鉀是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，也是公認(rèn)的煙草品質(zhì)元素，但我國(guó)植煙土壤供鉀不足及煙株鉀素利用率低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響著我國(guó)煙葉鉀含量。由于北方植煙土壤主要以2:1型黏土礦物為主，干濕交替頻繁，土壤中鈣含量較高；而南方施用石灰改良土壤酸堿度，增加了土壤鈣含量，導(dǎo)致土壤中Ca²⁺、K⁺等交換性陽(yáng)離子比例失調(diào)，煙草吸收鉀困難且煙葉鉀含量整體較低。因此研究鈣對(duì)煙草鉀吸收的影響，對(duì)提高煙葉鉀含量具有重要意義。植株鉀吸收與外界鈣濃度密切相關(guān)且關(guān)系十分復(fù)雜。有研究發(fā)現(xiàn)，高鈣處理可以提高烤煙根系和煙葉的鉀含量，Ca²⁺可以防止細(xì)胞內(nèi)K⁺外滲，減少根系陽(yáng)離子流失，有利于K⁺的吸收。然而也有研究表明，土壤有效鈣含量與煙葉鉀含量呈負(fù)相關(guān)，鈣對(duì)鉀有一定的拮抗作用，Ca²⁺的存在會(huì)與K⁺競(jìng)爭(zhēng)質(zhì)膜上的吸收通道，減少植株對(duì)鉀的吸收。目前關(guān)于外界鈣濃度對(duì)煙草鉀吸收的影響研究，多集中在正常鉀水平下且兩者關(guān)系并不十分明確。因此本文以煙草品種K326為研究材料，采用室內(nèi)水培的方法，通過(guò)對(duì)煙株進(jìn)行兩種鉀水平和不同鈣濃度組合處理，探索低鉀脅迫下外界鈣濃度與煙草鉀吸收之間的關(guān)系，為鉀鈣平衡施肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與培養(yǎng)

供試材料為煙草品種K326，試驗(yàn)于2019年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。煙草種子催芽后，移栽到裝有珍珠巖的小黑盆中，在光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，每日補(bǔ)充Hoagland完全營(yíng)養(yǎng)液。培養(yǎng)條件如下：白天溫度(28+2)℃，夜間溫度(18+2)℃，每日照光14h，光強(qiáng)為4000lx，相對(duì)濕度為65％～70％。

1.2 試驗(yàn)處理

當(dāng)煙苗長(zhǎng)至3片真葉時(shí)，挑選長(zhǎng)勢(shì)一致的煙苗，于蒸餾水中饑餓處理24h，再分別置于不同鉀和鈣濃度的營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)12d后，取煙株地上部及根系進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。試驗(yàn)共設(shè)12個(gè)處理，包括2個(gè)鉀水平，分別為常鉀(5mmol/L)和低鉀(0.15mmol/L)，以及6個(gè)鈣濃度(0、2、5、7、10、12mmol/L)。試驗(yàn)所用營(yíng)養(yǎng)液根據(jù)Hoagland完全營(yíng)養(yǎng)溶液改良而成，去除營(yíng)養(yǎng)液配方中所有鈣離子，使用氯化鈣調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液中鈣濃度，調(diào)節(jié)pH至6.5。7.0。在培養(yǎng)過(guò)程中，使用充氣泵每El通氣2h，每4d更換一次營(yíng)養(yǎng)液，以保持營(yíng)養(yǎng)液的成分相對(duì)穩(wěn)定。每處理6個(gè)重復(fù)。

1.3 測(cè)試指標(biāo)和方法

1.3.1 煙株地上部及根系的物質(zhì)量

分別取地上部及根系稱取鮮質(zhì)量，105℃殺青15min，80℃烘干，分別測(cè)定地上部及根系干質(zhì)量。

1.3.2 煙株生理特

采用考馬斯亮藍(lán)G.250比色法測(cè)定葉片及根系中的可溶性蛋白含量；采用TTC(氯化三苯基四氮唑)法測(cè)定根系活力。葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用核黃素-NBT法，過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法，過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定采用紫外吸收法。

1.3.3 根系鈣離子含

采用甲基百里香酚藍(lán)測(cè)定法定量檢測(cè)煙株根系中鈣離子含量，根據(jù)試劑盒使用步驟測(cè)定(試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所)。

1.3.4 根系A(chǔ)TPase活性

根系K⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性根據(jù)試劑盒使用步驟測(cè)定(試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所)。

1.3.5 煙株各部位鉀含量

樣品烘干研磨粉碎過(guò)0.2mm篩后，精確稱量0.1000g，采用Immol/L鹽酸提取，使用FP6400火焰光度計(jì)測(cè)定煙株地上部及根系鉀含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，運(yùn)用DPS7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，使用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 不同鉀水平下鈣濃度對(duì)煙株生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1 煙株地上部及根系的物質(zhì)量

如圖1所示，常鉀水平下煙株地上部及根系的物質(zhì)量均高于低鉀水平。兩種鉀水平下，隨著鈣濃度的升高，煙株地上部及根系的物質(zhì)量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且均在鈣濃度為5mmol/L時(shí)達(dá)到最大值。鈣濃度為5mmol/L時(shí)，在同一鉀水平下地上部鮮質(zhì)量與其他處理差異均達(dá)到顯著水平，地上部干質(zhì)量與除鈣濃度為7mmol/L外的其他處理差異達(dá)到顯著水平。常鉀水平下的根系鮮質(zhì)量和低鉀水平下的根系干質(zhì)量在鈣濃度為5mmol/L時(shí)均與0、10、12mmol/L的處理差異達(dá)到顯著水平。低鉀水平下，鈣濃度為5mmol/L時(shí)的根系鮮質(zhì)量與其他處理(除2mmol/L)差異達(dá)到顯著水平。

2.1.2 煙株生理特征

如圖2A所示，葉片可溶性蛋白含量在低鉀水平顯著高于常鉀水平(除鈣濃度0mmol/L)；兩種鉀水平下均在鈣濃度為5mmol/L時(shí)最大，低鉀水平下較其他鈣濃度處理最大增加幅度為110.72％。根系可溶性蛋白(圖2B)在低鉀水平整體低于常鉀水平；常鉀水平隨著鈣濃度的升高呈現(xiàn)先增加后降低的單峰趨勢(shì)，鈣濃度為5mmol/L時(shí)最大；低鉀水平下，在鈣濃度為2和5mmol/L時(shí)較高，且與其他4個(gè)鈣濃度處理相比差異顯著。

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