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        新疆棉花品種新陸中51號(hào)在山東棉區(qū)的需鉀特性

        2014-11-22 12:36:53王義霞劉春生蘇彥華
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年10期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量性狀棉花

        王義霞++劉春生++蘇彥華

        摘要:將新疆棉區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號(hào)引種到黃河下游的山東棉區(qū),在田間試驗(yàn)條件下,研究該品種的需鉀特性。結(jié)果表明,引種促進(jìn)了棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),使株高在不用施鉀水平下增加了0.6%~15.4%。在當(dāng)?shù)亓?xí)慣施鉀條件(K2O,225 kg/hm2)下,該棉花品種與主栽地區(qū)相比籽棉產(chǎn)量減少約14%,而增施鉀肥(K2O,450 kg/hm2)可顯著增加棉花的單株結(jié)鈴數(shù),使棉花籽棉產(chǎn)量比西北內(nèi)陸棉區(qū)增產(chǎn)約26%。增施鉀肥同時(shí)顯著提高了棉花體內(nèi)脯氨酸的含量,并降低了丙二醛含量,推測(cè)其可能是高鉀促進(jìn)新疆棉花品種適應(yīng)高溫高濕的山東棉區(qū)的一個(gè)因素。因此,增施鉀肥是使新陸中51號(hào)成功引種到黃河下游山東棉區(qū)的重要條件。

        關(guān)鍵詞:棉花;施鉀量;植株性狀;產(chǎn)量性狀;抗逆指標(biāo);山東棉區(qū)

        中圖分類號(hào): S562.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)10-0080-03

        收稿日期:2013-12-11

        基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào):91125028)。

        作者簡(jiǎn)介:王義霞(1988—),女,山東濰坊人,碩士研究生,主要從事鉀素對(duì)作物生理特征影響的研究。E-mail:wyixia@126.com。

        通信作者:劉春生,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)與肥料學(xué)的教學(xué)與科研工作。Tel:(0538)8241546;E-mail:csliu@sdau.edu.cn。新疆是我國(guó)棉花主產(chǎn)區(qū)之一,其棉花品種普遍具有結(jié)構(gòu)緊湊的特征,適于密植栽培。位于黃河下游的山東棉區(qū),人多地少,耕地面積相對(duì)較少,因此需要引入密植高產(chǎn)型棉花品種。棉花屬于喜鉀作物,適宜的鉀素營(yíng)養(yǎng)是其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的保證[1-2]。將優(yōu)質(zhì)品種引入其他棉區(qū),由于氣候、土壤等條件的變化,其對(duì)鉀素的需求量也會(huì)有相應(yīng)的變化。本研究從新疆棉區(qū)把優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號(hào)引入山東棉區(qū),在觀測(cè)其生長(zhǎng)及產(chǎn)量特性的基礎(chǔ)上,對(duì)其需鉀特性進(jìn)行了研究。

        1材料與方法

        1.1試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況

        供試棉花品種為新疆早中熟高產(chǎn)陸地棉新陸中51號(hào)。

        供試肥料品種分別為尿素(含46%N)、過磷酸鈣(含16%P2O5)、硫酸鉀(含50%K2O) 。

        試驗(yàn)于2011年在山東省濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣金鄉(xiāng)街道魏莊村(116.31°E,35.08°N)進(jìn)行。供試土壤為潮土。試驗(yàn)田0~20 cm 土層土壤含有機(jī)質(zhì)4.909 g/kg、全氮0.95 g/kg 、速效鉀165.1 mg/kg 、有效磷33.1 mg/kg,pH值 8.19。試驗(yàn)地屬于溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,年平均氣溫為13.8 ℃,年平均降水量為694.5 mm。

        1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)不同鉀水平的處理,即不施鉀處理(K2O,0 kg/hm2,CK)、低鉀處理(K2O,150 kg/hm2,T1)、當(dāng)?shù)亓?xí)慣施鉀處理(K2O,225 kg/hm2,T2)、中鉀處理(K2O,300 kg/hm2,T3)和高鉀處理(K2O,450 kg/hm2,T4)。氮(N)、磷(P2O5)施用量分別為360、120 kg/hm2。 其中,氮肥40%基施、60%于花鈴期追施,磷肥全部基施,鉀肥50%基施、50%于花鈴期追施。小區(qū)面積22 m2,種植密度均為15萬株/hm2。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。棉花于2011年4月29日播種,7月15日追施花鈴肥。其他管理措施同一般大田。

