全 文 ：2009年 2月 甘 肃 农 业 大 学 学 报 第 4 4 卷
第 1 期 98～ 101 JOU RNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY 双 月 刊
施钾对兰州百合叶片抗旱性生理指标的影响
赵欣楠1 ,黄　鹏1 ,路　喆1 ,倪胜利2
(1.甘肃农业大学农学院 ,甘肃 兰州　730070;2.甘肃省农业科学院旱地农业研究所 , 甘肃 兰州　730070)
摘要:采用田间试验 , 研究了钾肥对兰州百合开花期叶片抗旱生理指标的影响.结果表明 , 施钾量在 0 ～ 150
kg/hm2范围内 ,随着钾肥施入量的增加 ,丙二醛含量降低 , 可溶性糖含量 、过氧化氢酶活性和脯氨酸含量增加 ,但施
钾量超过 150 kg/ hm2时 ,丙二醛含量略有上升 , 可溶性糖含量 、过氧化氢酶活性和脯氨酸含量有所下降.在施氮量
225 kg/ hm2和施磷量 150 kg/ hm2的不打顶处理下叶片丙二醛含量低于其它处理 ,脯氨酸含量 、过氧化氢酶活性和
可溶性糖含量高于其它处理;且在施氮量 225 kg/ hm2 、施磷量 150 kg/ hm2和施钾量 150 kg/ hm2的不打顶处理下 ,
丙二醛含量出现最小值 ,脯氨酸含量 、过氧化氢酶活性和可溶性糖含量呈现最高值.
关键词:兰州百合;钾肥;抗旱性;生理指标
中图分类号:S 644.1　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1003-4315(2009)01-0098-04
Effect of potassium fertilizer application on drough t resistance
physiological characteristics in leaf of Li lium dav idi i var.unicolor
ZHAO Xin-nan1 , HUANG Peng 1 , LU Zhe1 , NI Sheng-li2
(1.Colleg e of Ag ronomy , Gansu Ag ricultural University , Lanzhou 730070 , China;2.Dryland Ag riculture Institute ,
Gansu Academy o f Ag ricultural Sciences , Lanzhou 730070 , China)
Abstract:A sequential f ield t rial of semi-a rid sloping t illage w as conducted to study the effect of po tas-
sium fertilizer on drought resistance phy sio logical characterist ics in leaf of Li lium davidii var.unicolor
during the period of flo rescence wi th the random block design o f three factors.The results show ed that the
accumulation of MDA decreased.The content of so luble suga r , CAT activi ty and free proline increased
wi th the increasing of po tassium fe rtilizer applica tion wi thin 0 to 150 kg/hm 2 .Potassium ferti lizer applica-
tion w as mo re than 150 kg/hm2 , the result w as oppo site.The content of MDA under the no-topping t reat-
ment combinat ions of ni trog en 225 kg/hm2 , phospho rous 150 kg/hm2 , was lowe r than that o f the o ther
t reatment combinations and the minimum appeared under the t reatment combination of ni tro gen 225 kg/
hm 2 , phosphorous 150 kg/hm2 , po tassium 150 kg/hm2 ;the content o f soluble sugar , CA T activity and
free proline unde r the no-topping t reatment combinations of ni trog en 225 kg/hm 2 , phosphorous 150 kg/
hm 2 , was higher than that of the o ther treatment combinat ions and the maximum also appeared under the
t reatment combination of ni tro gen 225 kg/hm2 ,pho spho rous 150 kg/hm2 ,potassium 150 kg/hm2 .
Key words:Li l ium davidi i var.unicolor ;po tassium fertilizer;drought resistance;physiological inde-
xes
作者简介:赵欣楠(1981-) ,女 ,甘肃临洮人 ,在读硕士 ,主要从事作物栽培与耕作研究.
通讯作者:黄　鹏 ,男 ,研究员 ,硕士生导师 ,主要从事作物高效种植 、农业化学分析和农业推广理论研究.E-mai l :huangpeng @gs au.edu.cn ;
Lz zxn@163.com
基金项目:甘肃省教育厅资助项目(0502-08).
