不同供钾水平下胡麻木质素代谢及其抗倒伏特性研究

为了探讨供钾水平对胡麻抗倒伏特性的调节机理,以‘陇亚11号(V1)’和‘定亚23号(V2)’为材料,设不施钾K0, 0 kg(K2O)·hm-2]、低钾K1, 30 kg(K2O)·hm-2]、中钾K2, 60 kg(K2O)·hm-2]和高钾K3, 90 kg(K_2O)·hm~(-2)]4个供钾水平,共8个处理的裂区试验,分析不同供钾水平对胡麻茎秆木质素含量、木质素合成相关酶活性、茎秆力学特性和抗倒伏指数及产量的影响。结果表明,不同供钾水平,植株物理性状与倒伏的关系主要体现在青果期至成熟期,胡麻抗倒伏指数与茎粗呈显著正相关(P0.05),与株高和重心高度呈负相关。胡麻茎秆木质素含量随生育时期及供钾量不同而有所差异,苗期至盛花期,施钾后V1和V2木质素含量均在K2处理下较高;青果期至成熟期, K3处理下V1和V2木质素含量较K0处理平均显著增加17.68%和23.25%,其中,青果期不同品种、施钾及二者互作对木质素含量影响均达极显著水平(P0.01)。K2处理提高了现蕾期—青果期胡麻茎秆的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及现蕾期V1品种酪氨酸解氨酶(TAL)活性,而K3处理提高了V2品种TAL活性;钾肥显著影响青果期胡麻茎秆肉桂醇脱氢酶(CAD)活性,2个品种CAD活性施钾较不施钾分别平均增高31.96%和12.09%; V1、V2品种过氧化物酶(POD)活性提升效应的适宜供钾量分别为K2、K1水平。V1品种茎秆抗折力和抗倒伏指数K2和K3处理较K0分别上升45.68%、48.90%和16.86%、31.92%,V2品种则分别上升84.32%、77.50%和1.89%、14.49%。相关分析表明,青果期, 4种木质素合成相关酶与木质素和抗倒伏指数存在正相关。施钾后, 2个品种均在K3处理下籽粒产量最高,分别较K0增产10.71%和17.77%, V1供钾处理间产量无显著差异,V2产量K2、K3处理较K0分别显著高出12.24%和17.77%。可见,品种是胡麻木质素积累进程中重要的影响因子,钾肥对木质素含量及其代谢相关酶活性具备一定的协同提升效应。在本试验及类似农田生态类型环境下,中、高供钾水平60～90kg(K_2O)·hm~(-2)]有利于促进胡麻茎秆木质素合成积累,有效地防止胡麻倒伏,为其高产稳产奠定一定基础。

Lignin metabolism and lodging resistance characteristics of oil flax at different potassium levels