供钾水平对核桃幼苗生长及光合作用的影响_郭满.pdf

25中国果树，2023（2）：25-30本文于 2022-09-19 收到，2022-09-27 收到修改稿。*山东省林业厅资助项目（LYCX08-2018-43）。郭满 E-mail：；李海云为通信作者，E-mail：。DOI：10.16626/ki.issn1000-8047.2023.02.005供钾水平对核桃幼苗生长及光合作用的影响*郭满，杨博超，王凤娇，郝红燕，司东霞，李海云（聊城大学农学院，山东 252059）摘要为了明确钾肥用量对核桃幼苗生长的影响，以 1 年生香玲核桃实生苗为试验材料，采用盆栽试验研究不同供钾水平（K2SO4为肥源，折合 K2O 分别为 0、50、100、200、400 mg/kg）对核桃幼苗生长、光合特性及叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明，核桃幼苗的生长指标、根系形态参数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、PS光合效率参数（Fv/Fm 和 PIABS）、叶绿素荧光动力学参数（TRo/CSo、ETo/CSo、TRo/CSm、ETo/CSm、ABS/CSm）随着钾水平的增加均呈先升高后降低的趋势，上述指标均以钾水平 100 mg/kg 处理最高，而钾水平 400mg/kg 处理较低。适量施钾有利于提高核桃幼苗的生物量，促进根系生长，增强 PS反应中心活性及光合作用，且钾水平为 100 mg/kg 时效果最好。关键词核桃；钾；生长；根系形态指标；光合特性中图分类号：S664.1文献标志码：A文章编号：1000-8047(2023)02-0025-06E Ef ff fe ec ct ts s o of f d di if ff fe er re en nt t p po ot ta as ss si iu um m l le ev ve el ls s o on n g gr ro ow wt th h a an nd d p ph ho ot to os sy yn nt th he es si is s o of fw wa al ln nu ut t s se ee ed dl li in ng gs sGUO Man,YANG Bochao,WANG Fengjiao,HAO Hongyan,SI Dongxia,LI Haiyun(College of Agriculture,Liaocheng University,Shandong 252059)A Ab bs st tr ra ac ct tIn order to explore the effect of potassium fertilizer on the growth of walnut seedlings,the annual Xianglingwalnut seedlings were used as experimental materials,and pot experiments were conducted to study the effects of differentK2SO4supply levels(equivalent to K2O of 0,50,100,200,400 mg/kg,respectively)on the growth,photosyntheticcharacteristics and chlorophyll fluorescence kinetic parameters of walnut seedlings.The results indicated that the growthindexes,root morphological parameters,net photosynthetic rate,transpiration rate,stomatal conductance,PSphotosynthetic efficiency parameters(Fv/Fm and PIABS),chlorophyll fluorescence kinetic parameters(TRo/CSo,ETo/CSo,TRo/CSm,ETo/CSm and ABS/CSm)of walnut seedlings increased at first and then decreased with the increase of potassiumlevel.The above indexes were the highest when the potassium level was 100 mg/kg,most of them are the lowest when thepotassium level was 400 mg/kg.Proper potassium application was beneficial to increase the biomass of walnut seedlings,promote root growth,enhance the activity of PS reaction center and photosynthesis,and the effect was the best when thepotassium level was 100 mg/kg.K Ke ey y w wo or rd ds swalnut;potassium;growth;root morphological indexes;photosynthetic characteristics钾是植物体内除氮以外含量最高的营养元素，参与很多生理活动1，如维持渗透平衡、调控气孔运动、延缓衰老、促进有机物质的合成和运输、增强植物对生物胁迫和非生物胁迫的抵抗能力等2-8，还有利于增加产量、改善品质。据报道，缺钾土壤占我国耕地面积的 23%9，同时由于钾肥依赖进口造成价格持续上涨，限制了钾肥的施用，造成缺钾耕地面积持续增加10。