钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈糖类物质含量及抗寒性的影响

孙明雪，张玉霞，夏全超，王显国，张庆昕，刘庭玉，张永亮

(1. 内蒙古民族大学农学院，内蒙古自治区饲用作物工程技术研究中心，内蒙古 通辽 028041；2. 中国农业大学草业科学与技术学院，北京 028000)

近年来，在国家深化体制改革、政策落实和项目实施的引领下，以阿鲁科尔沁旗为核心的科尔沁苜蓿(MedicagosativaL.)种植区已成为“机械化作业、标准化生产、规模化发展、市场化经营、社会化服务”的新兴现代化草业生产区，截止至2019年，优质牧草种植面积已达到4.933万hm2[1-2]。但是科尔沁沙地受温带大陆性季风气候的影响，冬季寒冷风大，且冬末春初时期常出现倒春寒等现象，以至于苜蓿越冬器官受到低温胁迫的伤害、细胞受损，不能安全越冬[3]。2012—2020年间，阿鲁科尔沁旗优质苜蓿生产基地就出现过多次返青率低的现象[4]，因此极端低温已成为限制科尔沁沙地苜蓿高产的主要因素。苜蓿根颈是苜蓿吸收、运输、储存养分和水分的重要器官，也是形成芽和分枝的重要部位，同时还是联接苜蓿地上部和根系的关键部位[5]；苜蓿根颈是冬季苜蓿植物体最上部的休眠器官，是对冻害最敏感的部位，与苜蓿的抗寒性、再生性等均有密切关系，因此在苜蓿越冬和春季返青时的发枝萌芽过程中发挥着极其重要的作用[6]。

国内外学者对苜蓿抗寒性研究较多[7-9]，其中糖类物质与苜蓿抗寒性相关性研究表明，除可溶性糖是抗寒保护物质外，果糖、蔗糖也可以作为苜蓿衡量抗寒性强弱的敏感指标，同样是苜蓿越冬抗寒保护物质。Bertrand等[10]对低温驯化后苜蓿根颈可溶性糖、淀粉、蔗糖等碳水化合物含量的研究表明，与未经低温驯化相比，经低温驯化后根颈可溶性糖含量显著提高，其中蔗糖、棉子糖等越冬保护性糖显著增加，而在低温驯化期间，淀粉含量减少，是由于淀粉转化成为越冬保护性糖，淀粉含量越低，则苜蓿越冬率越高。张玉霞、朱爱民等[11-12]研究也表明，可溶性糖与淀粉在苜蓿根颈中互相转化，对苜蓿越冬和翌年春季返青具有重要作用。

近年来，随着农业生产水平的提高和长期对钾肥施用的忽视，导致土壤养分长期失衡，钾素亏缺逐年严重[13]，为此合理施钾肥变得尤为重要。而目前市场上常见的钾肥种类主要有KCl、K2SO4和KH2PO4[14]。KCl是农业生产中常用的速效肥料，但是KCl肥料的含氯量偏高，易造成植物烧苗的影响；KH2PO4属于磷肥和钾肥的复合肥料，K2SO4属于硫肥和钾肥的复合肥料。这其中的钾、硫和磷元素皆是能对植物生命活动起到调节作用的重要元素[15-17]；在前人对3种钾肥(KCl、K2SO4和KH2PO4)的研究中，李倩等[18]的研究结果表明，不同类型钾肥处理的花生产量较对照均有增加，以K2SO4处理的产量最高，其次为KCl处理，KH2PO4处理最低；魏树伟等[19]的研究结果表明，K2SO4处理的果实果糖、葡萄糖、蔗糖含量均为最高，分别比KCl处理提高了15.96%、27.32%、52.81%；陈卫东等[20]的研究表明，在冷冻处理条件下，施用150 kg·hm-2和200 kg·hm2K2SO4(K2O)处理苜蓿的根颈活力、可溶性糖、蔗糖、果糖含量均高于施用KCl处理。前人的研究多集中在单一种类钾肥对果实、蔬菜类作物的糖类物质含量影响方面，针对不同种类钾肥和用量对苜蓿根颈部位糖类物质含量的影响研究尚显不足。为此，本研究选择KCl、K2SO4和KH2PO43种钾肥对苜蓿进行施肥处理，越冬前期挖取苜蓿越冬器官，模拟低温胁迫处理，测定4个钾肥施用水平下苜蓿根颈活力及糖类物质(果糖、蔗糖、可溶性糖、淀粉)含量的变化，探究其变化的规律及糖类物质对低温胁迫的响应机制，探究增强苜蓿抗寒性的最适钾肥种类及用量，以期为科尔沁沙地苜蓿抗寒高产栽培中钾肥的高效利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于内蒙古通辽市开鲁县东风镇林辉草业公司基地(43°61′ N，121°30′ E)，该地区属于温带大陆性半干旱气候，四季分明，降水主要集中在夏季，冬季干旱少雪，≥10℃年积温为3 000～3 200℃，年平均气温5.6℃，无霜期138～153 d，年平均降水量约375 mm，年平均风速3.0～4.4 m·s-1，土壤有机质含量为6.41 g·kg-1，速效磷含量3.62 mg·kg-1，速效钾含量77.85 mg·kg-1，碱解氮含量35.84 mg·kg-1，全氮含量40.03 g·kg-1。

