施用钾肥对不同产量类型玉米自交系生长及产量的影响

范雅芳，高聚林，孙继颖，刘 剑，苏治军，王志刚，于晓芳，胡树平

(1.内蒙古农业大学 农学院，内蒙古 呼和浩特 010019；2.内蒙古农业大学 职业技术学院，内蒙古 包头 014109)

玉米是中国产量最高的粮食作物，近年来对中国粮食产量的贡献率超过80%，是粮食增产的主力军，玉米的优质高产对保障中国粮食安全和粮食稳定增产具有重要意义[1-2]。钾素是玉米正常生长发育过程中必需的营养元素，能够增强茎秆的抗倒特性，在提高玉米产量的同时改善籽粒品质[3-4]。钾素对玉米生长发育的影响存在基因型差异[5-6]。玉米的株高和茎粗等性状随着施钾量的增加呈上升趋势，缺钾降低了株高和茎粗[7-9]。茎秆抗倒力学性状是衡量玉米茎秆抗倒特性的重要指标，茎秆表型性状影响茎秆抗倒力学性状，抗倒力学性状影响植株的抗倒伏能力[10-12]。低钾胁迫影响玉米的茎秆形态及力学指标，降低玉米抗倒伏能力，限制了植株的生长发育，从而影响玉米产量[13]。钾肥对茎秆穿刺强度、抗压强度和弯折强度均表现出极显著正相关，施用钾肥可以有效提高玉米抵抗不良环境侵蚀的能力，增强抗逆性，促进玉米植株的生长发育[14-17]，同时钾肥通过提高玉米的千粒质量、穗粒质量和穗长等相关参数来增加玉米产量[18]。研究发现，不同基因型玉米自交系的籽粒品质存在差异[19]。籽粒品质不仅受到自身遗传因素的影响，施肥措施也显著影响玉米的籽粒品质[20-21]。施用钾肥以后，充足的钾素对玉米籽粒中蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量的合成均有不同程度的促进作用[22-24]，可能是由于钾素能够缓解过量氮素对籽粒品质造成的不利影响[25-27]。

综上所述，前人有涉及钾肥对玉米生长发育、产量及籽粒品质的研究，但是结合不同产量类型玉米自交系的分析较少。鉴于此，本研究以钾肥处理的长期定位试验为基础，探讨施用钾肥对不同产量类型玉米自交系茎秆抗倒特性、穗部性状、产量及籽粒品质的影响，明确上述指标在不同产量类型玉米自交系间的变化规律，筛选出优良玉米自交系材料，为实现玉米产量和品质的协同提高以保障钾肥资源优化管理提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016-2018年在内蒙古农业大学科技园区(40°33′N，110°31′E)进行。试验地前茬为玉米，土质为沙壤土。播种前0～20 cm耕层土壤的基础肥力见表1。

表1 2016-2018年试验地土壤基础肥力Tab.1 Basic soil fertility of the test site from 2016 to 2018

1.2 试验材料

供试材料选用21份不同玉米自交系。国内系：K12、沈5003、郑58、PH6WC、PH4CV、黄C、浚92-8、自330、P2、吉63、M3401、L269、DH382；美国系：LP5、LH51、FAPW、PHG39、7810、IB014、IRF233、IRF236。

1.3 试验设计

采用3次重复的裂区设计，主区为施钾量，副区为品种。设置施钾和不施钾2个处理，分别以45K和0K表示。双行区，小区行长5 m，行距0.6 m，种植密度为67 500 株/hm2。施钾处理的基肥包括钾肥和磷肥，钾肥为K2O 45 kg/hm2，磷肥为P2O590.16 kg/hm2；不施钾处理的基肥为磷肥，磷肥为P2O590.16 kg/hm2。在施钾和不施钾处理下，氮肥均为N 300 kg/hm2，拔节期和大喇叭口期分别以3∶7的比例施用尿素(N 46%)。全生育期灌水4次。其他管理措施如喷洒药物和除草，与大田栽培相同。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 茎秆形态指标和抗倒力学指标 于玉米吐丝期，在每个小区选取3株长势一致的代表性植株，分别测定以下指标[28-29]：株高(cm)：用钢尺测雄穗顶端到垄面的距离；穗位高(cm)：用钢尺测第1穗节间着生处到垄面的距离；茎粗(mm)：用游标卡尺测量第3节间中部扁圆处；用YYD-1植物茎秆强度测定仪测玉米茎基部第3茎节的茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折强度。

