全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫20150404 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
孙小花,谢亚萍,牛俊义,李爱荣.不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响.草业学报,2015,24(4):3038.
SunXH,XieYP,NiuJY,LiAR.Effectofpotassiumapplicationrateonuptakeanddistributionofpotassiumandgrainyieldinoilflax.Acta
PrataculturaeSinica,2015,24(4):3038.
不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响
孙小花1,谢亚萍1,牛俊义1,李爱荣2
(1.甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州730070;2.河北省张家口市农业科学院,河北 张家口075000)
摘要:以胡麻“坝选3号”为材料,设置不施钾(K0)、低钾(K1,18.75kgK2O/hm2)、中钾(K2,37.5kgK2O/hm2)和
高钾(K3,56.25kgK2O/hm2)4个施钾(K2O)水平,于2011-2012年在河北省张家口市开展田间试验,研究了不
同施钾量对胡麻钾素营养转运分配及其产量的影响。结果表明,胡麻根、茎、叶和籽粒等器官的钾素累积主要在生
殖生长阶段,占全生育期累积量的41.28%~64.09%;与不施钾相比,施钾条件下胡麻根、茎和叶钾素转运量分别
增加了35.60%,29.06%和43.75%。根、茎和叶中均有钾素转运到籽粒,转运率分别为17.78%~24.85%,
14.82%~23.00%和39.40%~46.20%,对籽粒钾素的贡献率分别为6.71%~14.12%,11.24%~23.97%和
17.26%~50.83%。较不施钾处理,低、中和高钾水平下籽粒产量分别增产14.90%~24.12%,29.93%~30.11%
和15.65%~23.13%,且中钾处理下增产幅度最大。综合胡麻钾素积累、转运与分配规律以及籽粒产量,本试验区
同等肥力土壤条件下,要实现胡麻高产高效以施钾量37.5kg/hm2 为宜。
关键词:胡麻;钾素;转运;分配;籽粒产量
犈犳犳犲犮狋狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狉犪狋犲狅狀狌狆狋犪犽犲犪狀犱犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狆狅狋犪狊狊犻狌犿犪狀犱
犵狉犪犻狀狔犻犲犾犱犻狀狅犻犾犳犾犪狓
SUNXiaoHua1,XIEYaPing1,NIUJunYi1,LIAiRong2
1.犃犵狉狅狀狅犿狔犆狅犾犾犲犵犲,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪;2.犣犺犪狀犵犼犻犪犽狅狌犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲狊,
犣犺犪狀犵犼犻犪犽狅狌075000,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thisstudyaimedtoidentifytheeffectofdifferentpotassiumsupplylevelsontransportationanddis
tributionofpotassiumandongrainyieldinoilflax.Usingtheoilflaxcultivar“BaxuanNo.3”,afieldexperi
mentwasconductedwithfourpotassiumfertilizerapplicationrates:control(K0:0kgK2O/ha),lowpotassi
um (K1:18.75kgK2O/ha),mediumpotassium (K2:37.5kgK2O/ha)andhighpotassium (K3:56.25kg
K2O/ha)from2011to2012atZhangjiakou,inHebeiProvince,China.Significantdifferencesinpotassiumac
cumulationofdifferentorgans,includingroot,stem,leafandgrain,wereobserved.However,thechangesin
Kcontentofeachorganduringthewholegrowingperiodwerebasicalyconsistentandcloselyrelatedtothe
rateofpotassiumfertilizer.Thepotassiumaccumulationinroot,stem,leafandgrainwasgreatestduringthe
reproductivestageofgrowth,andaccountedfor41.28%-64.09% oftheaccumulatedpotassiumoveral
growthstages.Potassiumuptaketookplaceinalthreeorgans:theroot,stemandleaf.Comparedwithcon
trol(K0),thepotassiumuptakesinroot,stemandleafunderlowpotassiumK1(18.75kgK2O/ha),medium
第24卷 第4期
Vol.24,No.4
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年4月
April,2015
收稿日期:20141013;改回日期:20141201
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS17GW9)和国家自然科学基金(31360315)资助。
作者简介:孙小花(1981),女,甘肃庆阳人,在读博士。Email:sunxiaohua66@126.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:niujy@gsau.edu.cn
potassiumK2(37.50kgK2O/ha)andhighpotassium K3(56.25kgK2O/ha)treatmentswereincreasedby
35.60%,29.06%and43.75%,respectively.Thepotassiumtransportationratesfromroot,stemandleafto
grainwere17.78%-24.85%,14.82%-23.00%and39.40%-46.20%,respectively,andthecontributionof
transportedpotassiumtothetotalamountofgrainpotassiuminoilflaxwas6.71%-14.12%,11.24%-
23.97%and17.26%-50.83%,respectively.Meanwhile,comparedwiththecontrol(K0)treatment,grain
yieldincreasedby14.90%-24.12%,29.93%-30.11%and15.65%-23.13%,respectively,underthe3po
tassiumtreatments,K1,K2andK3.Consideringpotassiumaccumulation,transportation,distributionand
cropgrainyield,theoptimalpotassiumfertilizerfertilizationforoilflaxwas37.5kgK2O/ha(K2)underthe
climaticconditionsoftheexperimentalarea.
