不同施钾量对滴灌花生光合特性及产量的影响
2024-12-31李锁丞柳延涛董红业孙振博李紫薇张春媛王开勇李强杨明凤
摘 要:【目的】研究不同施钾量对滴灌花生光合特性及产量的影响,为筛选新疆滴灌花生钾肥最佳施肥量提供依据。
【方法】采用花育9610和黑花5号为材料,设置4个施钾处理:0 kg/hm2(K0)、150 kg/hm2(K1)、225 kg/hm2(K2)和300 kg/hm2(K3),比较不同施钾量对花生光合参数、叶绿素含量及荧光参数的影响,分析不同施钾量对滴灌花生光合特性及产量的影响。
【结果】花育9610和黑花5号在K2处理下提高了净光合率、蒸腾速率和气孔导度与K0相比分别提高了9.67%、60.49%和13.53%,降低了胞间CO2浓度,分别降低了14.25%、55.97%和15.14%;于出苗后80 d,K2处理叶绿素含量、施钾量达到峰值,分别为2.92和3.01 mg/g;花育9610和黑花5号在整个生育期中ETR、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)均在出苗80 d K2处理达到最大值,分别为98.34、0.84;4.24,98.57、0.85和4.32,较K0处理有显著提高;花育9610和黑花5号不同施钾肥较不施钾肥在单株结果数、百果重、百仁重、出仁率均有所增加,不同施钾处理所表现的产量差异为K2gt;K3gt;K1gt;K0,花育9610和黑花5号以K2处理产量最高,分别为9 428.71 和9 968.35 kg/hm2,较不施肥增产33.66%和35.26%。
【结论】花育9610和黑花5号在出苗80 d的功能叶叶绿素a/b、光合速率、气孔导度、蒸腾速率、电子传递速率(ETR)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/F0)均在K2处理量下达到最大值。不同施钾处理产量表现为T2K2gt;T1K2gt;T2K3gt;T1K3gt;T2K1gt;T1K1gt;T2K0gt;T1K0,花育9610和黑花5号产量均为K2处理达到最高,分别为 9 428和9 968 kg/hm2,并且各施肥处理黑花5号单产均高于花育9610,增施钾肥对花生增产效果显著。
关键词:花生;钾肥;光合特性;产量
中图分类号:S565.2 ""文献标志码:A ""文章编号:1001-4330(2024)08-1926-11
收稿日期(Received):2024-01-08
基金项目:新疆生产建设兵团第二师铁门关科技攻关项目“塔里木盆地东南缘花生绿色丰产关键技术研究与示范”(2019NYGG13);花生国家产业技术体系新疆综合试验站(CARS-13)
作者简介:李锁丞(1997-),男,河南南阳人,硕士研究生,研究方向为土壤肥料,(E-mail)M15810730018@163.com
通讯作者:柳延涛(1979-),男,新疆石河子人,研究员,硕士生导师,研究方向为花生栽培生理及抗逆,(E-mail)zibeng1979@126.com
王开勇(1978-),男,新疆石河子人,教授,硕士生/博士生导师,研究方向为土壤环境与生态安全,(E-mail)wky20@ 163.com
0 引 言
【研究意义】花生是我国重要的油料作物,油分含量为50%~60%(仅次于芝麻),花生可榨油,可鲜食,有较高经济价值[1]。2020年新疆花生种植面积1 800 hm2,虽占全疆油料播种面积1.64%,但单产以4 936 kg/hm2的居全国第二,在新疆发展花生产业有较大优势[2]。新疆土壤富钾,土壤中速效钾含量可达到315 mg/kg[3],由于新疆独特的气候特征及丰厚的光热资源相互作用下,土壤中的钾未被作物很好的吸收利用,仍需要施用钾肥保证作物产量提升。因此合理的钾肥施用量与施用时期是提升花生产量的关键。【前人研究进展】钾是植物体内不可缺少的元素[4],是植物体内仅次于氮,生长发育所必需的第二大矿质元素[5],在应对生物和非生物胁迫、调节酶活性、参与同化产物的运输等生理代谢方面起着重要作用。K+在维持叶片气孔开闭及叶绿体有关的生理活动中有重要意义[6,7]。