全 文 ：热带亚热带植物学报　2015， 23(5)： 553 ~ 558
Journal of Tropical and Subtropical Botany
收稿日期： 2014–11–11　　　　接受日期： 2015–02–09
基金项目： 广东省科技计划项目(2012B020303001, 2012A020603009)； 广东省现代农业产业技术体系特色蔬菜产业创新团队项目(粤农
[2009]380 号)； 国家自然科学基金项目(31201631, 31301767)； 深圳市技术创新计划(20141013110401)资助
作者简介： 黄旺平，男，硕士，主要从事蔬菜栽培生理与育种研究。E-mail: yx16@tom.com
* 通信作者 Corresponding author. E-mail: yangxian@scau.edu.cn
钾肥类型对菜心(菜薹)生长、细胞保护酶和内源激
素的影响
黄旺平1,2, 康云艳1, 杨暹1*, 赵普艳1, 张晓艳1, 叶珺琳1, 李仕芳3
(1. 华南农业大学园艺学院，广州 510642；2. 广东省农业科学院蔬菜研究所，广州 510640；3. 深圳市华盛实业股份有限公司，广东 深圳 518001)
摘要： 为探讨钾肥类型对菜心(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)的作用效应，研究了不同钾肥类型和水
平对菜心生长、细胞保护酶和内源激素的影响。结果表明，氯化钾或硫酸钾处理可提高菜心叶片的 POD 和 CAT 活性、IAA 和
GA3 含量，降低 MDA 含量，提高菜薹产量。随着钾水平的提高，叶片 IAA 和 GA3 含量、POD 和 CAT 活性以及菜薹质量明显
提高，MDA 含量降低。当施钾 90 kg hm–2 时，叶片的 GA3 和 IAA 含量显著下降，而 POD 活性和菜薹产量没有显著变化。在
相同水平下，氯化钾与硫酸钾对植株生长、菜薹产量、叶片 GA3 含量的影响不显著。当施钾 0~90 kg hm
–2 时，氯化钾处理的叶
片 POD 活性显著高于硫酸钾处理；而施钾 135~180 kg hm–2 时，氯化钾处理的叶片 POD 活性则显著低于硫酸钾处理。除了
90 kg hm–2 氯化钾处理的 CAT 活性和 45 kg hm–2 氯化钾处理的 MDA 含量低于硫酸钾处理以及 90 kg hm–2 和 180 kg hm–2 氯化
钾处理的 IAA 含量高于硫酸钾处理的外，相同水平氯化钾和硫酸钾处理的 CAT 活性、MDA 含量和 IAA 含量没有显著差异。
可见，钾肥类型对菜心的活性氧代谢系统及内源激素含量有一定的影响，但氯化钾与硫酸钾对菜心的施用效果相当，生产上可
采用氯化钾代替硫酸钾以节约肥料成本，K2O 施用量以 90 kg hm
–2 为宜。
关键词： 钾肥； 菜心； 产量； 细胞保护酶； 内源激素
doi: 10.11926/j.issn.1005–3395.2015.05.010
Effects of Potassium Fertilizer Types on Growth, Cell Protective Enzymes
and Endogenous Hormones of Flowering Chinese Cabbage (Brassica
campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)
HUANG Wang-ping1,2, KANG Yun-yan1, YANG Xian1*, ZHAO Pu-yan1, ZHANG Xiao-yan1, YE Jun-
lin1, LI Shi-fang3
(1. College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. Vegetable Research Institute, Guangdong Academy of
Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China; 3. Shenzhen Huasheng Enterprise Group Company Limited, Shenzhen 518001, Guangdong, China)
Abstract: In order to understand the effects of potassium fertilizer types on flowering Chinese cabbage (Brassica
campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee), its growth, cell protective enzymes and endogenous hormones
were studied treated by different types and levels of potassium fertilizer. The results showed that both KCl and
K2SO4 fertilizer could increase activities of POD and CAT, contents of IAA and GA3, and the yield of flowering
Chinese cabbage, but decreased MDA content. With increment of potassium levels from 0 to 90 kg hm–2, the
contents of IAA and GA3, the activities of POD and CAT and flower stalk yield increased significantly, however,
