鉀肥用量對四倍體苦蕎籽粒灌漿特性、充實度的影響

李振宙 吳興慧 張余 孔德章 劉昌敏 時政 黃凱豐

摘?要：【目的】四倍體苦蕎充實度較差，影響到其在生產(chǎn)上的推廣應用，研究鉀肥用量對提高四倍體苦蕎籽粒充實的影響，以期較大幅度地提高其產(chǎn)量水平?！痉椒ā恳运谋扼w苦蕎品種TB195為研究對象，設不同鉀肥用量處理：低鉀（LK：12 kg·hm-2）、中鉀（MK：24 kg·hm-2）、高鉀（HK：48 kg·hm-2），以不施鉀肥為對照（CK）進行隨機區(qū)組試驗，測定不同處理對四倍體苦蕎籽粒灌漿動態(tài)、根系形態(tài)、籽粒充實度及產(chǎn)量的影響?！窘Y果】MK處理的灌漿起始勢（R0）、達最大生長速率的天數(shù)（Tmax·G）、灌漿速率最大時的生長量（Wmax·G）、根系長度、根系表面積、根系體積、籽粒充實度和產(chǎn)量均最大。MK處理兩年平均籽粒充實度為31.63%，分別比CK處理、LK處理、HK處理增加45.22%、38.12%、23.79%;MK處理兩年平均產(chǎn)量為1 159.3 kg·hm-2，分別比CK處理、LK處理、HK處理增產(chǎn)54.60%、50.19%、31.58%。不同鉀肥處理在灌漿時期對粒重的貢獻率總體上表現(xiàn)為中期最大，后期次之，前期最小。形狀參數(shù)值（N）以CK處理最高，MK處理最低?！窘Y論】適宜的鉀肥施用量（24 kg·hm-2）不僅可以促進四倍體苦蕎的生長發(fā)育，還有利于提高其籽粒充實度和產(chǎn)量。

關鍵詞： 四倍體苦蕎;鉀肥;灌漿動態(tài);充實度;產(chǎn)量

中圖分類號：S 517文獻標識碼：A文章編號：1008-0384（2019）08-883-06

Abstract：【Objective】 Improvement for grouting of the commonly poorly filled grains of tetraploid tartary buckwheat by potassium fertilization was studied. 【Method】Buckwheat TB195 was treated with varying potassium fertilization at 0 kg·hm-2 （CK）， 12 kg·hm-2 （LK）， 24 kg·hm-2 （MK）， and 48 kg·hm-2 （HK） in a randomized block experiment. Effect of the fertilizations on grain-grouting， root morphology， grain plumpness and yield of the buckwheat plants were determined.【Result】Among all treatments， the initial grouting potential （R0）， days to reach maximum growth rate （Tmax·G）， weight at maximum grouting rate （Wmax·G）， plumpness， and yield of the grains， as well as the length， surface area， and volume of the plant roots were maximized when MK was applied. The 31.63% grain-filling under MK was 45.22%， 38.12%， and 23.79% higher than those under CK， LK， and HK， respectively. The 2-year average yield of 1，159.3?kg·hm-2 by MK was 54.60%， 50.19%， and 31.58% higher than CK， LK， and HK， respectively. The contribution rate of the various fertilizations in different grouting stages to the grain weight gain was the highest when potassium was applied during the middle period followed by the late stage， and the lowest in the beginning of grouting. The shape indicator （N） was the highest under CK， and lowest with MK treatment. 【Conclusion】 At the rate of 24 kg·hm-2， the application of potassium fertilizer not only promoted the growth and development of tetraploid tartary buckwheat plants， but also significantly increased the grouting and yield， as well as the market appeal， of the grains.

