大初期2种覆膜处理ABA和GA含量差异显著(P<0.05),均覆黑色膜处理效果最好。在2年的大田试验中,2种覆膜处理与对照相比,均显著提高了甘薯封垄期的单株有效薯块数和单薯鲜重,覆黑色膜的单株有效薯块数高于覆透明膜,而覆透明膜的单薯鲜重显著(P<0.05)大于覆黑色膜处理。覆黑色膜和覆透明膜处理2011年分别增产10.71%和5.76%,2012年分别增产12.99%和7.45%。     

不同排种量对甘薯采苗量和薯苗质量的影响

为了明确排种量对甘薯采苗量和薯苗质量的影响,以商薯19(S19)和烟薯25(Y25)为试验材料,采用平排的方式,设置10、15、20、25 kg/m² 4个排种量,其中25 kg/m²为常规排种量,从采苗量、薯苗质量、薯苗生长特性和薯苗群内环境条件(温湿度和光照强度)等方面进行分析。结果表明：S19和Y25的采苗量均随排种量的增加表现先升高后降低的趋势,以20 kg/m²排种量处理最高,分别为2 124株/m²和986株/m²,较10、15、25 kg/m²处理分别显著增加107.4%、19.1%、10.1%和100.4%、45.4%、8.6%;Y25叶片净光合速率、茎部剪切力和拉伸力也均以20 kg/m²排种量处理最高,分别较25 kg/m²排种量处理显著增加16.54%、25.4%、44.5%;S19和Y25薯苗壮弱比、茎部机械力、茎部木质素含量及叶片、叶柄和茎干率也都是20 kg/m²...