钾素水平对绿豆产量及养分吸收积累的影响

2012-04-29李莉展铭等

湖北农业科学 2012年24期

李莉　展铭等

关键词：绿豆；钾肥；氮磷钾养分；产量

中图分类号：Ｓ５２２．０６２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）24－5621-04

绿豆是湖北省丘陵和山地重要的杂粮作物之一，与其他作物相比具有生育期短、适播期长、适应性广等明显的生理生态优势［１］。绿豆中的蛋白质是全价蛋白质，人体必须直接从食物中摄取的8种氨基酸在绿豆中含量十分丰富，是人们理想的营养保健食品［２］。近年来随着人们生活水平提高，绿豆作为医食同源作物，其需求量和消费量呈现出日益增加趋势。

钾在作物生理代谢过程中功能特殊被誉为品质元素。钾在土壤中以ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３等盐类形式存在，在水中则解离成Ｋ＋而被根吸收［３］。在所有元素中，钾是对作物健康影响最大的元素，试验证明，钾素营养充足的植株，通常能表现出较强的抗病和抵抗环境胁迫的能力。土壤中速效钾含量过低时，植物叶片的叶尖、叶缘处易出现黄绿色斑块，叶面凹凸不平，生长缓慢，植株矮小不开张。当土壤中钾过量时，会阻碍植物对Ｎ、Ｍｇ、Ｃａ等元素的吸收和利用，钾被吸收后，在植株体内不形成稳定的化合物，因而移动性很强，具有随生长中心的转移而转移的特点，易引起各种生理性病害［４－７］。通过田间试验测定不同生育期绿豆植株地上部分Ｎ、Ｐ、Ｋ吸收量，分析绿豆养分吸收特性及钾肥利用率，探讨绿豆对钾肥施用的反应规律，以期为绿豆高产、养分高效管理技术提供一定理论依据和实践指导。

１材料与方法

１．１试验区概况

试验于２００９年６月至９月在湖北省武汉市洪山区湖北省农业科学院南湖试验站进行，该站位于北纬３０°２８′，东经１１４°２５′，海拔２０ｍ。

试验地前作为小麦，土壤基本理化性质为ｐＨ６．７３，有机质２９．７ｇ／ｋｇ，全氮０．８４ｇ／ｋｇ、全磷０．６６ｇ／ｋｇ、全钾５．０９ｇ／ｋｇ、速效磷３９．８ｍｇ／ｋｇ、速效钾５６．３ｍｇ／ｋｇ。

１．２供试材料

供试绿豆品种为鄂绿４号，２００９年通过湖北省农作物品种审定委员会审定。该品种株型紧凑，直立生长，子粒种皮黑色，有光泽；结荚集中，不炸荚、不褐变，适于一次性收获。

１．３试验设计

１．５数据分析方法

数据处理采用Ｅｘｃｅｌ２００３和ＤＰＳ７．０５统计分析软件对数据进行多重比较和方差分析。

２结果与分析

２．１不同钾水平对绿豆产量的影响

２．２不同钾水平对绿豆产量构成因素的影响

由表３可知，在Ｎ、Ｐ施用量相同情况下，增施钾能明显促进绿豆各产量构成因素增长。施钾后，绿豆单株荚果数增长了２．１％～１１．６％，其中以Ｋ１３５处理对绿豆单株荚果数形成的促进效果最好，超过此用量钾的促花增荚效应降低。施钾处理较对照的每荚粒数增长了１．１％～７．５％、百粒重增长了２．８％～６．８％，其中Ｋ１３５处理对绿豆每荚粒数的促进作用最明显，超过这一施用水平则表现为高钾施用的报酬递减现象。分析不同施钾处理的单株花数可知，钾对绿豆花芽分化有较好的促进作用，增施钾后绿豆单株花数明显增加，增加幅度为１４．９％～４６.0％，随着钾用量增加，绿豆单株花荚数呈抛物线变化趋势，以Ｋ９０和Ｋ１３５处理单株花数较多。在一定范围内增加钾施用量，可促进绿豆花芽分化，增加单株荚果数和每荚粒数，提高百粒重。

绿豆单株成荚率主要受绿豆单株花数和单株结荚数的影响，分析表３可知，施钾能增加绿豆单株花数和单株荚果数，但单株花数和单株荚果数的增加不成正比，因此随钾施用量增加，绿豆单株成荚率表现出递减趋势。表明绿豆开花成荚率的提高不只受钾施用量影响，如何减少绿豆的落花和提高成荚率还有待深入研究。

２．３绿豆分枝期不同钾施用水平下植株Ｎ、Ｐ、Ｋ积累规律

２．４绿豆成熟期不同钾肥施用水平下植株Ｎ、Ｐ、Ｋ在各器官的分配规律

增施钾后，各处理绿豆成熟期植株中钾养分积累量较对照都有明显增加，增幅为３０％～５４％，其中以Ｋ９０和Ｋ１３５处理钾养分积累量较高。从钾养分积累规律来看，绿豆植株中钾养分积累量随钾肥施用量增加呈抛物线变化趋势，当钾用量超过１３５ｋｇ／ｈｍ２时，钾养分在绿豆植株中的积累量呈现下降趋势，表明适量施用钾能促进绿豆群体钾的积累，但过度施用钾则会出现报酬递减现象。分析表５中各处理荚果中的Ｎ、Ｐ、Ｋ养分的总积累量可知，增施钾有利于绿豆荚果中Ｎ、Ｐ、Ｋ养分的积累，各处理荚果中Ｎ和Ｐ的积累量表现为Ｋ１３５﹥Ｋ１８０﹥Ｋ４５﹥Ｋ９０﹥Ｋ０，Ｋ的积累量则表现为Ｋ１３５﹥Ｋ９０﹥Ｋ４５﹥Ｋ１８０﹥Ｋ０。表明适量增施钾有利于养分在荚果中的分配和累积。