1.2 试验设计

供试材料为‘北极熊’紫花苜蓿品种(M.sativa‘Gibraltar’)，由北京百斯特有限公司提供。该品种的秋眠级为2.0级，幼苗强壮、根系发达，是抗寒性能非常突出的苜蓿品种。钾肥为KCl(K2O≥60%)、K2SO4(K2O≥52%)和KH2PO4(K2O≥34%)，分别来源于中化化肥有限公司、国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司和四川省绵竹市汉旺无机盐化工有限公司；试验地土壤类型为沙壤土，该土壤类型保水保肥能力较差，透气性好，土壤持水量小，土温变幅较大，易耕作。播种前一次性施入过磷酸钙(P2O5含量为44%) 200 kg·hm-2作为基肥。于2020年7月1日播种，播种量为22.5 kg·hm-2,行距为20 cm，播种深度1.5～2 cm。钾肥采用随机区组设计，3种钾肥用量均分别设100、200、300 kg·hm-2K2O(分别用K1、K2和K3表示)施肥量处理，并设置不施钾肥作为对照(CK)，每个处理设置3次重复，共30个小区，小区面积为3 m×5 m=15 m2，钾肥均作为种肥于播种时一次性施入，施肥方式为沟施。试验田灌水使用指针式喷灌，期间进行正常的田间管理。

于封冻前期(2020年11月15日)挖取长势一致的苜蓿越冬器官，带回室内进行低温胁迫处理。参照朱爱民等[21]的低温处理方法，每个小区取60株长势均匀一致的苜蓿根颈，用蒸馏水洗净擦干后平均分成4份，其中1份放入4℃冰箱中储存(低温冷藏)，将另外3份苜蓿根系整齐排放在20 cm×30 cm的脱脂纯棉布上包裹好，用适量蒸馏水将卷好的脱脂纯棉布均匀喷洒，使棉布保持湿润，最后用30 cm×30 cm的锡箔纸包裹好，放入可程式恒温恒湿试验箱(TCJS-100L)分别进行-10℃、-20℃、-30℃低温处理(低温冷冻)。可程式恒温恒湿试验箱设置为：以4℃为起点，先以4℃·h-1的速率降温，达到目标温度后保持6 h，然后以4℃·h-1的速度升温至4℃，取出后在4℃下放置12 h，与冷藏处理材料一同取苜蓿根颈及以下1 cm长度，切为薄片后测定根颈活力、蔗糖、果糖、可溶性糖和淀粉含量。

1.3 测定指标及方法

根颈活力采用TTC(氯化三苯基四氮唑)法测定[22]，可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法测定[22]；蔗糖和果糖含量采用二硝基水杨酸法和间苯二酚法测定[23]。

1.4 统计分析方法

试验数据用Microsoft Excel 软件处理、制作表格，用DPS 7.0软件进行方差显著性分析及相关性分析，采用二因素试验统计分析Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 钾肥种类及用量对苜蓿根颈K含量的影响