1.4.2 产量性状及穗部性状 于成熟期将测产区中部除边株的4行玉米果穗全部收获，记录实收穗数。选取10穗长势均匀的玉米，测定其穗粒数、千粒质量，用PM-8188-A型谷物水分测定仪测量玉米籽粒含水量，并计算产量[30]。同时测量玉米穗部性状：穗长(cm)：用钢尺测量玉米雌穗长度；穗粗(cm)：用游标卡尺测量雌穗中部粗度；秃尖(cm)：用钢尺测量玉米秃尖长度。

1.4.3 籽粒品质 成熟时采用型号为Infratee TM 1241的近红外FOSS谷物品质分析仪测定玉米籽粒的淀粉含量、粗脂肪含量和蛋白质含量[31]。

1.5 数据分析

采用 Microsoft Excel 2010进行数据的录入和整理，用数据分析软件SPSS 22.0 对不同玉米自交系进行系统聚类分析，用SPSS 22.0进行方差分析(ANOVA)和相关性分析，处理间差异显著性用 LSD 法分析，用SigmaPlot 12.5作图。图表所用数据均为2016，2017，2018年的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同施钾处理下玉米自交系的聚类分析

在0K和45K 2个施钾处理下分别对21份玉米自交系产量进行系统聚类分析(图1，2)，当阈值设置为5时，供试玉米自交系在2个施钾处理下均可分为3类：第1类为高产类型玉米自交系共8份，包括K12、LP5、LH51、沈5003、FAPW、郑58、PH6WC、PH4CV；第2类为中产类型玉米自交系共6份，包括黄C、PHG39、浚92-8、自330、P2、吉63；第3类为低产类型玉米自交系共7份，包括7810、M3401、L269、DH382、IB014、IRF233、IRF236。

45K处理下，高产类型玉米自交系的产量为6 110.29～6 675.20 kg/hm2，均值为6 360.71 kg/hm2；中产类型玉米自交系的产量为4 722.27～5 085.26 kg/hm2，均值为4 898.44 kg/hm2；低产类型玉米自交系的产量为3 296.05～3 554.94 kg/hm2，均值为3 400.97 kg/hm2。0K处理下，高产类型玉米自交系的产量为5 670.00～6 276.39 kg/hm2，均值为5 917.06 kg/hm2；中产类型玉米自交系的产量为4 478.22～4 826.63 kg/hm2，均值为4 639.82 kg/hm2；低产类型玉米自交系的产量为3 160.25～3 399.49 kg/hm2，均值为3 255.92 kg/hm2。

1-21分别为K12，LP5，LH51，沈5003，FAPW，郑58，PH6WC，PH4CV，黄C，PHG39，浚92-8，自330，P2，吉63，7810，M3401，L269，DH382，IB014，IRF233，IRF236。图2同。

图2 0K处理下玉米自交系的聚类分析Fig.2 Cluster analysis of maize inbred lines under 0K treatment

2.2 施用钾肥对玉米产量的影响

不同施钾处理、不同产量类型玉米自交系与穗粒数、千粒质量、含水量和产量的方差均达到极显著水平(表2)，不同施钾处理与不同产量类型玉米自交系互作对千粒质量和产量的方差均达到极显著水平，对穗粒数和含水量的方差未达到显著水平。

表2 玉米产量及其相关因素的方差分析Tab.2 ANOVA results for maize yield and its related factors

由表3可知，在2个施钾处理下，玉米穗粒数、千粒质量、含水量和产量在不同产量类型玉米自交系间均差异显著。在0K处理下，高产类型玉米自交系的穗粒数较中产类型和低产类型分别提高12.76%，33.09%；45K处理下，高产类型玉米自交系的穗粒数较中产类型、低产类型分别提高14.24%，37.18%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系穗粒数较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了1.48，4.09百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系穗粒数的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

