植物–土壤系统中钾镁营养及其交互作用研究进展

钾和镁是植物生长发育必需的重要营养元素。近些年来,钾、镁营养,离子间相互作用及其平衡关系已经逐渐受到人们的关注。本文对近些年来关于植物–土壤系统中钾、镁营养及二者间交互作用的研究现状及未来发展趋势进行了综述。主要从植物生长发育、养分吸收及转运、作物品质、生理生化、碳氮代谢、活性氧代谢以及土壤中K~+、Mg~(2+)等方面分别进行了论述;此外,本文还展望了钾、镁营养及其二者交互作用未来的研究方向。     

河北省潮土长期定位施钾和秸秆还田对农田土壤钾素状况的影响

通过1992-2012年共20年的长期定位试验,探讨了施用钾肥和秸秆还田对河北省典型潮土区土壤钾肥力的影响,并对长期施肥和秸秆还田处理对土壤全钾含量、土壤速效钾和缓效钾以及农田钾素平衡对速效钾和缓效钾含量的影响等进行了分析。结果发现：连续20年不施用钾肥和秸秆还田,并未对河北省潮土的土壤全钾造成影响;秸秆还田（NPSt）、增施钾肥（NPK）和增施钾肥基础上秸秆还田（NPKSt）显著提高了土壤速效钾含量,提高幅度在44.2％～79．1％;而增施钾肥（ NPK）和增施钾肥基础上秸秆还田（ NPKSt ）显著提高了土壤缓效钾含量,提高幅度在7.66％～37．3％。单施氮磷肥（NP）的土壤速效钾含量没有明显变化,但单施氮磷（NP）和秸秆还田（NPSt）的土壤缓效钾含量分别降低了20．8,9．8 mg/kg。增施钾肥基础上秸秆还田（ NPKSt）的农田钾素平衡处于盈余状态,每盈余K2 O 100 kg /hm2,土壤速效钾和缓效钾分别增加2．71,24．4 mg/kg。试验结果表明,增施钾肥和秸秆还田对于提高农田土壤钾肥力具有重要促进作用。     

三种药物对孔雀鱼的急性毒性试验

用高锰酸钾、孔雀石绿和亚甲基兰三种药物对孔雀鱼开展急性毒性试验,并记录了它们在24h、48h、72h和96h出现的中毒症状和死亡数。结果显示:三种药物的96hLC50分别为1.27mg/L,0.73mg/L和273.5mg/L;三种药物的SC分别为0.13mg/L,0.07mg/L和23.75mg/L。相比较而言,亚甲基蓝是最安全和理想的治疗药物。     

大豆钾转运体基因GmKT12的克隆和信息学分析

以钾高效和钾敏感型大豆品系为试验材料,设置低钾胁迫试验,在8个时间段取样提取RNA,利用Real time-PCR检测GmKT12基因的表达量,结果显示GmKT12基因在不同品系地上部和地下部表达水平有显著差异,其原因来自GmKT12基因的氨基酸序列和蛋白质结构的变异。从2个品系中分别克隆目的基因并对基因序列进行同源性及生物信息学分析表明,与GmKT12基因相似性在30%以上的同源基因有56个,GmKT12在进化树中的位置与Glyma18g18822最近;GmKT12编码蛋白为可溶性跨膜蛋白,具有多个磷酸化位点,该基因与信号转导有关,对大豆获取及转运钾离子可能起着关键作用。     

耐低钾和钾高效型甘薯品种(系)的筛选及评价指标

甘薯植株生长和块根形成与钾营养吸收利用密切相关。本研究以31份不同类型优质甘薯品种(系)为材料, 利用长期肥料定位试验田2个钾肥水平处理(氮磷处理与氮磷钾处理), 探讨耐低钾与钾高效型甘薯材料的筛选及评价指标。结果表明, 该试验条件下, 不同甘薯品种(系)块根产量差异达显著水平(P<0.05); 供试材料的钾敏感指数变幅在0.40~0.98之间, 差异达显著水平(P<0.05), 经聚类分析, 可分为低敏感型、适度敏感型、敏感型和高度敏感型; 品种(系)两处理下钾累计量与钾浓度差异均达显著或极显著水平; 氮磷钾处理下, 块根钾利用效率与整株钾利用效率变幅分别为58.92~384.9 g g^–1和42.03~ 165.52 g g^–1, 品种(系)差异均达显著水平(P<0.05); 相关性分析显示, 不同甘薯材料间整株总钾累积量、钾浓度、产量性状指标、钾利用效率与钾敏感性间均有一定相关性。长期肥料定位试验田可用于不同钾营养效率甘薯品种(系)的筛选, 块根钾利用效率与钾敏感性可作为筛选耐低钾与钾高效利用型甘薯材料的2个主要指标。     