如表1所示，KCl、K2SO4和KH2PO4处理的苜蓿根颈K含量在不同施肥量处理下均显著高于CK，说明施用钾肥能增加苜蓿根颈部位的钾素含量；KCl处理的苜蓿根颈K含量在不同施用量处理下均高于K2SO4和KH2PO4处理，其中与KH2PO4处理的苜蓿根颈的K含量达到显著性差异，在K1、K2和K3处理下分别增长了28.07%、32.86%和36.99%，且在K3处理下较K2SO4处理的苜蓿根颈K含量显著增长了58.73%。以上说明KCl最有利于提高苜蓿根颈中的K含量。

表1 不同处理下苜蓿根颈的K含量/%

2.2 钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈活力的影响

如表2所示，4℃、-10℃和-30℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈活力在K1和K2处理下均高于CK，其中4℃和-10℃下的K1处理，-30℃下的K2处理的根颈活力与CK有显著性差异(P<0.05)，分别较CK增长了15.01%、34.84%和30.00%；-20℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈活力在K1、K2和K3处理下均显著高于CK(P<0.05)，其中在K1处理下达到最大值，较CK增长了154.05%。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈活力在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(-30℃的K1处理除外，P<0.05)，且在4℃、-10℃和-30℃下的K2处理，-20℃下的K1处理下与CK差异最大(P<0.05)，分别较CK增长了56.03%、68.78%、100.00%和202.74%。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，KH2PO4处理的苜蓿根颈活力在不同钾肥施用量处理下均高于CK(-30℃的K1处理除外)，且均在K2处理下与CK差异最显著(P<0.05)，在4℃、-10℃、-20℃和-30℃下分别较CK增长了30.29%、51.58%、182.19%和57.50%。3种钾肥处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈活力在4℃、-10℃、-20℃和-30℃处理下均数值最高(-30℃的K1处理除外)。以上说明K2SO4处理下增强苜蓿根颈活力的效果最明显，且以K2处理的200 kg·hm-2K2O施用量为宜。

表2 钾肥种类和用量对低温胁迫处理下苜蓿根颈活力的影响/(μg·g-1·h-1)

2.3 钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈可溶性糖含量的影响

如表3所示，-30℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈可溶性糖含量在K2处理下与CK达到显著性差异(P<0.05)，较CK增长了14.50%；-10℃和-20℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈可溶性糖含量在不同钾肥施用量处理下均高于CK，且在K1处理下与CK达到显著性差异(P<0.05)，在-10℃和-20℃分别较CK增长了36.53%和22.89%。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈可溶性糖含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(4℃和-30℃的K1处理除外，P<0.05)，且均在K2处理下达到最大值，在4℃、-10℃、-20℃和-30℃下分别较CK增长了16.38%、48.77%、22.89%和30.30%。-10℃和-20℃低温胁迫处理下，KH2PO4处理苜蓿根颈可溶性糖含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(P<0.05)，且均在K2处理下达到最大值，在-10℃和-20℃下分别较CK增长了30.78%和11.56%。不同钾肥处理中，K2SO4处理的苜蓿根颈可溶性糖含量在4℃、-10℃、-20℃和-30℃处理下均达到最大值(-30℃的K1处理除外)，且与KCl和KH2PO4的K2和K3处理下的数值达到显著性差异(-10℃的K3处理除外，P<0.05)。说明K2SO4种类钾肥处理较KCl和KH2PO4更有利于提高可溶性糖含量，以维持细胞渗透势的平衡，且以200 kg·hm-2K2O施用量下积累可溶性糖的效果更明显。

表3 钾肥种类和用量对低温胁迫处理下苜蓿根颈可溶性糖含量的影响/(mg·g-1)