钾素亏缺会对植物自身的生长发育产生抑制作用，严重时会导致植物不能完成生活史。缺钾会抑制根系的生长，降低根系对水分和养分的吸收11-12，施钾促进了玉米、马铃薯等植物的根系生长13-14。虽然可以通过基因工程手段来改善植株对低钾胁迫的耐性，但这方面的进展甚微，且成本较高15。施用钾肥过多会对植物造成渗透胁迫，导致植物根系吸水困难，还会造成钾肥资源浪费。光合作用是植物至关重要的代谢过程，光合产26郭满，杨博超，王凤娇，等：供钾水平对核桃幼苗生长及光合作用的影响物占到干物质的 90%95%，是幼苗生长快慢的决定因素。叶绿素荧光参数反映了植物叶片光系统活性16及受损部位，可用于更细致地分析植物对光能的吸收、转化、分配与利用情况17。核桃（Juglans regiaL.）属胡桃科核桃属，是我国重要的果材兼用树种，栽种面积居世界第 1 位18。与其他时期相比，植物苗期对于逆境胁迫更为敏感19。本试验以香玲核桃幼苗为试材，研究不同供钾水平对其幼苗生长及光合作用的影响，旨在为培育核桃健壮幼苗提供适宜的钾肥施用方案，从而推动核桃产业的健康与可持续发展。1材料与方法1.1试验材料供试材料为香玲核桃 1 年生实生苗，由济南市莱芜区苗山果树种植专业合作社提供。1.2试验设计与方法试验在山东省聊城市聊城大学生态园进行。试验共设 5 个处理，供钾水平（折合 K2O）分别为 0（对照）、50、100、200、400 mg/kg。各处理氮（N）、磷（P2O5）施肥水平分别为 150、75 mg/kg，肥源分别为硫酸钾（K2SO4）、尿素（CH4N2O）和磷酸氢二铵（NH4）2HPO4。将 8 kg 风干土与各处理肥料混匀后装入上口径 26 cm、下口径 20 cm、高 23 cm的塑料花盆中，2019 年 5 月 27 日选取长势一致的香玲核桃 1 年生实生苗移栽至花盆内。移栽后浇定植水，缓苗后常规管理。每处理 24 盆，随机排列。定植后 85 d，每处理选取长势一致的植株 12 株，测定相关指标。供试土壤理化性状：有机质含量 0.28g/kg，速效钾含量 36 mg/kg，速效磷含量 0.51 mg/kg，全氮含量 0.067 g/kg，可溶性盐含量 351 s/cm。1.3测定指标及方法（1）生长指标测定。用卷尺测量核桃幼苗的株高，游标卡尺测量茎粗。（2）生物量指标测定。将植株分为地上部分和地下部分，置于鼓风干燥箱 105 杀青 30 min，80 烘干至恒重，用电子天平（TP-114，美国丹佛）称量干重。（3）根系形态指标测定。将核桃幼苗根系冲洗干净，扫描仪（EPSON V700）采集图像，用WinRHIZO Pro 2012 根系分析系统对图像进行分析，获取核桃幼苗根系形态参数。（4）光合参数指标测定。选取核桃幼苗的中部功能叶，每株 3 片，利用 Ciras-2 便携式光合作用仪于晴天 9：0011：00 测定光合参数，设定光强为 1 000 molm-2s-1，空气相对湿度 50%。（5）叶绿素荧光动力学参数指标测定。选取与测定光合参数相同的叶片暗适应 30 min 后，采用植物效率分析仪（PEA，Hansatech Instruments Ltd，Kings Lynn，英国）测定叶绿素荧光参数，最大光强为 3 000 molm-2s-1。荧光参数的生物学意义见表 1。表 1叶绿素荧光动力学参数荧光参数生物学意义公式Fv/Fm是 PS最大光化学量子产量Fv/Fm（FmFo）/FmSm反映了使 QA 完全被还原所需要的能量Sm（Area）/（FmFo）N从开始照光到达 Fm 的时间段内 QA 被还原的次数NSmMo（1VJ）ABS/RC单位反应中心吸收的光能ABS/RCMo（1/VJ）（1/P）DIo/RC单位反应中心的热能耗散DIo/RC（ABS/RC）-（TRo/RC）TRo/RC单位反应中心捕获的能量TRo/RCMo（1VJ）ETo/RC单位反应中心捕获的用于电子传递的能量ETo/RCMo（1VJ）oPIABS以吸收光能为基础的性能参数PIABS（RC/ABS）Po/（1Po）o/（1o）ABS/CSm为 Tm 时单位面积所能吸收的光能ABS/CSmFmDIo/CSm单位面积的热能耗散tm 时，DIo/CSm（ABS/CSm）-（TRo/CSm）TRo/CSm单位面积捕获的光能tm 时，TRo/CSmPo（ABS/CSm）ETo/CSm单位面积的电子传递的量子产额tm 时，ETo/CSmEo（ABS/CSm）TRo/CSo单位面积捕获的光能t0 时，TRo/CSoPo（ABS/CSm）ETo/CSo单位面积的电子传递的量子产额t0 时，ETo/CSoEo（ABS/CSo）DIo/CSo单位面积的热能耗散t0 时，DIo/CSo（ABS/CSo）-（TRo/CSo）注：Fm为最大荧光；Fo 为初始荧光；Area为荧光诱导曲线和FFm之间的面积；VJ为J点的相对可变荧光；Mo 为OJIP荧光诱导曲线的初始斜率；o 为t0时，捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其他电子受体的概率；Po 为t0时，最大光化学效率；Eo为t0时，用于电子传递的量子产额。27郭满，杨博超，王凤娇，等：供钾水平对核桃幼苗生长及光合作用的影响1.4数据分析采用Excel 2019和SPSS 18.0软件对数据进行统计分析。2结果与分析2.1不同供钾水平对核桃幼苗生长的影响由图 1 可知，核桃幼苗株高在钾水平 0100mg/kg 范围内随供钾水平的增加而增加，在 100400 mg/kg 范围内随供钾水平的增加而下降，钾水平为 100 mg/kg 时最高。供钾水平 50、100、200 mg/kg处理的核桃幼苗株高均显著高于对照，分别比对照提高了 22.92%、35.72%、12.25%；钾水平 400 mg/kg处理的核桃幼苗株高显著低于对照。茎粗也是随施钾量的增加呈现先增加后降低的趋势，与对照相比，钾水平100 mg/kg 处理显著提高了核桃幼苗的茎粗，钾水平 400 mg/kg 处理