        1.3測(cè)定指標(biāo)和方法

        1.3.1植株性狀的調(diào)查于棉花的生育前期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株進(jìn)行主莖葉片數(shù)調(diào)查,計(jì)算其平均值;于吐絮期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選5株棉花用精確到1 mm的卷尺進(jìn)行株高和第一果枝節(jié)位高度的測(cè)量,并計(jì)算平均值。

        1.3.2產(chǎn)量性狀的調(diào)查在棉花的吐絮期測(cè)定單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量等指標(biāo)。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株棉花進(jìn)行調(diào)查,記錄每株棉花的鈴數(shù),算出每個(gè)處理的單株鈴數(shù)。吐絮后收花鈴50枚,曬干至恒重,稱質(zhì)量,籽棉質(zhì)量除以50即為單鈴質(zhì)量,計(jì)算出每個(gè)小區(qū)單株棉花產(chǎn)量,乘以單位面積內(nèi)理論種植密度,即為單位面積籽棉產(chǎn)量。軋花后測(cè)定皮棉產(chǎn)量,收獲結(jié)束后,于室內(nèi)測(cè)定棉花各處理的衣分。

        1.3.3丙二醛及游離脯氨酸含量以棉花打頂后主莖倒三葉和對(duì)應(yīng)第一果枝節(jié)葉為樣本[2],每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取15~20張葉,3次重復(fù),用液氮速凍后存放于-80 ℃冰箱中用于丙二醛及游離脯氨酸含量的測(cè)定。用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定丙二醛含量(nmol/g);用酸性茚三酮顯色法測(cè)定游離脯氨酸含量(μg/g)。

        1.4數(shù)據(jù)分析

        用SAS V8.0統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)分析,Microsoft Excel 2007軟件作圖。

        2結(jié)果與分析

        2.1不同施鉀量對(duì)棉花植株性狀的影響

        由表1可知,隨著施鉀量增加,棉花的株高、第一果枝節(jié)位高度和主莖葉片數(shù)均呈上升趨勢(shì)。不同施鉀量對(duì)棉花的株高和主莖葉片數(shù)的影響達(dá)到顯著水平(P<0.05),而第一果枝節(jié)位的高度在不同施鉀水平下差異多不顯著。其中,各施鉀處理間棉花株高以T3、T4最高,與其他處理間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05),CK與T1、T1與T2間差異不顯著;第一果枝節(jié)位高度僅T4與CK間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05),而T1、T2、T3、T4間差異均不顯著;主莖葉片數(shù)在不同施鉀水平下表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1>CK,且T4與CK、T1、T2間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。表明施鉀可以優(yōu)化棉花的植株性狀,且隨著施鉀水平提高,性狀的優(yōu)化程度也會(huì)相應(yīng)加強(qiáng)。

        表1不同施肥水平對(duì)棉花植株性狀的影響

        2.3不同施鉀量對(duì)棉花部分抗逆指標(biāo)的影響

        2.3.1丙二醛含量丙二醛作為植物器官在衰老或逆境條件下發(fā)生膜脂過氧化作用的產(chǎn)物,其含量的變化通常用來表示膜脂過氧化程度、植物衰老情況以及對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱[3]。由圖1可知,隨著施鉀量增加,棉花葉片丙二醛含量逐漸降低。各施鉀處理棉花丙二醛含量均顯著低于不施鉀處理,且各施肥處理間丙二醛含量差異顯著。

        2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì),在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力,從而增強(qiáng)作物的抗逆性。由圖2可知,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對(duì)游離脯氨酸累積量的影響達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。除CK和T1處理間無顯著差異外,其余各個(gè)處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著,T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

        3結(jié)論與討論

        西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題,因此棉花密植型種植對(duì)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū),觀測(cè)其生物學(xué)性狀及農(nóng)藝性狀。引種后,該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%~15.4%,說明施鉀增加棉花株高,同時(shí)山東棉區(qū)高溫短日照條件促進(jìn)了棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降,這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小,不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加,單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加,使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