2.4 钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈蔗糖含量的影响

如表4所示，4℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈蔗糖含量在不同钾肥施用量处理下均高于CK，且均在K1处理下达到最大值，在4℃、-20℃和-30℃下分别较CK显著增长了40.48%、10.62%和30.87%(P<0.05)。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈蔗糖含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(-10℃的K1处理除外，P<0.05)，且均在K2处理下达到最大值，在4℃、-10℃、-20℃和-30℃处理下分别较CK增长了24.13%、29.77%、46.22%和43.03%。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，KH2PO4处理的苜蓿根颈蔗糖含量在不同钾肥施用量处理下均高于CK，且均在K2处理下达到最大值；其中-10℃、-20℃和-30℃的K2处理下的苜蓿根颈蔗糖含量与CK达到显著性差异(P<0.05)，分别较CK增长了20.25%、23.26%和39.85%。3种钾肥处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈蔗糖含量在-10℃、-20℃和-30℃处理下均数值最高(-10℃和-30℃的K1处理除外，P<0.05)，且均高于KCl和KH2PO4处理的蔗糖含量，其中与KCl处理下的数值达到显著性差异。以上说明K2SO4钾肥种类处理最有利于提高苜蓿根颈中的蔗糖含量，当施用量为200 kg·hm-2K2O时苜蓿根颈中的蔗糖积累效果最明显。

表4 钾肥种类和用量对低温胁迫处理下苜蓿根颈蔗糖含量的影响/(mg·g-1)

2.5 钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈果糖含量的影响

如表5所示，KCl处理的苜蓿根颈果糖含量在4℃、-20℃和-30℃的K1处理下显著高于CK(P<0.05)，分别较CK增长了17.22%、20.63%和26.84%；

表5 钾肥种类和用量对低温胁迫处理下苜蓿根颈果糖含量的影响/(μg·g-1)

在-10℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈果糖含量在不同钾肥施用量下均显著高于CK(P<0.05)，且在K2施用量处理下达到最大值。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈果糖含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(P<0.05)，其中4℃和-20℃的K2处理下苜蓿根颈果糖含量最高，分别较CK增长了59.95%和47.35%。4℃、-10℃、-20℃、-30℃低温胁迫处理下，KH2PO4处理的苜蓿根颈果糖含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(4℃和-30℃的K3处理除外，P<0.05)，且均在K2处理下达到最大值，在4℃、-10℃、-20℃和-30℃下分别较CK增长了44.28%、34.21%、34.51%和32.87%。3种钾肥处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈果糖含量在4℃、-20℃和-30℃处理下均高于KCl和KH2PO4处理(-20℃的K1处理除外)，且与KCl处理的果糖含量达到显著性差异(P<0.05)。以上说明在供试3种钾肥中，K2SO4处理最有利于果糖含量的增长，且以K2处理的200 kg·hm-2K2O为宜。

2.6 钾肥种类及用量对低温胁迫下苜蓿根颈淀粉含量的影响

如表6所示，KCl处理的苜蓿根颈淀粉含量在4℃、-20℃和-30℃的K1处理下显著高于CK(P<0.05)，分别较CK增长了42.88%、17.40%和25.41%；在-10℃低温胁迫处理下，KCl处理的苜蓿根颈淀粉含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(P<0.05)，且在K2施用量处理下达到最大值，较CK增长了30.32%。4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，K2SO4处理的苜蓿根颈淀粉含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(P<0.05)，且均在K2处理下达到最大值，分别较CK增长了64.75%、67.87%、44.14%和35.73%。KH2PO4处理的苜蓿根颈淀粉含量，在4℃和-30℃的K2处理下显著高于CK(P<0.05)，分别较CK增长了36.00%和20.54%；在-10℃和-20℃低温胁迫处理下，KH2PO4处理的苜蓿根颈淀粉含量在不同钾肥施用量处理下均显著高于CK(P<0.05)，且在K2施用量处理下达到最大值，分别较CK增长了67.87%和32.19%。3种钾肥处理下，K2SO4的K2处理苜蓿根颈淀粉含量在4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下均达到最大值，且与KCl和KH2PO4处理间达到显著性差异(P<0.05)。以上说明施用K2SO4种类钾肥最有利于提高苜蓿根颈淀粉含量，当施用量为200 kg·hm-2K2O时苜蓿根颈中的淀粉含量最高。

表6 钾肥种类和用量对低温胁迫处理下苜蓿根颈淀粉含量的影响/(mg·g-1)