２．５钾肥利用效应分析

３小结与讨论

研究表明，施钾对于改善作物的经济性状有利［９－１１］。此次研究结果也表明，在Ｎ、Ｐ施用量相同情况下，合理增施钾肥能明显促进绿豆单株花芽分化，提高单株荚果数，增加每荚粒数，提高百粒重，并最终通过群体产量体现出来。但过量施用钾肥则促花增荚效应降低，表现出高钾施用的报酬递减现象，造成投入成本的增加和资源浪费。

绿豆分枝期不同器官的养分积累表现为叶片养分总积累量大于茎秆，叶片中氮素和磷素的积累量明显高于茎秆。绿豆茎秆中Ｎ、Ｐ、Ｋ积累量表现为钾＞氮＞磷，其中钾素占茎秆中三元素总积累量的５２％～６６％。合理施用钾能提高绿豆茎秆和叶片中钾素的积累，相对不施钾处理绿豆钾素的积累量增加幅度为１4％～５０％。随着钾用量增加，绿豆钾素的积累量呈抛物线变化趋势，以Ｋ１３５处理钾素积累最高。

增施钾后，成熟期绿豆植株中钾养分的积累量随钾施用量增加呈抛物线变化趋势，其中钾用量为９０～１３５ｋｇ／ｈｍ２时，绿豆钾素的积累量较高。当钾用量超过１３５ｋｇ／ｈｍ２时，绿豆植株中钾素积累量呈下降趋势，出现报酬递减现象。合理增施钾可提高成熟期绿豆养分积累量，其中叶片和荚果中的积累量表现为氮＞钾＞磷，绿豆茎秆养分积累量表现为钾＞氮＞磷。不同钾处理荚果的养分积累量Ｋ１３５最高，表明适量增施钾有利于养分在荚果中的分配和累积。Ｋ１３５处理植株的养分总积累量最高，表明当钾施用量为１３５ｋｇ／ｈｍ２时有利于绿豆植株中Ｎ、Ｐ、Ｋ的积累。

提高作物对钾肥的吸收利用效率是缓解资源短缺、节约资源的重要途径［１２］。合理施钾可提升钾肥利用效率、提高作物产量和养分吸收量，同时也有效控制了农田养分的损失，减少了环境污染问题，有利于高产高效农业模式的形成。试验中，随着施钾量增加，钾肥偏生产力和钾肥农学利用率逐渐降低，以施钾４５ｋｇ／ｈｍ２最高，分别为２５．６７和７．３９ｋｇ／（ｋｇＫ２Ｏ）。根据绿豆产量得到的钾效应方程，绿豆钾推荐最高用量１０７ｋｇ／ｈｍ２，最佳用量为９８ｋｇ／ｈｍ２。

今后研究肥料元素的主要方向要注意协调好养分投人、作物生产和环境风险之间的矛盾，使养分管理与节水、高产栽培等技术相结合，从而实现农业高产高效与环境友好协调发展。针对绿豆生产，在合理施钾的基础上，还应加大绿豆根系吸钾机制、根系吸钾效率、土壤环境、植物体内钾运输、转运和合理分配、土壤钾与其他植物营养的相互作用机制等方面的研究，进一步提高钾肥利用效率。

参考文献：

［１］李莉，万正煌，黄益勤，等．湖北绿豆地方种质资源鉴定和主要农艺性状评价［Ｊ］．现代农业科学，２００９，１６（１）：３０－３３．

［２］金彪．绿豆的养生智慧［Ｍ］．长春：吉林科学技术出版社，２０１０．

［３］慕成功．钾素营养及施肥技术［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，１９９５．

［４］芒森ＲＤ．农业中的钾［Ｍ］．范钦桢，郑文钦，译．北京：科学出版社，１９９５．

［５］宗大辉，徐辉，李晓翠．钾肥的作用及施用方法［Ｊ］．吉林农业，２００７（５）：３２－３３．

［６］闫春娟，宋书宏，王文斌，等．大豆钾营养研究进展［Ｊ］．大豆科学，２００９，２８（５）：９２６－９３０．

［７］张福锁，王激清，张卫峰，等．中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径［Ｊ］．土壤学报，２００８，４５（５）：９１５－９２４．

［８］鲍士旦．土壤农化分析［Ｍ］．第三版.北京：中国农业出版社，２０００．

［９］唐忠厚，李洪民，张爱君，等．施钾对甘薯常规品质性状及其淀粉ＲＶＡ特性的影响［Ｊ］．浙江农业学报，２０１１，２３（１）：４６－５１．

［１０］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［Ｊ］．中国油料作物学报，２０１１，３３（２）：１５２－１５６．

［１１］陈昆，刘世琦，张自坤，等．钾素营养对大蒜生长、光合特性及品质的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２０１１，１７（２）：５０６－５１２．