论文部分内容阅读
钾是玉米生长代谢不可或缺的大量元素,与作物的抗倒能力及产量形成密切相关。前人在施钾对玉米钾肥利用和产量的影响方面虽有较多研究,但绝大多数集中在北方地区,未见西南地区尤其是川中丘区的相关报道。并且,在施钾对玉米抗倒能力的影响方面,针对不同施钾量对玉米基部向上各节间形态、干物质、化学组分、茎秆力学特性和产量的综合影响研究较少,玉米达到高产和最佳抗倒能力时最佳钾肥施用量为多少还鲜有研究。鉴于此,本研究在2013-2014年,选取正红505(四川省农业厅推荐的、目前川中丘区应用面积最大的品种之一)为试验材料,针对不同钾肥施用量(设施钾量K20为0,45,90,135,180kg/hm25个水平,分别用K0、K1、K2、K3、K4表示)对玉米钾素利用、茎秆形态特征、干物质积累特性、茎秆生理和力学特性及产量的影响进行系统研究,揭示玉米钾素利用规律和倒伏机理的同时,提出最佳钾肥施用量,为实现玉米高产抗倒栽培及钾肥的科学管理提供理论依据。主要研究结果如下：1.适宜的钾肥对玉米地上部干物质积累具有重要的促进作用。大喇叭口期,K1、K2、K3、K4处理两年平均,分别较对照(K0)增加10.1%、26.9%、33.8%和37.3%。吐丝以后,玉米地上部干重则随施钾量的增加而先增后降,以K2处理最高,吐丝期、灌浆期和成熟期K2处理两年平均,分别较对照(K0)增加17.1%、32.4%和19.6%。施钾量超过K2后干物质积累量开始下降。钾肥水平对各时期各器官的含钾量也有不同程度影响。总体而言,全株和各器官的含钾量都随钾肥施入加大而升高,在K4处理达到最大值,其中对营养器官的影响较大,特别是茎鞘,对生殖器官的影响相对较小。成熟期K1、K2、K3、K4处理两年平均,与对照(K0)相比,茎鞘的含钾量分别提高24.5%、29.7%、27.4%、43.5%,叶片的含钾量分别提高9.2%、24.1%、19.7%、29.0%,全株含钾量相应地分别提高12.4%、15.9%、19.1%、25.4%。由于钾肥水平既影响玉米植株的含钾量,也影响其干物质积累,因而显著影响各时期植株的钾素积累量。在吐丝以前,植株的钾积累量随钾肥水平的增加而提高,以K4处理最高,但吐丝以后则随钾肥水平的提高而先增加后略降低,以K2处理最高。2.钾素农学利用率随钾肥的不断施入表现为先升然后慢慢减少,以K2处理最高。并且,在K4处理其数值接近零,表明钾肥过多抑制了钾素向籽粒输送。钾水平提高钾生理效率、钾素利用效率和钾素当季回收率数值减小,钾素吸收效率、钾肥效率和钾肥偏生产力大幅降低。增施钾肥对钾素收获指数影响不显著。吐丝前钾素转运量、转运率、转运贡献率均随钾水平提高而减小。K4处理两年平均,营养器官钾素转运量、钾素转运率和钾素转运贡献率较出现最大值的处理K1分别下降88.4%、88.1%和88.0%。籽粒钾积累量随施钾量的增加小幅提高,但增幅随钾肥使用量增加而逐渐减小,说明籽粒钾积累量达到一定程度后,钾素供应的增加不会进一步提高玉米籽粒对钾的积累。3.吐丝期4个钾肥处理(KI-K4)基部第3节间鲜重和干重分别比对照(K0)提高19.65%、22.67%、33.32%、38.00%和9.41%、7.88%、15.75%、13.35%,鲜密度和干密度分别比对照(K0)提高11.41%、11.82%、14.59%、13.57%和8.67%、6.03%、6.55%、0.32%,其它各节间趋势与之一致,灌浆期和吐丝期规律基本相符。说明,适量施用钾肥有提高玉米茎秆基部节间物质积累和充实程度的作用。4.吐丝期和灌浆期各节间茎秆压碎强度均与倒伏率呈显著或极显著负相关关系。以钾肥施用量(x)为自变量,以玉米基部向上第3和第4节间平均茎秆压碎强度(Y)为因变量,玉米的力学效应方程为Y吐丝期=247.66+0.587x-0.0027x2(R2=0.8744**,2014)和Y灌浆期=228.51+0.760x-0.0035x2(R2=0.8289**,2014),得出吐丝期和灌浆期茎秆强度最大时施钾量分别为108.70 kg/hm2和108.57 kg/ hm2。5.玉米籽粒产量随钾水平提高先增后降,以K2处理产量最高,2013年和2014年分别比对照(K0)增产。737.3 kg/hm2和800.1 kg/hm2,增幅分别为8.4%和9.2%。过量施钾产量并未随之提高,反而有所下降,2013年和2014年的K3、K4处理较最高产量(K2处理)分别下降了3.9%、6.7%和4.5%、6.8%。通过二次曲线(Y=a+bx±x2)模拟产量和施钾量的关系,得出2013年和2014年的一元二次钾肥效应方程为Y=8691.9572+12.5575X-0.065303X2 (R2=0.7410**)和Y =8690.7339+13.5201X-0.071116X2(R2=0.7516**)可以看出,两年的玉米产量都随钾肥不断投入按开口向下抛物线增减,在施钾量分别为96.15 kg/hm2和95.06 kg/hm2时玉米达到最高产量9295.65 kg/hm2和9333.32 kg/hm2。将玉米抗倒伏能力最强时的施钾量带入钾肥效应方程,结果发现,所获得的产量和最高产量并无显著差异。