钾肥对马铃薯中钙镁元素吸收分配累积的影响.docx

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钾肥对马铃薯中钙镁元素吸收分配累积的影响

钾肥对马铃薯中钙、镁元素吸收分配累积的影响

内蒙古辽中京化工有限责任公司

杨志阁

摘要

以紫花白马铃薯为试验材料，采用田间试验、化学分析、生物统计相结合的方法，系统的研究了施用钾肥对马铃薯不同生育时期不同器官中钙和镁的浓度、吸收累积量和分布运转的影响。

结果表明：

钾肥对马铃薯中叶、茎、块茎和全株中钙的浓度影响不显著，同时对马铃薯叶、茎和全株中镁的浓度影响亦不大，但使块茎中镁的浓度显著下降。

钾肥对马铃薯中钙和镁的吸收累积量影响并不大。

钾肥对马铃薯中钙和镁的分布影响均不显著。

关键词：

马铃薯钾肥钙镁吸收累积

目录

引言1

1试验材料与方法2

1.1试验条件、方案2

1.2样品的采集、制备2

1.3数据处理与统计分析2

2结果与分析3

2.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度的变化3

2.1.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度变化的一般规律3

2.1.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度变化的影响4

2.2马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度的变化4

2.2.1马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度变化的一般规律4

2.2.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度变化的影响5

2.3马铃薯中钙的吸收累积量的变化6

2.3.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙的吸收累积量变化的一般规律6

2.3.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中钙的吸收累积量的影响7

2.4马铃薯中镁的吸收累积量的变化7

2.4.1马铃薯不同生育时期、不同器官中镁的吸收累积量变化的一般规律7

2.4.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中镁的吸收累积量的影响8

2.5钙在马铃薯体内的分布运转规律8

2.5.1马铃薯不同生育时期体内钙分布运转的一般规律8

2.5.2钾肥对马铃薯不同生育时期体内钙分布的影响9

2.6镁在马铃薯体内的分布运转规律10

2.6.1马铃薯不同生育时期体内镁分布运转的一般规律10

2.6.2钾肥对马铃薯不同生育时期体内镁分布的影响10

3结论与讨论11

参考文献12

引言

马铃薯属茄科茄属多年草本植物，原产于南美洲安第斯山区的秘鲁和智利一带，现已经在一百多个国家和地区栽培,热带和亚热带国家甚至在冬季也可栽培并获得较高产量，是仅次于小麦﹑水稻和玉米的第四大作物[1]。

我国马铃薯主要在我国东北、内蒙古、华北和云贵等气候较凉地区种植，山东滕州是我国农业部命名的“中国马铃薯之乡”，黑龙江省则是我国最大的马铃薯种植基地。

马铃薯是一种具有多种用途的经济作物。

马铃薯可供烧煮作粮食或蔬菜，茎叶可通过青贮作饲料，我国一些地区还利用马铃薯的茎叶做绿肥，其肥效与紫云英相似。

马铃薯又可以制作淀粉、糊精、油精、葡萄糖、合成橡胶、人造丝、电影胶片、糖浆等数十种工业产品。

马铃薯中脂肪含量为千分之一左右；矿物质比一般谷类粮食作物高一至二倍，含磷尤其丰富。

马铃薯是含维生素种类和数量非常丰富的作物，特别是维生素C，每一百克含量高达20~40mg。

马铃薯中蛋白质、碳水化合物、铁和维生素含量均显著高于世界性作物小麦、水稻、和玉米[2]。

中医认为马铃薯“性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓急止痛，通利大便。

对脾胃虚弱、消化不良、肠胃不和、脘腹作痛、大便不畅的患者效果显著”。

现代研究证明，马铃薯对调解消化不良有特效，是胃病和心脏病患者的良药及优质保健品。

马铃薯营养成分齐全，在欧洲被称为第二面包作物，由于营养价值高，马铃薯食品已成为目前的一种消费时尚。

钙是构成植物细胞壁的重要元素。

它与果胶酸结合形成果胶酸钙而固定，存在于相邻两个细胞壁之间，即中胶层处，可以增强细胞之间的粘结作用，把细胞联结起来，起到加困植物结构的作用。

钙又是细胞分裂所必需的成分，在细胞分裂后，分隔两个子细胞的细胞板就是中胶层的初期形式，它是由果胶酸钙组成的，在缺钙条件下，细胞板完全不能形成，子细胞也无法分隔成两个，于是就会出现双核细胞的现象[3]。