when the potassium levels increased continuously, the contents of IAA and GA3 decreased quickly, and POD
554 第23卷热带亚热带植物学报
菜心(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis
Tsen et Lee)又名菜薹，是十字花科(Cruciferae)芸薹
属中以菜薹为产品的一种蔬菜，为我国特产蔬菜，
是目前华南地区栽培规模最大的蔬菜之一，在蔬菜
周年供应以及出口创汇中起着举足轻重的作用。
钾是植物生长发育所必需的矿质营养元素之
一，对植物生长和新陈代谢起着重要作用。全世界
1.30×1010 hm2 土壤中，受到养分胁迫的约占 22.5%，
仅有 10.1% 是无胁迫或轻度胁迫的土壤，养分胁迫
土壤中约 40% 缺钾，中国 1/3 左右的耕地缺钾或严
重缺钾，在热带和亚热带地区土壤缺钾现象尤为严
重[1]。研究表明，适宜钾营养可提高蔬菜产量和品
质[2–3]，不同植物种类或同种植物(作物)的不同品种
对土壤缺钾的生理反应以及对钾元素的吸收利用
效率存在明显差异[4]。近年来，关于蔬菜施钾效应
的研究较多，但有关钾肥种类或品种对植株生长的
影响研究较少。目前生产上使用的钾肥主要为氯
化钾和硫酸钾，硫酸钾价格比氯化钾高出 40% 左
右，且普遍认为硫酸钾的施用效果优于氯化钾，但
也存在异议。本研究以菜心为材料，研究氯化钾和
硫酸钾对菜心生长、产量及其生理特性的影响，为
钾肥的合理选用和施用提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 材料
试 验 于 2012 年 7–9 月 在 华 南 农 业 大 学 蔬
菜试验基地进行。以栽培面积较广的菜心‘油青
12 号’品 种(Brassica campestris L. ssp. chinensis var.
utilis Tsen et Lee ‘Youqing 12’)为材料(广州市蔬菜
研究所提供)，钾肥为氯化钾(K2O≥60%)和硫酸钾
(K2O≥50%)(由广州天河奥特农业新技术有限公司
提供)。种植前基地土壤 pH 5.98，全氮 1.431 g kg–1，
有效磷 86.53 mg kg–1，有效钾 66.77 mg kg–1。
1.2 方法
氯 化 钾(KCl)和 硫 酸 钾(K2SO4)各 设 4 个 K2O
水平，分别为 45、90、135、180 kg hm–2，以不施钾
肥(0 kg hm–2)为对照。植株生长期间各处理均施尿
素(N) 210 kg hm–2 和过磷酸钙(P2O5) 150 kg hm
–2。
磷肥于播种前做基肥施用，氮肥、钾肥分 3 次追肥
施用(幼苗期 15%、叶片生长期 35%、菜薹形成期
50%)。每处理设置 3 次重复，每重复小区 10 m2，随
机区组排列，其他管理与常规生产一致。
于 采 收 期 随 机 取 15 株 测 量 株 高、叶 面 积、
菜薹粗度、菜薹重量和单株重量。采取功能叶切
碎混匀称重后用锡纸包好，保存在超低温冰箱
(–76℃)，用 于 测 定 叶 片 过 氧 化 物 酶(POD)、过 氧
化氢酶(CAT) 活性、丙二醛(MDA)含量、内源激素
IAA 和 GA3 含量。POD、CAT 活性测定按杨暹等
[5]
的方法进行。
IAA、GA3 含量测定采用闫师杰等
[6]的 HPLC
法进行提取、纯化、分离。HPLC 检测条件为：色谱
柱为 C18 柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm, Hypersil)；流
动相为甲醇∶乙腈∶0.02 mol L–1 K2HPO4 (pH 3.5) =
15∶15∶70；流速为 1 mL min–1；柱温 35℃；紫外检测
波长 210 nm；进样量 10 μL；外标法测定。
试验均设置 3 次重复，采用 LSD 法进行多重
比较分析，以 P<0.05 表示差异显著，试验数据采用
Excel 2003 和 SAS 9.0 软件进行统计分析。
activities and flower stalk yield kept stable. Under the same potassium levels of two types of potassium fertilizer,
the plant growth, flower stalk yield and GA3 contents in leaves had no differences. At 0–90 kg hm
–2 potassium
fertilizer, the POD activity in leaves fertilized by KCl were higher than those by K2SO4, but at levels of 135–
180 kg hm–2, the POD activity in leaves by K2SO4 were higher than those by KCl. CAT activity in leaves fertilized
by 90 kg hm–2 KCl and MDA contents in leaves by 45 kg hm–2 KCl were lower than those by the same levels of
K2SO4. In contrary, IAA contents treated with 90 kg hm
–2 and 180 kg hm–2 KCl were higher than those by K2SO4.
