全 文 :收稿日期:!""#$"%$"& 接受日期:!""’$"($"#
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划及产业化项目(!"")*+,-"*".);农业部公益性行业专项(!""#"&"&");山东省农业重大应用技术创新项
目(!""#,!""’);山东省农业良种工程重大课题(!""),!"".,!""#/0"&);山东省自然科学基金(1!"".,"&)资助。
作者简介:郭英(-’.#—),女,山东莱芜人,硕士,主要从事作物高产优质生理生态方面的研究。
!通讯作者 234:"($#!%!%#.,567894::;<=>? :@8;A 3@;A B<
钾素营养对不同部位棉铃纤维品质性状的影响
郭 英-,!,宋宪亮-,孙学振-!
(-山东农业大学农学院,作物生物学国家重点实验室,山东泰安 !.-"-#;
!潍坊科技学院蔬菜花卉系,山东寿光 !)!."")
摘要:在大田试验条件下,研究了钾素营养对上、下部位棉铃纤维品质性状的影响。试验选用 !个品种,%个施钾
量(C!D "、)"、-#"和 &"" EF G H7!)。结果表明:施钾提高了上、下部棉铃的纤维长度,增大了最终纤维麦克隆值,且随
施钾量的增加,增幅呈加大趋势,但施钾对纤维长度达最大值的时间无影响;施钾提高了上、下部位棉铃纤维的最
终零隔距比强度和 &I! 77隔距比强度,但在上、下部位棉铃间表现存在一定差异,下部棉铃纤维的最终零隔距比
强度和 &I! 77隔距比强度均随施钾量的增加呈先增加后降低趋势,上部铃则随施钾量增加一直呈增大趋势;施钾
还提高了上、下部棉铃纤维的最终成熟度,而且其增幅随施钾量的增加而增大,当施钾量为 &"" EF G H7! 时,可显著
增加上、下部位棉铃纤维的最终成熟度。
关键词:钾素营养;棉花;纤维品质
中图分类号:J()!I")! 文献标识码:+ 文章编号:-""#$("(K(!""’)")$-%".$")
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V89:3 RH3 W9X3V’: 43
棉花是我国重要的经济作物,棉纤维是纺织工
业的主要原料,近年来我国纺织工业不但对原棉的
需求量不断增加,而且对棉纤维品质提出了更高要
求。棉纤维品质主要受遗传、环境两方面因素的制
约,据美国农业部育种学家 ^<73V3@9RH博士研究,环
境因素对品质的贡献为 - G &,品种为 ! G &[-]。可见,
植物营养与肥料学报 !""’,-(()):-%".$-%-!
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
P48
明,矿质元素钾不仅是作物生长发育不可缺少的营
养元素之一,而且是影响作物的“品质因子”。棉花
作为一种纤维作物,钾是影响其生长发育和纤维品
质的重要因素[!"#]。研究发现,随纤维的发育进程,
作物对钾素的需求量呈大幅增加的趋势,并且在成
熟纤维所含的矿质元素中,钾的含量最高[$"%]。在
开花后 &’!!’ (,纤维细胞伸长最快,到开花后 !# (
伸长基本停止,这一时期是决定纤维长短的最重要
时期,)*++,*-[.]研究发现,此时纤维中钾的含量比较
高,说明施钾有助于纤维的伸长,从而增加纤维的长
度。/012(34[5]研究指出,钾是纤维伸长过程中起渗
透调节作用的重要元素,钾对纤维的伸长具有促进
作用。6433742[&’]研究结果表明,施钾可以增加棉纤
维的次生壁厚度,因而施钾也可以提高纤维的强度。
同时指出纤维的长度、麦克隆值、纤维强度以及整齐
度与纤维中钾的浓度呈直线回归关系,而与叶片和
土壤中钾的浓度呈二次抛物线关系。胡尚钦[&&]等
也指出,施钾对棉纤维成熟度和麦克隆值影响最大,
对纤维长度和比强度影响次之,而对纤维的整齐度
影响不大。前人的研究多集中于钾素对成熟纤维品
质性状的影响等方面,有关钾素对棉花纤维品质形
成方面的研究报道还较少,因此,深入探索钾素营养
对纤维品质形成的影响具有重要意义。本试验选用
两个不同品质性状的品种,研究不同施钾量对不同
部位棉铃纤维品质影响的动态变化,以探明能提高
棉花产量、改善纤维品质的最佳施钾量,为棉花的高
产优质栽培提供理论依据。
! 材料与方法
!"! 试验材料与设计
试验选用棉花品种为鲁棉研 &.号()&.,前期长
势中等,中后期长势强)和中棉所 8&号(9:8&,前期
长势强,后期长势一般)于 !’’8!!’’# 年在山东农
业大学科技示范园进行。试验地 !’ ;7土层土壤养
分状况为:有机质含量 &!<8 = > ?=,全氮 ’<.. = > ?=,
速效磷(@!A#)B8 7= > ?=,速效钾(C!A).5 7= > ?=。
试验在施 D &.’ ?= > 07! 和 @!A# &!’ ?= > 07! 的
基础上,设 8 个不同施钾量:C!A ’、$’、&.’、B’’
?= > 07!,分别用 6C、E&、E!、EB表示(其中施 C!A &.’