收稿日期:2008-01-11
DOI :10.13432/j.cnki.jgsau.2009.01.019
第 1 期 赵欣楠等:施钾对兰州百合叶片抗旱性生理指标的影响
　　兰州百合(Lil ium davidii var.unicolor)已有
100多年的种植历史 ,主产区位于以兰州市七里河
区为中心的南部山区.因其得天独厚的土壤条件 ,百
合鳞茎色泽洁白如玉 ,肉质肥厚香甜 ,在国内外享有
很高的声誉[ 1-2] .近些年来 ,由于气候干燥 ,降雨量逐
年减少 ,以及片面地追求高产 ,获得经济效益 ,多年
连作种植 ,施肥时重氮 、磷肥轻钾肥 ,导致土壤养分
不均衡 ,有机质含量低 ,肥力下降 ,由于产量的大幅
度提高使得作物带走的土壤钾素多于土壤及时补充
的钾素[ 3] ,导致土壤钾的不断亏缺 ,耕层土壤速效钾
含量明显下降[ 4] .有研究表明钾素的亏缺加剧了土
壤营养的不平衡 ,不仅降低了化肥的增产效率 ,还严
重影响了兰州百合的品质[ 5] .所以平衡施肥和克服
干旱胁迫成为兰州百合高效生产的重要技术途径.
钾是一种被作物大量吸收的营养元素 ,许多研究证
实充足的钾素供应不仅可以保证植株的健壮生长和
植株生长代谢的正常进行 ,而且还可以增加作物体
内碳水化合物的含量 ,从而提高产量 、改善品质 、增
强抗逆性[ 6] .而植物叶片内的丙二醛(MDA)、可溶
性糖 、过氧化氢酶(CA T)活性和脯氨酸(Pro)又与
其抗旱能力密切相关[ 7-9] .
目前 ,对兰州百合施肥的研究多集中于氮 、磷肥
对百合鳞茎产量和植株长势的影响[ 10] ,而有关钾肥
对其生理生化方面影响的研究尚未涉及.因此 ,为了
探索钾肥对兰州百合抗旱生理指标的影响 ,研究了
施入不同钾肥量后兰州百合叶片内丙二醛 、过氧化
氢酶活性 、可溶性糖和脯氨酸含量的变化 ,旨在揭示
钾肥对兰州百合抗旱特性的影响规律 ,以期为农业
生产中百合的科学施肥提供理论依据.
1 材料与方法
1.1　材料
1.1.1　试验地概况　试验于 2006 年 3 月 ～ 2008
年 10月在陇中半干旱区榆中县的坡耕地上进行.该
区属温带大陆性气候 ,平均海拔高度 2 020 m ,日照
时数 2 600 h ,年均气温 6.2 ℃, ≥10 ℃的积温为 2
058 ℃,无霜期 140 d ,年降雨量约 450 mm.土壤类
型属黄绵土 , 0 ～ 20 cm 土壤有机质含量为 8.2
g/kg , pH 值为 8.1 ,速效钾 112 mg/kg ,速效磷 12
mg/kg ,碱解性氮 85 mg/kg ,土壤全磷 0.73 g/kg ,
土壤全氮 0.58 g/kg.前茬作物为玉米.
1.1.2　试验材料　供试百合种球为本地繁育的地
方品种.供试肥料:尿素(46%N)、磷酸二铵(32 %
P2O5)和硫酸钾(46 % K2O)分别由中国石油兰州
石化公司(GB2440-2001),云南云峰化学工业有限
公司(GB10205-2001)和上海中科农贸发展进出口
实业公司(中美合资钙中钙)生产.
1.2 方法
1.2.1　试验设计　试验采用 3因素随机区组设计.