At other fertilizer levels, the effects of two types of potassium fertilizer on CAT activity, MDA and IAA contents
had no difference. Therefore, although two potassium types had different influence on activate oxygen metabolism
and endogenous hormones in flowering Chinese cabbage, they had no effects on growth and flower stalk yield
at the same levels of potassium fertilizer. Thus, KCl fertilizer could instead of K2SO4 fertilizer to save the cost in
production, and the suitable level of KCl fertilizer was 90 kg hm–2.
Key words: Potassium fertilizer; Flowering Chinese cabbage; Yield; Cell protective enzyme; Endogenous hormone
第5期 555
2 结果和分析
2.1 钾肥种类对植株生长和菜薹产量的影响
从表 1 可以看出，施用钾肥对菜心植株高度有
影响，当施用 180 kg hm–2 氯化钾和 135 kg hm–2 硫
酸钾时，植株高度显著大于对照，但施用同一钾肥
水平，在菜心植株高度上氯化钾和硫酸钾的差异不
显著。
施用 45 kg hm–2 氯化钾或硫酸钾对菜薹粗度
的影响不显著，随着钾水平的提高，菜薹的粗度显
著高于对照。当氯化钾或硫酸钾达到 90 kg hm–2 后，
施用氯化钾或硫酸钾对菜薹粗度的影响都不显著。
在相同的钾水平下，氯化钾与硫酸钾对菜薹粗度的
影响也不显著。
施用 135 kg hm–2 氯化钾或 45~135 kg hm–2 硫
酸钾可显著促进叶片生长，增加叶面积。相同钾水
平下，除 90 kg hm–2 硫酸钾处理的叶面积大于氯化
钾处理的外，氯化钾与硫酸钾处理的差异不显著。
以 90 kg hm–2 硫酸钾处理的植株叶面积最大。
施用钾肥可促进菜心菜薹生长，提高菜薹产
量。除 45 kg hm–2 氯化钾处理的菜薹产量显著低于
90 kg hm–2 处理的外，其他处理间的菜薹产量差异
不显著；90 和 135 kg hm–2 硫酸钾处理的菜薹产量
显著高于 45 kg hm–2 处理，但 90、135 和 180 kg hm–2
硫酸钾处理间的差异不显著，45 和 180 kg hm–2
处理间的差异也不显著。在相同钾水平下，氯化
钾处理与硫酸钾处理对菜薹生长和产量的差异
不显著。单株鲜重的变化基本与菜薹鲜重的变
化一致。
这些表明，钾肥类型对菜心生长和菜薹产量的
影响不显著，但不同钾水平对植株生长和菜薹产量
有明显的影响，随着钾水平的提高，菜薹产量不断
增加，但当钾肥高于 90 kg hm–2 时，施钾对菜薹产
量的影响不大。
表 1 钾肥类型对菜心生长和产量的影响
Table 1 Effect of potassium fertilizer types on growth and yield of flowering Chinese cabbage
K (kg hm–2)
株高 (cm)
Plant height
茎粗 (cm)
Stalk diameter
叶面积 (cm2)
Leaf area
菜薹鲜重 (g)
Stalk weight per plant
