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钾元素是作物生长发育所需的必需元素之一，也是作物体内含量较丰富的无机阳离子。棉花是喜钾作物，在其生长发育过程中需要吸收大量的钾素。棉花对钾素缺乏较敏感，在其他作物未表现出症状的土壤上，棉花往往表现出缺素症状。新疆是我国棉花主产区，新疆土壤一直被认为是“富钾”，但随着棉花单产提高和连作年限的增加，棉花从土壤中不断带走大量的钾素，从而使土壤钾素含量降低。当前，缺钾已成为限制新疆棉花生长发育的主要因子。本论文针对目前新疆棉区钾素缺乏现状，研究不同浓度钾素营养对棉花生长发育的影响，总结钾素缺乏对棉花产量形成的影响机理，为新疆棉花生产钾肥施用提供理论依据。主要研究内容和结论如下：1．选用新疆常规棉品种新陆早13号、新陆早33号和新陆早45号作为研究材料，研究不同棉花品种对钾素缺乏的生理响应。结果表明：3个品种对钾素营养的敏感度不同，新陆早45号对钾素的反应较其他2个品种敏感。不同钾素营养条件下，3个品种各项生理指标的变化规律基本一致。缺钾叶片净光合速率、气孔导度、叶绿素含量、最大光化学效率、潜在光化学效率和SOD酶活性均显著降低；而花青素含量、POD酶活性和MDA含量显著升高。2．选择对钾素营养较为敏感的新陆早45号，研究不同钾素浓度对棉花光合生理的影响机理，结果表明：缺钾降低了叶片净光合速率、气孔导度、叶绿素含量、最大光化学效率、潜在光化学效率以及SOD酶活性，提高了POD酶活性，增加了花青素、MDA在叶片中的积累量。3．通过对棉株根、茎、叶、种子中大量元素（K、Ca、Mg、P）含量以及微量元素（Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo）含量的测定，结果表明，缺钾叶片大量元素含量和微量元素含量均显著降低。钾素缺乏时，棉花根系、茎秆、叶片对K、Ca、Mg，P的吸收的能力降低，而微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo在植物体内的含量也显著降低，可见，施钾能促进植物对大量元素、微量元素的吸收，提高植株体内营养元素的含量。4.测定不同钾素水平PN-Ci响应曲线及含氮量，研究结果表明，CO2浓度相同的条件下，钾素缺乏叶片，其光合速率较低，且当CO2浓度增大到500时，继续增加浓度PN不再增加，低钾处理和对照的PN仍能缓慢上升，由此可见，钾素缺乏叶片不能利用高浓度的CO2，而施钾处理和对照处理较缺钾处理能更好的利用高浓度的CO2。在相同CO2浓度条件下，棉花各部位含氮量为缺钾处理最低，低钾次之，对照最高，同一处理棉株中根系含氮量最低，叶片最高。