Key words：tetraploid tartary buckwheat; potassium fertilization; grain-grouting; grain plumpness; yield

0?引言

【研究意義】蕎麥為蓼科蕎麥屬作物，有甜蕎、苦蕎兩個栽培種[1-2]。在我國，蕎麥生產(chǎn)基本形成北部種植甜蕎和西南部種植苦蕎的格局[3-4]?？嗍w具有很強的保健功能[5-6]，相對于其他谷類作物而言，苦蕎更具營養(yǎng)保健價值，被譽為21世紀最具價值的綠色食品之一[7-9]。但是，我國苦蕎栽培品種的產(chǎn)量較低，一般在1 500～2 400 kg·hm-2。有研究表明，四倍體苦蕎產(chǎn)量偏低的主要原因是籽粒充實度較差，而鉀肥對籽粒灌漿有促進作用[10]。因此，研究鉀肥用量與四倍體苦蕎籽粒充實度的關系，對指導科學施肥，提高苦蕎產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義。【前人研究進展】宋毓雪等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，四倍體苦蕎具有植株粗壯、生長旺盛、籽粒大、品質好、抗逆性較強等特點，但四倍體苦蕎也存在充實度較差（約20%～30%）的問題，成為產(chǎn)量的限制因素，一定程度上影響其在生產(chǎn)上的推廣和利用。通過提高四倍體苦蕎的充實度，進而提高其產(chǎn)量水平，可望促進蕎麥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[11]。籽粒灌漿期是作物產(chǎn)量形成的關鍵時期，籽粒灌漿和最終產(chǎn)量與籽粒灌漿的生理過程密切相關[12]。鉀元素作為植物生長發(fā)育不可或缺的營養(yǎng)元素之一[13]，控制并影響著植物的光合作用、呼吸作用、氮代謝及抗性，且對植物的產(chǎn)量和質量也有一定影響[14]。NADIA[15]的研究結果表明，在一定范圍內(nèi)，鉀肥可以促進籽粒灌漿，增加小麥粒重?！颈狙芯壳腥朦c】有關鉀肥用量與四倍體苦蕎充實度關系的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】研究四倍體苦蕎品種TB195在不同鉀肥用量處理下籽粒灌漿、根系形態(tài)、農(nóng)藝性狀、籽粒充實度和產(chǎn)量形成的變化規(guī)律，為苦蕎高產(chǎn)栽培提供借鑒。

1?材料與方法

1.1?供試材料與試驗設計

供試材料為四倍體苦蕎品種TB195，由貴州師范大學蕎麥中心提供。試驗在貴州省蕎麥栽培生理與應用重點實驗室黃泥塘栽培試驗基地（畢節(jié)市，海拔922 m，27°05′N、105°71′E）進行。試驗土壤為黃壤土，含有機質34.45 g·kg-1、速效氮49.16 mg·kg-1、速效磷323.33 mg·kg-1和速效鉀130.22 mg·kg-1， pH值為5.76（2016年和2017年平均值）。各處理均種植于面積為10 m2的池中（5 m×2 m），池深0.3 m。設鉀肥用量0、12、24和48 kg·hm-2等4個處理，分別標記為CK、LK、MK和HK，3次重復，采用隨機區(qū)組設計。氮肥和磷肥的最佳施用量分別設為40.05 kg·hm-2和25.05 kg·hm-2。將3種肥料作為基肥混合均勻后施入，常規(guī)水分管理。每行的行間距為0.33 m，每池基本苗900～1 000株。在2016年10月10日和2017年10月16日收獲當年種植的種子。

1.2?取樣

從各處理的池子中選擇自開花到成熟后7 d、長勢一致、無病蟲害的植株，每隔7 d取樣1次，每次取5株，共取6次，直至籽粒完全成熟，用于測定苦蕎的灌漿特性。

于苦蕎成熟期，小心挖取長勢相似、具完整根系的植株20株，帶回實驗室用流水沖洗干凈根系，盡量保證根系完整，用于測定苦蕎根系形態(tài)及農(nóng)藝性狀。

1.3?測定內(nèi)容及方法

1.3.1?灌漿特性測定

從每個池子中隨機選取10株，測定百粒重（重復3次，重復內(nèi)相對誤差<0.5 g）?？嗍w籽粒灌漿動態(tài)的測定（百粒重）參照朱慶森[16]、顧世梁[17]等的方法，用Richards方程對籽粒生長進行擬合：W=A/（1+Be-Kt）1/N。