犓犲狔狑狅狉犱狊:oilflax;potassium;transportation;distribution;grainyield
钾素是作物生长发育必需的大量营养元素之一,是影响作物品质的显著因子[1]。作物各项生理代谢活动只
有在适宜钾素水平下才能有效完成[24]。钾积累与分配是作物养分利用的重要过程[5],缺钾不仅影响植株钾素和
干物质的积累,而且影响其在果实中的分配,进而降低产量与品质[6]。我国约1/3耕地严重缺钾[7],钾肥利用率
低,当季钾素利用率仅为35%~50%[8]。施钾量的不同直接影响作物器官中的钾浓度与钾在作物体内的分
配[9]。因此,探讨区域耕地适宜施钾量,提高作物肥料利用率,对增加产量,降低成本及保护生态环境起重要作
用[1012]。
研究表明,适宜增施钾肥可显著提高玉米(犣犲犪犿犪狔狊)[13]、油菜(犅狉犪狊狊犻犮犪犮犪犿狆犲狊狋狉犻狊)[14]和小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿
犪犲狊狋犻狏狌犿)产量[15],并增加油菜根、茎等营养器官的物质积累,增加大豆(犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓)钾素积累量[16],促进钾素
由营养器官向籽粒转移[17]。随施钾量增加,大豆钾素积累量显著增加,而钾素吸收利用率、钾素生产效率呈下降
趋势[18],过量钾肥也会降低油菜籽粒的含钾率[19]。同时,学术界关于钾素转运分配的研究主要集中在番茄(犔狔
犮狅狆犲狉狊犻犮狅狀犲狊犮狌犾犲狀狋狌犿)[20]、水稻(犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪,犗狉狔狕犪犵犾犪犫犲狉狉犻犿犪)[21]、马铃薯(犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿)[22]、甘薯
(犇犻狅狊犮狅狉犲犪犲狊犮狌犾犲狀狋犪)[23]和棉花(犌狅狊狊狔狆犻狌犿spp.)[24]等作物上。而关于施钾量对胡麻(犔犻狀狌犿狌狊犻狋犪狋犻狊狊犻犿狌犿)钾
素转运分配及增产效应方面的研究较少。胡麻是我国华北和西北地区的重要油料作物,也是干旱地区主要经济
作物[25]。钾素与胡麻生长发育及器官建成密切相关,国内外学者研究工作主要集中在纤维用亚麻上[26],对油用
胡麻合理施肥的研究较少[27],且现有的研究主要集中在胡麻氮、磷、钾吸收动态方面[28]。基于高产高效的预期,
本试验在不同供钾水平下,研究胡麻植株对钾营养转运分配规律及其对籽粒产量的影响,明确不同生育阶段对钾
素营养的需求,以期为胡麻生产中钾肥的合理施用提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设计
试验于2011-2012年在河北省张家口市张北县喜顺沟乡进行。该地处河北省坝上地区,海拔1450m,年均
气温3.2℃,年日照时数2300~3100h,≥10℃年积温1320~2200℃,年辐射量140kJ/cm2,无霜期90~120d,年
均降水量为392.70mm,年均蒸发量为1722.60mm。供试品种为当地主栽胡麻品种“坝选三号”,供试田土壤基
本理化性质见表1。
采用单因素随机区组设计方法。设不施钾(K0,0kgK2O/hm2)、低钾(K1,18.75kgK2O/hm2)、中钾(K2,
37.5kgK2O/hm2)与高钾(K3,56.25kgK2O/hm2)4个水平,3次重复,12个小区。小区面积为20m2(4m×5
m),小区间、重复间分别设置30,50cm宽的走(过)道,四周设宽为1m的保护行。胡麻种植密度为7.50×106
株/hm2,人工条播,播深3cm,行距20cm。氮、磷肥选用尿素(含N46%)和过磷酸钙(含P2O512%),施用量分
别为90.0kg/hm2(纯N)和67.5kg/hm2(P2O5),与钾肥一起混合基施。2011年5月15日播种,9月16日收
获;2012年5月10日播种,9月11日收获。胡麻生长期间,所有处理均未进行灌溉,其他管理方式同一般大田。
13第4期 孙小花 等:不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响
表1 供试田土壤基本理化性质
犜犪犫犾犲1 犅犪狊犻犮狆犺狔狊犻犮犪犾犮犺犲犿犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋犳犻犲犾犱
试验地点
Experiment
site
时间
Time
(年Year)
有机质
Organicmatter
(g/kg)
全氮
Totalnitrogen
(g/kg)
碱解氮
Alkalihydrolyzed
Nitrogen(mg/kg)
速效磷
Availablephosphorus
(mg/kg)
速效钾
Availablepotassium
(mg/kg)
张家口 2011 15.31 0.79 66.31 6.85 97.81
Zhangjiakou 2012 8.44 0.59 57.26 13.12 109.81
1.2 测定项目和方法
胡麻开花进入生殖生长期后,假定此期间内钾素没有损失,营养器官(茎叶)生物产量、钾素累积量减少部分
均转移到了籽粒中[29],分别于胡麻枞形期、分茎期、现蕾期、开花期、子实期、成熟期采集有代表性的植株10株,
按根、茎、叶、蒴果皮、籽粒等器官分样,105℃杀青30min,80℃下烘干至恒重,称重。烘干样用不锈钢旋风粉碎