        施鉀對(duì)棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響,李紅等指出,在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加,棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢(shì)[4];馮正銳認(rèn)為,施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù),但對(duì)于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著,這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1,6-17]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中,鉀肥對(duì)單株結(jié)鈴數(shù)影響最大,達(dá)到極顯著水平,其次是單鈴質(zhì)量,對(duì)衣分和單株果枝數(shù)的影響最小,這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7,18]相一致。這可能是因?yàn)槊藁ńY(jié)鈴數(shù)易受營(yíng)養(yǎng)條件等影響,在盛花期和盛鈴期,施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應(yīng)充足,導(dǎo)致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響,到了吐絮期,棉鈴陸續(xù)成熟,雖然此時(shí)施鉀處理的光合產(chǎn)物供應(yīng)總量仍較大,但由于結(jié)鈴數(shù)增加,可能供應(yīng)到單個(gè)棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

        黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長(zhǎng),施用鉀肥后,抗逆指標(biāo)得到了顯著優(yōu)化,這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個(gè)重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標(biāo)[19],其含量的高低可以反映細(xì)胞膜脂過氧化水平,與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17,21],在干旱或逆境條件下,鉀離子的存在可以促進(jìn)游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低,游離脯氨酸含量顯著增加,從而降低棉花的膜脂過氧化水平,增強(qiáng)棉花的抗逆性。

        本研究對(duì)引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號(hào)進(jìn)行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明,增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達(dá)到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性,從而能更好地適應(yīng)新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

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        2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì),在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力,從而增強(qiáng)作物的抗逆性。由圖2可知,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對(duì)游離脯氨酸累積量的影響達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。除CK和T1處理間無顯著差異外,其余各個(gè)處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著,T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

        3結(jié)論與討論

        西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題,因此棉花密植型種植對(duì)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū),觀測(cè)其生物學(xué)性狀及農(nóng)藝性狀。引種后,該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%~15.4%,說明施鉀增加棉花株高,同時(shí)山東棉區(qū)高溫短日照條件促進(jìn)了棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降,這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小,不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加,單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加,使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

        施鉀對(duì)棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響,李紅等指出,在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加,棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢(shì)[4];馮正銳認(rèn)為,施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù),但對(duì)于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著,這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1,6-17]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中,鉀肥對(duì)單株結(jié)鈴數(shù)影響最大,達(dá)到極顯著水平,其次是單鈴質(zhì)量,對(duì)衣分和單株果枝數(shù)的影響最小,這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7,18]相一致。這可能是因?yàn)槊藁ńY(jié)鈴數(shù)易受營(yíng)養(yǎng)條件等影響,在盛花期和盛鈴期,施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應(yīng)充足,導(dǎo)致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響,到了吐絮期,棉鈴陸續(xù)成熟,雖然此時(shí)施鉀處理的光合產(chǎn)物供應(yīng)總量仍較大,但由于結(jié)鈴數(shù)增加,可能供應(yīng)到單個(gè)棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

        黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長(zhǎng),施用鉀肥后,抗逆指標(biāo)得到了顯著優(yōu)化,這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個(gè)重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標(biāo)[19],其含量的高低可以反映細(xì)胞膜脂過氧化水平,與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17,21],在干旱或逆境條件下,鉀離子的存在可以促進(jìn)游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低,游離脯氨酸含量顯著增加,從而降低棉花的膜脂過氧化水平,增強(qiáng)棉花的抗逆性。

        本研究對(duì)引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號(hào)進(jìn)行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明,增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達(dá)到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性,從而能更好地適應(yīng)新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

        參考文獻(xiàn):

        [1]范希峰,王漢霞,田曉莉,等. 鉀肥對(duì)棉花產(chǎn)量的影響及最佳施用量研究[J]. 棉花學(xué)報(bào),2006,18(3):175-179.

        [2]高祥照,馬文奇,崔勇,等. 我國(guó)耕地土壤養(yǎng)分變化與肥料投入狀況[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2000,6(4):363-369.

        [3]郝建軍,康宗利,于洋,等. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:159-160.

        [4]李紅,唐海明,聶麗群,等. 不同種植密度和施肥水平對(duì)棉花農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(16):22-23,34.

        [5]馮正銳.施鉀對(duì)不同基因型棉花生長(zhǎng)發(fā)育及鉀素吸收利用的影響[D]. 長(zhǎng)沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2010:7-8.

