不同钾水平对毛竹幼苗生长及生理指标的影响_何榜眼.pdf

Vol.43 No.2Feb.2023第 43 卷 第 2 期2023 年 2 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期：2022-06-10基金项目：广西自然科学基金项目（2022GXNSFBA035604）。第一作者：何榜眼（），硕士研究生。通信作者：刘世男（lsn-），讲师硕士研究生导师。引文格式：何榜眼,唐伟华,黄大勇,等.不同钾水平对毛竹幼苗生长及生理指标的影响 J.中南林业科技大学学报,2023,43(2):35-45.HE B Y,TANG W H,HUANG D Y,et al.Effects of different potassium levels on seedling growth and physiological indexes of Phyllostachys edulisJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2023,43(2):35-45.不同钾水平对毛竹幼苗生长及生理指标的影响何榜眼1，唐伟华1，黄大勇2，刘世男1（1.广西大学 林学院，广西 南宁 530004；2.广西壮族自治区林业科学研究院，广西 南宁 530004）摘 要：【目的】探究不同钾水平对毛竹幼苗生长和生理指标的影响，为毛竹苗期钾素营养的调控提供参考。【方法】以毛竹实生苗为试材进行水培试验，设置 6 个钾水平分别为 0(CK)、0.005(K1)、0.01(K2)、0.1(K3)、1(K4)和 2 mmol/L(K5)。处理 15 d 后测定其地上部分和根系的形态参数、氮、磷、钾含量以及叶片保护酶活性、丙二醛（MDA）、可溶性糖和可溶性蛋白含量。【结果】随着钾水平的下降，毛竹幼苗的苗高、地径、叶长、叶宽、叶面积、平均节间距、总根长、主根长和根尖数均呈先上升后下降的趋势。叶片 MDA 和可溶性蛋白含量随着钾水平下降均呈上升趋势，可溶性糖含量则呈先上升后下降的趋势。钾水平下降还改变了毛竹幼苗体内氮、磷、钾的含量。其根、茎、叶及全株的氮含量在钾水平低于 1 mmol/L 时均显著上升（P 0.05）；根系和全株的磷含量随钾水平下降呈先降后升的趋势，叶和茎的磷含量变化规律则不明显；根、叶及全株的钾含量随钾水平下降而下降，茎的钾含量则随钾水平下降呈先升后降的趋势。不同保护酶对钾水平变化的响应不同，钾水平低于 1 mmol/L 时，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性均显著上升（P 0.05），高于 1 mmol/L 时仅 SOD 和 PPO 活性显著提升（P 0.05）。【结论】在一定范围内钾水平上升有利于促进毛竹幼苗地上部分和根系形态的建成。缺钾时会导致毛竹幼苗叶片 MDA 含量积累并对其造成渗透胁迫，但毛竹幼苗可通过叶片各项保护酶的协同作用和增加其他有机溶质的含量来减轻缺钾引发的负面效应。缺钾还影响毛竹幼苗体内氮、磷、钾的平衡，表现为根、茎、叶以及全株的氮含量升高，而根、茎、叶以及全株的钾含量降低，并且根的磷含量也降低。关键词：毛竹；钾水平；生长指标；保护酶；渗透调节物质中图分类号：S795.7 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2023)02-0035-11Effects of different potassium levels on seedling growth and physiological indexes of Phyllostachys edulisHE Bangyan1,TANG Weihua1,HUANG Dayong2,LIU Shinan1(1.College of Forestry,Guangxi University,Nanning,530004,Guangxi,China;2.Guangxi Forestry Research Institute,Nanning 530004,Guangxi,China)Abstract:【Objective】The purpose of this article was to study the effects of different potassium levels on the growth and physiological indexes of Phyllostachys edulis seedlings,so as to provide references for the regulation of potassium nutrition in Phyllostachys edulis seedlings.【Method】Taking Phyllostachys edulis seedlings as test materials,the hydroponic experiment was conducted.Six potassium levels were set as 0(CK),0.005(K1),0.01(K2),0.1(K3),1(K4)and 2 mmol/L(K5),respectively.After 15 days of treatment,the morphological parameters of shoot and root,the contents of nitrogen,phosphorus and potassium,as well as leaf protective enzyme activities,malondialdehyde(MDA),soluble sugar and soluble protein contents were measured.