陶仁[3]认为K+缺乏下光合速率降低可能是由于与叶肉导度降低相关的叶片解剖结构发生改变导致单位叶面积的叶绿体表面积减少、气孔导度降低所导致的。康玉洁等[8]在施钾量影响花生衰老程度研究中认为当花生施钾量在0~150 kg/hm2,可明显降低叶片MDA的量,增加SOD、POD、CAT等多种酶的活性,从而延缓花生衰败。李忠等[9]以栽培种和野生种为试验材料研究表明,施用钾肥对栽培种的光合速率和叶绿素的含量较野生种的影响大,随着花生叶片中K+浓度的升高,使气孔运动的速率增强,随之使气孔导度增大,从而提升水分和CO2进出气孔的速率,促进净光和速率和蒸腾速率的快速进行,提高花生的净同化效率,增加干物质积累量。目前有关花生钾肥方面的研究主要集中在河南、山东、沈阳等地,结果表明在花针期和结荚期之后,花生对钾的吸收急剧减弱,花生对养分的需求主要靠结荚期之前所形成叶片光合产物来满足,适宜钾肥用量有利于花生产量提升[10-12]。【本研究切入点】关于钾肥施用量对新疆花生的研究开展的较少,不同地区富钾程度不同,施钾量亦不十分明确。前人的研究对于新疆花生钾肥施用量尚缺乏实际参考。需研究不同施钾量对滴灌花生光合特性及产量的影响。【拟解决的关键问题】以花育9610和黑花5号为材料,分析钾肥施用量对花生光合特性及产量的影响,研究钾肥施用量对光合生理特性的影响机制,为新疆高产花生最佳施肥方案提供参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验于2021~2022在新疆塔城地区沙湾市乌兰乌苏农业气象试验站(44°17′N,85°49′E,海拔468.2 m)试验田进行,气候为温带大陆性气候,年平均温度7.2~8.0℃,年平均日照约2 700~2 900 h,无霜期约155~175 d,年降水量235~275 mm。试验田土壤类型为壤土,0~30 cm土层碱解氮含量46.5 mg/kg,速效磷含量18.1 mg/kg,速效钾含量146.87 mg/kg,有机质含量15.90 g/kg,pH值7.67。
供试花生品种花育9610由新疆农业科学院经济作物所提供,黑花5号由河南郑州穗开颜农业科技有限公司提供。供试肥料硫酸钾为国投新疆罗布泊钾盐有限公司生产(K2O≥51%)。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
花生品种花育9610和黑花5号分别用T1和T2表示。试验设4个施钾量(K2O)处理:0 kg/hm2(K0)、150 kg/hm2(K1)、225 kg/hm2(K2)和300 kg/hm2(K3),小区长5 m,宽4 m,随机区组设计,共8个处理,每处理重复3次。密度13.5×104~16.5×104株/hm2,氮肥和磷肥分别为尿素588.1 kg/hm2,磷酸一铵(N- P2O5:12-61):245.9 kg/hm2,氮磷肥随水滴施。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 气体交换参数
于花生出苗后40、60、80、100和120 d,用LI-6400型便携式光合测定仪,在晴朗无风天气上午10:00~12:00选择有代表性植株功能叶,测定叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。
1.2.2.2 叶绿素
花生出苗后40、60、80、100和120 d,取花生中上部功能叶片3~5片,除去表面污渍后剪碎混匀,称取0.2 g,放入研体中,放入少许碳酸钙粉及石英砂,加入10 mL 95%乙醇研磨直至组织变白,静止5 min后过滤至25 mL容量瓶,以95%乙醇定容,避光处理。用UV-1750型分光光度计测量665、649及470 nm波长下的吸光度(A1)值,根据公式计算叶绿素a (Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素含量(mg/g)。
Chl a=13.95·A665-6.88·A649.
Chl b=24.96·A649-7.32·A665.
