新疆棉花品種新陸中51號在山東棉區(qū)的需鉀特性

王義霞++劉春生++蘇彥華

摘要：將新疆棉區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號引種到黃河下游的山東棉區(qū)，在田間試驗條件下，研究該品種的需鉀特性。結(jié)果表明，引種促進了棉花的營養(yǎng)生長，使株高在不用施鉀水平下增加了0.6%～15.4%。在當?shù)亓晳T施鉀條件（K2O，225 kg/hm2）下，該棉花品種與主栽地區(qū)相比籽棉產(chǎn)量減少約14%，而增施鉀肥（K2O，450 kg/hm2）可顯著增加棉花的單株結(jié)鈴數(shù)，使棉花籽棉產(chǎn)量比西北內(nèi)陸棉區(qū)增產(chǎn)約26%。增施鉀肥同時顯著提高了棉花體內(nèi)脯氨酸的含量，并降低了丙二醛含量，推測其可能是高鉀促進新疆棉花品種適應高溫高濕的山東棉區(qū)的一個因素。因此，增施鉀肥是使新陸中51號成功引種到黃河下游山東棉區(qū)的重要條件。

關(guān)鍵詞：棉花；施鉀量；植株性狀；產(chǎn)量性狀；抗逆指標；山東棉區(qū)

中圖分類號： S562.06文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）10-0080-03

收稿日期：2013-12-11

基金項目：國家自然科學基金重點項目（編號：91125028）。

作者簡介：王義霞（1988—），女，山東濰坊人，碩士研究生，主要從事鉀素對作物生理特征影響的研究。E-mail：wyixia@126.com。

通信作者：劉春生，教授，博士生導師，主要從事植物營養(yǎng)學與肥料學的教學與科研工作。Tel：（0538）8241546；E-mail：csliu@sdau.edu.cn。新疆是我國棉花主產(chǎn)區(qū)之一，其棉花品種普遍具有結(jié)構(gòu)緊湊的特征，適于密植栽培。位于黃河下游的山東棉區(qū)，人多地少，耕地面積相對較少，因此需要引入密植高產(chǎn)型棉花品種。棉花屬于喜鉀作物，適宜的鉀素營養(yǎng)是其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的保證[1-2]。將優(yōu)質(zhì)品種引入其他棉區(qū)，由于氣候、土壤等條件的變化，其對鉀素的需求量也會有相應的變化。本研究從新疆棉區(qū)把優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號引入山東棉區(qū)，在觀測其生長及產(chǎn)量特性的基礎(chǔ)上，對其需鉀特性進行了研究。

1材料與方法

1.1試驗材料及試驗地概況

供試棉花品種為新疆早中熟高產(chǎn)陸地棉新陸中51號。

供試肥料品種分別為尿素（含46%N）、過磷酸鈣（含16%P2O5）、硫酸鉀（含50%K2O） 。

試驗于2011年在山東省濟寧市金鄉(xiāng)縣金鄉(xiāng)街道魏莊村（116.31°E，35.08°N）進行。供試土壤為潮土。試驗田0～20 cm 土層土壤含有機質(zhì)4.909 g/kg、全氮0.95 g/kg 、速效鉀165.1 mg/kg 、有效磷33.1 mg/kg，pH值 8.19。試驗地屬于溫帶季風型大陸性氣候，年平均氣溫為13.8 ℃，年平均降水量為694.5 mm。

1.2試驗設計

試驗共設5個不同鉀水平的處理，即不施鉀處理（K2O，0 kg/hm2，CK）、低鉀處理（K2O，150 kg/hm2，T1）、當?shù)亓晳T施鉀處理（K2O，225 kg/hm2，T2）、中鉀處理（K2O，300 kg/hm2，T3）和高鉀處理（K2O，450 kg/hm2，T4）。氮（N）、磷（P2O5）施用量分別為360、120 kg/hm2。 其中，氮肥40%基施、60%于花鈴期追施，磷肥全部基施，鉀肥50%基施、50%于花鈴期追施。小區(qū)面積22 m2，種植密度均為15萬株/hm2。每個處理設置3個重復，隨機區(qū)組排列。棉花于2011年4月29日播種，7月15日追施花鈴肥。其他管理措施同一般大田。

