鉀素水平對綠豆產量及養分吸收積累的影響

李莉　展銘等

關鍵詞：綠豆；鉀肥；氮磷鉀養分；產量

中圖分類號：Ｓ５２２．０６２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）24－5621-04

綠豆是湖北省丘陵和山地重要的雜糧作物之一，與其他作物相比具有生育期短、適播期長、適應性廣等明顯的生理生態優勢［１］。綠豆中的蛋白質是全價蛋白質，人體必須直接從食物中攝取的8種氨基酸在綠豆中含量十分豐富，是人們理想的營養保健食品［２］。近年來隨著人們生活水平提高，綠豆作為醫食同源作物，其需求量和消費量呈現出日益增加趨勢。

鉀在作物生理代謝過程中功能特殊被譽為品質元素。鉀在土壤中以ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３等鹽類形式存在，在水中則解離成Ｋ＋而被根吸收［３］。在所有元素中，鉀是對作物健康影響最大的元素，試驗證明，鉀素營養充足的植株，通常能表現出較強的抗病和抵抗環境脅迫的能力。土壤中速效鉀含量過低時，植物葉片的葉尖、葉緣處易出現黃綠色斑塊，葉面凹凸不平，生長緩慢，植株矮小不開張。當土壤中鉀過量時，會阻礙植物對Ｎ、Ｍｇ、Ｃａ等元素的吸收和利用，鉀被吸收后，在植株體內不形成穩定的化合物，因而移動性很強，具有隨生長中心的轉移而轉移的特點，易引起各種生理性病害［４－７］。通過田間試驗測定不同生育期綠豆植株地上部分Ｎ、Ｐ、Ｋ吸收量，分析綠豆養分吸收特性及鉀肥利用率，探討綠豆對鉀肥施用的反應規律，以期為綠豆高產、養分高效管理技術提供一定理論依據和實踐指導。

１ 材料與方法

１．１ 試驗區概況

試驗于２００９年６月至９月在湖北省武漢市洪山區湖北省農業科學院南湖試驗站進行，該站位于北緯３０°２８′，東經１１４°２５′，海拔２０ｍ。

試驗地前作為小麥，土壤基本理化性質為ｐＨ６．７３，有機質２９．７ｇ／ｋｇ，全氮０．８４ｇ／ｋｇ、全磷０．６６ｇ／ｋｇ、全鉀５．０９ｇ／ｋｇ、速效磷３９．８ｍｇ／ｋｇ、速效鉀５６．３ｍｇ／ｋｇ。

１．２ 供試材料

供試綠豆品種為鄂綠４號，２００９年通過湖北省農作物品種審定委員會審定。該品種株型緊湊，直立生長，子粒種皮黑色，有光澤；結莢集中，不炸莢、不褐變，適于一次性收獲。

１．３ 試驗設計

１．５ 數據分析方法

數據處理采用Ｅｘｃｅｌ２００３和ＤＰＳ７．０５統計分析軟件對數據進行多重比較和方差分析。

２ 結果與分析

２．１ 不同鉀水平對綠豆產量的影響

２．２ 不同鉀水平對綠豆產量構成因素的影響

由表３可知，在Ｎ、Ｐ施用量相同情況下，增施鉀能明顯促進綠豆各產量構成因素增長。施鉀后，綠豆單株莢果數增長了２．１％～１１．６％，其中以Ｋ１３５處理對綠豆單株莢果數形成的促進效果最好，超過此用量鉀的促花增莢效應降低。施鉀處理較對照的每莢粒數增長了１．１％～７．５％、百粒重增長了２．８％～６．８％，其中Ｋ１３５處理對綠豆每莢粒數的促進作用最明顯，超過這一施用水平則表現為高鉀施用的報酬遞減現象。分析不同施鉀處理的單株花數可知，鉀對綠豆花芽分化有較好的促進作用，增施鉀后綠豆單株花數明顯增加，增加幅度為１４．９％～４６.0％，隨著鉀用量增加，綠豆單株花莢數呈拋物線變化趨勢，以Ｋ９０和Ｋ１３５處理單株花數較多。在一定范圍內增加鉀施用量，可促進綠豆花芽分化，增加單株莢果數和每莢粒數，提高百粒重。

綠豆單株成莢率主要受綠豆單株花數和單株結莢數的影響，分析表３可知，施鉀能增加綠豆單株花數和單株莢果數，但單株花數和單株莢果數的增加不成正比，因此隨鉀施用量增加，綠豆單株成莢率表現出遞減趨勢。表明綠豆開花成莢率的提高不只受鉀施用量影響，如何減少綠豆的落花和提高成莢率還有待深入研究。