单株鲜重 (g)
Fresh weight per plant
0 18.9±1.50b 0.848±0.02d 276.5±17.39d 14.32±1.27d 15.78±1.27d
KCl 45 22.6±0.81ab 0.960±0.05bcd 309.9±14.99bcd 19.50±1.43bc 21.32±1.57bc
90 20.7±0.58ab 1.068±0.05ab 328.7±20.26bcd 24.78±1.49a 26.92±1.66a
135 21.3±1.26ab 1.040±0.04ab 345.5±27.15bc 22.64±2.40ab 24.56±2.38ab
180 22.8±1.02a 0.997±0.06abc 293.5±33.19cd 19.90±0.79abc 21.78±0.78abc
K2SO4 45 21.4±0.81ab 0.900±0.03cd 342.1±9.06bc 16.36±1.36cd 18.16±1.32cd
90 21.8±1.74ab 1.112±0.02a 434.0±14.98a 23.10±0.72ab 26.12±1.29ab
135 23.6±1.94a 1.085±0.06ab 364.2±16.90b 23.04±1.09ab 25.24±1.25ab
180 20.4±0.51ab 1.111±0.51a 309.6±27.01bcd 19.44±2.28bc 21.62±2.57abc
同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)。
Data followed different letters within column indicate significant difference at 0.05 level.
2.2 钾肥种类对酶活性的影响
叶片 POD 活性　　由图 1 可以看出，施用钾
肥能够显著提高叶片 POD 活性。随着钾施用水
平的提高，叶片 POD 活性也提高。氯化钾和硫酸
钾均以 90 kg hm–2 处理的叶片 POD 活性最高，超
过 90 kg hm–2 处理的叶片 POD 活性明显下降。在
0~90 kg hm–2 钾水平下，相同水平氯化钾处理的叶
片 POD 活性显著高于硫酸钾处理的；而钾水平为
135~180 kg hm–2 时，氯化钾处理的叶片 POD 活性
则显著低于硫酸钾处理。以 90 kg hm–2 的氯化钾
处理叶片的 POD 活性显著高于其他处理。
叶片 CAT 活性　　由图 2 可以看出，施用钾
肥能够显著地提高叶片 CAT 活性。180 kg hm–2 氯
化钾处理的叶片 CAT 活性显著高于 135 kg hm–2 处
理的，但与 45、90 kg hm–2 处理的没有显著差异，
而 45、90 和 135 kg hm–2 处理间的差异也不显著。
45 和 135 kg hm–2 硫酸钾处理的叶片 CAT 活性差
异不显著，135 和 180 kg hm–2 处理间也没有显著
黄旺平等：钾肥类型对菜心(菜薹)生长、细胞保护酶和内源激素的影响
556 第23卷热带亚热带植物学报
差异，而 90 kg hm–2 处理的显著高于其他处理。除
90 kg hm–2 硫酸钾处理的叶片 CAT 活性显著高于
氯化钾处理的外，相同水平的氯化钾和硫酸钾处理
的叶片 CAT 活性没有显著的差异。
叶片 MDA 含量　　由图 3 可以看出，施用钾
肥可以降低叶片 MDA 含量，降低膜脂过氧化作用。
除 135 kg hm–2 氯化钾处理的叶片 MDA 含量与对
照差异不显著外，其他处理的 MDA 含量均显著
低于对照，且差异不显著。45 kg hm–2 硫酸钾处理
的 MDA 含量与对照差异不显著，但显著高于其他