1.2.2.3 叶绿素荧光参数
使用PAM-2500便携式叶绿素荧光仪(WALA,德国)在花生出苗后40、60、80、100和120 d测量叶绿素荧光参数(ETR、Fv/Fm、Fv/Fo)。测定前对叶片进行预处理,从每小区选取5片长势完好的功能叶进行标记,用暗室叶夹夹在花生叶片遮蔽环境光20~30 min,荧光参数的测定。
1.2.2.4 荚果干重
每小区选择时期相同、长势一致的花生植株10株,将荚果摘下分别装入纸袋,采用常压直接烘干法,先用烘箱在105℃下杀青30 min(从温度升至105℃开始计时)后,在85℃下直至烘至恒重,称重记录数据。
1.2.2.5 产量构成因素
从植株收获的荚果调查结果数、百果重、百仁重、出仁率。
出仁率=脱壳后的籽仁/未脱壳荚果×100%。
1.3 数据处理
试验所得数据采用Excel 2016软件和Origin2022软件进行数据计算和整理及方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同施钾量对滴灌花生功能叶光合速率的影响
研究表明,在花生出苗后40~120 d生育进程中呈抛物线的变化趋势。花育9610和黑花5号叶片的光合速率随着花生生长发育,不同处理之间变化规律基本一致,花生出苗后40~80 d,光合速率随着生育时期不断增大,在80 d附近光合速率达到最大值,随后光合速率呈下降趋势。花育9610和黑花5号以K2处理的光合速率最高分别为28.69和29.44 μmol CO2/(m2·s),与不施钾肥相比光合速率分别提高了9.67%和14.25%;K3处理叶片的光合速率较K2处理明显降低但仍高于K0和K1处理;各施肥处理间叶片光合速率总体表现为K2gt;K3gt;K1gt;K0。增施钾肥明显提高了花生的光合速率,在花育9610和黑花5号出苗80 d前施用钾肥对光合速率作用较大,K2处理对提高花生叶片光合速率优势最明显。图1
2.2 不同施钾量对滴灌花生功能叶气孔导度的影响
研究表明,花育9610和黑花5号出苗后随着生育时期推进叶片气孔导度呈开口朝下抛物线型。花育9610和黑花5号在出苗后80 d叶片气孔导度达到最大分别为0.976、0.948 mol H2O/(m2·s),显著高于K3、K1和K0处理,K3和K1处理之间叶片气孔导度无显著差异且高于K0处理;其中花育9610和黑花5号K2、K3和K1处理分别较不施肥处理分别提升17.28%和18.14%、6.28%和9.88%、6.58%和5.46%;出苗40~60 d不同处理对花生叶片气孔导度影响不大,但不同施钾处理的花生叶片气孔导度表现为K2gt;K3gt;K1;出苗120 d花育9610和黑花5号各处理叶片气孔导度较出苗80 d显著降低,K0处理显著低于其他处理,K3和K1处理之间无显著差异,K2叶片气孔导度降低最少,分别为0.581和0.549 mol H2O/(m2·s),较K0提高60.49%和55.97%。K2处理在花生生育前期显著提高叶片气孔导度,同时在花生生育后期可显著延缓叶片气孔导度的降低速度,维持气孔导度在相同条件下的较高水平。图2
2.3 不同施钾量对滴灌花生功能叶胞间CO2浓度的影响
研究表明,滴灌花生在不同施钾量条件对功能叶胞间CO2浓度产生不同程度的影响,花育9610和黑花5号随着生育时期推进呈先降低后增加的趋势。不同施钾量对花生叶片Ci的影响效果均以K2处理最显著,花育9610叶片Ci的值表现为K1gt;K3处理,黑花5号叶片Ci的值K3gt;K1处理,但两花生品种K3和K1处理差异不显著,且均小于K0处理。花育9610和黑花5号各处理叶片Ci最小值均出现在出苗80 d,最小值分别为287.66和285.15 μmol CO2/mol,较不施钾肥处理分别降低12.31%和11.02%。出苗40~80 d,不同处理叶片Ci均呈降低的趋势,K2处理降低的Ci值均显著高于其他处理;出苗80~120 d,各处理叶片Ci值增长显著,K2处理仍显著低于其他处理,且K2处理增长速率最快。增施钾肥均可明显使叶片胞间CO2浓度降低,促进叶片光合作用的进行。K2处理更有利于花育9610和黑花5号叶肉细胞对CO2的吸收,相同条件下维持叶片在最有利于光合作用的状态。图3
2.4 不同施钾量对滴灌花生功能叶蒸腾速率的影响