钙能稳定生物膜结构，它和作为膜组成成分的磷脂分子形成钙盐，在维持膜的结构和功能上起重要作用。

钙能结合在钙调蛋白（CaM）上形成复合物，该复合物能活化植物细胞中许多酶，对细胞的代谢调节起重要作用[4]。

钙的诸多作用在马铃薯中均有体现，最主要的是钙可做为营养元素之一，供马铃薯植株吸收利用，它还能促进土壤有效养分形成，中和土壤酸性，改善土壤环境，促进马铃薯的生长发育。

镁元素是植物体必需的中量元素之一。

植物体内含镁量约为干物质的0.05%～0.7%[5]。

镁是叶绿素的必需成分，位于叶绿素分子结构的卟啉环中心，在类卟啉原Ⅲ被氧化成原卟啉Ⅸ时导入镁离子，形成Mg-原卟啉，再进一步转化形成叶绿素，镁对光合作用来说是必不可少的[6]。

镁是多种酶的活化剂。

几乎所有的磷酸化酶、激酶和某些脱氢酶、烯醇酶都需要Mg2+来活化。

由于Mg2+活化多种酶，促进糖酵解三羧酸循环和ATP的合成，从而增强呼吸作用，能量和多种物质的代谢过程。

Mg2+参与碳水化合物的合成，镁参与脂肪和类脂的合成，镁还参与蛋白质和核酸的合成过程。

植株中镁是较易移动的元素。

据我国有关资料统计分析。

粮食作物单产的提高50%归功于合理施肥。

30%归功于品种改良。

20%归功于其他耕作方法的改良[7]。

可见,合理的施肥是决定作物产量与品质的重要因素。

氮磷钾肥对马铃薯块茎产量的作用，随施氮量的增加可显著增加中薯和大薯的产量；磷肥的增加导致小薯和中薯产量增加，大薯产量减少；钾可增加中薯和大薯块茎数，从而使块茎总产量增加[8-9]。

对马铃薯营养特性及施肥技术，国内外已有深入而系统的研究，但对某一种营养元素的研究却不多[10-12]。

本试验将通过田间试验、化学分析、生物统计相结合的方法，对施用钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中钙和镁的浓度、累积吸收量及分布的影响进行系统的研究，以其为生产高产优质的马铃薯提供理论和技术依据。

1试验材料与方法

1.1试验条件、方案

田间试验在内蒙古农业大学教学农场进行，供试土壤肥力中等，供试品种为紫花白。

试验设置为二个水平，不施钾肥区和施钾肥区，小区面积20m2。

4月19号播种，按1米双行种植，大行距66cm，小行距33cm，株距30cm。

不施K肥区每公顷施尿素120Kg，磷二铵180Kg，施钾肥区在不施钾肥的基础上每公顷再施氯化钾105Kg，与种子分隔，结合播种一次性侧深施。

1.2样品的采集、制备

分别在苗期（6月28日）、块茎形成期（7月14日）、块茎膨大期（7月27日）、淀粉积累期（8月14日）、成熟期（9月2日）采集马铃薯各小区的全株样品，将叶、茎、块茎各个器官分开，测鲜重，然后于烘箱中在85℃杀青30分钟，于65℃条件下烘干至恒重，再测干重，同时测定钙镁含量，用HNO3—HCLO4消煮—TAS-986原子吸收分光光度法测定。

1.3数据处理与统计分析

分别统计不同施肥处理的干重和钙镁浓度，然后进行二级数据计算，应用Excel软件对钙镁元素的浓度，吸收累积量和分布变化进行系统的分析研究。

2结果与分析

2.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度的变化

2.1.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度变化的一般规律

由表1可知，随着生育时期的推进马铃薯中钙的平均全株浓度呈现出下降的趋势。

其中最大值是在苗期为3.00g/Kg，最小值在成熟期为1.29g/Kg。

马铃薯各器官中钙浓度的大小顺序是：

叶>茎>块茎。

叶中钙的浓度最大值出现在成熟期为4.07g/Kg，最小值出现在块茎形成期为3.02g/Kg；茎中钙的浓度最大值出现在块茎形成期为3.84g/Kg，最小值出现在块茎膨大期为2.52g/Kg；块茎中钙的浓度最大值出现在苗期为1.37g/kg；最小值出现在块茎形成期为0.62g/Kg。