处理；135 kg hm–2 硫酸钾处理的显著高于 90 和
180 kg hm–2 处理，后两者间的差异不显著。除
45 kg hm–2 氯化钾处理的叶片 MDA 含量显著低于
硫酸钾处理的外，相同水平的氯化钾和硫酸钾处理
的叶片 MDA 含量没有显著差异。
2.3 钾肥类型对叶片内源激素含量的影响
GA3 含量　　由图 4 可以看出，施用钾肥能
够显著提高菜心叶片 GA3 含量。随着钾水平的提
高，叶片 GA3 含量显著提高，但超过 90 kg hm
–2 时，
叶片 GA3 含量则显著下降。氯化钾和硫酸钾均以
90 kg hm–2 处理的叶片 GA3 含量最高。在相同钾水
平下，钾肥类型对叶片 GA3 含量没有显著的影响。
图 4 钾肥类型对叶片 GA3 含量的影响
Fig. 4 Effect of potassium fertilizer types on GA3 content in leaves
IAA 含量　　由图 5 可以看出，施用钾肥能够显
著提高菜心叶片 IAA 含量。随着钾水平的提高，叶
片 IAA 含量逐渐提高，但超过 90 kg hm–2 时，叶片 IAA
含量则逐渐下降。氯化钾和硫酸钾都以 90 kg hm–2
处理的叶片 IAA 含量最高。90 和 180 kg hm–2 氯
化钾处理的叶片 IAA 含量显著高于硫酸钾处理，而
其他处理的叶片 IAA 含量没有显著差异。
3 讨论
钾肥的合理施用在促进植株生长、改善果实品
图 1 钾肥种类对叶片 POD 活性的影响。柱上不同英文字母表示差
异显著(P<0.05)。下图同。
Fig. 1 Effect of potassium fertilizer types on POD activity in leaves.
Different letters above column indicate significant difference at 0.05
level. The same is following Figures.
图 2 钾肥类型对叶片 CAT 活性的影响
Fig. 2 Effect of potassium fertilizer types on CAT activity in leaves
图 3 钾肥类型对叶片 MDA 含量的影响
Fig. 3 Effect of potassium fertilizer types on MDA content in leaves
第5期 557
质方面起着十分重要的作用。施钾能显著提高蔬
菜的产量和品质，但超量增施钾肥则降低产量和品
质[3,7]。王千等[8]认为相同水平的硝酸钾和硫酸钾
对番茄(Lycopersicum esculentum)的生长和产量无
显著影响。本研究结果表明，施钾能够增加植株叶
面积，提高单株鲜重和菜薹产量，不同钾水平对植
株生长和菜薹产量有明显的影响，随着钾水平的提
高，菜薹产量不断增加，但施钾超过 90 kg hm–2 对
菜薹产量的影响不显著；相同钾水平下，氯化钾与
硫酸钾对菜心生长和菜薹产量的影响差异不显著。
可见，氯化钾与硫酸钾在菜心上的施用效果相当，
生产上采用氯化钾代替硫酸钾，可以节约肥料成
本，K2O 施用量以 90 kg hm
–2 为宜。
在逆境条件下，植物体内产生的过多活性氧
(ROS)可引起膜质的脱脂化和过氧化，破坏生物膜
结构和功能；而 SOD、POD 和 CAT 等保护酶能在
一定程度上消除活性氧和过氧化物的不利影响，维
持细胞膜的稳定性[9]。适量施钾肥可以提高大豆
(Glycine max)叶片保护酶 POD、CAT 活性[10]，但也
有报道施钾可以提高叶片中 CAT 活性，降低 POD
活性，减少 MDA 的产生和积累[11–12]，过量施钾导
致 MDA 大量积累，加重活性氧对细胞膜的伤害[13]。