2.7 苜蓿根颈活力与糖类物质含量的相关性分析

如表7所示，在4℃、-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈活力与可溶性糖含量呈极显著正相关(P<0.01)；苜蓿根颈活力与淀粉含量在4℃和-10℃低温胁迫处理间呈显著正相关(P<0.05)，在-20℃和-30℃低温胁迫处理间呈极显著正相关(P<0.01)；在-10℃、-20℃和-30℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈活力与蔗糖含量呈极显著正相关(P<0.01)；在4℃和-20℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈果糖含量与根颈活力和可溶性糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)；在-20℃和-30℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈淀粉含量与可溶性糖、蔗糖和果糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)；4℃处理下，苜蓿根颈蔗糖与淀粉含量间呈显著正相关(P<0.05)；-10℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈果糖含量与根颈活力呈显著正相关(P<0.05)，与可溶性糖和蔗糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)；-10℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈淀粉含量与可溶性糖和蔗糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)，与果糖含量呈显著正相关(P<0.05)；-20℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈蔗糖含量与可溶性糖和果糖含量均呈极显著正相关(P<0.01)；-30℃低温胁迫处理下，苜蓿根颈可溶性糖含量与果糖含量间呈显著正相关(P<0.05)，与蔗糖含量间呈极显著正相关(P<0.01)。以上说明苜蓿根颈中可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量越高，苜蓿渗透调节能力越强，生物膜结构更稳定，根颈活力越高，即表现为抗寒能力越强。

表7 苜蓿的根颈活力与糖类物质含量相关性分析

3 讨 论

植物根颈与植物芽的生长以及根系的生长相关密切，根颈活力的高低，能反映植物的生长状况与生理功能[24]；有研究表明，植物根颈活力会随着低温胁迫的加剧明显下降，因此根颈活力可用作评价植物耐寒性强弱[25]。本研究结果表明，KCl、K2SO4和KH2PO4处理的苜蓿根颈活力均随着温度的降低表现为持续降低的变化趋势，可能由于温度降低时苜蓿根颈细胞膜透性变大，细胞液外渗程度加重，细胞膜受损严重，细胞内正常生命活动遭到破坏。并且本研究中，苜蓿根颈活力随着钾肥施用量的增加呈先升高后降低的趋势，与陈凤真[26]的研究结果一致，且本研究中，苜蓿根颈活力在100 kg·hm-2K2O和200 kg·hm-2K2O施用量处理下均高于CK，说明适量增施钾肥有利于提高苜蓿根颈活力，但钾元素过多积累于土壤中将对苜蓿根系产生胁迫，抑制根系发育[27]；且在本研究中，K2SO4处理的苜蓿根颈活力在不同低温胁迫处理下均明显高于KCl和KH2PO4处理，可能由于K2SO4类钾肥中的S元素是谷胱甘肽、金属硫蛋白等物质的组成成分，谷胱甘肽、金属硫蛋白均具有调节低温胁迫下植物细胞中产生的H2O2、·OH和抗坏血酸水平的功能，可减轻膜脂过氧化程度，达到提高根颈活力的效果[16]。

植物受到低温胁迫后，细胞会积累大量有渗透调节功能的物质来调节渗透势，通过提高细胞的持水能力来降低细胞冰点，加大细胞质浓度，以达到提高植物抗寒能力的效果[28]。可溶性糖作为植物体内重要的代谢产物，其含量的多少与植物抗寒性有显著的正相关关系[29]。有研究表明，植物内的可溶性糖随着温度的降低其含量增加，且淀粉通过低温诱导水解酶活性降解，也会导致可溶性糖含量的提高；此外，可溶性糖还能为其他与植物抗寒性有关的生理生化反应提供碳源和代谢底物[30]。本研究结果表明，随着低温胁迫温度的降低，KCl、K2SO4和KH2PO4处理的苜蓿根颈可溶性糖含量均表现为先升高后降低的变化趋势(CK除外)，这与马俊丽等[31]的研究结果一致。并且在本研究中，K2SO4处理的苜蓿根颈可溶性糖含量在不同低温胁迫处理下均明显高于KCl和KH2PO4处理，且随着钾肥施用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，但是KCl处理的苜蓿根颈K含量高于K2SO4，而刘丽君[32]的研究结果表明，大豆始花期、盛花期、结荚期、鼓粒期和成熟期的茎秆和叶片中可溶性糖含量均随着施硫量的增加而增加，因此，K2SO4处理比KCl和KH2PO4处理更能促进可溶性糖含量积累的原因可能是，除了适量的K素能促进可溶性糖的积累外，K2SO4类钾肥中的S元素也有促进可溶性糖含量增加的作用。