研究表明,滴灌花生不同施钾量对功能叶蒸腾速率影响各异,总体表现为随生育时期推进呈先增加后降低的趋势。其中生育期内出苗80 d的叶片蒸腾速率达到最大值,花育9610和黑花5号不同施钾量相对于K0处理叶片蒸腾速率分别提高4.42%和2.04%、13.53%和15.14%、3.55%和6.79%。花育9610全生育期均以K2处理叶片蒸腾速率最高,最大值为11.41 mmol H2O/(m2·s),黑花5号在K2处理的叶片蒸腾速率最大值11.16 mmol H2O/(m2·s);两花生品种K3与K1处理对叶片蒸腾速率的影响不显著,虽然比K0处理高,但与K2处理对叶片蒸腾速率的影响相比达到极显著水平。随着生育期的推进,出苗80 d以后各处理促进叶片蒸腾速率的优势明显减弱,出苗120 d,花育9610和黑花5号K2处理叶片蒸腾速率仍最高,分别为6.04 和6.09 mmol H2O/(m2·s),相比不施肥处理提升了11.69%和19.37%。相同条件下,K2处理明显提高了花育9610和黑花5号叶片蒸腾速率,促进了光合作用的进行,且黑花5号的叶片蒸腾速率低于花育9610。在生育后期K2处理的叶片蒸腾速率降低程度最小,蒸腾速率明显高于其他处理,更有利于促进光合产物的转化。图4
2.5 不同施钾量对滴灌花生叶绿素含量的影响
研究表明,花育9610和黑花5号叶片叶绿素a/b变化趋势相同,两品种随生育时期推进呈先升高再降低的趋势,即在出苗40~80 d呈上升趋势,出苗80 d以后花育9610和黑花5号叶绿素a/b比值逐渐降低。在不同处理条件下,花育9610和黑花5号均以K2处理叶片叶绿素a/b数值最低;不同施钾量对滴灌花生叶片叶绿素a/b较不施钾肥差异显著,其中相比K0处理不同生育时期花育9610分别降低12.62%、9.34%、10.01%、12.16%和13.62%,黑花5号分别降低16.33%、9.29%、14.51%、17.35%和21.22%。K2处理降低花育9610和黑花5号叶片叶绿素a与叶绿素b的比值,有利于对光的捕捉能力,提高光合效率。图5
2.6 不同施钾量对滴灌花生荧光参数的影响
2.6.1 不同施钾量对滴灌花生光合电子传递速率的影响
研究表明,随着花生生育时期的推进,花育9610和黑花5号的光合电子传递速率(ETR),呈先升高后降低的变化趋势。在相同生育期中K2处理ETR值最大,并与各处理达到差异显著水平。花育9610和黑花5号在整个生育期中ETR均在出苗80 d K2处理时达到最大值分别为98.34和98.57。在出苗40、60和80 d,K2处理下的花育9610和黑花5号ETR相较K0处理显著提高了8.42%、8.54%、6.52%、8.34%、10.91%和6.34%;出苗100和120 d两花生品种各处理ETR均逐渐降低,但K2处理仍显著高于K1、K3处理,其中花育9610分别提高3.29%、7.26%和3.35%、5.15%,黑花5号分别提高了2.90%、8.56%、3.72%和6.78%。图6
2.6.2 不同施钾量对滴灌花生PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)的影响
研究表明,在相同生育期随钾肥施入量的增加,花育9610和黑花5号的Fv/Fm值表现为先增大后降低的趋势(Plt;0.05)。花育9610和黑花5号K2处理均在出苗80 d时达到最大值分别为0.84和0.85。花育9610和黑花5号不同生育时期K2处理Fv/Fm比K0处理增加了4.83%、9.14%、13.44%、9.62%、17.74%和6.61%、8.92%、13.27%、12.38%和12.53%,且在花育9610在40~80 d K1与K3处理差异不显著,黑花5号在40~60 d K1与K3处理差异不显著。图7
2.6.3 不同施钾量对滴灌花生PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)的影响
研究表明,随着花生生育进程的推进,花育9610和黑花5号随钾肥施用量增加Fv/Fo呈先增大再降低的趋势。不同施肥处理下,花育9610和黑花5号Fv/Fo均差异达到显著水平,K0、K1、K3处理下不同生育时期Fv/Fo均显著低于K2处理下不同生育时期Fv/Fo,K2处理可显著提高花生的Fv/Fo。花育9610在出苗后80 d时,K2处理Fv/Fo达到全生育期最大值4.24,与K0处理相比,Fv/Fo 提高了19.76%。黑花5号在出苗40 d之前不同钾肥处理无显著差异,出苗80 d时,K2处理下Fv/Fo也达到最大值4.32。出苗100 d以后K2与K3处理对花育9610影响差异显著,而对黑花5号影响差异不显著,与花生的品种特性及生育进程存在关联。图8
2.7 不同施钾量对花生产量构成因素的影响