２．３ 綠豆分枝期不同鉀施用水平下植株Ｎ、Ｐ、Ｋ積累規律

２．４ 綠豆成熟期不同鉀肥施用水平下植株Ｎ、Ｐ、Ｋ在各器官的分配規律

增施鉀后，各處理綠豆成熟期植株中鉀養分積累量較對照都有明顯增加，增幅為３０％～５４％，其中以Ｋ９０和Ｋ１３５處理鉀養分積累量較高。從鉀養分積累規律來看，綠豆植株中鉀養分積累量隨鉀肥施用量增加呈拋物線變化趨勢，當鉀用量超過１３５ｋｇ／ｈｍ２時，鉀養分在綠豆植株中的積累量呈現下降趨勢，表明適量施用鉀能促進綠豆群體鉀的積累，但過度施用鉀則會出現報酬遞減現象。分析表５中各處理莢果中的Ｎ、Ｐ、Ｋ養分的總積累量可知，增施鉀有利于綠豆莢果中Ｎ、Ｐ、Ｋ養分的積累，各處理莢果中Ｎ和Ｐ的積累量表現為Ｋ１３５﹥Ｋ１８０﹥Ｋ４５﹥Ｋ９０﹥Ｋ０，Ｋ的積累量則表現為Ｋ１３５﹥Ｋ９０﹥Ｋ４５﹥Ｋ１８０﹥Ｋ０。表明適量增施鉀有利于養分在莢果中的分配和累積。

２．５ 鉀肥利用效應分析

３ 小結與討論

研究表明，施鉀對于改善作物的經濟性狀有利［９－１１］。此次研究結果也表明，在Ｎ、Ｐ施用量相同情況下，合理增施鉀肥能明顯促進綠豆單株花芽分化，提高單株莢果數，增加每莢粒數，提高百粒重，并最終通過群體產量體現出來。但過量施用鉀肥則促花增莢效應降低，表現出高鉀施用的報酬遞減現象，造成投入成本的增加和資源浪費。

綠豆分枝期不同器官的養分積累表現為葉片養分總積累量大于莖稈，葉片中氮素和磷素的積累量明顯高于莖稈。綠豆莖稈中Ｎ、Ｐ、Ｋ積累量表現為鉀＞氮＞磷，其中鉀素占莖稈中三元素總積累量的５２％～６６％。合理施用鉀能提高綠豆莖稈和葉片中鉀素的積累，相對不施鉀處理綠豆鉀素的積累量增加幅度為１4％～５０％。隨著鉀用量增加，綠豆鉀素的積累量呈拋物線變化趨勢，以Ｋ１３５處理鉀素積累最高。

增施鉀后，成熟期綠豆植株中鉀養分的積累量隨鉀施用量增加呈拋物線變化趨勢，其中鉀用量為９０～１３５ｋｇ／ｈｍ２時，綠豆鉀素的積累量較高。當鉀用量超過１３５ｋｇ／ｈｍ２時，綠豆植株中鉀素積累量呈下降趨勢，出現報酬遞減現象。合理增施鉀可提高成熟期綠豆養分積累量，其中葉片和莢果中的積累量表現為氮＞鉀＞磷，綠豆莖稈養分積累量表現為鉀＞氮＞磷。不同鉀處理莢果的養分積累量Ｋ１３５最高，表明適量增施鉀有利于養分在莢果中的分配和累積。Ｋ１３５處理植株的養分總積累量最高，表明當鉀施用量為１３５ｋｇ／ｈｍ２時有利于綠豆植株中Ｎ、Ｐ、Ｋ的積累。

提高作物對鉀肥的吸收利用效率是緩解資源短缺、節約資源的重要途徑［１２］。合理施鉀可提升鉀肥利用效率、提高作物產量和養分吸收量，同時也有效控制了農田養分的損失，減少了環境污染問題，有利于高產高效農業模式的形成。試驗中，隨著施鉀量增加，鉀肥偏生產力和鉀肥農學利用率逐漸降低，以施鉀４５ｋｇ／ｈｍ２最高，分別為２５．６７和７．３９ｋｇ／（ｋｇＫ２Ｏ）。根據綠豆產量得到的鉀效應方程，綠豆鉀推薦最高用量１０７ｋｇ／ｈｍ２，最佳用量為９８ｋｇ／ｈｍ２。

今后研究肥料元素的主要方向要注意協調好養分投人、作物生產和環境風險之間的矛盾，使養分管理與節水、高產栽培等技術相結合，從而實現農業高產高效與環境友好協調發展。針對綠豆生產，在合理施鉀的基礎上，還應加大綠豆根系吸鉀機制、根系吸鉀效率、土壤環境、植物體內鉀運輸、轉運和合理分配、土壤鉀與其他植物營養的相互作用機制等方面的研究，進一步提高鉀肥利用效率。

參考文獻：

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［１２］孫愛文，張衛峰，杜 芬，等．中國鉀資源及鉀肥發展戰略［Ｊ］．現代化工，２００９（９）：１０－１６．