【Result】With the decrease of potassium level,the seedling height,stem diameter,leaf length,leaf width,leaf area,mean internode length,total root length,taproot length and root tip number of Phyllostachys edulis seedlings increased first and then decreased.The content of MDA and soluble protein increased with the decrease of potassium level,while the content of soluble sugar increased first and then decreased.The decrease of potassium level also changed the contents of nitrogen,phosphorus and potassium in Phyllostachys edulis seedlings.The nitrogen content of roots,stems,leaves and the whole plant increased significantly when the potassium level was lower than 1 mmol/L(P 0.05).The phosphorus content of roots and the whole plant decreased first and then increased with the decrease of potassium level,but the change rule of phosphorus content in leaves and stems was not obvious.The potassium content of roots,leaves and whole plants decreased with Doi:10.14067/ki.1673-923x.2023.02.005何榜眼，等：不同钾水平对毛竹幼苗生长及生理指标的影响36第 2 期钾是植物生长发育必需的营养元素之一，对植物酶的激活、光合作用、养分分配和渗透调节等具有重要影响1-2。第二次全国土壤普查结果显示，我国约有 1/4 1/3 的土壤处于一般缺钾或严重缺钾状态，在长江以南地区则更为普遍3。土壤钾素缺乏已成为限制作物生长发育的主要因素之一。研究表明，适量的钾能有效促进植物生长，缺钾或过量钾会对植物的生长发育产生抑制作用4-5。张永清等6指出，缺钾时小麦 Triticum aestivum 的株高、叶面积、根尖数、总根长、总表面积均降低。Fontana 等7研究表明，钾素不足会引起棉花 Gossypium hirsutum 的株高、叶面积和根表面积减小，分枝和根的伸长受阻，导致全株的生物量降低；安琼等8对玉米 Zea Mays、周文灵等9对甘蔗Saccharum officinarum的研究均表明，缺钾会导致植株株高和生物量下降，使叶片丙二醛（MDA）含量上升，并诱导超氧化物歧化酶（SOD）活性提升。陈利娜等10指出钾素过低或过高对黑木相思 Acacia melanoxylon 根系生长促进作用不大，钾素过量还会限制根系的生长。花生 Arachis hypogaea 在供钾素过量时会导致叶面积指数减小以及产量下降11。可见，适当的钾水平对植株的生长发育和产量形成尤为重要。毛竹 Phyllostachys edulis 为禾本科刚竹属，是国内重要的经济竹种，其竹材可用于造纸、建筑、家具等多种用途，竹笋还可当食用蔬菜。毛竹生长迅速，需要从土壤中吸取大量的钾才能正常地生长。然而我国毛竹多分布在南方地区，其产地普遍存在缺钾的现象，加之经营方式多以粗放型为主，导致毛竹林地钾素愈加缺乏，严重制约着毛竹的产量和品质的提高12。目前，关于毛竹养分管理方面的研究已有不少报道，如磷、氮添 加13-14、氮磷钾配比15、复合肥和有机无机复混肥施用16-17，以及生物肥开发12,18等方面，而有关供钾量对毛竹生长和生理方面的效应尚未明确。基于此，本研究以毛竹实生苗为对象，研究不同钾水平对毛竹幼苗相关生长和生理指标的影响，以期为毛竹苗期钾素营养的调控提供参考。1 材料与方法1.1 材料培养与试验设计试验所用毛竹种子由广西桂林市林业科学研究所提供。选取均匀饱满的种子置于 75%的酒精中灭菌 5 min，然后用纯水将种子清洗 6 8 次，在 25下纯水浸泡 36 h，之后摆放至培养皿中进行萌发。待种子萌发后将其移至育苗托盘，培养至幼苗子叶展开，挑选苗高为 2.420.22 cm，地径为 0.400.03 mm 的毛竹幼苗移至长宽高分别为127 mm87 mm114 mm 的 96 孔水培盒中用不同钾水平的营养液培养。营养液的钾源为 K2SO4，其他营养元素浓度保持一致（营养液配方见表 1）。培养过程始终在恒温箱内进行，恒温箱内光照和黑暗的时长分别为 14 h 和 10 h，光照强度为 10 000 lx，温度为 25。试验采用完全随机设计，共设置6个钾水平，分别为0(CK)、0.005(K1)、0.01(K2)、0.1(K3)、1(K4)和 2 mmol/L(K5)。每个钾水平设 5 个水培盒，每盒培养 24 株毛竹幼苗。培养期间 72 h 更换一次营养液，处理 15 d 后对其生长指标进行测定，然后剪取生长位置和成熟度一致的毛竹幼苗鲜叶于冰箱中-20下保存，用于叶片生理指标的测定，另外再取一部分植株于 105杀青 30 min，接着在 75下烘至恒质量，用于氮、磷、钾含量的测定。1.2 测定指标及方法1.2.1 生长指标测定每个处理随机选取毛竹幼苗 30 株，使用钢尺