机粉碎,粉碎样采用浓 H2SO4-H2O2 消解,火焰光度计测钾[30],进而计算植株各器官钾素含量、积累总量和转
运量。钾素转运分配按张法全等[31]、吴光磊等[32]提出的相关公式计算:
各器官钾素积累量(kg/hm2)=钾素含量(g/kg)×干物质重量(kg/hm2)/103;
营养器官钾素转运量(kg/hm2)=开花期营养器官钾素积累量-成熟期营养器官钾素积累量;
营养器官钾素转运率(%)=营养器官钾素转运量/开花期营养器官钾素积累量×100;
营养器官转运钾素贡献率(花后籽粒积累钾素贡献率)(%)=营养器官钾素转运量
(花后籽粒钾素积累量)/成熟期籽粒钾素积累量×100;
各器官的钾素分配比例(%)=各器官的钾素积累量/单茎钾素积累量×100。
收获时按小区单收单打,晒干后称量测得小区实际产量。
1.3 数据处理
采用Excel2003程序和SPSS16.0统计软件进行数据整理、方差分析及显著性检验。
2 结果与分析
2.1 不同施钾水平对胡麻各器官钾素积累的影响
由图1可见,胡麻植株不同生育阶段各器官钾素积累量因施钾水平而异,尽管不同施钾处理改变了每一生育
阶段各器官钾素积累量的大小,但整个生育期内钾素积累量总体趋势并未改变,即无论施钾与否,从出苗至开花
期,胡麻根、茎、叶中的钾积累量持续增加,在现蕾期至子实期增长量最大;随着生殖器官的形成,蒴果皮和籽粒的
钾素积累量开始增加,在子实期至成熟期,根、茎、叶中钾素的积累量大幅度降低,与现蕾至开花期相比,分别下降
17.80%~24.78%,15.10%~22.63%和39.48%~46.13%。
同一生育阶段不同施钾处理间比较,开花前各生育阶段施钾处理的钾素累积量高于不施钾处理,但处理间差
异不显著。到开花至子实期,中钾处理下,茎积累的钾素较不施钾、低钾和高钾处理分别高2.58%~53.17%,
16.94%~34.58%和-5.70%~21.93%;叶积累的钾素较不施钾、低钾和高钾处理分别高39.40%~90.28%,
10.11%~46.92%和1.26%~23.44%;果皮积累的钾素较不施钾、低钾和高钾处理分别高2.59%~44.05%,
16.95%~33.65%和-5.70%~40.16%;籽粒积累的钾素较不施钾、低钾和高钾处理分别高55.55%~
63.50%,29.55%~40.25%和5.82%~33.33%。到子实至成熟期,中钾处理下胡麻各器官钾素积累量亦高于
其他各处理,但处理间差异不显著,说明中钾处理有利于提高胡麻植株花后各器官钾素的积累。
2.2 不同施钾水平对胡麻营养器官钾素转运的影响
结合图1、表2可以看出,现蕾期胡麻根、茎、叶中的钾素积累量持续增加,到开花期开始向果皮和籽粒中转
运。与不施钾处理相比,根中钾素的转运量在中钾、高钾处理时分别增加9.15%~106.83%,14.05%~
21.58%;茎中钾素的转运量在低钾、中钾和高钾处理时分别增加0.54%~28.39%,27.03%~96.91%和
23 草 业 学 报 第24卷
16.87%~33.69%;叶中钾素的转运量在低钾、中钾和高钾处理时分别增加0.57%~66.92%,57.22%~
93.42%和7.89%~80.17%,表明施钾促进了营养器官贮藏钾素向籽粒的转运。不同施钾处理间比较,中钾处
理下,根、茎和叶钾素转运量比低钾处理分别增加19.28%~21.31%,26.34%~53.36%和15.87%~56.32%,
比高钾处理分别增加-0.16%~70.11%,-4.98%~68.48%和7.35%~45.71%,表明中钾处理有利于提高营
养器官所积累钾素向籽粒的转运量。由表2可知,根、茎和叶积累钾素的转运率分别为17.78%~24.85%,
14.82%~23.00%和39.40%~46.20%。营养器官根、茎和叶转运钾素对籽粒钾素的贡献率分别为6.71%~
14.12%,11.24%~23.97%和17.26%~50.83%,叶对胡麻籽粒钾素积累的贡献较根和茎大。
图1 胡麻主要生育阶段各器官钾素积累量
犉犻犵.1 犘狅狋犪狊狊犻狌犿犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犪犿狅狌狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊犪狋狋犺犲犿犪犻狀犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊狅犳狅犻犾犳犾犪狓
S-F:出苗-枞型期,F-S:枞形期-分茎期,S-B:分茎期-现蕾期,B-A:现蕾期-开花期,A-K:开花期-子实期,K-M:子实期-成熟期;
K0、K1、K2、K3代表不同施钾处理,即 K0:0kgK2O/hm2、K1:18.75kgK2O/hm2、K2:37.5kgK2O/hm2、K3:56.25kgK2O/hm2。下同。S-F:
Seedlingtofirshaped,F-S:Firshapedtostem,S-B:Stemtobudding,B-A:Buddingtoanthesis,A-K:Anthesistokernel,K-M:Kernel
tomaturity;K0,K1,K2,K3representsadifferenttreatmentofpotassium,K0:0kgK2O/ha,K1:18.75kgK2O/ha,K2:37.5kgK2O/ha,K3:
56.25kgK2O/ha.Thesamebelow.