研究表明,不同钾肥量施用对滴灌花生产量产生显著影响。花育9610和黑花5号不同施钾肥较不施钾肥在单株结果数、百果重、百仁重、出仁率均有所增加,并在K2处理下单株结果数、百果重及百仁重均达最大值分别为29.10和29.87个/株、206.94和214.55 g、97.48和100.99 g,较不施肥处理分别提高18.15%和19.38%、37.72%和15.78%、23.13%和38.82%。在不同施钾处理所表现的产量差异为K2gt;K3gt;K1gt;K0,施钾肥可有效提高花育9610和黑花5号产量,黑花5号产量优于花育9610,且在K2处理花育9610和黑花5号产量达到最大值分别为9 428.71 和9 968.35 kg/hm2,较不施钾肥K0处理分别增加了33.66%和35.26%。不同施钾量对花生单株结果数和出仁率的影响,最终转变为对花育9610和黑花5号产量的影响,所有处理中K2处理花生产量均达到最高,增产效果最佳。表1
3 讨 论
3.1 不同施钾量对滴灌花生叶片光合作用过程影响
叶片胞间CO2浓度(Ci)是衡量光合作用的重要参数之一,功能叶胞间CO2浓度变化是影响光合作用的主要因素,与净光和速率存在负相关关系[13]。蒸腾作用是反应作物光合作用的重要因素,与光合速率之比是评价作物抗旱能力的重要指标之一[14]。ETR是表示叶片单位时间内光合电子传递内的电子传递速度,是表征作物光合能力的重要参数之一[15]。Fv/Fm是指光系统II的最大光化学效率,是反映植物光合机构是否被破坏和光能转化效率的重要指标[16]。Fv/Fo是指光系统II(PSⅡ)潜在的光化学活性,潜在光化学活性越大,则表明光合机构内有活性的反应中心的数量越丰富[17]。
在作物的全部干物质中,约95%来自光合作用,提高作物的光合作用,将对作物产量的提高起到关键作用[1]。钾离子是植物体内通过K+-H+泵进出保卫细胞,参与保卫细胞的渗透系统调节气孔开闭从而影响花生的光合作用的重要离子[18]。花生出苗40~80 d即由营养生长逐渐转为生殖生长阶段,在增施钾肥情况下显著促进了花生光合作用,与K0处理差异显著,其中以K2处理的影响情况最佳,显著提升花生叶片净光和速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、电子传递效率(ETR)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo),降低叶片胞间CO2浓度(Ci)。是由于K2处理的施钾量施入土壤被花生吸收后,使花生叶片中的K+浓度达到了最适值,满足了保卫细胞正常的功能需要,提高了叶片的Gs;当叶片中得到了足够的K+后促使叶肉细胞中叶绿体数量的增加,使叶肉细胞吸收CO2的阻力减小[13,19],从而使叶片Ci降低;随着叶片Gs增大,叶肉细胞吸收利用CO2的能力增强,提高了花生叶片的Tr和Pn,促进花生生长,提高钾肥利用率[18,20]。花育9610和黑花5号Pn、Gs、Tr等光合指标均在K2处理达到最高值,Ci均在K2处理达到最低值,就花生生育前期而言,K2处理最有利于花生各光合指标的形成,促进花生的光合作用。
宋述锐等[21]研究认为合理施钾可提高花生叶片叶绿素含量,降低光合原件损失,调节光合系统。研究结果表明,随钾肥施用量增加,花生叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均明显增加,与光合速率变化趋势相近,而叶绿素a/b 值与其他处理相比显著降低。与田钰君等[22]关于钾肥叶面喷施对光合及叶绿素荧光影响的研究结果类似。作物叶片耐阴性与叶片叶绿素a/b密切相关,数值越低耐阴性越强[23],李卓蔚等[24]在研究钾肥施用对滇重楼生长影响研究中表明,随钾肥占比增加,叶片叶绿素a/b明显下降,可以提高作物耐阴性。试验研究中各生育时期K2处理叶片叶绿素a/b值显著低于其他处理,合理的钾肥施用量可以提高花生的耐阴性,增强叶片弱光下光合速率。
3.2 不同施钾量对延长滴灌花生光合作用时间
作物生育后期是果实成熟及物质积累的关键时期,延长作物光合作用的时间,对提高作物产量有积极影响[8]。花生生育后期,即出苗80~120 d,生殖生长逐渐结束,果实开始成熟,此阶段花育9610和黑花5号各处理叶片光合指标Pn、Gs、Tr、ETR、Fv/Fm和Fv/Fo均呈降低趋势,光合指标Ci呈上升趋势,增施钾肥达K2施钾量,补充了叶片中K+的浓度,一定程度上延缓了叶片衰老的速度,使光合作用尽可能高水平下维持较长时间[8]。与其他处理相比花育9610和黑花5号光合指标Pn、Gs和Tr及荧光参数ETR、Fv/Fm和Fv/Fo K2处理下降程度均最小,显著低于其他处理。这是因为生育后期,各器官对钾肥的吸收率降低,K2处理的钾肥施用量,满足了此时期保卫细胞中膨压变化所需的K+浓度,降低了气孔闭合的数量;叶肉细胞内K+浓度的升高降低了光氧化物酶(POD)的含量,降低了叶绿体的降解速度[4,8],从而降低了生育后期Pn的降低速度和Ci的升高速度,相同条件下提高了叶片Pn,且维持叶片较长时间的光合作用,提高了花生光合产物的积累,提高了肥料利用率[25,26]。