表3 施钾对不同产量类型玉米自交系产量及其相关因素的影响Tab.3 Effects of potassium application on yield and related factors of maize inbred lines with different yield types

在0K处理下，高产类型玉米自交系的千粒质量较中产类型和低产类型分别提高11.61%，33.22%；45K处理下，高产类型玉米自交系的千粒质量较中产类型和低产类型分别提高13.14%，36.79%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系千粒质量较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了1.53,3.57百分点。说明施用钾肥可以增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系千粒质量的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的产量较中产类型和低产类型分别提高27.53%，81.73%；45K处理下，高产类型玉米自交系的产量较中产类型和低产类型分别提高29.85%，87.03%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系产量较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了2.32，5.29百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系产量的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的穗粒数分别提高4.63%，3.28%，1.52%；千粒质量分别提高4.97%，3.55%，2.23%；产量分别提高7.50%，5.57%，4.45%。说明施用钾肥能够增加穗粒数、千粒质量和产量，其中不同产量类型玉米自交系的穗粒数、千粒质量和产量在45K下的增幅均表现为高产类型>中产类型>低产类型。

2.3 施用钾肥对玉米穗部性状的影响

由表4可知，不同施钾处理与穗长和穗粗的方差均达极显著水平，不同产量类型玉米自交系与穗长、穗粗和秃尖的方差均达极显著水平，不同施钾处理与不同产量类型玉米自交系互作对穗长的方差达到显著水平。

表4 玉米穗部性状的方差分析Tab.4 ANOVA results for ear characters in maize

由图3可知，在2个施钾处理下，玉米穗长、穗粗和秃尖在不同产量类型玉米自交系间均差异显著。在0K处理下，高产类型玉米自交系的穗长较中产类型和低产类型分别提高7.88%,27.20%；45K处理下，高产类型玉米自交系的穗长较中产类型和低产类型分别提高9.47%，31.45%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系穗长较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了1.59，4.25百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系穗长的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分别代表高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系。相同产量类型玉米自交系对应的不同字母表示施钾处理之间的差异显著性。图4-6同。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的穗粗较中产类型和低产类型分别提高4.16%，13.12%；45K处理下，高产类型玉米自交系的穗粗较中产类型和低产类型分别提高5.21%，15.22%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系穗粗较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了1.05，2.10百分点。说明施用钾肥可以增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系穗粗的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的秃尖较中产类型和低产类型分别降低42.86%，60.00%；45K处理下，高产类型玉米自交系的秃尖较中产类型和低产类型分别降低44.57%，62.26%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系秃尖较中、低产类型玉米自交系降低的百分比分别增加了1.71，2.26百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系秃尖的降幅，且低产类型玉米自交系的降幅大于中产类型玉米自交系的降幅。

与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的穗长分别提高7.30%，5.74%，3.83%；穗粗分别提高3.61%，2.57%，1.72%；秃尖分别降低10.19%，7.41%，4.81%。说明施用钾肥能够增加穗长和穗粗，降低秃尖，其中不同产量类型玉米自交系的穗长和穗粗在45K下的增幅以及秃尖的降幅均表现为高产类型>中产类型>低产类型。

2.4 施用钾肥对玉米茎秆表型性状的影响

不同施钾处理、不同产量类型玉米自交系与茎秆表型性状的方差均达极显著水平(表5)，不同施钾处理与不同产量类型玉米自交系互作对株高、穗位高和茎秆粗的方差均达显著或极显著水平。

表5 玉米茎秆表型性状的方差分析Tab.5 ANOVA results for phenotypic traits in maize stem

由图4可知，在2个施钾处理下，玉米株高、穗位高和茎秆粗在不同产量类型玉米自交系间均差异显著。在0K处理下，高产类型玉米自交系的株高较中产类型和低产类型分别提高9.97%，20.71%；45K处理下，高产类型玉米自交系的株高较中产类型和低产类型分别提高10.78%，22.35%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系株高较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了0.81，1.63百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系株高的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

