北疆棉田土壤的钾素肥力与棉花的钾素营养研究

摘要

棉花是典型的喜钾作物,钾对棉花具有重要的营养作用。本文通过对农田钾素循环与平衡的分析,旨在揭示在当前生产力水平条件下,棉田土壤钾素肥力的盈缺状况,对土壤有效钾下降的最初预测。通过施钾对棉花钾素营养生理、产量品质及显微结构的影响,分析了新疆北疆棉区棉花持续高产对钾素营养的需求。同时通过连续生物耗竭对典型土壤不同土壤颗粒各种形态钾含量的动态分析不但可以了解土壤持续供钾能力,而且对今后我区棉田土壤钾的动态变化做出预测分析,这对了解新疆土壤大规模连作耗竭有很深远的现实和长远意义。本研究选择新疆北疆棉区有代表性的灌耕灰漠土,通过田间定点试验、盆栽模拟试验以及盆栽耗竭试验,通过设置施钾和对照处理(耗竭处理),采用透射电镜显微技术手段和常规分析方法,进行了连续3年大田试验和盆栽试验研究。主要试验结果如下： 1)施钾处理土壤中速效钾和有效钾的含量明显高于不施钾处理。在公顷皮棉产量为2250 kg·hm-2这样一个高产水平时,向土壤中施入180kg·hm-2的钾肥,同时施入10000 kg·hm-2五的棉花秸秆,可以使棉田钾素保持在一个稳定的水平。 2)施钾促进了棉花的生长发育,增加了棉花的叶数,株高和茎粗,降低了第一果枝着生节位,使棉株干物质量增加1.9％,同时降低了根冠比。施钾可显著提高棉花各器官的钾、氮含量和植株钾、氮素累积量以及K/N比值。施用钾素提高了棉花冠层功能叶的气孔导度和叶绿素荧光系数,显著增加棉花单株铃数和果枝数,施钾处理与对照的单株铃数分别为7.4个/株和6.6个/株,施钾处理果枝数比对照显著增加11.8％。施用钾肥可通过改善棉花的产量构成要素显著提高棉花皮棉产量,施钾增产9.28％,处理间差异显著。施钾对棉花纤维品质无显著的影响。 3)施钾处理叶片和主茎厚角组织都较发达,维管束体积大数量多,能增强棉花主茎和功能叶主脉强度和吸收水分、养分的能力。施钾叶片叶绿体排列致密,有发育完整的基粒和基质片层结构,片层数量多且排列致密,嗜锇颗粒少而小,改善生长中后期功能叶的叶绿体体微结构,有效防止叶绿体过早解体和叶片早衰。 4)耗竭处理小黑麦经过连续十茬的种植后,其生物量和植株吸钾量显著降低。耗竭处理的矿物钾和非交换性钾与植株吸钾量之间有显著相关性。耗竭处理土壤中<2μm和2-5μm两个粒级非特殊性吸附钾、非交换性钾以及四个粒级含量之和均随着收获茬数的增加明显降低。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1研究的目的意义

2国内外研究现状

2.1土壤中的钾形态分布及植物有效性

2.2新疆土壤钾素状况及棉田钾素循环

2.3钾素营养对棉花生长发育及结构的影响

2.4钾素营养对棉花生理特征的影响

2.5钾素营养对棉花产量品质的影响

第一章石灰性土壤施钾对土壤钾含量的影响及秸秆还田棉田钾素循环与平衡

1材料与方法

1.1试验设计

1.2样品的采集及测定

1.3统计分析

2结果与分析

2.1施钾对土壤中钾素含量的影响

2.2北疆灌耕灰漠土棉花的吸钾量及秸秆还田量的估算

3.讨论

3.1施钾增加了土壤中钾素含量

3.2新疆土壤钾素状况及秸秆还田量的估算

第二章北疆灌耕灰漠土施钾对棉花钾素营养生理及产量品质的影响

1材料与方法

1.1试验设计

1.2测定项目与方法

1.3统计分析

2结果与分析

2.1施钾对棉花生长发育的影响

2.2施钾对棉花钾素营养生理的影响

2.3施钾对棉株钾、氮营养元素的吸收的影响

2.4施钾对棉花产量及品质的影响

3讨论

3.1施钾对棉生长发育的影响

3.2施钾对棉花钾素营养生理的影响

3.3施钾对植株钾、氮营养元素的吸收的影响

3.4施钾对棉花产量及纤维品质的影响

第三章施钾对棉花不同器官显微结构的影响

1材料与方法

1.1供试材料

1.2试验方法

2结果与分析

2.1施钾对功能叶显微结构的影响

2.2施钾对棉花茎显微结构的影响

2.3施钾对棉花功能叶叶绿体超微结构的影响

3讨论

3.1钾素对棉花茎、叶显微结构影响

3.2钾素对棉花功能叶叶绿体超微结构影响

第四章连续生物耗竭条件下北疆石灰性土壤各形态钾含量动态变化及不同粒径土壤颗粒的钾素含量分布

1材料与方法

1.1试验设计与方法

1.2测定项目及分析方法

1.3统计分析

2结果与分析

2.1耗竭对植株的影响

2.2耗竭对土壤中各形态钾的影响

2.3钾耗竭对不同粒级颗粒钾素含量的影响

3结论与讨论

3.1钾耗竭对植株的影响

3.2钾耗竭对土壤中各种形态钾的影响

3.3钾耗竭对不同粒级颗粒钾素含量的影响

第五章全文总结、创新与今后设想

1全文总结

2创新点

3今后研究设想

参考文献

致谢

作者简介