追施不同形态氮肥对不同钾效率基因型棉花生长及产量品质的影响

刘爱忠，郑苍松，李鹏程，孙淼，刘敬然，赵新华，董合林*，石书兵

（1.中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000；2.新疆农业大学，乌鲁木齐830052)

追施不同形态氮肥对不同钾效率基因型棉花生长及产量品质的影响

刘爱忠1,2﹟，郑苍松1﹟，李鹏程1，孙淼1，刘敬然1，赵新华1，董合林1*，石书兵2

（1.中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000；2.新疆农业大学，乌鲁木齐830052)

【目的】探讨高、低供钾水平下，追施氮肥形态对棉花生长、钾素吸收利用以及产量、品质的影响。【方法】选择钾高效棉花品种辽棉18、冀棉958和钾低效棉花品种新棉99B为材料，进行营养钵培养试验，设置38.01 mg·kg－1和152.24 mg·kg－1两个供钾水平，追施铵态氮肥（硫酸铵）和硝态氮肥（硝酸钙）两种形态氮素肥料。【结果】供钾不足会降低棉花果枝始节和单株成铃数，高钾处理棉花干物质积累量、钾累积量、钾利用指数以及产量显著高于低钾处理；与追施硝态氮肥相比，追施铵态氮肥会降低棉株高度、果枝数和单株成铃数，减少籽棉产量和总干物质积累量；追施铵态氮肥处理棉花对钾素的吸收和利用显著低于追施硝态氮肥处理。【结论】钾低效基因型品种棉花在钾素供应不足时对追施铵态氮肥更敏感，且棉花成熟越晚受到追施肥料氮素形态影响越大。

棉花；钾水平；氮素形态；生长发育；产量品质

钾是棉花生长必需的矿质营养元素，它影响棉株的生长发育和籽棉产量，还与棉纤维品质关系密切[1-3]；严重缺钾会引起棉花早衰[4]，导致产量降低，品质下降。棉花对钾元素需求较大[5]，并且对含钾量较低的土壤较为敏感[6]，国内棉田管理上长期重施氮磷肥、轻施钾肥，导致农田土壤钾素消耗增大，部分棉田出现钾素亏损。研究表明增施钾肥能够促进棉花生长，有效提高籽棉与皮棉产量[5,7-9]。此外，有报道指出合理增施氮肥能够促进杂交棉对钾的吸收[10]；氮钾配施可提高棉花盛铃期主茎功能叶生理活性，有效延缓衰老[11]，也可提高棉花的产量和品质[12-13]；郑德明等[14]研究表明，氮钾肥料的交互作用对杂交棉皮棉产量影响显著，且大于氮磷和磷钾的交互作用。氮素可以被作物以阴离子（NO3－）或阳离子（NH4＋）形态吸收。然而，当培养介质中的NH4＋浓度达到一定水平时，水稻、烟草、甜椒和大麦等植物对K+的吸收受到显著的抑制[15-21]；Rubio等[22]研究也表明，在水培营养液中，NH4＋抑制了拟南芥对K+吸收。目前，不同形态的氮素对棉花吸收利用钾素影响的研究较少，王春霞等[23]通过水培试验研究棉花苗期的干物质积累在受NH4＋影响的程度。但是，田间条件下NH4＋、K＋相互作用会受到土壤性质及施肥方法的影响，所以营养液培养试验结果不能够完全反映田间结果，而且苗期只是棉花生长发育的前期，对于棉花产量及品质影响不能做出反映。由于不同棉花品种间钾吸收利用效率存在着明显差异[24-28]，本文采用盆栽试验对不同钾效率品种棉花进行全生育期研究，探讨在不同供钾条件下追施不同形态的氮素对棉花生长和产量、品质的影响，为棉花后期选择追施氮肥种类提供建议，并为深入研究棉花氮与钾互作机理提供一定的研究基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验设计

供试盆钵为黑色厚壁塑料大桶，桶高32 cm，桶口内径34 cm，桶底内径32 cm，每桶盛装25 kg混合土 （砂质壤土与细河沙体积比为1∶1）。混合土基础养分状况为有机质含量5.49 g·kg－1、全氮 0.37 g·kg－1、速效磷 8.29 mg·kg－1、速效钾为38.01 mg·kg－1。