图4 施钾对不同产量类型玉米自交系茎秆表型性状的影响Fig.4 Effects of potassium application on stem phenotypic traits of maize inbred lines with different yield types

在0K处理下，高产类型玉米自交系的穗位高较中产类型和低产类型分别提高13.71%，35.46%；45K处理下，高产类型玉米自交系的穗位高较中产类型和低产类型分别提高14.33%，36.47%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系穗位高较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了0.63,1.01百分点。说明施用钾肥可以增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系穗位高的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆粗较中产类型和低产类型分别提高15.74%和39.18%；45K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆粗较中产类型和低产类型分别提高18.44%和46.62%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系茎秆粗较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了2.70,7.44百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系茎秆粗的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的株高分别提高3.07%,2.31%和1.69%；穗位高分别提高2.35%，1.79%，1.59%；茎秆粗分别提高14.21%,11.60%，8.41%。说明施用钾肥能够增加株高、穗位高和茎秆粗，其中不同产量类型玉米自交系的株高、穗位高和茎秆粗在45K下的增幅均表现为高产类型>中产类型>低产类型。

2.5 施用钾肥对玉米茎秆抗倒力学性状的影响

由表6可知，不同施钾处理、不同产量类型玉米自交系与茎秆抗倒力学性状的方差均达到极显著水平，不同施钾处理与不同产量类型玉米自交系互作对茎秆穿刺强度、抗压强度和弯折强度的方差均达到极显著水平。

表6 玉米茎秆抗倒力学性状的方差分析Tab.6 ANOVA results for maize stalk resistance to inverted mechanics

由图5可知，在2个施钾处理下，玉米茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折强度在不同产量类型玉米自交系间均差异显著。在0K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆穿刺强度较中产类型和低产类型分别提高14.57%，38.29%；45K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆穿刺强度较中产类型和低产类型分别提高17.96%，47.80%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系茎秆穿刺强度较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了3.39，9.51百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系茎秆穿刺强度的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

保护区建设要从流域的整体性和系统性出发，充分论证生境和物种保护必要性。目前，已在长江流域分批建设了众多的水产种质资源保护区和湿地保护区，一些保护区的保护目标和对象针对性不强，或涉及范围过大，效果不明显。一旦列为保护区范围，任何涉水的社会经济活动都将受到严格限制。因此，需开展现有保护区的保护需求与效果的科学评估，以促进重要保护区的保护管理，确保其发挥作用，并有必要调整、清退一些作用不大的保护区。

图5 施钾对不同产量类型玉米自交系茎秆抗倒力学性状的影响Fig.5 Effects of potassium application on stem resistance of maize inbred lines with different yield types

在0K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆抗压强度较中产类型和低产类型分别提高12.31%，21.86%；45K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆抗压强度较中产类型和低产类型分别提高15.74%，30.62%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系茎秆抗压强度较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了3.43，8.77百分点。说明施用钾肥可以增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系茎秆抗压强度的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆弯折强度较中产类型和低产类型分别提高16.12%，41.81%；45K处理下，高产类型玉米自交系的茎秆弯折强度较中产类型和低产类型分别提高18.91%，48.63%。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系茎秆弯折强度较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了2.79，6.82百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系茎秆弯折强度的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的茎秆穿刺强度分别提高29.34%，25.62%，21.02%；茎秆抗压强度分别提高28.97%，25.15%，20.31%；茎秆弯折强度分别提高30.58%，27.52%，24.59%。说明施用钾肥能够增加茎秆穿刺强度、抗压强度和弯折强度，其中不同产量类型玉米自交系的茎秆穿刺强度、抗压强度和弯折强度在45K下的增幅均表现为高产类型>中产类型>低产类型。

