钾素水平对绿豆产量及养分吸收积累的影响

钾素水平对绿豆产量及养分吸收积累的影响李莉1展茗2万正煌1仲建锋1陈宏伟1(1.湖北省农科院粮食作物研究所，武汉430064；2.华中农业大学植物科学技术学院，武汉430070.)摘要：通过田间试验与采样分析研究了钾肥施用对绿豆氮磷钾吸收积累量和产量构成因子的影响。结果表明：绿豆植株中钾养分积累量随钾肥施用量的增加呈抛物线变化趋势，施钾提高了籽粒和茎杆中钾的积累量，其中钾素用量为90-135kg/hm2时，养分积累量最高。施钾(K20)45、90、145和180kg/hm2与不施钾相比平均籽粒产量分别增加40.4%、44.4%、50.1%和28.7%，荚果含钾量增加39.8%、80.5%、90.8%和39.2%，植株地上部钾素总累积量提高32.4%、39.2%、54.3%和30.7%。说明施钾能提高绿豆产量、提高荚果对钾素吸收和累积。施用钾肥效应方程为Y=838.25+7.5979X-0.0354X2（R2=0.954），说明合理施用钾肥，可以提高钾肥利用率和绿豆产量，施用过量则出现报酬递减。关键词：绿豆；钾肥；氮磷钾；产量EffectofPotassiumApplicationonYieldandNutrientAccumulationofMungBeanLiLi1,ZhanMing2,WanZhenghuang1,ZhongJianfeng1,ChenHongwei1(1InstituteofFoodCrops,HubeiAcademyofAgriculturalSciences,Wuhan430064;2CollegeofPlantScienceandTechnology,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China.)Abstract:Throughthefieldexperimentandthesamplinganalysis,effectofpotassiumapplicationonN,PandKaccumulationandyieldcomponentofmungbeanwasstudied.TheresultsindicatedthattherewasaparabolaregularpatternofthenutrientaccumulationwhiletheapplicationrateofKincreased.ThetotalaccumulationofKinthemungbeanstemsandpodsincreasedwiththeapplicationofpotassiumfertilizer,andthemaximumwasat90-135kgha−1Kfertilizer.ComparedtonoKtreatment,theaverageyieldofthetreatmentwithK2Orates45,90,135and180kg/hm2increasedby40.4%,44.4%,50.1%and28.7%,andaverageKcontentinpodsincreasedby39.8%、80.5%、90.8%and39.2%,totalKuptakebytheabovegroundpartsofmungbeanaverageincreasedby32.4%、39.2%、54.3%and30.7%,respectively．TheresultsillustratedthatKapplicationincreasedtheyield.Theregressionequationisy=838.25+7.5979X-0.0354X2（R2=0.954）,showthatproperpotassiumapplicationcouldincreasemungbeanyieldandinprovetheutilizationefficiency,butexcessiveamountoffertilizerapplicationshouldreducethefertilizerusageefficiency.Keywords:Mungbean;Kapplication;N，PandK;Yield绿豆是湖北省丘陵和山地重要的杂粮作物之一，与其他作物相比具有生育期短、适播期长、适应性广等明显的生理生态优势［1］。绿豆中的蛋白质是全价蛋白质，人体必需直接从食物中摄取的八种氨基酸在绿豆中含量十分丰富，是人们理想的营养保健食品[2]。近年来随着人们生活水平提高，绿豆作为医食同源作物，其需求量和消费量呈现出日益增加趋势。钾在作物生理代谢过程中功能特殊被赞誉为“品质元素”。钾在土壤中以KCL、K2SO4、KNO3等盐类形式存在，在水中则解离成K+而被根吸收[3]。在所有元素中，钾是对作物健康影响最大的元素，试验证明，钾素营养充足的植株，通常能表现出较强的抗病和抵抗环境胁迫的能力。土壤中速效钾含量过低时，植物叶片的叶尖、叶缘处易出现黄绿色斑块，叶面凹凸不平，生长缓慢，株茎矮小不开张。当土壤中K过量时，会阻碍植物对N、Mg、Ca等元素的吸收和利用，钾被吸收后，在植株体内不形成稳定的化合物，因而移动性很强，具有随生长中心的转移而转移的特点，易引起各种生理性病害[4-7]。笔者通过田间试验测定不同生育期绿豆植株地上部分N、P、K吸收量，分析绿豆养分吸收特性及钾肥利用率，探讨绿豆对钾肥施用的反应规律，以期为绿豆高产、养分高效管理技术提供一定理论依据和实践指导。1材料与方法1.1试验区概况试验于2009年6月至9月在湖北省武汉市洪山区省科院南湖试验农场进行，试验农场位于北纬30°28′，东经114°25′，海拔20m。试验地前作为小麦，土壤基本肥力性质为：pH6.73，有机质29.7g/kg，全N0.84g/kg、全P0.66g/kg、全K5.09g/kg、速效磷39.8mg/kg、速效钾56.3mg/kg。1.2供试材料供试绿豆品种为鄂绿4号，2009年通过湖北省农作物品种审定委员会审定。