试验设置3因素，即3个棉花品种、2个钾水平和2种氮肥追施形态。2个钾水平，分别为低钾水平 K1（速效钾 38.01 mg·kg－1）和高钾水平 K2（向混合土中添加硫酸钾）进行调节，平衡15 d测定速效钾 152.24 mg·kg－1）。 每个盆钵施用 5.95 g磷肥（重过磷酸钙含P2O542%），全部基施；基施尿素3.27 g（含N 46%）。两个氮处理，分别为开花期后（7月15日）追施含等量氮的铵态氮肥和硝态氮肥，每个培养钵施硫酸铵（含N 21%）10.72 g或硝酸钙（含N 11.8%）19.07 g。

每个品种试验各4个处理，重复3次。4月28日播种，三叶一心时定苗，果枝长至12个左右时统一打顶，视墒情和虫害情况浇水、打药，阴雨天关闭遮雨棚，防止雨水落入。

1.3 测定项目与方法

重铬酸钾外加热法测定土壤有机质；浓硫酸-混合加速剂消化，凯氏法测定土壤全氮；Olsen法测定土壤速效磷；乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法测定土壤速效钾。植株各部位钾含量，采用H2SO4-H2O2消化-原子吸收分光光度法测定。

10月21日进行最终生育性状的调查；并采集收获期样品，按部位分为根、茎、叶、铃壳、籽棉；样品105℃杀青30 min、70℃烘干至恒质量，称取干物质质量。籽棉烘干称量后取50 g轧花，送至农业部棉花品质监督检验测试中心测定纤维品质。

由于所剪图形的位置和方向不同，视角上会影响学生对所剩图形面积的大小的判断。通过观察思考，笔者让学生感受到同样大小的正方形中，减去同样大小的长方形，剩下部分的面积大小相等，这与长方形所在的位置或摆放形式无关。

1.4 数据分析

植株钾素积累量 （K absorption amount of total plant，TKA，g·株－1）= 植株干物质质量×植株钾含量，表征棉花吸收钾的能力[25]。

钾利用指数（K utilization index of total plant，TKUI，g2·mg－1）= 植株干物质积累量 /植株体内单位钾含量，表征棉花体内的钾利用能力[25]。

数据采用MS Excel 2013和PASW Statistics 18进行整理和统计分析。

表1 不同供钾条件下追施不同形态氮素肥料对棉花生育性状的影响Table 1 Effects of applied different nitrogen forms on cotton growth in different soil potassium levels

2 结果与分析

2.1 供钾水平和不同形态的氮素肥料对棉花生育性状的影响

表1表明，与低钾水平相比，高钾水平处理的棉株果枝始节、株高和成铃数呈增加趋势，辽棉18的高、低钾水平间除株高外其他生长指标无显著差异。说明钾营养不足时棉花株高和果枝始节降低，促使棉株提前现蕾；而且钾素水平对中熟品种棉花结铃特性的影响高于对特早熟品种棉花的影响。同一钾水平，追施硝态氮肥处理棉株果枝数显著高于追施铵态氮肥处理，株高和成铃数呈现高于追施铵态氮肥处理的趋势，表明追施硝态氮肥更利于棉株生长发育。当供钾水平较低，棉株受到追施不同形态的氮素影响就越显著。

2.2 供钾水平和不同形态的氮素肥料对棉花干物质积累的影响

由图1可知，不同钾处理棉花各部位以及全株干物质积累量差异较大，高钾水平棉株各部位干物质积累量显著高于低钾水平；供钾水平对棉花根系干物质积累量影响最大。追施硝态氮肥处理棉花总干物质积累量显著高于追施铵态氮肥处理；与硝态氮肥相比，追施铵态氮肥对籽棉影响最大，其次是茎、叶、铃壳，对根系影响最小。

2.3 供钾水平和不同形态的氮素肥料对棉花各部位钾含量的影响

由表2可知，高钾水平棉花各部位钾含量显著高于低钾水平，且对茎、叶、根影响较大，对籽棉和铃壳影响较小，说明棉花在钾素供应不足时，会优先供应生殖器官。与追施硝态氮肥相比，追施铵态氮肥料棉株铃壳钾含量较低，但叶片钾含量较高；籽棉钾含量受不同形态的氮素影响较小。不同钾效率基因型棉花品种对追施不同形态的氮素肥料表现不同，钾高效棉花基因型棉花品种如辽棉18对不同形态的氮素肥料不敏感，而钾低效棉花基因型棉花品种如新棉99B对不同形态的氮素肥料较为敏感。

图1 不同供钾条件下追施不同形态氮素肥料对棉花干物质积累的影响Fig.1 Effects of applied different nitrogen forms on dry matter accumulation in different soil potassium levels