3.3 不同施钾量条件下滴灌花生产量构成因素影响分析
花生实际生产中若达到高产,增加结果数是关键,而达到超高产则需要进一步提高单果重[1]。研究结果表明,在K2O施用量在0~225 kg/hm2时,花生产量及产量构成因素均与施钾量呈正相关,超过这一施钾量,对提高产量产生负效应。同等试验条件下施钾量为225 kg/hm2时花生单株结果数、百仁重、百果重及出仁率均达到最高,产量也达到最高为9 428和9 968 kg/hm2,K2处理与其他处理均达到显著水平。是因为钾肥的施用促进了营养器官的生长,提高了植株对土壤N、P、K的吸收利用,促进了养分向生殖器官的转移分配[27,28]。施钾量达到K3处理,花生单株结果数、百果重、百仁重均低于K2处理,是因为过量施入钾肥会导致土壤中盐浓度的增加,超出花生根系的耐受度,抑制植株对养分的吸收利用,影响光合器官的生长,降低光合产物积累量,影响花生产量进一步提高[29,30]。产量构成因素随施钾量的变化趋势与Pn、Gs、Tr、ETR、Fv/Fm和Fv/Fo的变化趋势相同,与其他处理相比,K2处理对花生光合指标、荧光指标和产量构成因素的影响均达到最佳水平,K2处理对维持花生叶片光合作用在同时期保持较高水平,且维持较长时间,有显著优势,因此同时期光合积累产物、单株结果数、百果重及产量较其他处理显著增加[12]。
4 结 论
施用钾肥可显著提高花生产量。作物体内干物质含量绝大部分均来自于光合产物的积累,而钾元素在光合作用中起着重要作用。作物体内适宜钾离子水平,将维持高水平叶绿素含量,保持较高光合速率运行,有利于作物干物质积累。降低花生施钾量,花育9610和黑花5号叶片净光和速率均显著降低,抑制花生的生长。适量增施钾肥促进叶片更早达到光合作用最佳状态,且较晚进入光合作用衰败期,延长了光合作用的时间,促进光合产物的高效积累,增加花生单株的荚果数和饱果率。150、225和300 kg/hm2钾肥施用处理的黑花5号产量分别较不施钾肥处理增加16.14%、35.26%和27.24%,花育9610产量较对照分别增加16.00%、33.67%和25.14%。黑花5号和花育9610施用钾肥225 kg/hm2后花生产量达到最高,且黑花5号产量高于花育9610。新疆滴灌区种植花生钾肥施用量在225 kg/hm2。
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Effects of potassium nutrition on photosynthetic characteristics
and yield of peanut
LI Suocheng1, LIU Yantao2, DONG Hongye2, SUN Zhenbo1, LI Ziwei1, ZHANG Chunyuan1,
WANG Kaiyong1, LI Qiang3, YANG Mingfeng4
(1.Agricultural College of Shihezi University, Shihezi Xinjiang 832003,China; 2.Crop Research Institute of Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation Sciences, Shihezi Xinjiang 832000, China; 3. Institute of Economic Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China; 4.Wulanwusu Agrometeorological Experimental Station, Shihezi Xinjiang 832000, China)
Abstract:【Objective】 To study the effects of different potassium application rates on photosynthetic characteristics and yield of peanut under drip irrigation in the hope of providing a basis for peanut planting in Xinjiang.