该品种株型紧凑，直立生长，籽粒种皮黑色，有光泽；结荚集中，不炸荚、不褐变，适于一次性收获。1.3试验设计试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积3.2m×5.0m=16m2。试验中钾素（K2O）设5个水平（0、45、90、135、180kg/hm2），分别用K0，K45，K90，K135，K180表示（表1）。表1试验设计Table1Testdesign处理Treatment施肥量（kg/hm2）FertilizationdosageNP2O5K20K060900K45609045K90609090K1356090135K18060901806月15日播种，行株距为50.0×13.5cm，7月1日定苗，以小区面积进行定株，种植密度为15.0万株/公顷。供试肥料氮肥为尿素，含N量46.5％；磷肥为过磷酸钙，含P2O5为12.5％；钾肥为氯化钾含K2O为60％。磷肥、钾肥基施，氮肥1/2做基肥，1/2于分枝期结合松土时追施。1.4测定指标及方法植株N、P、K测定：每处理在绿豆分枝期和成熟期选取代表性植株5株，按照叶片、茎秆(含叶柄)和荚果3部分在105℃烘箱中杀青40min，75℃烘干至恒重后测定干物重，干样粉碎后充分混合，制成分析样品，测定氮、磷、钾含量。准确称取样品0.200g经H2SO4-H2O2消煮后，用凯氏定氮法测定全氮，钒钼黄比色法测定全磷，火焰光度计法测定全钾［8］。成熟时各处理小区取3行每行取中间3m的植株进行小区测产，并另取样5株测定单株荚数、单株粒数、单株荚重、单株粒重、百粒重、开花数、成荚率。钾肥偏生产力=施钾区产量÷施钾量。钾肥农学利用率=(施钾区产量-空白区产量)÷施钾量。1.5数据分析方法数据处理采用EXCEL2003和DPS7.05统计分析软件对数据进行多重比较和方差分析。2结果与分析2.1不同钾肥水平对绿豆产量的影响不同钾肥施用水平对绿豆群体产量的影响见表2，试验结果表明施用钾肥能显著提高绿豆产量。施用钾肥处理的产量比不施钾肥绿豆产量提高28.65%-50.11%，其中以K135处理产量最高，平均1235.04kg/hm2。钾肥不同水平处理绿豆产量差异不显著，但均显著高于不施钾肥处理。表明提高土壤中供K水平对绿豆产量增长有明显促进作用。当钾素用量低于135kg/hm2时，随着钾肥用量的提高，绿豆群体产量出现了递增的趋势，但各施钾处理间差异不显著；当钾素用量超过135kg/hm2时，绿豆产量呈下降趋势。表明适量施用钾肥能协调绿豆库源关系、促进群体增产潜力发挥，过度施用钾肥则对绿豆产量提高的促进效应降低。表2钾肥用量对绿豆群体产量的影响Table2YieldunderdifferentapplicationamountsofKfertilizer处理Treatment产量Yield(kg/hm2)平均产量（kg/hm2)Average差异显著性（LSD法）LeastsignificantdifferenceⅠⅡⅢK0690.97900.45876.81822.74bK451290.351103.071072.361155.26aK901306.951165.721091.171187.95aK1351354.031103.581247.501235.04aK180994.83944.221236.411058.49a注：字母表示达5%显著水平。Note:lettersmeansignificantat5%level.2.2不同钾肥水平对绿豆产量构成因素的影响表3钾肥用量对绿豆产量构成因素的影响Table3TheeffectsofdifferentapplicationamountsofKfertilizeronyieldcomponentsofmungbean处理Treatment单株荚果数（个）Podsperplant每荚粒数（个）Seedsperpod百粒重（g）Weightofper100-seed单株花数（个）Flowersperplant单株成荚率（%）PodsettingrateperplantK023.377.115.0059.6039.21K4524.627.055.3468.5035.94K9025.687.195.2486.2829.77K13526.097.645.1487.0229.99K18023.877.435.3476.9831.01表3表明，在N、P肥施用量相同情况下，增施钾肥能明显促进绿豆各产量因素的构成。施用钾肥后，绿豆单株荚果数增加了2.1-11.6%，其中以K135处理对绿豆单株荚果数形成的促进效果最好，超过此用量，钾肥的促花增荚效应降低。施钾处理较对照的每荚粒数增加了1.1%-7.5%、百粒重增长了2.8%-6.8%，其中K135处理对绿豆荚粒数的促进作用最明显，超过这一施用水平则表现为高钾施用的报酬递减现象。分析不同施钾处理的单株花数可知，钾肥对绿豆花芽分化有较好的促进作用，增施钾肥后绿豆单株花芽数明显增加，增加幅度在14.9%-46%之间，随着钾肥用量增加，绿豆单株花荚数呈抛物线变化趋势，以K90和K135处理单株花芽数最多。在一定范围内增加钾肥施用量，可促进绿豆花芽分化，增加单株荚果数和每荚粒数，提高百粒重。绿豆单株成荚率主要受绿豆单株花数和结荚数的影响，分析表3可知，施钾能增加绿豆单株花数和单株荚数，但花数和荚数的增加不成正比，因此随钾肥施用量增加，绿豆单株成荚率表现出递减趋势。表明绿豆开花成荚率的提高不只受钾肥施用量影响，如何减少绿豆的落花和提高结荚率还有待深入研究。2.3绿豆分枝期不同钾肥施用水平下植株N、P、K积累规律绿豆分枝期不同器官的养分积累存在明显差异（表4）。各处理都表现为植株中氮素积累量最高，其次为钾素，磷素积累量最低，同一处理中绿豆叶片和茎杆中N、P、K积累总量为叶片茎杆。养分的积累在绿豆不同器官中的表现为：叶片中氮素的积累量高于茎秆3-4倍，叶片中磷素的积累高于茎杆中积累量2倍左