施钾量对甘薯块根形成的调控效应

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甘薯是典型的喜钾作物,钾肥在调控甘薯生长发育方面有重要的作用。现有研究表明,适量增施钾肥可以提高单薯重和单株结薯数,显著增加块根产量。对于钾肥促进甘薯块根形成,提高单株结薯数的研究尚少。为探明增施钾肥促进甘薯块根形成的生理机制,本试验以结薯数差异显著的食用型甘薯品种红香蕉(HXJ)和北京553(BJ553)为供试材料,设置4个钾肥(K2O)施用量,分别为0g·m-2(K0)、12g·m-2(K12)、24g·m-2(K24)、36g·m-2(K36),采用随机区组设计,于山东农业大学农学实验站甘薯试验田进行田间试验。主要研究结果如下:
  1、施钾量对甘薯块根形成的影响及与产量的关系
  与对照处理相比,增施钾肥可以提高2个品种甘薯不定根向块根分化过程根系的平均根条数、平均根长、平均根直径以及平均根系鲜重;提高团棵期和封垄期植株的叶面积、分枝数以及整株总生物量;增加封垄期甘薯粗根(d>0.2cm)的数目,提高准块根(0.5cm~5cm)的数量及比例;提高收获期块根整齐度,提高收获期甘薯单株结薯数和单薯重,显著增加块根产量。在施钾量为24g·m-2时,可以显著提高2个品种甘薯单株结薯数、单薯重和块根产量。增施钾肥提高块根产量的原因之一是提高了单株结薯数。
  2、施钾量对甘薯块根形成的调控效应
  2.1施钾量调控甘薯块根形成的激素与解剖学机理
  适量增施钾肥(K24)可以提高2个品种甘薯不定根向块根分化过程根系ZR和IAA的含量,降低根系GA的含量,增加初生形成层细胞层数及其活力,提高根直径、中柱直径和中柱占横截面比例,降低中柱薄壁细胞的木质化程度,有利于不定根向块根的分化,增加次生木质部导管数目,有利于根系吸收水分和养分,促进根系生长发育。
  2.2施钾量调控甘薯块根形成的碳水化合物及木质素代谢机理
  适量增施钾肥(K24)提高了甘薯不定根向块根分化过程中根系蔗糖转化酶(CWI、SAI和NI)的活性,降低了根系蔗糖含量,提高了根系葡萄糖、果糖、可溶性糖的含量,有利于为根系分化提供能量;对不定根向块根分化过程中根系淀粉合成关键酶(SS和ADPGase)的活性影响较小,降低了秧苗栽植12d和17d根系淀粉的含量,提高初生形成层活力,提高了秧苗栽植22d及以后根系淀粉的含量;降低了不定根向块根分化过程中根系木质素合成相关酶(PAL和POD)的活性,降低了根系木质素的含量;有利于促进根系初生形成层细胞活力,降低中柱木质化程度,促进不定根向块根分化,增加块根数量。
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