图1直接反映了叶、茎、块茎中钙的平均浓度和全株平均浓度的变化。

结果表明：

马铃薯就全株而言的钙的浓度在苗期是他们的最高点，而在成熟期而达到了他们的最低点。

表1马铃薯不同生育时期不同器官中钙的浓度变化（g/Kg）

器官

生育时期

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

叶

平均

3.58

3.02

3.84

3.98

4.07

范围

3.22-3.93

2.94-3.09

3.24-4.43

3.81-4.14

3.90-4.24

茎

平均

3.28

3.84

2.52

3.28

2.53

范围

3.12-3.43

2.60-5.09

2.28-2.74

2.13-4.42

2.03-3.03

块茎

平均

1.37

0.62

0.77

0.65

0.80

范围

0.90-1.83

0.47-0.76

0.51-1.04

0.61-0.7

0.51-1.1

全株

平均

3.00

2.51

1.83

1.54

1.29

范围

2.84-3.16

2.11-2.90

1.55-2.12

1.35-1.73

1.13-1.44

2.1.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中钙浓度变化的影响

表2列出了钾肥对马铃薯中钙浓度变化的影响。

结果表明：

施用钾肥使马铃薯叶中钙的浓度在苗期降低了0.71g/Kg，而在其它的四个时期则有不同程度的增加，范围在0.15g/Kg~1.19g/Kg，就整个生育时期内来说，钾肥使叶中钙的浓度平均增了0.26g/Kg。

在茎中，施用钾肥使马铃薯在块茎形成期呈负增长，其余时期均为不同程度的正增长，范围在0.32g/Kg~2.30g/Kg。

对于块茎而言，钾肥的施用使钙的浓度在块茎膨大期和淀粉积累期分别增长了0.53g/Kg和0.09g/Kg，在苗期、块茎形成期和成熟期则分别降低了0.94g/Kg、0.29g/Kg和0.59g/Kg，在整个生育时期内平均降低0.24g/Kg。

就全株浓度而言，钾肥的施用降低了马铃薯中钙的浓度，平均降低了0.1g/Kg。

总体而言，施用钾肥使马铃薯叶、茎中钙的浓度有些增加，而使块茎和全株中钙的浓度则有所降低。

经差异显著性测验，四者均未达到显著水平。

说明：

施用钾肥对马铃薯中钙在叶、茎、块茎中和全株中的浓度的变化影响不大。

表2钾肥对马铃薯中钙浓度变化的影响（g/Kg）

器官处理

生育时期

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

平均

T值

施K肥

3.22

3.09

4.43

4.14

4.24

3.82

0.86

叶

不施K肥

3.93

2.94

3.24

3.81

3.90

3.57

增量

-0.71

0.15

1.19

0.33

0.34

0.26

施K肥

3.43

2.60

2.76

4.42

3.03

3.25

0.414

茎

不施K肥

3.12

5.09

2.28

2.13

2.03

2.93

增量

0.32

-2.48

0.48

2.30

1.00

0.32

施K肥

0.90

0.47

1.04

0.70

0.51

0.72

-0.935

块茎

不施K肥

1.83

0.76

0.51

0.61

1.10

0.96

增量

-0.94

-0.29

0.53

0.09

-0.59

-0.24

施K肥

2.84

2.11

2.12

1.73

1.13

1.99

-0.393

全株

不施K肥

3.16

2.90

1.55

1.35

1.44

2.08

增量

-0.32

-0.79

0.57

0.37

-0.32

-0.10

t0.01（4）=4.604t0.05（4）=2.776t0.10（4）=2.132

2.2马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度的变化

2.2.1马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度变化的一般规律

由表3可知，随着生育时期的推进马铃薯中镁的平均全株浓度基本上呈现出下降的趋势，只有在块茎形成期有所反复。

其中块茎形成期最大为3.20g/Kg，最小为2.21g/Kg为成熟期。

马铃薯各器官中镁的浓度大小为：

叶>茎>块茎。

叶中镁的浓度最大值出现在块茎形成期，最小值出现在苗期，分别为4.92g/Kg、3.22g/Kg；茎和块茎中镁的浓度最小值均出现在块茎形成期分别为2.73g/Kg和1.60g/Kg；茎中镁的浓度最大值出现在成熟期为3.33g/Kg，而块茎中的最大值则出现在苗期为2.18g/Kg。