?= > 07!为该土壤条件下的适宜施钾量)。氮肥用尿
素(含 D 8$F),磷肥用过磷酸钙(含 @!A# &$F),钾
肥用氯化钾(含 C!A $’F)。磷肥和钾肥均做基肥
一次性施入,氮肥 & > !作基肥,& > !作追肥在花铃期
追施。小区面积 #<$ 7 G &’ 7,随机区组排列,重复
B次。8月 &.日播种,行距 .’ ;7,株距 BB ;7,管理
措施同一般大田。
!"# 采样方法
棉花生长进入开花期后,在开花当天挂牌标记
第 8!$ 果枝 &!! 果节的花,记为下部铃()HI*-
JH,,);第 5!&& 果枝 &!! 果节的花,记为上部铃
(KLL*- JH,,)。每处理每次挂花 !#’’朵左右,花后 &8
(开始每隔 %(取一次样,棉铃发育 B’ (之前的纤维
用流水冲洗法直接测定其长度,棉铃发育 B# ( 后,
将纤维与棉籽分离后晒干,用于纤维品质的测定。
!"$ 纤维品质测定方法
纤维长度测定:棉铃发育 B’ (之前的纤维长度
用流水冲洗法测定,B’ (后的纤维长度用 M&8$型棉
纤维光电长度仪测定。
纤维细度测定:先用 M"&%&纤维中断切取器切
取 &;7长纤维束,利用 & > &’’’’’扭力天平称其重量
(=),数出纤维根数,根据 D7(公制支数)N &’ G 2(根
数)> O+(7=)计算出纤维细度值,再根据 P N !#8’’ >
D7计算纤维麦克隆值。
纤维成熟度测定:利用 M"&%&型棉纤维成熟度
测定仪测定。
纤维断裂比强度测定:参照 QRAB’$’"%8 国际
标准,供试棉条利用 OS"&型卜氏强度测定仪测定卜
氏零隔距比强度与 B密度所能承受的断裂负荷,单位为 6D > T*U)。
试验结果用 /@R 数据处理软件进行 RRV 方差
分析和显著性检验,显著性水平为 #F和 &F。
# 结果与分析
#"! 钾素对棉纤维长度的影响
由表 & 看出,随着铃龄增加,纤维长度逐渐增
长,下部棉铃各处理纤维长度均在花后 !. (达最大
长度,说明施钾对纤维长度达最大值的时间无影响。
施钾增加了最终纤维长度,且对两品种影响的规律
一致,各施钾处理的花后 !. ( 的纤维长度均与 6C
间差异达极显著水平,而各施钾处理间差异不显著。
由表 &还可看出,上部棉铃各处理纤维长度变化规
律与下部铃基本一致,但上部棉铃的纤维长度比下
部棉铃短,且施钾对两品种上部棉铃最终纤维长度
的影响存在一定差异,)&.的 E!、EB与 6C间差异极
显著,E&与 6C间差异不显著;9:8&表现为各施钾
处理与 6C间差异均达极显著水平,EB与 E&间差异
显著。
.’8& 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 卷
表 ! 施钾对不同部位棉铃纤维长度("")的影响(#$$%!#$$&)
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棉铃部位
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花后天数
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下部
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注(G"%8):数值后不同大、小写字母分别表示差异达 ! H A:A,和 ! H A:A=显著性水平,下同 I?)D8# ’"))"78J (K J$’’898&% ;?F$%?) ?&J #L?)) )8%%89#
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#:# 钾素对棉纤维麦克隆值的影响