王晓光等[14]认为，随着钾浓度的降低，大豆膜脂过
氧化程度增强，MDA 含量增加，同时也激发了大
豆体内 CAT 和 POD 等保护酶类活性的提升。但
蒋永涛等[15]认为，低钾胁迫下黄瓜(Cucumis sativus)
植株的 CAT 和 POD 活性下降 , MDA 含量随钾浓
度的降低而升高。本研究结果表明，适宜水平的
氯化钾或硫酸钾均可显著地提高菜心叶片 POD、
CAT 活性，降低叶片 MDA 含量，降低膜脂过氧化
作用。0~90 kg hm–2 氯化钾处理的叶片 POD 活性
显 著 高 于 硫 酸 钾 处 理 的；而 135~180 kg hm–2
氯 化 钾 处 理 的 叶 片 POD 活 性 则 显 著 低 于 硫 酸
钾处理的。除氯化钾为 90 kg hm–2 的 CAT 活性、
45 kg hm–2 的 MDA 含量低于硫酸钾处理以及氯化
钾为 90 和 180 kg hm–2 的 IAA 含量高于硫酸钾处
理外，相同水平的氯化钾和硫酸钾处理的 CAT 活
性、MDA 含量和 IAA 含量没有显著性差异。可
见，合理施用氯化钾或硫酸钾均可调节菜心叶片活
性氧代谢系统，抑制膜过氧化作用，避免了活性氧
对植株的伤害，因而促进植株生长，提高菜薹产量。
然而，135 kg hm–2 的氯化钾处理的 POD 和 CAT
活性较低，MDA 含量较高，但其菜薹产量却较高，
这可能与该处理的植株含有较高的 IAA 和 GA3 促
进生长有关。结果还表明，CAT 活性以 90 kg hm–2
硫酸钾处理的最高，且与 180 kg hm–2 处理的差异显
著，但 MDA 含量在两处理间无显著差异，这可能是
硫酸钾处理的植株体内 CAT 不是清除活性氧自由
基的关键保护酶，关键的保护酶可能是 POD 之故。
植物激素对植物的生长、发育、分化和衰老过
程起调节作用。研究表明，IAA、GA3 作为重要
的内源激素，具有促进植物生长和延缓衰老的作
用[16]。施钾或增加钾有利于 IAA、和 GA3 的合成，
提高叶片中 IAA 和 GA3 的含量
[13,17]。低钾胁迫使
水稻(Oryza sativa)叶片 IAA、GA 含量下降[18]。本
研究结果表明，施用氯化钾或硫酸钾肥均能显著提
高菜心叶片 IAA 和 GA3 含量，随着钾水平的提高，
叶片 IAA、GA3 含量显著提高，但超过 90 kg hm
–2
时，叶片 IAA、GA3 含量则显著下降。在相同钾水
平下，钾肥类型对叶片 GA3 含量没有显著的影响，
但对 IAA 含量的影响不同。施用 90 kg hm–2 氯化
钾或硫酸钾，叶片的 GA3 和 IAA 含量最高，与此同
时，植株重量也最高，这可能是丰富的内源生长素
促进了菜薹膨大的结果。
综上所述，植物的生长发育受多种生理生化代
谢的影响，氯化钾或硫酸钾均能明显影响菜心叶片
的细胞保护酶活性及膜脂过氧化作用，提高 POD
和 CAT 活性，降低 MDA 含量，有效抑制活性氧对
植株的伤害，维持植株细胞膜的稳定性，增加植株
内源激素 IAA 和 GA3 含量，各种生理生化代谢协
调作用促进了植株生长和菜薹的形成，提高菜薹产
量，氯化钾和硫酸钾的施用效果相当，但过量施钾
对菜心生长与产量影响不显著。因此，合理选择钾
肥和科学施用对于提高菜心产量，降低生产成本，
提高效益具有重要的意义。
图 5 钾肥类型对叶片 IAA 含量的影响
Fig. 5 Effect of potassium fertilizer types on IAA content in leaves
黄旺平等：钾肥类型对菜心(菜薹)生长、细胞保护酶和内源激素的影响
558 第23卷热带亚热带植物学报
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