水鉀耦合對大豆生理特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響.pdf

1、作物的生物產(chǎn)量是子粒產(chǎn)量的基礎(chǔ)，植物干物質(zhì)的積累有90～95％來自光合作用，而蒸騰作用可以保證光合作用的正常進(jìn)行，氣孔既是水蒸氣溢出的通道，又是同化作用中CO2的入口。土壤中的水分及鉀肥均會(huì)影響作物的光合作用，水分不足會(huì)抑制氣孔開放和光合作用；而鉀肥能調(diào)節(jié)氣孔開放，從而調(diào)控光合、蒸騰作用的強(qiáng)弱。本文通過設(shè)置不同的鉀素和水分水平，探討農(nóng)田黑土下水鉀耦合對大豆生理特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為黑龍江省大豆生產(chǎn)提出更好的栽培管理措施，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生

2、產(chǎn)實(shí)踐。 ⑴盆栽條件下，以大豆品種黑農(nóng)35為供試材料，于2006年在中國科學(xué)院海倫農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)三個(gè)鉀肥水平及五個(gè)水分水平，共15個(gè)處理組合，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別在大豆的營養(yǎng)生長期(V2-R1)，開花期(R1-R3)，結(jié)莢期(R3-R5)三個(gè)關(guān)鍵生育時(shí)期進(jìn)行水分調(diào)控，研究不同供鉀水平下水分狀況對大豆不同生育時(shí)期生理特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響。其中采用CI-301Ps光合作用測定儀進(jìn)行凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及胞間CO2

3、濃度的測定；采用乙醇提取法測定葉綠素含量；采用CI-203手持式激光葉面積儀測定葉面積；各個(gè)生育時(shí)期控水后取樣，以測定植株各部位的鮮重及干物重(105℃殺青30min，80℃烘至恒重)；收獲后測定子實(shí)產(chǎn)量及其構(gòu)成要素；采用半微量凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量；采用干樣索氏脂肪抽提法測定脂肪含量。其結(jié)果表明： ⑵同一生育時(shí)期控水條件下，水分及鉀肥均會(huì)影響大豆的光合生理特性，但水分的效應(yīng)要優(yōu)于鉀肥，并且光合速率、蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度的變化趨

4、勢相一致，水分對它們有明顯的正效應(yīng)，其中以W4水平效果最好。水分對大豆的植物生理水分利用效率表現(xiàn)為正效應(yīng)，而鉀肥為負(fù)效應(yīng)，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)植株的水分利用效率表現(xiàn)為先急劇增大后下降的趨勢，即花期＞結(jié)莢期＞營養(yǎng)生長期。水分脅迫對葉綠素濃度的影響具有二重性，“特旱(W1)”條件下降低了葉片的葉綠素濃度，而“略旱(W2)”條件則提高了葉片的葉綠素濃度。同一生育時(shí)期控水條件下，水分及鉀肥對葉面積指數(shù)的影響同對光合速率的影響相近，隨著生育進(jìn)程的推

5、進(jìn)，葉面積指數(shù)逐漸增大。大豆株高的積累主要在出苗至結(jié)莢前這段時(shí)間，結(jié)莢期開始后，株高增量較少。營養(yǎng)生長期、開花期控水條件下植株各部位生物量的分配表現(xiàn)為葉重＞莖重＞根重；結(jié)莢期控水條件下植株各部位生物量的分配表現(xiàn)為子粒重＞葉重＞莖重＞根重。水分及鉀肥影響植株各部位生物量的形成，水分對生物量形成的影響為正效應(yīng)，以W4水平效果最優(yōu)：相同水分條件下施用鉀肥的處理生物量要優(yōu)于未施鉀肥的處理。水鉀耦合對地上部、地下部干物重及根冠比的影響表現(xiàn)為：對地

6、上部干物重的影響要大于對根干重的影響，大于對根冠比的影響；土壤水分狀況對干物質(zhì)的積累及根冠比的影響優(yōu)于鉀肥所產(chǎn)生的效應(yīng)，水多有利于干物質(zhì)的積累，但根冠比隨著水分的增加而減小。 ⑶無論何生育時(shí)期控水，鉀肥均有提高大豆脂肪、降低蛋白質(zhì)含量的趨勢。土壤水分對大豆蛋白質(zhì)含量的影響因控水時(shí)期不同而各異，營養(yǎng)生長期控水，相同鉀肥水平下，隨著土壤含水量的增加蛋白質(zhì)含量增加，而開花、結(jié)莢期控水條件下則以W3水分條件下蛋白質(zhì)含量最高；土壤水分對脂

7、肪含量的影響表現(xiàn)為：同一生育時(shí)期控水條件下，相同鉀肥水平下均以W3處理脂肪含量最高。 ⑷生物產(chǎn)量最優(yōu)的處理并未表現(xiàn)出最高的子粒產(chǎn)量，無論何生育時(shí)期控水條件下均以處理W3K3產(chǎn)量最高，比對照增加了10.90％，為本次試驗(yàn)中最佳處理組合。營養(yǎng)生長期(V2-R1)控水下大豆的產(chǎn)量效應(yīng)表現(xiàn)為：鉀肥＞水分＞水鉀互作，而花期(R1-R3)、結(jié)莢期(R3-R5)控水條件下，大豆產(chǎn)量的變異主要是由水分引起的，鉀肥與水鉀互作只引起極小的一部分。比

8、較不同生育時(shí)期各處理組合產(chǎn)量的差別時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)土壤水分含量較低時(shí)，結(jié)莢期控水減產(chǎn)最大，其次是花期控水，營養(yǎng)生長期控水減產(chǎn)幅度較??；而同一生育時(shí)期控水下水分對大豆產(chǎn)量的影響要高于鉀肥；旱澇都將影響大豆子粒產(chǎn)量的形成，但干旱引起大豆的減產(chǎn)程度大于澇害。 ⑸本研究發(fā)現(xiàn)大豆對水分較為敏感的時(shí)期是開花期和結(jié)莢期，而營養(yǎng)生長期土壤水分狀況對產(chǎn)量的影響相對較小，因此生產(chǎn)上要注意花期、莢期的水分管理，建立良好的灌溉排水設(shè)施。一定量的鉀肥能促進(jìn)產(chǎn)量

9、的形成，但只有在水分供應(yīng)適宜條件下其效果才顯著，因此生產(chǎn)上要依據(jù)土壤中的水分狀況進(jìn)行合理施用鉀肥，注重二者的耦合效果。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)當(dāng)作物生長前期土壤含水量較高，而后期較低時(shí)，可能會(huì)使土壤中的一些可交換性鉀轉(zhuǎn)化為非交換性鉀，從而降低了鉀離子的有效性，因此在實(shí)際生產(chǎn)上當(dāng)大豆生長前期水分較充足，而后期干旱時(shí)應(yīng)施鉀肥，以提高土壤中速效鉀的含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明在高肥水條件下，雖然干物質(zhì)積累很高，但子粒產(chǎn)量卻沒有相應(yīng)地提高，這主要是由于高肥水往往使