2.3 不同施钾水平对胡麻各器官钾素分配的影响
根据胡麻不同生育阶段各器官钾素分配比率可知(图2),随着胡麻生长发育进程的推进,其吸收的钾素在各
营养器官内的分配因植株生长中心的转移而发生变化。在开花前,由于器官的迅速建成,钾素在根中的分配以分
茎期至现蕾期最高,为23.41%~35.89%;在茎中以现蕾期至开花期最高,为30.95%~55.86%;在叶片中以枞
形期至分茎期最高,为52.44%~71.41%。而后随着生育期的推进而逐渐下降。到成熟期,随叶片的衰老和脱
落,钾素在叶片中的分配率下降到7.91%~18.34%。可见,钾素在根、茎、叶中的分配表现为先增后降的趋势。
钾素在蒴果皮中的分配率由开花期至子实期的18.01%~29.52%,下降到成熟期的9.73%~20.62%;而在籽粒
中的分配率由开花期至子实期的15.18%~18.24%开始逐渐增大,到成熟期达到最大,为28.76%~38.54%。
现蕾期后,胡麻开始营养生长与生殖生长并进阶级,需要吸收大量养分满足生长。因此,从现蕾期开始根、
茎、叶器官之间钾素分配趋于均衡,且其钾素积累高峰因施钾量的不同而出现在不同的生育阶段。各处理间比
33第4期 孙小花 等:不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响
较,中钾处理下胡麻根、茎和叶中钾素的分配率较低,而籽粒中钾素的分配率较高,较不施钾、低钾和高钾处理下
的钾素在籽粒中的分配比率在成熟期的增幅分别为16.57%~31.20%,1.08%~26.80%和0.46%~13.93%。
开花期以后,随着蒴果皮和籽粒中钾素积累量的增加,分配到营养器官中的钾素逐渐减少,开花至子实期蒴果皮
中钾素的积累量较籽粒中大,而成熟期分配到蒴果皮中的钾素明显减少,籽粒中的钾素分配量达到最大。
表2 胡麻营养器官钾素转运量、转运率及转运钾素对籽粒钾素积累的贡献率
犜犪犫犾犲2 犘狅狋犪狊狊犻狌犿狋狉犪狀狊狆狅狉狋犪狋犻狅狀,狆狅狋犪狊狊犻狌犿狋狉犪狀狊狆狅狉狋犪狋犻狅狀狉犪狋犲犪狀犱犮狅狀狋狉犻犫狌狋犻狅狀狉犪狋犲狅犳
狏犲犵犲狋犪狋犻狏犲狅狉犵犪狀狊犳狅狉犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犻狀犵狉犪犻狀狅犳狅犻犾犳犾犪狓
时间
Year
处理
Treatment
钾素转运量Amountof
transportedpotassium(kg/hm2)
根Root 茎Stem 叶Leaf
钾素转运率Rateof
transportedpotassium(%)
根Root 茎Stem 叶Leaf
转运钾素对籽粒贡献率Contributionof
transportedpotassiumtograinpotassium(%)
根Root 茎Stem 叶Leaf
2011 K0 3.06a 5.55a 5.19b 17.78b 14.82b 39.40b 11.09a 19.54a 18.37a
K1 2.80a 5.58a 5.22b 18.38b 17.33ab 41.76ab 9.49a 19.13a 17.26a
K2 3.34a 7.05a 8.16a 24.85a 18.67a 44.59a 9.03a 19.29a 22.09a
K3 3.49a 7.42a 5.60b 21.12b 18.49a 40.32b 11.24a 23.97a 19.66a
2012 K0 2.78c 4.86b 10.49b 20.33a 18.55a 45.80a 10.11ab 17.81a 38.18ab
K1 4.74b 6.24b 17.51a 20.87a 22.56a 44.71a 14.12a 18.06a 50.83a
K2 5.75a 9.57a 20.29a 21.69a 23.00a 46.20a 8.52b 14.34ab 29.98b
K3 3.38c 5.68b 18.90a 20.81a 21.63a 44.68a 6.71b 11.24b 37.06b
注:同一器官同一年份的同列数据后不同字母者表示在犘<0.05水平上差异显著。
Note:Thesameorgansfromthesamecolumndatainsameyearaftermarkedwithdifferentlettersindicatesignificantdifferenceamongtreatments
at0.05level.