2.6 施用钾肥对玉米籽粒品质的影响

由表7可知，不同施钾处理、不同产量类型玉米自交系与籽粒品质的方差均达极显著水平，不同施钾处理与不同产量类型玉米自交系互作对籽粒蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量的方差均达极显著水平。

表7 玉米籽粒品质的方差分析Tab.7 ANOVA results for maize grain quality

由图6可知，在2个施钾处理下，玉米籽粒蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量在不同产量类型玉米自交系间均差异显著。在0K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒蛋白质含量较中产类型和低产类型分别提高0.50,1.26百分点；45K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒蛋白质含量较中产类型和低产类型分别提高0.70，1.68百分点。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系籽粒蛋白质含量较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了0.20，0.42百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系籽粒蛋白质含量的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

图6 施钾对不同产量类型玉米自交系籽粒品质的影响Fig.6 Effects of potassium application on grain quality of maize inbred lines with different yield types

在0K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒淀粉含量较中产类型和低产类型分别提高1.15，2.65百分点；45K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒淀粉含量较中产类型和低产类型分别提高1.78，4.41百分点。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系籽粒淀粉含量较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了0.63，1.76百分点。说明施用钾肥可以增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系籽粒淀粉含量的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

在0K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒粗脂肪含量较中产类型和低产类型分别提高0.13，0.51百分点；45K处理下，高产类型玉米自交系的籽粒粗脂肪含量较中产类型和低产类型分别提高0.35，0.93百分点。施用钾肥以后，高产类型玉米自交系籽粒粗脂肪含量较中、低产类型玉米自交系提高的百分比分别增加了0.22，0.42百分点。说明施用钾肥能够增加高产类型玉米自交系对中、低产类型玉米自交系籽粒粗脂肪含量的增幅，且低产类型玉米自交系的增幅大于中产类型玉米自交系的增幅。

与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的籽粒蛋白质含量分别提高0.62，0.40，0.20百分点；籽粒淀粉含量分别提高6.87，6.25,5.11百分点；籽粒粗脂肪含量分别提高0.82，0.60，0.40百分点。说明施用钾肥能够增加籽粒蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量，其中不同产量类型玉米自交系的籽粒蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量在45K下的增幅均表现为高产类型>中产类型>低产类型。

2.7 产量与各指标的相关性分析

表8 产量与茎秆抗倒性状的相关性分析Tab.8 Correlation analysis of yield and lodging resistance of stem

由表9可知，在45K和0K 2个施钾处理下，玉米穗长、穗粗、穗粒数和千粒质量与产量均呈正相关；秃尖和含水量与产量呈负相关。穗长、穗粗与秃尖的相关系数在0K水平下均为-0.984，在45K水平下分别为-0.990和-0.992；秃尖与穗粒数的相关系数在0K和45K水平下分别为-0.995和-1.000；穗粒数与产量的相关系数在0K和45K水平下分别为0.991和0.992；穗粗与千粒质量的相关系数在0K和45K水平下分别为0.970,0.976；穗粒数、含水量与产量的相关系数在0K水平下分别为0.991和-0.945，在45K水平下分别为0.992和-0.999。说明穗长和穗粗的增加能够减少秃尖，增加穗粒数，从而提高玉米产量；籽粒含水量的降低以及千粒质量的增加对玉米增产也发挥重要作用。同时，施用钾肥可以有效提高上述指标间的相关性，有助于玉米增产。

表9 产量与穗部性状的相关性分析Tab.9 Correlation analysis of yield and panicle characters

由表10可知，在45K和0K 2个施钾处理下，玉米籽粒蛋白质含量、淀粉含量、粗脂肪含量与产量均呈正相关。蛋白质含量和淀粉含量与粗脂肪含量的相关系数在0K水平下分别为0.988和0.979，在45K水平下分别为0.999和1.000；粗脂肪含量与产量的相关系数在0K和45K水平下分别为0.952和0.968。说明籽粒蛋白质含量和淀粉含量的增加能够增加粗脂肪含量，有助于玉米增产。