由图2更能直观的看到上述的变化。

结果表明：

马铃薯各器官中镁的浓度不是十分规律，但就全株而言，镁的最高浓度出现在块茎形成期而在成熟期达到了他的最低浓度。

表3马铃薯不同生育时期不同器官中镁的浓度变化（g/Kg）

生育时期

器官

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

叶

平均

3.22

4.92

4.20

3.24

3.24

范围

2.49-3.96

4.76-5.09

3.83-4.58

2.86-3.62

2.86-3.62

茎

平均

2.77

2.73

3.31

2.89

3.33

范围

2.03-3.51

2.13-3.32

3.06-3.56

2.85-2.94

3.33-3.33

块茎

平均

2.18

1.60

1.71

1.91

1.91

范围

1.60-2.75

1.57-1.63

1.23-2.20

1.51-2.31

1.90-1.92

全株

平均

2.78

3.20

2.61

2.25

2.21

范围

2.65-2.90

2.97-3.42

2.15-3.06

1.90-2.61

2.18-2.23

2.2.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中镁浓度变化的影响

如表4所示，列出了钾肥对马铃薯中镁浓度变化的影响。

结果表明，施用钾肥使马铃薯叶中镁的浓度在苗期和块茎形成期增加了1.47g/Kg和0.33g/Kg，而在其它的三个时期均呈负增加，全都是降低了0.76g/Kg，对于整个生育时期来说，平均降低了0.09g/Kg，经差异显著性测验，其未达到显著水平。

在茎中，钾肥的施用使镁的浓度在块茎形成期增加了1.19g/Kg，在成熟期没有发生变化，但在苗期、块茎膨大期和淀粉积累期则分别降低了1.48g/Kg、0.50g/Kg和0.09g/Kg，平均降低了0.17g/Kg，经差异显著性测验，其同样未达到显著水平。

对于块茎，钾肥的施用只使镁的浓度在成熟期增加了0.02g/Kg，在其它四个时期均为降低，范围在0.06g/Kg~1.15g/Kg，对整个生育时期平均降低了0.59g/Kg，经差异显著性测验，其达到了0.10级显著水平。

就全株浓度而言，施用钾肥使全株中镁的浓度平均降低了0.30g/Kg，经差异显著性测验，其未达到显著水平。

总体而言，施用钾肥使马铃薯叶、茎和全株中镁浓度变化的影响不显著，而使块茎中镁的浓度显著降低。

表4钾肥对马铃薯中镁浓度变化的影响（g/Kg）

器官

处理

生育时期

平均

T值

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

叶

施k肥

3.96

5.09

3.83

2.86

2.86

3.72

-0.216

不施k肥

2.49

4.76

4.58

3.62

3.62

3.81

增量

1.47

0.33

-0.76

-0.76

-0.76

-0.09

茎

施k肥

2.03

3.32

3.06

2.85

3.33

2.92

-0.408

不施k肥

3.51

2.13

3.56

2.94

3.33

3.09

增量

-1.48

1.19

-0.50

-0.09

0.00

-0.17

块茎

施k肥

1.60

1.57

1.23

1.51

1.92

1.57

-2.463

不施k肥

2.75

1.63

2.20

2.31

1.90

2.16

增量

-1.15

-0.06

-0.97

-0.80

0.02

-0.59

全株

施k肥

2.65

3.42

2.15

1.90

2.18

2.46

-1.221

不施k肥

2.90

2.97

3.06

2.61

2.23

2.76

增量

-0.25

0.45

-0.91

-0.72

-0.05

-0.30

t0.01（4）=4.604t0.05（4）=2.776

2.3马铃薯中钙的吸收累积量的变化

2.3.1马铃薯不同生育时期、不同器官中钙的吸收累积量变化的一般规律

图3为马铃薯不同生育时期不同器官中钙的吸收累积量的动态变化，由此图可明显看出：

马铃薯中钙的全株吸收累积量在整个生育时期中呈先增加后降低的变化趋势。

在淀粉积累期达到最大值为336.84mg/株。

各器官中钙的吸收累积量在块茎膨大期之前的大小顺序为：

叶>茎>块茎。

其中叶中变化最大，最大值出现在块茎膨大期为159.02mg/株，在块茎膨大期之后而明显下降。

茎中钙的吸收累积量的最大值出现在块茎形成期为112.59mg/株。

块茎中钙的吸收累积量最大值出现在块茎膨大期，在成熟期各器官中钙的吸收累积量大小顺序为：

块茎>茎>叶。

由此表明，随着马铃薯的生长，地上部分的器官中钙的累积量表现出向地下器官块茎中移动的趋势。

2.3.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中钙的吸收累积量的影响

表5表明，施用钾肥使马铃薯中钙的吸收累积量在块茎形成期和成熟期有所下降，分别降低了58.85mg/株和39.21mg/株。

在苗期、块茎膨大期和淀粉积累期则分别增加了1.03mg/株、134.65mg/株和102.47mg/株，对于整个生育时期来说，施用钾肥使马铃薯中钙的吸收累积量平均增加了28.02mg/株，经差异显著性测验，未达到显著水平。