钾设 4 个水平 ,钾(K 2O)施入量分别为 0 kg/hm2
(K 0), 75 kg/hm2 (K 5), 150 kg/hm2 (K 10), 225
kg/hm2(K 15);氮磷配合作为一个因素设 2个水平 ,
施入氮(N)分别为 0 kg/hm2(N 0), 225 kg/hm2
(N 15),磷(P2O 5)分别为 0 kg/hm2(P 0),150 kg/hm2
(P 10);农艺措施设 2个水平 ,打顶与不打顶 ,共 16
个处理 ,每个处理重复 3 次.田间实施宽窄行播种 ,
小区面积 5 m ×6 m ,宽行 30 cm ,窄行 15 cm ,株距
12 cm.播期为 2006年3月 18日 ,播种前将尿素 、磷
酸二铵和硫酸钾施入土壤 ,50 %混合后底施 , 50 %
混合后第 2年苗期进行追施(开沟深施);现蕾初期
进行打顶(打顶小区).开花期分别测定兰州百合叶
片脯氨酸 、丙二醛 、可溶性糖含量和过氧化氢酶活
性.田间管理同当地大田的高产栽培管理措施.
1.2.2　测定方法　摘取开花期兰州百合植株上 、
中 、下 3部位完整功能叶片 ,混匀 ,装入自封袋带回
实验室 ,冷藏于 4 ℃冰箱中 ,待测.丙二醛及可溶性
糖含量的测定采用硫代巴比妥酸(TBA )双组分光
光度显色法[ 12] ,过氧化氢酶(CA T)活性的测定采用
硫代硫酸钠滴定法[ 11] ,脯氨酸含量的测定采用酸性
茚三酮比色法[ 11] .
2　结果与分析
2.1　钾肥对兰州百合叶片MDA含量的影响
丙二醛(MDA)是细胞膜脂过氧化的产物 ,是引
起细胞膜功能紊乱的重要标志之一 ,对许多功能分
子有破坏作用 ,因此 MDA 含量的增加是植物细胞
受损的直接原因 ,作物 MDA 积累的越多组织的保
护能力越弱.由图 1可以看出:在不施氮 、磷肥的情
况下 ,钾肥施入量在 0 ～ 150 kg/hm2范围内时 ,兰州
百合叶片 MDA 的含量随着钾肥施入量的增加逐渐
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甘 肃 农 业 大 学 学 报 2009 年
降低 ,减小的幅度因农艺措施而异;但当钾肥施入量
超过 150 kg/hm2后 , MDA 含量略有增加.在施入
氮 、磷肥的情况下 ,兰州百合叶片 MDA 的含量随着
钾肥施入量的增加逐渐降低 , 降低的幅度表现为
“快—慢—慢”.由此可见 ,增施钾肥可以加强百合叶
片细胞膜的功能 ,提高叶片器官组织的保护能力 ,有
助于膜系统防御功能的启动.
图 1　钾肥对兰州百合叶片丙二醛含量的影响
F ig.1　The effec t o f po tassium fe rtilizer on MDA
centent of lily leaves
2.2　钾肥对兰州百合叶片可溶性糖含量的影响
可溶性糖含量的累积为呼吸作用提供了基质 ,
并能增加细胞的渗透压 ,在抵抗环境胁迫中具有一
定的保护作用 ,是植物叶片对逆境的一种适应.由图
2可知:钾肥施入量为 75 、150 kg/hm2时 ,兰州百合
叶片可溶性糖含量显著增大(P <0.05),增大的幅
度因农艺措施和氮 、磷的施入量而异.但当钾肥施入
量达到 225 kg/hm2时 ,可溶性糖含量显著降低(P
<0.05).说明适当的钾肥可增加细胞的渗透压 ,增
大膜的透性 ,降低细胞水势.
图 2　钾肥对兰州百合叶片可溶性糖含量的影响
Fig.2　The effect of po tassium fer tilizer on soluble sugar
content o f lily leaves
2.3　钾肥对兰州百合叶片 CAT活性的影响
过氧化氢酶(CA T)是一种酶类清除剂 ,它可促
使 H 2O 2分解为分子氧和水 ,清除细胞内过多的过
氧化氢 ,解除超氧阴离子导致的氧化胁迫.从图 3可
以看出:钾肥施入量在 0 ～ 150 kg/hm2范围内时 ,兰
州百合叶片的 CA T 活性随着钾肥施入量的增加逐
渐增强 ,其增强的幅度因农艺措施与氮 、磷施入水平
的不同而异;当钾肥施入量超过 150 kg/hm2以后 ,
CA T 活性减弱 ,且以不打顶处理叶片的 CAT 活性
下降幅度最大 ,而打顶处理叶片的 CA T 活性平缓
降低.这一结果表明 ,适量的钾肥配合不打顶处理可
以协调百合叶片内有毒物质的产生与叶片内抗氧化
系统之间的平衡 ,从而保护膜的结构 , 增强膜的活
性 , 最终保护细胞不因氧化胁迫而受到伤害.