1.3.2?根系形態(tài)測定

將待測根部反復沖洗，直至干凈，依次放入根系掃描分析系統(tǒng)（型號：GXY-A）測定根系形態(tài)的主要指標，即：根系總長度、表面積、體積和平均直徑。

1.3.3?農(nóng)藝性狀及充實度測定

參考張宗文等[18]的方法，測定株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)，以及子葉節(jié)高度、1～2節(jié)節(jié)間長度和粗度;參照楊建昌等[19]的方法測定充實度，對各小區(qū)產(chǎn)量進行測定，并折算成每公頃的產(chǎn)量。

1.4?數(shù)據(jù)處理

將數(shù)據(jù)統(tǒng)一整理于Excel 2003表格進行統(tǒng)計，利用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析。

2?結果與分析

2.1?不同處理對籽粒增重的影響

由表1可知，TB195灌漿期的籽粒增重受鉀肥用量影響較大。在6次取樣測定中，不同處理間百粒重均存在顯著差異。在花后7～21 d，百粒重均以MK處理最高，HK處理或CK處理最低;在花后28～42 d，百粒重均以HK處理最高，其次是MK處理，CK處理最低。花后7、14和21 d，MK處理的百粒重分別比CK處理提高了96.4%、136.3%和133.5%;花后28、35和42 d， HK處理的百粒重分別比CK處理提高了235.4%、192%、231.6%，MK處理的百粒重分別比CK處理提高了127.4%、113.9%和169.2%。由表1還可以看出，TB195籽粒重隨生育期推進其增重速率總體上表現(xiàn)為先快后慢，到成熟期又迅速增快的變化趨勢。

2.2?用Richards方程模擬不同處理的籽粒灌漿過程

由表2可知，不同處理間的A值（籽粒最終質量）均高于實際最終百粒重，其中CK、LK、MK和HK處理的A值比實際最終百粒重分別多0.259、0.145、4.078和0.967 g，不同處理間的A值存在明顯的差異，最大值是最小值的5.62倍，以MK處理最大、CK處理最小。

不同處理的N值（形象參數(shù)）均小于1，其中CK處理N值最大、MK處理N值最小。R0（灌漿起始勢）、Gmax（最大灌漿速率）、Wmax·G（灌漿速率最大時的生長量）均以MK處理最大，CK處理最小。Tmax·G（灌漿速率最大時的日期）和D值（有效灌漿期）均以MK處理最長，LK處理最短。I值（灌漿速率最大時的生長量與籽粒質量比值）以CK處理最高， MK處理最低。2.3?不同處理籽粒灌漿階段的劃分

從表3 可以看出，籽粒灌漿前期的持續(xù)時間以CK處理最短，HK處理最長;籽粒灌漿中期和后期的持續(xù)時間，均以LK處理最短，MK處理最長。籽粒灌漿前期的平均速率以MK處理最大，CK處理最小;籽粒灌漿中期和后期的平均速率以HK處理最大，CK處理最小。籽粒灌漿前期對粒重的貢獻率以LK和HK處理最大，CK處理最小;籽粒灌漿中期對粒重的貢獻率以CK處理最大，HK處理最小;籽粒灌漿后期對粒重的貢獻率以HK處理最大，CK處理最小。由表3還可以看出，不同處理的籽粒灌漿期對粒重的貢獻率總體上表現(xiàn)為中期最大，后期次之，前期最小。