1.3測定指標和方法

1.3.1植株性狀的調(diào)查于棉花的生育前期，每個小區(qū)隨機選取5株進行主莖葉片數(shù)調(diào)查，計算其平均值；于吐絮期，每個小區(qū)隨機選5株棉花用精確到1 mm的卷尺進行株高和第一果枝節(jié)位高度的測量，并計算平均值。

1.3.2產(chǎn)量性狀的調(diào)查在棉花的吐絮期測定單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量等指標。每個小區(qū)隨機選取10株棉花進行調(diào)查，記錄每株棉花的鈴數(shù)，算出每個處理的單株鈴數(shù)。吐絮后收花鈴50枚，曬干至恒重，稱質(zhì)量，籽棉質(zhì)量除以50即為單鈴質(zhì)量，計算出每個小區(qū)單株棉花產(chǎn)量，乘以單位面積內(nèi)理論種植密度，即為單位面積籽棉產(chǎn)量。軋花后測定皮棉產(chǎn)量，收獲結(jié)束后，于室內(nèi)測定棉花各處理的衣分。

1.3.3丙二醛及游離脯氨酸含量以棉花打頂后主莖倒三葉和對應第一果枝節(jié)葉為樣本[2]，每個小區(qū)隨機選取15～20張葉，3次重復，用液氮速凍后存放于-80 ℃冰箱中用于丙二醛及游離脯氨酸含量的測定。用硫代巴比妥酸比色法測定丙二醛含量（nmol/g）；用酸性茚三酮顯色法測定游離脯氨酸含量（μg/g）。

1.4數(shù)據(jù)分析

用SAS V8.0統(tǒng)計軟件統(tǒng)計分析，Microsoft Excel 2007軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同施鉀量對棉花植株性狀的影響

由表1可知，隨著施鉀量增加，棉花的株高、第一果枝節(jié)位高度和主莖葉片數(shù)均呈上升趨勢。不同施鉀量對棉花的株高和主莖葉片數(shù)的影響達到顯著水平（P<0.05），而第一果枝節(jié)位的高度在不同施鉀水平下差異多不顯著。其中，各施鉀處理間棉花株高以T3、T4最高，與其他處理間差異達到顯著水平（P<0.05），CK與T1、T1與T2間差異不顯著；第一果枝節(jié)位高度僅T4與CK間的差異達到顯著水平（P<0.05），而T1、T2、T3、T4間差異均不顯著；主莖葉片數(shù)在不同施鉀水平下表現(xiàn)為T4>T3>T2>T1>CK，且T4與CK、T1、T2間的差異均達到顯著水平（P<0.05）。表明施鉀可以優(yōu)化棉花的植株性狀，且隨著施鉀水平提高，性狀的優(yōu)化程度也會相應加強。

表1不同施肥水平對棉花植株性狀的影響

2.3不同施鉀量對棉花部分抗逆指標的影響

2.3.1丙二醛含量丙二醛作為植物器官在衰老或逆境條件下發(fā)生膜脂過氧化作用的產(chǎn)物，其含量的變化通常用來表示膜脂過氧化程度、植物衰老情況以及對逆境條件反應的強弱[3]。由圖1可知，隨著施鉀量增加，棉花葉片丙二醛含量逐漸降低。各施鉀處理棉花丙二醛含量均顯著低于不施鉀處理，且各施肥處理間丙二醛含量差異顯著。

2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì)，在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力，從而增強作物的抗逆性。由圖2可知，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對游離脯氨酸累積量的影響達到了顯著水平（P<0.05）。除CK和T1處理間無顯著差異外，其余各個處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著，T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

3結(jié)論與討論

西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題，因此棉花密植型種植對當?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū)，觀測其生物學性狀及農(nóng)藝性狀。引種后，該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%～15.4%，說明施鉀增加棉花株高，同時山東棉區(qū)高溫短日照條件促進了棉花的營養(yǎng)生長。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降，這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小，不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加，單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加，使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