图2 胡麻主要生育阶段各器官钾素分配比例
犉犻犵.2 犘狅狋犪狊狊犻狌犿犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅狉犵犪狀狊犪狋狋犺犲犿犪犻狀犵狉狅狑狋犺狊狋犪犵犲狊狅犳狅犻犾犳犾犪狓
43 草 业 学 报 第24卷
2.4 不同施钾水平对胡麻籽粒产量及其构成因素的影响
由表3可见,不同施钾处理对胡麻籽粒产量及其构成因素影响较大。各处理下,单株朔果数由多到少的排序
依次为:K2>K3>K1>K0,其中:K2 处理单株有效果数达到16.70个,显著高于其他处理0.06%~12.79%(犘<
0.05),与K0 处理差异显著。千粒重和单株籽粒产量从大到小的排序同单株有效朔果数,K2 处理分别高于其他
处理0.17%~11.57%和2.50%~38.98%(犘<0.05)。每果粒数从大到小的排序依次为K2>K1>K3>K0,且
K2 处理较其他处理最大高出7.03%。K0、K1、K3 各处理单株蒴果数、每果粒数、千粒重均小于K2 处理,其库容
量小,单株籽粒产量显著小于K2 处理。
表3 施钾对胡麻籽粒产量及其构成因素的影响
犜犪犫犾犲3 犈犳犳犲犮狋狊狅犳犓犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅狀狔犻犲犾犱犪狀犱犻狋狊犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊犻狀狅犻犾犳犾犪狓
年份
Year
处理
Treatment
单株有效果数
Podnumberper
plant(No.)
每果粒数
Seednumber
perpod
千粒重
1000grain
weight(g)
单株籽粒产量
Outputper
plant(g)
籽粒产量
Grainyield
(kg/hm2)
增产
Increaseofgrain
yield(%)
2011 K0 15.20b 8.33b 5.31b 0.68c 1861.50b —
K1 16.83a 8.63a 5.39b 0.78b 2141.50ab 14.90b
K2 16.93a 8.67a 5.88a 0.87a 2416.50a 30.11a
K3 16.92a 8.13c 5.87a 0.82a 2293.00a 23.13ab
2012 K0 15.01b 8.10b 5.27b 0.59b 1159.50c —
K1 16.22ab 8.26ab 5.31b 0.66ab 1433.50ab 24.12a
K2 16.47a 8.45a 5.56a 0.75a 1502.50a 29.93a
K3 16.35a 8.19b 5.40ab 0.70a 1338.00b 15.65b
注:同一年份的同列数据后不同字母者表示在犘<0.05水平上差异显著。
Note:Thesamecolumndatainsameyearaftermarkedwithdifferentlettersindicatesignificantdifferenceamongtreatmentsat0.05level.
施用钾肥可显著增加胡麻籽粒产量,各施钾处理间产量差异不显著(表3)。低、中和高施钾量与对照比较,
籽粒产量分别增产14.90%~24.12%,29.93%~30.11%和15.65%~23.13%。当施肥量由18.75kg/hm2 增
加到37.5kg/hm2 时,施肥量增加了100%,而产量增加了29.93%~30.11%;施肥量由37.5kg/hm2 增加到
56.25kg/hm2 时,施肥量增加了50%,而产量增加了15.65%~23.13%,钾肥的增加量远远超过产量的增加量。
不同年际间比较,各处理下2012年胡麻籽粒产量较2011年明显降低,降幅达33.06%~41.64%,其中高钾处理
减产幅度最大,达41.66%,这可能是由于不同年份的气候环境和作物生长状况等因素的不同所致。
3 讨论
本研究表明,不同施钾量影响胡麻各生育阶段钾素养分积累,但变化趋势基本一致。枞形期,因胡麻经历较
长时间缓慢生长阶段,限制了养分的吸收,钾素积累量最少,全株钾素平均积累量占整个生育期的2.69%~
7.69%。分茎期前,钾素积累主要集中在叶片,分茎至开花期集中于叶和茎,子实到成熟期籽粒的钾积累量迅速
上升,但茎秆中的钾含量仍然很大,这与向达兵等[18]关于大豆钾素养分积累的研究结论一致。
养分的吸收、同化与转运直接影响着作物的生长发育,从而影响产量。研究表明,因作物不同,其转运器官各
有差异。小麦[33]钾素养分转运器官为叶片、茎秆和颖壳,玉米[34]钾素养分转运器官为叶片。而本研究表明,根、
茎和叶都是胡麻钾营养转运的主要器官,较不施钾处理,根、茎、叶钾素转运量在低钾、中钾与高钾处理下均不同
程度的增加,表明施钾促进了营养器官贮藏钾素向籽粒转运。不同施钾处理间比较,中钾处理下根、茎和叶钾素
转运量较低钾处理分别增加19.28%~21.31%,26.34%~53.36%和15.87%~56.32%,较高钾处理分别增加
-0.16%~70.11%,-4.98%~68.48%和7.35%~45.71%,表明中钾处理有利于提高营养器官所积累钾素向
籽粒的转运量,这可能是由于胡麻群体从开花到成熟阶段随钾肥用量增大,吸钾数量和强度在减少,但由于“库”
53第4期 孙小花 等:不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响
的需求拉力和钾移动性强的原因,植株就会更多地动用根、茎和叶中储存的钾素来满足籽粒充实的生理代谢。这
与王强盛[7]等关于钾肥用量对优质粳稻钾素积累利用的研究结论一致。根、茎和叶等营养器官对籽粒钾素的贡
