钾肥对川中丘区玉米钾素利用及抗倒能力和产量的影响

发布时间：2017-07-07 15:21

  本文关键词：钾肥对川中丘区玉米钾素利用及抗倒能力和产量的影响

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【摘要】：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。
【关键词】：川中丘区 春玉米 施钾量 钾素利用 抗倒能力 产量
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S513
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1. 研究目的及意义11-12
• 2. 文献综述12-18
• 2.2 玉米抗倒伏研究进展12-16
• 2.2.1 倒伏类型及原因12-14
• 2.2.2 农艺性状与抗倒的关系14-15
• 2.2.3 力学性状与抗倒的关系15
• 2.2.4 茎秆内部结构和化学组分与倒伏的关系15-16
• 2.3 钾素的研究进展16-18
• 2.3.1 钾肥对玉米钾素利用的影响16-17
• 2.3.2 钾肥对玉米抗倒伏能力的影响17
• 2.3.3 钾肥对玉米产量及其构成因素的影响17-18
• 3. 材料与方法18-22
• 3.1 试验材料18
• 3.2 试验地点18
• 3.3 试验设计18-19
• 3.4 测定项目与方法19-21
• 3.4.1 土壤基础肥力的测定19
• 3.4.2 植株形态指标19
• 3.4.3 节间性状19
• 3.4.4 干物质积累19-20
• 3.4.5 植株全K含量20
• 3.4.6 茎秆化学组分的测定20
• 3.4.7 茎杆力学特性的测定20
• 3.4.8 倒伏调查20
• 3.4.9 产量测定20-21
• 3.5 相关参数计算21
• 3.6 数据分析21-22
• 4. 结果与分析22-42
• 4.1 施钾量对玉米钾素利用的影响22-26
• 4.1.1 施钾水平对干物质积累的影响22
• 4.1.2 钾肥水平对玉米植株含钾量的影响22-24
• 4.1.3 钾肥水平对玉米植株钾积累量的影响24
• 4.1.4 施钾量对钾素利用率的影响24-25
• 4.1.5 施钾量对钾素转运的影响25-26
• 4.2 施钾量对玉米抗倒能力的影响26-35
• 4.2.1 施钾量对玉米形态特征的影响26-28
• 4.2.1.1 株高26
• 4.2.1.2 穗位高和重心高度26-27
• 4.2.1.3 穗高系数和重心高系数27-28
• 4.2.2 施钾量对玉米节间特征的影响28-30
• 4.2.2.1 节间鲜重和干重28-29
• 4.2.2.2 节间鲜密度和干密度29-30
• 4.2.3 施钾量对玉米节间化学组分的影响30-33
• 4.2.3.1 节间钾含量30-31
• 4.2.3.2 节间纤维素含量31-32
• 4.2.3.3 节间碳水化合物含量32-33
• 4.2.4 施钾量对玉米节间力学特性的影响33-35
• 4.2.5 施钾量对玉米倒伏率的影响35
• 4.3 施钾量对玉米产量及其经济效益的影响35-37
• 4.3.1 对玉米产量及其构成因素的影响35-36
• 4.3.2 对玉米经济效益的影响36-37
• 4.4 玉米产量和倒伏率与主要性状的相关性37-42
• 4.4.1 玉米产量与主要性状的相关性37-38
• 4.4.2 倒伏率与主要性状的相关性38-42
• 5. 讨论42-44
• 5.1 施钾量对玉米产量的影响42
• 5.2 施钾量对玉米钾素利用的影响42-43
• 5.3 施钾量对节间鲜干密度的影响43
• 5.4 施钾量对节间化学组分的影响43-44
• 5.5 施钾量对力学性质的影响44
• 6. 结论44-45
• 7. 有待进一步研究的问题45-46
• 参考文献46-54
• 致谢54

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