        [6]房英. 鉀肥對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1998,4(2):196-197.

        [7]馬宗斌,李伶俐,謝德意,等. 盛鈴期施鉀對(duì)棉花光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,40(1):22-26.

        [8]宋美珍,毛樹春,邢金松,等. 鉀素對(duì)棉花光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量形成的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào),1994,6(S1):52-57.

        [9]姜益娟,鄭德明,閆志順,等. 新疆棉花施鉀效果研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(2):91-94.

        [10]Casman K Q,Kerby T A,Roberts B A,et al. Potassium nutrition effects on lint yield and fiber quality of Acala cotton[J]. Crop Science,1990,30:672-677.

        [11]李宗泰,陳二影,宋憲亮,等. 施鉀量和施鉀時(shí)期對(duì)棉花產(chǎn)量及不同部位棉鈴纖維品質(zhì)性狀的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(1):123-131.

        [12]易九紅,劉愛玉,李瑞蓮,等. 不同施鉀水平對(duì)棉花品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 江西棉花,2010,32(3):13-18.

        [13]張海鵬,馬健,文俊,等. 施鉀對(duì)不同轉(zhuǎn)基因棉花品種光合特性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào),2012,24(6):548-553.

        [14]王嬌,張成,殷志峰,等. 鉀肥對(duì)北疆陸地棉干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,21(6):86-92.

        [15]巫蘭,陳波浪,馬德英,等. 鉀素對(duì)棉花營(yíng)養(yǎng)吸收分配及纖維品質(zhì)的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(3):192-196.

        [16]Girma K,Teal R K,F(xiàn)reeman K W,et al. Cotton lint yield and quality as affected by applications of N,P,and K fertilizers[J]. The Journal of Cotton Science,2007,11(1):12-19.

        [17]李宗泰,陳二影,張美玲,等. 施鉀方式對(duì)棉花葉片抗氧化酶活性、產(chǎn)量及鉀肥利用效率的影響[J]. 作物學(xué)報(bào),2012,38(3):487-494.

        [18]董偉,魯鳳娟,王琦,等. 施肥方式對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,10(2):47-49.

        [19]閻成士,李德全,張建華. 植物葉片衰老與氧化脅迫[J]. 植物學(xué)通報(bào),1999,16(4):398-404.

        [20]孫存普,張建中,段紹瑾. 自由基生物學(xué)導(dǎo)論[M]. 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1999:237-240.

        [21]康玉潔,王月福,趙長(zhǎng)星,等. 不同施鉀水平對(duì)花生衰老特性及產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(4):116-122.

        [22]陳培元,蔣永羅,李英,等. 鉀對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育、抗旱性和某些生理特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào),1987,13(4):322-328.

        [23]湯章城,王育啟,吳亞華,等. 鉀在高粱苗水分虧缺時(shí)脯氨酸累積中的作用[J]. 植物生理學(xué)報(bào),1984,10(3):209-215.

        2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì),在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力,從而增強(qiáng)作物的抗逆性。由圖2可知,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對(duì)游離脯氨酸累積量的影響達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。除CK和T1處理間無顯著差異外,其余各個(gè)處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著,T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

        3結(jié)論與討論

        西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題,因此棉花密植型種植對(duì)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū),觀測(cè)其生物學(xué)性狀及農(nóng)藝性狀。引種后,該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%~15.4%,說明施鉀增加棉花株高,同時(shí)山東棉區(qū)高溫短日照條件促進(jìn)了棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降,這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小,不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加,單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加,使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

        施鉀對(duì)棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響,李紅等指出,在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加,棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢(shì)[4];馮正銳認(rèn)為,施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù),但對(duì)于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著,這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1,6-17]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中,鉀肥對(duì)單株結(jié)鈴數(shù)影響最大,達(dá)到極顯著水平,其次是單鈴質(zhì)量,對(duì)衣分和單株果枝數(shù)的影響最小,這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7,18]相一致。這可能是因?yàn)槊藁ńY(jié)鈴數(shù)易受營(yíng)養(yǎng)條件等影響,在盛花期和盛鈴期,施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應(yīng)充足,導(dǎo)致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響,到了吐絮期,棉鈴陸續(xù)成熟,雖然此時(shí)施鉀處理的光合產(chǎn)物供應(yīng)總量仍較大,但由于結(jié)鈴數(shù)增加,可能供應(yīng)到單個(gè)棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

        黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長(zhǎng),施用鉀肥后,抗逆指標(biāo)得到了顯著優(yōu)化,這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個(gè)重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標(biāo)[19],其含量的高低可以反映細(xì)胞膜脂過氧化水平,與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17,21],在干旱或逆境條件下,鉀離子的存在可以促進(jìn)游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,隨著施鉀量增加,棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低,游離脯氨酸含量顯著增加,從而降低棉花的膜脂過氧化水平,增強(qiáng)棉花的抗逆性。

        本研究對(duì)引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號(hào)進(jìn)行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明,增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達(dá)到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性,從而能更好地適應(yīng)新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

        參考文獻(xiàn):

        [1]范希峰,王漢霞,田曉莉,等. 鉀肥對(duì)棉花產(chǎn)量的影響及最佳施用量研究[J]. 棉花學(xué)報(bào),2006,18(3):175-179.

        [2]高祥照,馬文奇,崔勇,等. 我國(guó)耕地土壤養(yǎng)分變化與肥料投入狀況[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2000,6(4):363-369.

        [3]郝建軍,康宗利,于洋,等. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:159-160.

        [4]李紅,唐海明,聶麗群,等. 不同種植密度和施肥水平對(duì)棉花農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(16):22-23,34.

        [5]馮正銳.施鉀對(duì)不同基因型棉花生長(zhǎng)發(fā)育及鉀素吸收利用的影響[D]. 長(zhǎng)沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2010:7-8.

        [6]房英. 鉀肥對(duì)棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1998,4(2):196-197.

        [7]馬宗斌,李伶俐,謝德意,等. 盛鈴期施鉀對(duì)棉花光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,40(1):22-26.

        [8]宋美珍,毛樹春,邢金松,等. 鉀素對(duì)棉花光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量形成的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào),1994,6(S1):52-57.

        [9]姜益娟,鄭德明,閆志順,等. 新疆棉花施鉀效果研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(2):91-94.

        [10]Casman K Q,Kerby T A,Roberts B A,et al. Potassium nutrition effects on lint yield and fiber quality of Acala cotton[J]. Crop Science,1990,30:672-677.

        [11]李宗泰,陳二影,宋憲亮,等. 施鉀量和施鉀時(shí)期對(duì)棉花產(chǎn)量及不同部位棉鈴纖維品質(zhì)性狀的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(1):123-131.

        [12]易九紅,劉愛玉,李瑞蓮,等. 不同施鉀水平對(duì)棉花品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 江西棉花,2010,32(3):13-18.

        [13]張海鵬,馬健,文俊,等. 施鉀對(duì)不同轉(zhuǎn)基因棉花品種光合特性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 棉花學(xué)報(bào),2012,24(6):548-553.

        [14]王嬌,張成,殷志峰,等. 鉀肥對(duì)北疆陸地棉干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,21(6):86-92.

        [15]巫蘭,陳波浪,馬德英,等. 鉀素對(duì)棉花營(yíng)養(yǎng)吸收分配及纖維品質(zhì)的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(3):192-196.

        [16]Girma K,Teal R K,F(xiàn)reeman K W,et al. Cotton lint yield and quality as affected by applications of N,P,and K fertilizers[J]. The Journal of Cotton Science,2007,11(1):12-19.

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        [18]董偉,魯鳳娟,王琦,等. 施肥方式對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,10(2):47-49.

        [19]閻成士,李德全,張建華. 植物葉片衰老與氧化脅迫[J]. 植物學(xué)通報(bào),1999,16(4):398-404.

        [20]孫存普,張建中,段紹瑾. 自由基生物學(xué)導(dǎo)論[M]. 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1999:237-240.

        [21]康玉潔,王月福,趙長(zhǎng)星,等. 不同施鉀水平對(duì)花生衰老特性及產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(4):116-122.

        [22]陳培元,蔣永羅,李英,等. 鉀對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育、抗旱性和某些生理特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào),1987,13(4):322-328.

        [23]湯章城,王育啟,吳亞華,等. 鉀在高粱苗水分虧缺時(shí)脯氨酸累積中的作用[J]. 植物生理學(xué)報(bào),1984,10(3):209-215.

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