献率分别为6.71%~14.12%,11.24%~23.97%和17.26%~50.83%,可见叶对胡麻籽粒钾素积累的贡献较根
和茎大。
大田作物的生长受降水、气温、生长环境等的影响较大,本研究中各处理2012年胡麻籽粒产量较2011年明
显降低,降幅达33.06%~41.64%。究其原因,主要是由于作为喜冷凉长日照作物,胡麻具有较强的耐寒力,且
种子发育需低温春化作用,以延缓其内部脂肪的消耗。而张家口市气候资料显示,2012年3-4月的日平均气温
较2011年高出1.31℃,极不利于胡麻春化作用,致使地上部分生长过快,植株扎根不深,易引起受旱减产。同
时,现蕾期至开花期是胡麻生长最旺盛、耗水量最多的关键时期。正值胡麻现蕾期前后的6月份,2012年试验区
降水较2011年减少20.40mm,形成“卡脖旱”,导致植株矮小、分枝少、造成蒴果少、结粒率下降。而到9月份的
胡麻收获期,较2011年,降水量却高出58.40mm,造成胡麻贪青晚熟,从而影响产量。
适宜的钾肥施用量能够提高胡麻籽粒产量,有效防止钾肥损失以及避免因施钾过量而带来的环境问题。低、
中和高施钾量与对照比较,籽粒产量分别增产14.90%~24.12%,29.93%~30.11%和15.65%~23.13%,中钾
处理增产幅度最大,高钾处理反而有所降低,因此,生产上要注重钾肥的适量施用。
4 结论
开花期是胡麻钾素营养转运分配的关键时期。根、茎和叶是钾素营养转运的主要器官,叶的转运率最大。不
同施钾水平下,胡麻钾素营养转运分配存在差异,其中,中钾处理下各器官转运分配能力强,尤其是茎和叶钾素合
成和积累较多。结合胡麻钾素积累、转运与分配规律以及籽粒产量,综合考虑研究区域的生态环境、土壤肥力及
品种特性的差异,在本试验区同等肥力土壤条件下,胡麻的钾肥适宜用量为37.5kgK2O/hm2。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
[1] SinghM,SinghVP,ReddyDD.Potassiumbalanceandreleasekineticsundercontinuousrice-wheatcroppingsysteminVertisol.FieldCrops
Research,2002,77:8191.
[2] QiH,YuGR,ChengYS,犲狋犪犾.Effectofpotassiumfertilizationonthephotosyntheticcharacteristicsoftheleafofwinterwheatpopulation
duringitsgrainfilingstage.ChineseJournalofAppliedEcology,2003,14(5):690694.
[3] BeringerH,HaederHE,LindhauerMG.Waterrelationshipsandincorporationof14Cassimilatesintuberofpotatoplantsdifferinginpotassi
umnutrition.PlantPhysiology,1983,73:956960.
[4] DukeSH,ColinsM,SoberalskeRM.Effectsofpotassiumfertilizationonnitrogenfixationandnoduleenzymesofnitrogenmetabolisminal
falfa.CropScience,1980,20(1):213219.
[5] BaiLP,SuiFG,SunZH,犲狋犪犾.Effectsofsoilwaterstressonmorphologicaldevelopmentandyieldofmaize.ActaEcologicaSinica,2004,
24(7):15561560.
[6] LiS,PengYF,YuP,犲狋犪犾.Accumulationanddistributionofdrymatterandpotassiuminmaizevarietiesreleasedindifferentyears.PlantNu
tritionandFertilizerScience,2011,17(2):325332.
[7] WangQS,ZhenRH,DingYF,犲狋犪犾.Effectsofpotassiumfertilizerapplicationratesonplantpotassiumaccumulationandgrainqualityofja
ponicarice.ScientiaAgriculturaSinica,2004,37(10):14441450.
[8] ZhaoXG,XiaoL.Currentresearchoncontroledreleasefertilizers.ChineseJournalofEcoAgriculture,2002,10(3):9597.
[9] LiSC,HuCH,GongJ,犲狋犪犾.Effectsofphosphorussupplyonnitrogenandpotassiumabsorptionanddistributionofmaizewithdifferent
phosphorusefficiency.PlantNutritionandFertilizerScience,2004,10(3):237240.
[10] ChenBL,ShengJD,JiangPA,犲狋犪犾.Comparisonofpotassiumabsorptionandutilizationfordifferentcottonvarieties.PlantNutritionand
FertilizerScience,2009,15(5):11541159.