表 5结果显示,随着棉铃的发育纤维麦克隆值
逐渐增大。下部棉铃发育的各个时期均表现为,施
钾处理的纤维麦克隆值有高于 23的趋势,且随施
钾量的增加呈逐渐增大趋势;施钾对最终麦克隆值
的影响两品种存在一定差异,.,- 除 46 与 23差异
显著外,其余各处理间差异均不显著;01/, 中 46
与 23差异极显著,45与 23、4,间差异均达显著水
平。上部棉铃纤维麦克隆值的变化趋势与下部棉铃
表现一致,施钾增大了上部棉铃纤维麦克隆值,但纤
维麦克隆值小于下部铃,对两品种最终纤维麦克隆
值的影响也存在一定差异,.,-中 45、46与 23以及
46与 4, 间差异极显著,45 与 4, 差异显著,4, 与
23间差异不显著;01/, 中 46 与 23 间差异极显
著,45与 4,、23间差异显著,4, 与 23间差异不显
著。说明施钾增加了纤维次生细胞壁纤维素的沉积
量,增加了纤维细胞壁的厚度,从而增大了纤维麦克
隆值。
表 # 施钾对不同部位棉铃纤维麦克隆值的影响(#$$%!#$$&)
’()*+ # ,--+./ 0- 10/(2234" 54/63/305 05 -3)+6 "3.605(36+ 0- 93--+6+5/ 1023/3052 )0**
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吐絮
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BA/,@期 郭英,等:钾素营养对不同部位棉铃纤维品质性状的影响
!"# 钾素对棉纤维断裂比强度的影响
!"#"$ 纤维零隔距比强度的变化 由表 #可以看
出,随着铃龄的增长,下部棉铃纤维零隔距比强度均
呈现逐渐增大趋势,施钾增加了纤维零隔距比强度,
且随施钾量的增加,纤维零隔距比强度呈先增后降
的趋势,两品种 %!处理纤维零隔距比强度最大。不
同施钾量对最终纤维零隔距比强度的影响在两品种
上表现不同,&$’的 %$、%!与 ()间差异极显著,%$、
%!与 %# 间差异显著,而 %# 与 () 差异不显著。
*+,$的 %$、%!与 ()间差异显著,其余各处理间差
异不显著。由此说明,在一定施钾范围(-! $’-
./ 0 12!)内增施钾肥可明显增加下部棉铃纤维零隔
距比强度,不同品种对施钾量的反应不同,&$’对钾
反应更敏感。同时,表 #还表明,上部棉铃纤维零隔
距比强度随铃龄增长的变化趋势与下部铃相同,但
纤维零隔距比强度值低于下部铃;施钾提高了纤维
零隔距比强度,随施钾量增加呈逐渐增大趋势;施
钾对两品种成熟纤维零隔距比强度的影响不同,&$’
中 %#与其它处理和 ()差异均极显著,%!与 ()差
异显著,%$与 ()差异不显著;*+,$中 %#与 ()差
异极显著,%$、%!与 ()差异显著,而 # 个施钾处理
间差异不显著。
表 # 施钾对不同部位棉铃纤维零隔距比强度的影响($%& ’())(!**+!!**,)
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吐絮
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上部
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吐絮
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!"#"! 棉纤维 #"! 22 隔距比强度的变化 纤维
#"! 22隔距比强度亦是衡量纤维纺纱品质的另一
重要指标。由表 ,可看出,两品种下部棉铃纤维 #"!