表10 产量与籽粒品质的相关性分析Tab.10 Correlation analysis of yield and grain quality

3 讨论与结论

钾素是玉米生长发育必需的营养元素。前人研究表明，施用钾肥能够显著提高玉米茎秆的表型性状，促进植株的生长发育，提高茎秆穿刺强度、抗压强度和弯折强度等抗倒力学性状，从而增强玉米的抗倒伏能力，提高玉米的高产潜力[32]。本研究中，施用钾肥显著提高了玉米的株高、穗位高、茎秆粗、茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度和茎秆弯折强度。与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的株高分别提高3.07%，2.31%，1.69%；穗位高分别提高2.35%，1.79%,1.59%；茎秆粗分别提高14.21%，11.60%,8.41%；茎秆穿刺强度分别提高29.34%，25.62%和21.02%；茎秆抗压强度分别提高28.97%，25.15%和20.31%；茎秆弯折强度分别提高30.58%，27.52%和24.59%。这可能是由于充足的钾素可提高玉米茎秆的质量，防止出现倒伏，有助于植株的健硕生长。施用钾肥对玉米的产量及相关参数有促进作用，能够使果穗秃尖长度变短，使玉米的穗行数、行粒数、穗粒数和千粒质量显著增加，提高玉米的产量[33-35]。本研究中，钾肥对提高玉米产量发挥重要作用。与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的穗粒数分别提高4.63%，3.28%,1.52%；千粒质量分别提高4.97%，3.55%,2.23%；产量分别提高7.50%，5.57%,4.45%；穗长分别提高7.30%，5.74%,3.83%；穗粗分别提高3.61%，2.57%,1.72%；秃尖分别降低10.19%，7.41%,4.81%。这与谭德水等[36]的研究结果基本一致。同时，钾肥的施用能够提高玉米籽粒蛋白质含量、淀粉含量和粗脂肪含量，有效改善玉米籽粒品质[37]。本研究中，与0K相比较，45K处理下高产类型、中产类型和低产类型玉米自交系的籽粒蛋白质含量分别提高0.62，0.40，0.20百分点；籽粒淀粉含量分别提高6.87，6.25，5.11百分点；籽粒粗脂肪含量分别提高0.82，0.60，0.40百分点。这可能是由于钾是影响作物的“品质因子”，钾素能够促进光合作用、碳水化合物的代谢及运输，从而促进蛋白质和淀粉等合成。

值得注意的是，在今后的育种实践中，应在注重产量性状的同时加大对不同优质类型玉米材料的选择力度。在栽培方面，合适的施肥管理措施也会对玉米生长发育和产量造成影响，可以通过选择合适的优质品种并且结合适宜的施肥管理措施来促进玉米植株的生长发育，实现玉米产量和籽粒品质的协同提高。

在2个施钾处理下将21份不同玉米自交系分为3类：第1类为高产类型玉米自交系，包括K12、LP5、LH51、沈5003、FAPW、郑58、PH6WC、PH4CV；第2类为中产类型玉米自交系，包括黄C、PHG39、浚92-8、自330、P2、吉63；第3类为高产类型玉米自交系，包括7810、M3401、L269、DH382、IB014、IRF233、IRF236。这为下一步研究不同产量类型玉米自交系的生理特性提供基础材料。

玉米自交系株高、穗位高、茎粗、茎秆穿刺强度、茎秆抗压强度、茎秆弯折强度、穗粒数和千粒质量的升高、以及秃尖的降低可以显著提高玉米产量，能够作为施用钾肥处理下玉米自交系产量的筛选指标。玉米茎秆表型性状、茎秆抗倒力学性状、穗部性状、产量和籽粒品质等相关指标在不同产量类型玉米自交系间均表现为高产类型>中产类型>低产类型。施用钾肥通过改善玉米茎秆形态及抗倒力学指标，提高玉米植株的抗倒伏能力，促进植株的生长发育，从而提高玉米的产量和品质。这对指导选育高产优质的玉米材料具有重要意义，为今后中国玉米高产高效育种以及钾肥的合理利用提供了参考依据。