2.4 供钾水平和不同形态的氮素肥料对棉花钾累积量和钾利用指数的影响

由图2可知，棉花钾累积量和钾利用指数受供钾水平影响较大，高钾水平下辽棉18、冀棉958、新棉99B钾累积量比低钾水平分别增加200%，239%，285%，钾利用指数分别比低钾处理增加50%，72%，104%，说明棉花吸收和利用钾素能力随着供钾水平的提高而增加。与追施硝态氮肥相比，追施铵态氮肥辽棉18、冀棉958、新棉99B钾累积量降低19%，26%，28%，钾利用指数降低20%，20%，26%，说明追施铵态氮肥降低棉花对钾的吸收和利用。品种间钾累积量和钾利用指数也存在差异，钾低效基因型棉花品种新棉99B相对钾高效基因型棉花品种辽18、冀棉958对铵态氮肥比较敏感。

2.5 供钾水平和不同形态的氮素肥料对棉花铃重及品质的影响

由表3可知，铃重随供钾水平的提高而显著增加。追施铵态氮肥比追施硝态氮肥处理棉花铃重低，且在高钾条件下存在显著差异。供钾水平对纤维长度和断裂比强度有一定影响。衣分和马克隆值受供钾水平、不同形态的氮素肥料影响较小。供钾水平、不同形态的氮素肥料以及品种对纤维伸长率无显著影响。提高供钾水平可显著提高新棉99B纤维整齐度，在低钾水平，追施铵态氮肥显著降低新棉99B纤维整齐度；但供钾水平与不同形态的氮素肥料对辽棉18和冀棉958纤维整齐度无显著影响。

表2 不同供钾水平下追施不同形态氮素肥料对棉花钾含量的影响Table 2 Effects of applied different nitrogen forms on K concentration in different soil potassium levels g·kg－1

3 讨论与结论

3.1 供钾水平对棉花生长发育、钾素吸收及产量品质的影响

图2 不同供钾条件下追施不同形态氮素肥料对棉花钾累积量和钾利用指数的影响Fig.2 Effects of applied different nitrogen forms on TKA and TKUI in different soil potassium levels

表3 不同供钾条件下追施不同形态氮素肥料对棉花铃重及品质的影响Table 3 Effects of applied different nitrogen forms on boll weight and fiber quality in different soil potassium levels

本研究结果表明，高钾水平棉株株高、单株结铃数较高。与高钾水平相比，低钾水平各品种表现出果枝始节下降趋势，提前现蕾，说明钾素供应不足时棉花生育进程提前[29]，进而导致棉花提早衰老。与 Mullins[4]、王春霞[23]和王晓茹[30]等报道结果相同，本研究中高钾水平棉花干物质积累量显著高于低钾水平，从而提高钾累积量和钾利用指数，但不同钾水平下籽棉和铃壳的钾含量变异最小，说明钾供应不足时，棉花把钾优先供给生殖器官[4]；由于品种特性的影响，不同钾效率基因型品种的耐低钾能力不同，文中3个品种的耐低钾能力为辽棉18＞冀棉958＞新棉99B。郭英等[31]研究表明虽然施钾可以增加棉花株高，并对棉花单株成铃数和铃重影响较大；但钾水平对衣分影响较小[6-8]。本试验研究表明，高钾水平棉株铃重和籽棉产量显著高于低钾水平，但处理间衣分无显著差异，进一步证明了土壤中钾素水平的高低直接影响着棉花生长发育和籽棉产量。宋美珍等[1]和Cassman等[2]研究均表明，施用钾肥不但能够提高皮棉产量，还能够在一定程度上改善棉纤维品质，但是显著程度受品种影响较大[32]。本研究也发现，高钾水平棉纤维品质优于低钾水平，主要体现在上半部纤维平均长度、断裂比强度[33]和长度整齐度指数等指标，但不同品种表现不同。本研究还发现，钾素水平对中熟棉花品种结铃特性的影响程度大于对特早熟棉花品种的影响。