[11] ChenYX,ChenXH,TangYQ,犲狋犪犾.Effectofnitrogenfertilizerondrymatteraccumulationandyieldinwheat/maize/soybeanintercrop
pingsystem.ActaPrataculturaeSinica,2014,23(1):7383.
[12] ChenYX,ChenX,ChenXP,犲狋犪犾.Effectsofdifferentnitrogenadditionsontheyield,qualityandnutrientabsorptionofforagemaize.Acta
PrataculturaeSinica,2014,23(3):255261.
[13] DuX,ZhangLF,LiHB,犲狋犪犾.Effectsofpotassiumapplicationonnutrientabsorptiondynamics,biomassandqualityformationofforage
maize.PlantNutritionandFertilizerScience,2007,13(3):393397.
[14] LiYS,LuJW,LiaoX,犲狋犪犾.Effectofpotassiumapplicationrateonyieldandfertilizerpotassiumutilizationefficiencyinrapeseed.Chinese
JournalofOilCropSciences,2011,33(2):152156.
63 草 业 学 报 第24卷
[15] HanYL,JieXL,TanJF,犲狋犪犾.Studiesonabsorption,distributionandtranslocationofN,PandKofsuperhighyieldwinterwheat.Acta
AgronomicaSinica,1998,24(6):908915.
[16] GaoJL,LiuKL,WangLG,犲狋犪犾.Therelationmodelbetweensyntheticalagriculturalcultivationmeasuresandsoybeanyieldanditseffect
analysis.ChineseJournalofOilCropSciences,2003,25(4):8388.
[17] SunJG,ZuoQS,ShiJF,犲狋犪犾.Studyofpotassiumaccumulationinseedsofrapeseed.ChineseJournalofOilCropSciences,2007,29(4):
448451.
[18] XiangDB,GuoK,YangWY,犲狋犪犾.Effectsofphosphorusandpotassiumfertilizeronpotassiumaccumulationandutilizationefficiencyofre
laycroppingsoybean.PlantNutritionandFertilizerScience,2010,16(3):668674.
[19] WangHZ.Strategyforrapeseedindustrydevelopmentbasedontheanalysisofrapeseedproductionanddemandofinchina.ChineseJournal
ofOilCropSciences,2007,29(1):101105.
[20] ChenJ,GabelmanWH.Isolationoftomatostrainsvaryinginpotassiumacquisitionusingasandzeoliteculturesystem.PlantandSoil,1995,
176:6570.
[21] YangXE,LiuJX,WangW M,犲狋犪犾.Potassiuminternaluseefficiencyrelativetogrowthvigor,potassiumdistribution,andcarbohydrateal
locationinricegenotypes.JournalofPlantNutrition,2004,27(5):837852.
[22] TrehanSP,ElDessougiH,ClaassenN.Potassiumefficiencyof10potatocultivarsasrelatedtotheircapabilitytousenonexchangeablesoil
potassiumbychemicalmobilization.CommunicationsinSoilScienceandPlantAnalysis,2005,36:18091822.
[23] GeorgeMS,LuG,ZhouW.Genotypicvariationforpotassiumuptakeandutilizationefficiencyinsweetpotato(犐狆狅犿狅犲犪犫犪狋犪狋犪狊L.).Field
CropsResearch,2002,77:715.
[24] ZhangZ,TianX,DuanL,犲狋犪犾.DifferentialresponsesofconventionalandBttransgeniccottontopotassiumdeficiency.JournalofPlantNu
trition,2007,30:659670.
[25] XieYP,LiAR,YanZL,犲狋犪犾.Effectofdifferentphosphoruslevelsonphosphorusnutrientuptake,transformationandphosphorusutiliza
tionefficiencyofoilflax.ActaPrataculturaeSinica,2014,23(1):158166.
[26] YaoYB,DengZZ,WangRY,犲狋犪犾.EffectsofclimatechangeonflaxproductivityinGansu.ChineseJournalofOilCropSciences,2006,
28(1):4954.
[27] GaoXL,LiuSY,WangP,犲狋犪犾.Effectsoforganicandchemicalfertilizationonoilflaxnutrientuptakeandyieldcomponentsinhemidry
land.ActaAgriculturaeBorealioccidentalisSinica,2010,19(2):106110.
[28] WangLJ.EffectsofFertilizationonYield,QualityandGrowingStateofFlaxintheYelowRiverIrrigatingArea[D].Lanzhou:MasterDe
greeDissertationGansuAgriculturalUniversity,2006.
[29] YangN,ZhaoHB,WangZH,犲狋犪犾.Accumulationandtranslocationofdrymatterandnutrientsofwheatrotatedwithlegumesanditsrela
tiontograinyieldinadrylandarea.ActaEcologicaSinica,2012,32(15):48274835.
[30] BaoSD.SoilAgrochemistricalAnalysis[M].Beijing:ChinaAgriculturePress,2000:8183.