施鉀對棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響，李紅等指出，在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加，棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢[4]；馮正銳認為，施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗研究結(jié)果表明，增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù)，但對于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著，這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1，6-17]。本試驗結(jié)果顯示，在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中，鉀肥對單株結(jié)鈴數(shù)影響最大，達到極顯著水平，其次是單鈴質(zhì)量，對衣分和單株果枝數(shù)的影響最小，這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7，18]相一致。這可能是因為棉花結(jié)鈴數(shù)易受營養(yǎng)條件等影響，在盛花期和盛鈴期，施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應充足，導致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響，到了吐絮期，棉鈴陸續(xù)成熟，雖然此時施鉀處理的光合產(chǎn)物供應總量仍較大，但由于結(jié)鈴數(shù)增加，可能供應到單個棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長，施用鉀肥后，抗逆指標得到了顯著優(yōu)化，這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標[19]，其含量的高低可以反映細胞膜脂過氧化水平，與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17，21]，在干旱或逆境條件下，鉀離子的存在可以促進游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗研究結(jié)果表明，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低，游離脯氨酸含量顯著增加，從而降低棉花的膜脂過氧化水平，增強棉花的抗逆性。

本研究對引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號進行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明，增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性，從而能更好地適應新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

參考文獻：

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2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì)，在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力，從而增強作物的抗逆性。由圖2可知，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對游離脯氨酸累積量的影響達到了顯著水平（P<0.05）。除CK和T1處理間無顯著差異外，其余各個處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著，T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

3結(jié)論與討論

西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題，因此棉花密植型種植對當?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū)，觀測其生物學性狀及農(nóng)藝性狀。引種后，該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%～15.4%，說明施鉀增加棉花株高，同時山東棉區(qū)高溫短日照條件促進了棉花的營養(yǎng)生長。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降，這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小，不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加，單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加，使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

施鉀對棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響，李紅等指出，在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加，棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢[4]；馮正銳認為，施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗研究結(jié)果表明，增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù)，但對于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著，這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1，6-17]。本試驗結(jié)果顯示，在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中，鉀肥對單株結(jié)鈴數(shù)影響最大，達到極顯著水平，其次是單鈴質(zhì)量，對衣分和單株果枝數(shù)的影響最小，這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7，18]相一致。這可能是因為棉花結(jié)鈴數(shù)易受營養(yǎng)條件等影響，在盛花期和盛鈴期，施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應充足，導致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響，到了吐絮期，棉鈴陸續(xù)成熟，雖然此時施鉀處理的光合產(chǎn)物供應總量仍較大，但由于結(jié)鈴數(shù)增加，可能供應到單個棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長，施用鉀肥后，抗逆指標得到了顯著優(yōu)化，這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標[19]，其含量的高低可以反映細胞膜脂過氧化水平，與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17，21]，在干旱或逆境條件下，鉀離子的存在可以促進游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗研究結(jié)果表明，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低，游離脯氨酸含量顯著增加，從而降低棉花的膜脂過氧化水平，增強棉花的抗逆性。

本研究對引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號進行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明，增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性，從而能更好地適應新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

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2.3.2游離脯氨酸含量脯氨酸作為一種滲透物質(zhì)，在逆境條件下能夠增加植株體內(nèi)生物大分子與水分的親和力，從而增強作物的抗逆性。由圖2可知，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)游離脯氨酸的累積量也在逐漸增加。施鉀對游離脯氨酸累積量的影響達到了顯著水平（P<0.05）。除CK和T1處理間無顯著差異外，其余各個處理間游離脯氨酸的含量均差異顯著，T4高鉀處理較CK不施鉀肥處理游離脯氨酸含量增加了1.5倍。