可溶性糖组分主要包括蔗糖、葡萄糖和果糖等，这些糖不仅可以通过调节细胞渗透势来降低细胞水势、提高细胞的持水能力、降低细胞液冰点温度，还能稳定酶和蛋白的构象，防止冷冻变性，以维持其在低温下的功能[33]。其中蔗糖的生物学活性较低，在植物体内的含量变化迅速，不仅能通过脂质磷酸化直接保护细胞膜、降低膜的渗透性，还能通过调节细胞代谢影响基因的表达。而果糖则可提高单磷脂和磷脂双分子层的稳定性[27]。本研究结果表明，3种钾肥施用下，苜蓿根颈蔗糖、果糖含量均随温度的降低表现为先升高后降低的变化趋势；董文科等[34]的研究结果表明，低温胁迫可引起青海扁茎早熟禾中蔗糖含量的上升，与本研究结果一致。本研究结果还表明，随着钾肥施用量的增加，苜蓿根颈蔗糖、果糖含量均表现为先升高后降低的趋势，且K2SO4钾肥处理的苜蓿根颈蔗糖、果糖含量均明显高于KCl和KH2PO4处理，但是本研究中K2SO4肥处理的苜蓿根颈K含量少于KCl处理，祝小捷、王东等[35-36]的研究表明，施硫有利于增加小麦叶片中的可溶性糖、蔗糖含量以及蔗糖合成酶活性；因此，本研究中K2SO4处理与KCl和KH2PO4处理相比果糖、蔗糖含量更高，可能是因为硫元素同样能促进果糖、蔗糖积累。

淀粉作为植物体内积累的一种主要非结构性多糖，在维持细胞的膨压、卸载和代谢，促进光合产物的运输等生理活动方面均有重要作用[37]。淀粉虽然不是直接参与渗透调节的抗寒保护物质，但是淀粉水解的产物，即可溶性糖、蔗糖等物质却有能调节细胞渗透势、降低冰点的作用，因此淀粉含量也是衡量苜蓿根颈抗寒性强弱的重要指标[9]。本研究中，不同类型钾肥处理的苜蓿根颈淀粉含量随温度的降低表现为持续降低，这是由于低温胁迫下淀粉水解酶活性增强，将淀粉水解为可溶性糖以调节细胞渗透势，保护细胞膜结构；陈卫东等[20]的研究结果表明，-20℃冷冻处理下的苜蓿根颈淀粉含量显著低于4℃冷藏处理，与本研究结果一致。本研究结果还表明，不同类型钾肥处理的苜蓿根颈淀粉含量均随着钾肥施用量的增加表现为先升高后降低的变化趋势，其中K2SO4处理的苜蓿根颈淀粉含量均明显高于KCl和KH2PO4处理，但是本研究结果显示K2SO4处理的苜蓿根颈K含量少于KCl处理 ，而Tao等[38]认为，施用硫肥可显著提高小麦籽粒总蛋白和淀粉含量，刘丽君[32]的研究结果也表明硫肥能提高大豆结荚期和鼓粒期茎杆和叶片淀粉含量，以上有可能说明K2SO4中的K和S元素均有促进淀粉积累的功能，导致与KCl和KH2PO4处理相比，K2SO4处理下的淀粉积累效果最明显，有助于维护生物膜结构的稳定性，增强苜蓿抗寒能力。

4 结 论

综上所述，KCl、K2SO4和KH2PO4对低温胁迫下苜蓿根颈活力、可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量均有明显的影响；随着低温胁迫温度的降低，不同类型钾肥处理的苜蓿根颈活力和淀粉含量表现为持续降低的变化趋势，可溶性糖、蔗糖和果糖含量则表现为先升高后降低的变化趋势；随着钾肥施用量的增加，苜蓿根颈活力、可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量均表现为先升高后降低的变化趋势。K2SO4处理在提高根颈活力、可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量方面优于KCl和KH2PO4处理，且以施用量为200 kg·hm-2K2O时，苜蓿根颈细胞中可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量积累效果最明显，因此建议科尔沁沙地建植苜蓿，宜施用K2SO4钾肥200 kg·hm-2K2O，有利于苜蓿安全越冬。