冬油菜(Brassica napus L.)是我国重要的油料作物,主要分布在长江流域,该区域雨热同期,复种指数高,土壤钾含量较低,农民在施肥中常忽视钾肥的投入,导致长江流域出现不同程度的缺钾状况。钾素供应不足会造成植株生长矮小,叶片焦枯。施用钾肥促进叶面积扩张增加单株角果数,提高光合面积和速率,此外还可以增强植株的抗性。冬油菜生育期较长,面对环境温度的变化,钾调控冬油菜光合器官生长和光合能力变化的机制目前还并不清楚。本研究以冬油菜为研究对象,在田间条件下探究了不同钾肥用量对冬油菜产量和生育期内光合器官演替的影响;在此基础上,利用红外热像仪监测冬油菜生育期内冠层温度季节性和日变化,同时结合光合器官光合能力季节性和日变化,分析了不同钾肥用量下,冬油菜冠层温度变化与光合能力变化的关系。利用叶片在动态环境下的能量平衡模型,解剖钾素营养调控冠层温度变化的机制。主要研究结果如下:(1)不同钾处理之间每角粒数和千粒重没有明显差异,施用钾肥显著提高冬油菜单株角果数从而提高油菜籽产量。植株地上部生物量和钾素累积量随施钾量增加而增加,在施钾量超过120kg/ha后没有明显差异。叶面积指数在苗期和越冬期缓慢增长,薹期快速增长,在花期达到最大值,花后叶面积指数快速降低,角果皮面积指数迅速增加成为主要光合器官,且角果皮面积指数达到最大值与叶片面积指数最大值相差不大。随钾肥用量的增加,叶面积指数和角果皮面积指数显著增加,在施钾量超过120kg/ha后没有显著增加。相关性分析表明,叶面积指数和角果皮面积指数与生物量和产量呈显著正相关关系。施用钾肥增加光合器官光合面积,提高单株角果数从而促进增产。(2)在不同生育期,施用钾肥均可以显著提高光合器官的气孔导度、蒸腾速率和净光合速率,降低冠层温度与环境温度的差异。光合能力和冠层温度日动态表明,在中午时分不同处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和冠层温度差异最大,且净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随钾肥用量的增加而升高,冠层温度与环境温度的差异随钾肥用量的增加而降低;在早晚时分,钾处理之间光合能力和冠层温度差异不大;一天之内冠层温度的变化幅度随施钾量的增加而降低。在不同生育期内,光合器官净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均与冠层温度呈显著负相关关系。钾素营养调控冠层温度的稳定性,在越冬期、薹花期和角果期钾含量分别每升高1%,冠层温度日较差分别降低0.37℃、0.54℃、0.83℃,随环境温度的增加,钾肥用量对维持冠层温度稳定的效果更加明显。由此可见,施用钾肥可以显著降低冠层温度的变异程度,以促进光合器官维持较高的光合能力。(3)不同供钾水平处理的气孔导度、蒸腾速率和叶片温度响应光照变化程度存在较大差异,充足的钾素供应可以降低响应时间达到稳定状态。在光动态变化下,能量平衡模型拟合得到的叶片温度与测定的叶片温度变化趋势相一致,均在光强阶跃升高时,叶片温度快速升高达到最大值,随后略有降低趋于稳定状态;光强阶跃降低时,叶片温度快速降低达到最低值,随后升高到光强最初变化前的温度。根据能量平衡模型探究钾调控温度变化的机制,结果表明在光变化环境中,充足的钾素供应可以降低气孔导度的响应时间,快速达到稳定状态;钾营养充足下蒸腾速率强,降低叶片热量;充足的钾素供应增大叶片比热容,降低叶片温度变异程度。综上所述,充足的钾素供应下减少气孔响应环境变化稳定时间,保持较高的蒸腾速率和比热,降低冠层温度及其变异程度。