3結(jié)論與討論

西北內(nèi)陸棉區(qū)的新疆和黃河下游棉區(qū)的山東氣候生態(tài)型和土地生態(tài)型完全不同。山東棉區(qū)存在地少人多的問題，因此棉花密植型種植對當?shù)氐拿藁ㄉa(chǎn)具有重要意義。本研究將植株緊湊、開花結(jié)鈴集中且抗蟲性較高的新疆棉品種引種到該地區(qū)，觀測其生物學性狀及農(nóng)藝性狀。引種后，該棉花品種株高隨施肥水平提高增加了0.6%～15.4%，說明施鉀增加棉花株高，同時山東棉區(qū)高溫短日照條件促進了棉花的營養(yǎng)生長。引種后棉花單鈴質(zhì)量有所下降，這可能與山東棉區(qū)高溫高濕、晝夜溫差小，不利于光合產(chǎn)物的積累有關(guān)。但隨著施鉀量增加，單株結(jié)鈴數(shù)顯著增加，使得引種后棉花籽棉產(chǎn)量在高產(chǎn)條件下較新疆棉區(qū)增產(chǎn)約26%。

施鉀對棉花植株性狀與產(chǎn)量性狀均有影響，李紅等指出，在相同移栽密度下隨著施肥水平的增加，棉花的株高、第一果枝節(jié)位和葉枝數(shù)呈上升趨勢[4]；馮正銳認為，施鉀可以顯著提高棉花的株高和主莖葉片數(shù)[5]。本試驗研究結(jié)果表明，增施鉀肥可以顯著增加棉花的株高和主莖葉片數(shù)，但對于棉花第一果枝節(jié)位高度影響不顯著，這與前人的研究結(jié)果基本一致。施用鉀肥可以提高棉花的單株結(jié)鈴數(shù)、鈴質(zhì)量和衣分以及籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量[1，6-17]。本試驗結(jié)果顯示，在棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素中，鉀肥對單株結(jié)鈴數(shù)影響最大，達到極顯著水平，其次是單鈴質(zhì)量，對衣分和單株果枝數(shù)的影響最小，這與易九紅等的研究結(jié)果[12]一致。而單株成鈴數(shù)是影響棉花產(chǎn)量的最主要因素的結(jié)論也與馬宗斌等的研究結(jié)果[7，18]相一致。這可能是因為棉花結(jié)鈴數(shù)易受營養(yǎng)條件等影響，在盛花期和盛鈴期，施鉀的棉花光合產(chǎn)物供應充足，導致結(jié)鈴數(shù)增多。而棉花鈴質(zhì)量、衣分、單株果枝數(shù)更易受遺傳因子和氣候因素的影響，到了吐絮期，棉鈴陸續(xù)成熟，雖然此時施鉀處理的光合產(chǎn)物供應總量仍較大，但由于結(jié)鈴數(shù)增加，可能供應到單個棉鈴的養(yǎng)分并無明顯增加。

黃河中下游地區(qū)高溫多濕氣候影響新疆棉花品種的生長，施用鉀肥后，抗逆指標得到了顯著優(yōu)化，這可能是其能夠保持高產(chǎn)的一個重要因素。丙二醛是膜脂過氧化的一種重要指標[19]，其含量的高低可以反映細胞膜脂過氧化水平，與植株的抗逆性相關(guān)[20]。游離脯氨酸作為一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植株體內(nèi)的積累量與植物的抗逆性有關(guān)。施用鉀肥可以顯著降低植株體內(nèi)丙二醛的含量[17，21]，在干旱或逆境條件下，鉀離子的存在可以促進游離脯氨酸的大量積累[22-23]。本試驗研究結(jié)果表明，隨著施鉀量增加，棉花葉片內(nèi)丙二醛含量顯著降低，游離脯氨酸含量顯著增加，從而降低棉花的膜脂過氧化水平，增強棉花的抗逆性。

本研究對引種到黃河下游山東棉區(qū)的新疆優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉花品種新陸中51號進行了需鉀特性的研究。結(jié)果表明，增施鉀肥可以使該品種的產(chǎn)量達到甚至超過新疆棉區(qū)的產(chǎn)量。施鉀提高了棉花的抗逆性，從而能更好地適應新棉區(qū)的氣候及土地類型的差異。

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