图 3　钾肥对兰州百合叶片过氧化氢酶活性的影响
Fig.3　The effect of po tassium fer tilize r on CAT
activ ity of lily leaves
2.4　钾肥对兰州百合叶片脯氨酸含量的影响
脯氨酸在植物细胞中主要起渗透调节作用 ,其
含量的增加可以增强细胞的渗透调节能力 ,对植物
抗旱有益.图 4表明 ,钾肥施入量为 75 、105 kg/hm2
时 ,百合叶片脯氨酸含量显著增大(P <0.05),且
增大的幅度因农艺措施和氮 、磷的施入水平而异;当
钾肥施入量达到 225 kg/hm2时 ,脯氨酸含量显著降
低(P <0.05).这一结果说明:适量施入钾肥可抑
制蛋白质合成和脯氨酸的氧化 ,促进脯氨酸合成的
反馈抑制作用 ,保证叶片脯氨酸向植物其它器官组
织的运输 ,但是过量的钾肥抑制了蛋白质的这种
作用.
图 4　钾肥对兰州百合叶片脯氨酸含量的影响
Fig.4　The effect o f potassium fe rtilizer on pro line
content of lily leaves
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第 1 期 赵欣楠等:施钾对兰州百合叶片抗旱性生理指标的影响
3　小结
钾是植物生长发育的重要营养元素 , 它不仅是
参与植物体内各种重要反应的酶活化剂 ,而且在蛋
白质形成 、碳水化合物的合成与运输 、增加细胞保水
能力等方面起着非常重要的作用.本试验结果表明 ,
在一定范围内施入钾肥可促使兰州百合开花期叶片
中丙二醛含量下降 , CAT 活性 、可溶性糖含量和脯
氨酸含量增加 ,说明钾肥对兰州百合开花期叶片内
抗氧化系统之间的平衡起着明显的协调作用.植物
抗旱性研究认为丙二醛 、CAT 活性 、可溶性糖及脯
氨酸含量等指标均是反映植物抗旱性强弱的有效指
标[ 13-14] ,在干旱条件下 , MDA 含量的下降 、CAT 活
性的增强 、脯氨酸与可溶性糖含量的积累可有效地
增强植物器官的防御机制 ,使体内系统免受伤害 ,增
强器官功能 ,进而起到抗旱作用[ 15] .
钾肥用量在 0 ～ 150 kg/hm2 时 , 随施用量的增
加抗旱效果逐渐增强 ,超过 150 kg/hm2以后 , 抗旱
效果开始减弱 ,且在相同钾肥施入量下 ,各组合处理
兰州百合叶片的生理指标也明显不同.总体来看 ,不
打顶措施下的兰州百合叶片的 CA T 活性 、可溶性
糖含量及脯氨酸含量要比打顶措施下兰州百合叶片
的 CA T 活性 、可溶性糖含量及脯氨酸含量高;施
氮 、磷处理的比不施氮 、磷处理的高 ,百合叶片中丙
二醛的含量正好相反(P <0.05).相比较而言 ,N 15
P10不打顶处理的叶片丙二醛含量低于其他处理 ,过
氧化氢酶活性 、可溶性糖和脯氨酸含量高于其他处
理 ,且在 N 15P10K 10不打顶处理组合下丙二醛含量出
现最小值 ,过氧化氢酶活性 、可溶性糖和脯氨酸含量
呈现最高值.总之 ,施入适量的钾肥 ,有利于叶片内
组织系统开启自身防御体系 , 提高百合叶片的抗
旱性.
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