22隔距比强度均随着纤维发育进程推进逐渐增
大;施钾提高了纤维 #"! 22隔距比强度,且随着施
钾量增加呈先增加后降低趋势,不同施钾处理间差
异不显著。施钾量对两品种最终纤维 #"! 22隔距
比强度的影响有一定差异,&$’ 表现为各施钾处理
与 () 间差异均极显著,# 个施钾处理间差异不显
著;*+,$为 %!、%#与 ()间差异极显著,其余各处
理间差异不显著。随着铃龄增加,上部棉铃纤维
#"! 22隔距比强度变化趋势与下部铃相同;施钾
也增加了上部棉铃纤维 #"! 22隔距比强度,但随着
施钾量增加而逐渐增大。施钾对两品种纤维最终
#"! 22隔距比强度的影响,&$’的 %$、%!、%#比 ()
分别提高了 -"BC、-"CB和 -"F! (L 0 7?M,差异均极显
著,而 #个施钾处理间差异不显著;*+,$的 %$、%!、
%#比 ()分别提高了 -"!-、-"’B 和 $"$$ (L 0 7?M,其
中 %!、%#与 ()间以及 %!、%#与 %$间差异均达极显
著水平,其余各处理间差异不显著。
!"+ 钾素对棉纤维成熟度的影响
由表 A可看出,随铃龄的增加,纤维成熟度逐渐
增大,在棉铃生长发育的各个时期,各施钾处理均提
高了纤维成熟度,而且随施钾量的增加纤维成熟度
呈逐渐增加趋势。施钾对两品种下部棉铃最终纤维
成熟度的影响趋势一致,只有 %# 与 ()差异显著,
其余各处里间差异不显著;&$’和 *+,$的 %#最终
纤维成熟度分别比 ()增加 ,",N和 ,"BN。施钾对
两品种上部棉铃最终成熟度纤维的影响规律也一
致,均表现为 %!、%#与 ()差异显著,其余各处理间
差异不显著。&$’和 *+,$的 %#处理最终纤维成熟
度分别比 ()增加 A"$,N和 C"A$N。由此可见,施
钾可提高上、下部棉铃纤维的成熟度,且对上部棉铃
纤维成熟度的影响大于下部铃。
-$,$ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $A卷
表 ! 施钾对不同部位棉铃纤维 "#$ %%隔距比强度的影响(&’( )*+)($,,!!$,,-)
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" 讨论与结论
前人在钾对棉纤维品质影响方面已做了大量研
究工作,但是研究多集中于施钾对最终纤维品质性
状的影响等方面,关于施钾对纤维品质动态变化的
研究较少,对不同部位棉铃纤维品质性状动态变化
影响的研究则更是鲜有报道,而且有关钾对棉花纤
维品质性状影响的结论不尽一致。B$&%"& =&G H(8)I
J=9[,5]报道,钾不影响纤维长度和麦克隆值,而对纤
维强度有显著影响;!8%%$K987[,6]等认为,钾能提高整
齐度和麦克隆值,但对纤维长度和强度无影响;
D#J897""G[,/]指出,钾提高了纤维长度、强度和麦克
隆值;L"9MC#[,:]等研究表明,施钾增加纤维长度和
强度,减少整齐度和降低麦克隆值;姜存仓[,<]等的
试验表明,施钾明显改善了棉纤维品质,增加了纤维
长度、整齐度、比强度和麦克隆值,降低了伸长度。
本试验结果表明,施钾对棉纤维品质有显著的
影响,施钾提高了上、下部棉铃的纤维长度和麦克隆
值,且随施钾量的增加,其增加幅度呈上升趋势,但
施钾对纤维达到最大长度的时间无影响。施钾增加
了两部位棉铃纤维的最终零隔距断裂比强度和 6;5
MM隔距断裂比强度,但是上、下部位棉铃受钾的影
响规律表现不同,随着施钾量的增加,下部棉铃纤维
的最终零隔距断裂比强度和 6;5 MM隔距断裂比强
度呈先增后降的趋势,当施钾 ,-A NK O JM5时,增幅最
大,继续增施钾肥,两值开始下降,这与李迎春的过
量施用钾肥会降低比强度的研究结果一致;但是随
着施钾量增加,上部棉铃的最终零隔距断裂比强度
和 6;5 MM隔距断裂比强度则一直增加,说明施钾对
纤维断裂比强度的影响存在部位间差异,其原因有
待进一步研究。此外,施钾也提高了上、下部位棉铃
纤维的最终成熟度,而且增幅随施钾量的增加而增
,,/,<期 郭英,等:钾素营养对不同部位棉铃纤维品质性状的影响
大,当施钾量为 !"" #$ % &’( 时,上、下部位棉铃纤维
的最终成熟度均显著增加。这与 )*++,$-*.[/0]的研究
结果一致,即施钾可提高纤维成熟度。
参 考 文 献:
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(/3/ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 /O卷