【Methods】 Huayu 9610 and Heihua 5 were used as experimental materials, and four potassium application treatments were set: 0 kg/hm2 (K0), 150 kg/hm2 (K1), 225 kg/hm2 (K2) and 300 kg/hm2 (K3). The effects of different potassium application rates on photosynthetic parameters, chlorophyll content and fluorescence parameters of peanut were compared, and the effects of different potassium application rates on photosynthetic characteristics and yield of peanut under drip irrigation were explored.
【Results】 The net photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance of Huayu 9610 and Heihua 5 were significantly increased under K2 application, and the intercellular CO2 concentration was decreased. Compared with K0, they were increased by 9.67%, 60.49% and 13.53%, 14.25%, 55.97% and 15.14%, respectively. The chlorophyll content in leaves reached the peak of 2.92 mg/g and 3.01 mg/g on the 80th days after emergence, respectively. During the whole growth period, ETR, PSⅡ maximum photochemical efficiency (Fv/Fm) and PSⅡ potential photochemical activity (Fv/Fo) of Huayu 9610 and Heihua 5 reached the maximum values of 98.34,0.84 and 4.24,98.57,0.85 and 4.32 at 80 d K2, respectively, which were significantly higher than those of K0. The number of pods per plant, 100-pod weight, 100-kernel weight and kernel rate of Huayu 9610 and Heihua 5 were higher than those without potassium fertilizer. The yield difference of different potassium treatments was K2gt;K3gt;K1gt;K0. In the experiment, the highest yield of Huayu 9,610 and Heihua 5 was 9,428.71 kg/hm2 and 9,968.35 kg/hm2, respectively, which was 33.66 % and 35.26% higher than those without fertilizer.
【Conclusion】 The chlorophyll a/b, photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, electron transport rate (ETR), maximum photochemical efficiency of PSⅡ (Fv/Fm) and potential photochemical activity of PSⅡ (Fv/Fo) of functional leaves of Yuhuayu 9610 and Heihua 5 on the 80 th days after emergence reach the maximum under K2 application rate. The yields of different potassium treatments are T2K2gt;T1K2gt;T2K3gt;T1K3gt;T2K1gt; T1K1gt;T2K0gt;T1K0. The yield of Huayu 9610 and Heihua 5 reach the highest under K2 treatment, reaching 9,428 kg/hm2 and 9,968 kg/hm2, respectively. The yield of Heihua 5 is higher than that of Huayu 9610, indicating that the increase of potassium fertilizer in Xinjiang has obvious effect on peanut yield.
Key words:peanut; potassium fertilizer; photosynthetic characteristics; production
Fund projects:The Scientific R amp; D Project of Tiemenguan City of the Second Division of XPCC \"Research and Demonstration of Key Technology of Green and High-yield Peanut Peanut in Southeast Margin of Tarim Basin\" (2019NYGG13) ;China Agriculture Research System (CARS-13)
Correspondence author: LIU Yantao(1979-), male, from Shihezi Xinjiang,researcher, research direction: peanut high yield cultivation technology research and promotion work, (E-mail)zibeng1979@126.com
WANG Kaiyong(1978-), male, from Shihezi Xinjiang,professor, research direction: soil environment and ecological security research, (E-mail)wky20@163.com