2.4?不同處理對根系形態(tài)的影響

由表4可知，不同處理對根系總長度、表面積、體積均有一定的影響，其中根系總長度、表面積和體積隨著鉀肥用量的增加，呈先上升后下降的趨勢;MK處理的根系總長度、表面積和體積均為最大，分別比CK處理提高281.5%、138.8%、82.2%;根系平均直徑CK處理最大，HK處理最小，CK處理的根系平均直徑分別比LK處理、MK處理和HK處理提高69.0%、54.3%和102.9%。

2.5?不同處理對農(nóng)藝性狀的影響

由表5可知，不同處理對TB195的農(nóng)藝性狀有一定的影響。MK處理的株高顯著高于其他處理，HK處理最矮， MK處理比HK處理增加37.1%;CK處理、MK處理和HK處理的子葉節(jié)高度的差異不顯著，均顯著高于LK處理; MK處理的1～2節(jié)節(jié)間長度顯著高于其他處理，CK處理、LK處理和HK處理之間差異不顯著，MK處理分別比CK處理、LK處理和HK處理提高17.0%、3.0%、31.4%;LK處理和MK處理的1～2節(jié)節(jié)間粗度差異不顯著，均顯著高于CK處理和MK處理;不同處理的主莖節(jié)數(shù)和主莖分枝數(shù)差異均不顯著。

2.6?不同處理對籽粒充實度和產(chǎn)量的影響

由表6可知，2016年和2017年籽粒充實度和產(chǎn)量均隨鉀肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，均以MK處理時為最高。籽粒充實度，2016年MK處理分別比CK處理、LK處理和HK提高31.8%、30.6%和10.1%，2017年MK處理分別比CK處理、LK處理和HK提高58.0%、44.8%和37.5%;產(chǎn)量，2016年MK處理分別比CK、LK和HK增產(chǎn)57.7%、51.5%和17.7%，2017年MK處理分別比CK處理、LK處理和HK 增產(chǎn)52.4%、49.2%和44.2%。不同處理間的籽粒充實度和不同處理間的產(chǎn)量均存在顯著差異。籽粒充實度和產(chǎn)量指標兩年試驗的變化趨勢一致。

3?討論與結論

從本研究結果可以看出，不同處理TB195的N值均小于1，變化幅度為0.015～0.154，說明生長速率曲線左偏，表明不同處理TB195的灌漿物質均相對充分[20]，表現(xiàn)為灌漿早期快速生長，后期生長速度逐漸降低。在本研究中， R0值以MK處理最高、CK處理最低。說明MK處理開始灌漿時間較早，且花后短期內(nèi)達到最大灌漿速率。從本試驗結果可以看出，4個處理以MK處理具有最強的灌漿起始勢，且具有最長的灌漿持續(xù)時間和較大的平均灌漿速率，推測這可能是導致MK處理具有較高籽粒充實度的一個原因。本試驗結果表明，四倍體苦蕎的粒重受灌漿速率的影響較大，研究結果與前期對甜蕎的研究結果一致[21]。

本試驗結果表明，TB195的根系長度、表面積和體積均受到鉀肥的影響，隨著鉀肥用量的增加，呈先增加后減小的趨勢，與前人[22-23]的研究結果相似;隨著鉀肥用量的增加，株高、1～2節(jié)間粗度和主莖節(jié)數(shù)呈逐漸增加的趨勢，這與唐小付等[24]在黃瓜上的研究結果一致;鉀肥用量對籽粒充實度和產(chǎn)量的影響呈先增加后降低的趨勢，以MK處理時籽粒充實度和產(chǎn)量較高，這與宋毓雪等[9]的研究結果相似。

綜上所述，適當?shù)拟浄视昧靠梢杂行Т龠M四倍體苦蕎根系生長，增加根系對根際土壤氮磷鉀肥的吸收，提高株高、1～2節(jié)間粗度和主莖節(jié)數(shù)等，促進干物質的積累和轉移，增加地上部生物量，從而促進了灌漿過程，最終對籽粒充實度和產(chǎn)量產(chǎn)生有利影響。

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（責任編輯：楊小萍）