论文部分内容阅读
甘薯属“喜钾”作物，钾素具有激活酶活性、促使块根膨大的作用。甘薯的生长发育、干物质形成分配与氮素密切相关。本文针对以往仅研究甘薯氮、钾单独效应的问题，采用盆栽试验和大田试验相结合方法，利用15N、13C同位素示踪技术，探究氮钾配施对甘薯生长发育、氮素分配、光合产物积累分配、养分吸收利用和产量形成等方面的影响。为摸清氮钾配施条件下甘薯的营养生理特性与养分调控提供依据。主要研究结论如下： 1、与单独施氮和施钾处理相比，氮钾配施处理显著提高了甘薯生长前期根表面积、根平均直、径根体积和根系活力促进根系对养分的吸收从而显著提高地上和地下部生物量(p<0.05)。氮钾对根系形态学指标、须根量、块根量和生物量的影响存在显著的交互效应(p<0.05)。氮钾配施不仅能促进根系早期(30d)须根与块根分化量，并且能通过改变根系形态和根系生理活性提高甘薯50d和70d地下部生物量。 2、在甘薯生长前期(45d)，施钾显著提高15N向地上部转移分配，其中K3处理(300mg/kg)与对照(CK)相比15N向叶片转移速率提高了76.2％，15N积累量提高了92.1%。薯块膨大期(95d)与生长前期不同，随施钾量增加地上部叶片15N总分配率由33.7%降低至24.4%，块根15N分配率由5.8%升高至17%，其中K3处理块根15N积累量CK的三倍。两个关键生长期硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和净光合速率(Pn)均随施钾量增加而提高。发根结薯期主要通过施钾显著提高了NR和GDH酶活性促使氮素向地上部分配；在薯块膨大期主要提高GS和GOGAT酶活性，促进氮素向地下部分配。 3、甘薯生长前期(40d)，中氮(N1100mg/kg)水平下，增施钾素显著提高了叶片13C分配率(P<0.05)，高钾处理(K3300mg/kg)比低钾处理(K1100mg/kg)提高了81.0%；高氮(N2200mg/kg)水平下，增施钾素显著提高了茎蔓中13C分配率，高钾处理(K3)比低钾处理(K1)提高了59.3%，此时期氮效应>钾效应。薯块膨大期(100d)，在两个氮水平下，增施钾素均降低了地上部(叶片和茎蔓)13C分配率，提高了块根中13C分配率，块根中13C分配率以中氮高钾处理(N1K3)最高，达78.9%，此时期钾效应>氮效应。氮钾对两关键生长期内SPAD值、净光合速率、Fv/Fm、SS和SPS的影响有显著的交互效应。在发根结薯期氮钾配施促进光合产物多向叶片和能茎蔓分配，而薯块膨大期利于光和产物向块根分配。 4、与CK相比，两年田间试验，单独施氮和单独施钾处理均能显著提高两甘薯各生长时期地上部和地下部生物量和最终产量。与单独施氮(钾)处理相比，氮钾配施能显著提高两甘薯品种氮(钾)肥农学利用率、氮(钾)肥偏生产力和氮(钾)表观利用率，其中2014年和2015年徐薯22号氮肥表观利用率分别分别提高9.3%和5.6%，钾肥表观利用率分别提高9.6%和7.4%；商薯19号氮肥表观利用率分别提高8.2%和4.5%，钾肥表观利用率分别提高了10.5%和8.2%。 5、两年田间试验，与钾肥基施处理相比，分期施钾处理显著提高了甘薯生长中后期(115天~150天)钾素积累量和地下部生长速率，同时提高了钾收获指数、钾肥偏生产力、钾效率、钾肥农学利用率。与钾肥全部基施相比，75，100 d分期施钾(1/2基施+1/2封垄期追施)增产率徐薯22号分别为13.8%，13.5%，商薯19号分别为19.1%，18.6%，120 d分期施钾(1/2基施+1/2封垄期追施)增产率仅为5.3%和9.8%。综合产量和肥料利用两因素，分期施钾时期在移栽后75~100 d为宜。