表5钾肥对钙的吸收累积量的影响（mg/株）

处理

生育时期

平均

T值

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

施k肥

56.07

210.82

388.33

388.07

253.16

259.29

不施k肥

55.04

269.67

253.67

285.60

292.37

231.27

增量

1.03

-58.85

134.65

102.47

-39.21

28.02

0.727

t0.01（4）=4.604t0.05（4）=2.776t0.10（4）=2.132

2.4马铃薯中镁的吸收累积量的变化

2.4.1马铃薯不同生育时期、不同器官中镁的吸收累积量变化的一般规律

由图4可明显看出马铃薯不同生育时期不同器官中镁的吸收累积量的变化规律。

马铃薯中镁的全株吸收累积量在整个生育时期为先增后降的曲线。

在淀粉积累期达到最大值为488.53mg/株。

各器官中镁的吸收累积量在块茎膨大期之前表现为：

叶>茎>块茎。

其中茎和块茎中镁的吸收累积量随着生育时期的推近呈现出下降的趋势；而块茎中镁的吸收累积量则明显呈面出不断上升的趋势，在成熟期达到最大值为490.78mg/株。

在成熟期镁在各器官中的吸收累积量出现了块茎>茎>叶的现象。

由此可以说明，随着生育时期的推进，地上部分各器官中镁的含量表现出向地下器官块茎中转移的趋势。

2.4.2钾肥对马铃薯不同生育时期、不同器官中镁的吸收累积量的影响

表6结果表明，施用钾肥使马铃薯中镁的吸收累积量在块茎膨大期和淀粉积累期分别下降了108.54mg/株和125.13mg/株，而在其它三个时期有不同程度的增加，范围在1.85mg/株~65.10mg/株。

对于整个生育时期来说，钾肥的施用使马铃薯中镁的吸收累积量平均降低了25.63mg/株，但差异不显著。

说明：

施用钾肥对马铃薯中镁的吸收累积量的影响不明显。

表6钾肥对镁的吸收累积量的影响（mg/株）

处理

生育时期

平均

T值

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

施K肥

52.32

341.55

394.37

425.96

490.78

341.00

不施K肥

50.47

276.45

502.91

551.09

452.22

366.63

增量

1.85

65.10

-108.54

-125.13

38.56

-25.63

-0.663

t0.01（4）=4.604t0.05（4）=2.776t0.10（4）=2.132

2.5钙在马铃薯体内的分布运转规律

2.5.1马铃薯不同生育时期体内钙分布运转的一般规律

如表7所示为钙在马铃薯中的分布运转。

结果表明：

在整个时期，随着生长中心由茎、叶向块茎转移的过程中，钙在马铃薯体内各器官中的分布也相应的发生转移。

随着时间的推进，地上部分中钙的分布逐渐降低，在块茎形成期最高为92.31%，而到了成熟期则降到了52.53%，块茎中钙的分布则与地上部分相反，在块茎形成期最低为7.69%，在成熟期则达到47.47%。

苗期到块茎膨大期各器官中钙的分布顺序为：

叶>茎>块茎，在成熟期则为：

块茎>茎>叶。

由表7可知钙的运转率达到了47.47%。

表7Ca在马铃薯体内的分布运转（%）

生育时期

处理

器官

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

施k肥

叶

41.69

53.95

47.08

35.72

27.72

茎

51.92

38.98

24.02

35.39

36.67

块茎

6.38

7.07

28.90

28.89

35.61

不施k肥

叶

52.41

38.67

53.30

46.26

20.92

茎

34.16

53.02

28.36

22.64

19.75

块茎

13.43

8.31

18.34

31.10

59.34

平均

叶

47.05

46.31

50.19

40.99

24.32

茎

43.04

46.00

26.19

29.01

28.21

块茎

9.91

7.69

23.62

30.00

47.47

2.5.2钾肥对马铃薯不同生育时期体内钙分布的影响

表8钾肥对马铃薯Ca分布（%）的影响

器官

处理

生育时期

平均值

T值

苗期

块茎形成期

块茎膨大期

淀粉积累期

成熟期

叶

施k肥

41.69

53.95

47.08

35.72

27.72