不同钾效率类型油菜的农艺性状及钾素积累特征比较

为了解甘蓝型油菜不同钾素利用效率的植株所具有的表型特征,以长江流域冬油菜主产区广泛种植的34个甘蓝型油菜品种为试验材料,在田间试验小区以最佳肥料用量（每公顷210kg 氮,45kg五氧化二磷,67.5kg氧化钾）种植油菜,比较不同品种油菜对钾素的吸收利用率。根据平均值法可将材料分为四类：A-高效吸收高效利用型、B-低效吸收高效利用型、C-高效吸收低效利用型、D-低效吸收低效利用型。比较发现：A类的一次分枝数、一次分枝角果数、籽粒产量和茎秆干物质均显著高于B、C、D三类,每角粒数显著大于D类,而分枝节位则显著小于D类。A类籽粒钾含量和钾（氧化钾）积累显著高于其他类型。地上部钾积累总量表现为A（和C）高于B（和D）。     

高分子量麦谷蛋白亚基分子标记在小麦品种改良中的应用

为了同时对产量和品质进行改良,以面包小麦品种豫麦34为优质供体,与高产品种轮选987杂交,并结合高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)7+8和5+10的分子标记鉴定,回交两次,育成12个同时含有7+8和5+10亚基的BC2F5品系,并以这12个品系为材料,研究了对轮选987品质和产量的改良效果。结果表明,9个品系的主要品质指标,如粉质仪形成时间、稳定时间,拉伸仪最大抗延阻力,和面仪和面时间、峰值面积、8min带宽,面包体积和面包评分,均较轮选987明显增加,增幅依次为0.5～4.3min、2.6～12.4min、118.4～315.3BU、0.7～3.5min、23.6%TQ·min～134.9%TQ·min、6.1%～9.7%、80～165cm3、12.5～30分。1BL/1RS易位对品质负向影响较大,但也有例外。11个品系比轮选987增产,增幅为3.3%～19.5%,其中CA1063、CA1062和CA1061三个品系达显著水平,且比对照中麦175分别增产4.1%、3.5%和1.9%;8个品系产量与中麦175差异不显著,品质明显优于轮选987和中麦175。这说明通过分子标记辅助选择可以实现产量与面包品质的同步改良。     

不同施钾量级对寒地水稻产量及稻米品质的影响

试验研究不同施钾量级对水稻干物质积累量、产量及稻米品质的影响,结果表明:当施钾量(K2O)为5.25 kg/667m2时,水稻产量最高为635.6 kg/667 m2;当施钾量为3.5 kg/667 m2时,品质各项指标均较好,可以确定施钾量在3.5~5.25kg/667 m2时产量及品质各项指标较好。     

施钾对春玉米产量、养分吸收及分配的影响

通过连续两年田间试验,研究吉林省中部玉米主产区施钾对春玉米产量、养分吸收、转运、分配及钾肥利用率的影响。结果表明,施用钾肥可显著提高春玉米产量,在一定施钾范围内,春玉米产量随施钾量的增加而增加,当施钾量超过90 kg/hm2后产量不再增加,根据玉米产量(y)和施钾量(x)拟合,得出最佳施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。施钾肥可提高干物质最大积累速率和积累总量、养分最大吸收速率和吸收总量,提前干物质最大积累速率和养分最大吸收速率出现的时间。施钾可提高春玉米氮、磷、钾养分向子粒的转运量及转运率,施钾量30~90 kg/hm2范围内抽雄期养分积累量与子粒转运量和转运率呈正比,当施钾量超过90 kg/hm2后,氮、磷、钾养分转运出现负效应。钾素农学利用率和偏生产力随着施钾量的增加而下降,钾肥当季回收率以施钾量90 kg/hm2处理最高。在吉林省中部玉米主产区,适宜施钾量为82.9~86.6 kg/hm2。     

旱地高粱吸肥规律的研究

为提高旱地高粱产量,运用室内分析测试植株养分含量的方法,分不同生育阶段对其进行了吸肥规律的研究。结果表明：旱地高粱对氮、磷、钾素的吸收,在生长前期速度缓慢,吸肥量较少;生长中期速度加快并达高峰,吸肥量也最多,其中氮和钾的吸收高峰在拔节期至抽穗期,磷的吸收高峰在抽穗至灌浆期;生长后期吸肥速度逐渐减弱,吸肥量也明显减少。高粱全生育期吸肥量以钾最多,氮次之,磷最少。籽粒形成期对氮、磷、钾的吸肥比例为1∶2.61∶0.29。