[31] ZhangFQ,WangXY,YuZW,犲狋犪犾.Characteristicsofaccumulationanddistributionofnitrogenanddrymatterinwheatatyieldlevelof
tenthousandkilogramsperhectare.ActaAgronomicaSinica,2009,35(6):10861096.
[32] WuGL,GuoLY,CuiZY,犲狋犪犾.Differentialeffectsofnitrogenmanagementsonnitrogen,drymatteraccumulationandtransportationin
latesowingwinterwheat.ActaEcologicaSinica,2012,32(16):51285137.
[33] ShenXS,QuHJ,LiJC,犲狋犪犾.Effectsofthemaizestrawreturnedtothefieldandtilagepatternsonnutritionaccumulationandtransloca
tionofwinterwheat.ActaBotanicaBorealiOccidentaliaSinica,2012,32(1):143149.
[34] LiWJ,HeP,JinJY.Potassiumnutritionondrymatterandnutrientsaccumulationandtranslocationatreproductivestageofmaize.Plant
NutritionandFertilizerScience,2009,15(4):799807.
参考文献:
[2] 齐华,于贵瑞,程一松,等.钾肥对灌浆期冬小麦群体内叶片光合特性的影响.应用生态学报,2003,14(5):690694.
[5] 白莉萍,隋方功,孙朝晖,等.土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响.生态学报,2004,24(7):15561560.
[6] 李飒,彭云峰,于鹏,等.不同年代玉米品种干物质积累与钾素吸收及其分配.植物营养与肥料学报,2011,17(2):325332.
[7] 王强盛,甄若宏,丁艳锋,等.钾肥用量对优质粳稻钾素积累利用及稻米品质的影响.中国农业科学,2004,37(10):14441450.
[8] 赵先贵,肖玲.控释肥料的研究进展.中国生态农业学报,2002,10(3):9597.
[9] 李绍长,胡昌浩,龚江,等.供磷水平对不同磷效率玉米氮、钾素吸收和分配的影响.植物营养与肥料学报,2004,10(3):237240.
[10] 陈波浪,盛建东,蒋平安,等.不同棉花品种钾素吸收利用差异的比较.植物营养与肥料学报,2009,15(5):11541159.
[11] 陈远学,陈晓辉,唐义琴,等.不同氮用量下小麦/玉米/大豆周年体系的干物质积累和产量变化.草业学报,2014,23(1):7383.
[12] 陈远学,陈曦,陈新平,等.不同施氮对饲草玉米产量品质及养分吸收的影响.草业学报,2014,23(3):255261.
[13] 杜雄,张立峰,李会彬,等.钾素营养对饲用玉米养分吸收动态及产量品质形成的影响.植物营养与肥料学报,2007,13(3):393397.
[14] 李银水,鲁剑巍,廖星,等.钾肥用量对油菜产量及钾素利用效率的影响.中国油料作物学报,2011,33(2):152156.
[15] 韩燕来,介晓磊,谭金芳,等.超高产冬小麦的氮磷钾的吸收、分配与运转规律的研究.作物学报,1998,24(6):908915.
[16] 高聚林,刘克礼,王立刚,等.大豆综合农艺栽培措施与产量关系模型及效应分析.中国油料作物学报,2003,25(4):8388.
[17] 孙家刚,左青松,石剑飞,等.油菜籽粒中钾素积累过程的初步研究.中国油料作物学报,2007,29(4):448451.
[18] 向达兵,郭凯,杨文钰,等.磷、钾营养对套作大豆钾素积累及利用效率的影响.植物营养与肥料学报,2010,16(3):668674.
[19] 王汉中.我国油菜产需形势分析及产业发展对策.中国油料作物学报,2007,29(1):101105.
73第4期 孙小花 等:不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响
[25] 谢亚萍,李爱荣,闫志利,等.不同供磷水平对胡麻磷素养分转运分配及其磷肥效率的影响.草业学报,2014,23(1):158166.
[26] 姚玉璧,邓振镛,王润元,等.气候变化对甘肃胡麻生产的影响.中国油料作物学报,2006,28(1):4954.
[27] 高小丽,刘淑英,王平,等.西北半干旱地区有机无机肥配施对胡麻养分吸收及产量构成的影响.西北农业学报,2010,19(2):106110.
[28] 王立军.施肥对引黄灌区亚麻产量和品质及生长动态的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2006.
[29] 杨宁,赵护兵,王朝辉,等.豆科作物小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分积累、转移与产量的关系.生态学报,2012,32(15):
48274835.
[30] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2000:8183.
[31] 张法全,王小燕,于振文,等.公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性.作物学报,2009,35(6):10861096.
[32] 吴光磊,郭立月,崔正勇,等.氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响.生态学报,2012,32(16):51285137.
[33] 沈学善,屈会娟,李金才,等.玉米秸秆还田和耕作方式对小麦养分积累与转运的影响.西北植物学报,2012,32(1):143149.
[34] 李文娟,何萍,金继运.钾素营养对玉米生育后期干物质和养分积累与转运的影响.植物营养与肥料学报,2009,15(4):799807.
83 草 业 学 报 第24卷