3.2 追施不同形态的氮素肥料对棉花生长发育及钾素吸收的影响

在本试验中，花期追施铵态氮肥棉花株高、果枝数、单株成铃数以及铃重低于追施硝态氮肥；当土壤有效钾含量较低时，追施铵态氮肥对棉花单株结铃数影响较大，且对钾低效品种新棉99B影响最显著。追施硝态氮肥的棉株各部位干物质积累量高于追施铵态氮肥，可能因为追施硝态氮肥减少了离子拮抗作用[22]，植物吸收了较多的 K＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子[34]，增加了细胞的渗透势，有利于细胞的伸长和植株的生长[35]；由于低效品种的钾敏感性高，追施铵态氮肥增加了离子拮抗作用，与钾高效基因型棉花品种（冀棉958和辽棉18）相比，新棉99B追施硝态氮肥的干物质积累量增加比例最大。追施不同形态氮素肥料对棉花各部位钾含量影响不同，本研究中棉株的茎和籽棉钾含量受不同形态的氮素肥料影响较小，差异不显著；但追施铵态氮肥有降低铃壳钾含量趋势。王春霞等研究表明，NH4＋存在条件下抑制了棉花对K＋吸收和利用[23]，Szczerba等的研究也暗示NH4＋可能影响K＋的利用[36]。本文研究表明追施铵态氮肥会降低不同品种的钾累积量和钾利用指数，这进一步证明追施铵态氮肥会降低棉花对钾的吸收和利用效率。

综上，花期追施不同形态的氮素肥料能够影响棉花的生长发育，钾低效基因型棉花品种新棉99B在钾素供应不足时对追施铵态氮肥较钾高效基因型棉花品种辽棉18和冀棉958敏感；此外，棉花品种生育期越长受到追施氮素形态影响越大。

[1]宋美珍,毛树春,邢劲松,等.钾素对棉花光合产物的积累及产量形成的影响[J].棉花学报,1994,6(增):52-57.SongMeizhen,MaoShuchun,XingJingsong,etal.Effectofpotassium on photosynthetic matter accumulation and yield of CRI12 and CRI17[J].Acta Gossypii Sinica,1994,6(Suppl):52-57.

[2]Cassman K G,Kerby T A,Roberts B A,et al.Potassium nutrition effects on lint yield and fiber quality of acala cotton[J].Crop Science,1990,30(3):672-677.

[3]张志勇,王清连,李召虎.缺钾对棉花幼苗根系生长的影响及其生理机制[J].作物学报,2009,35(4):718-723.Zhang Zhiyong,Wang Qinglian,Li Zhaohu,et al.Effect of potassium deficiency on root growth of cotton(Gossypium hirsutumL.)seedlingsanditsphysiologicalmechanisms[J].Acta Agronomica Sinica,2009,35(4):718-723.

[4]Mullins G L,Burmester C H.Relation of growth and development to mineral nutrition[M]//Stewart J McD,Oosterhuis D M,Heitholt J J,et al.Physiological of cotton.New York:Springer Publishing,2010:97-105.

[5]邢竹,申建波,郭建华,等.高产棉花营养吸收规律及钾肥效果研究初报[J].土壤肥料,1994(4):26-28.Xing Zhu,Shen Jiangbo,Guo Jianhua,et al.Absorption regulation of high yield cotton and effect of potassium application[J].Soils and Fertilizers,1994(4):26-28.

[6]王刚卫,李博,谢湘毅,等.土壤缺钾对棉花钾运转和分配的影响[J].棉花学报,2007,19(3):173-178.Wang Gangwei,Li Bo,Xie Xiangyi,et al.Effects of potassium deficiency on the transport and partitioning of potassium in cotton plant[J].Cotton Science,2007,19(3):173-178.

[7]徐万里,付明鑫,毛端明,等.新疆高产棉区棉田上壤有效钾的吸附特征和钾肥有效性的研究[J].新疆农业科学,2001,38(4):189-192.Xu Wanli,Fu Mingxin,Mao Duanming,et al.Adsorption characteristics of soil available potassium and effectiveness of potassium application in Xinjiang high yield region[J].Xinjiang Agricultural Sciences,2001,38(4):189-192.

[8]Dong Hezhong,Kong Xiangqiang,Li Weijiang,et al.Effects of plant density and nitrogen and potassium fertilization on cotton yield and uptake of major nutrients in two fields with varying fertility[J].Field Crops Research,2010,119(1):106-113.

[9]王汉霞,华含白,李召虎,等.供钾水平对棉花产量构成及其与产量相关性的影响[J].棉花学报,2011,23(6):581-586.Wang Hanxia,Hua Hanbai,Li Zhaohu,et al.Effect of potassium fertilizer on yield components and correlations between yield components and yield in cotton[J].Cotton Science,2011,23(6):581-586.

[10]李伶俐,房卫平,谢德意,等.施氮量对杂交棉干物质积累、分配和氮磷钾吸收、分配与利用的影响[J].棉花学报,2010,22(4):347-353.Li Lingli,Fang Weiping,Xie Deyi,et al.Effects of nitrogen application rate on dry matter accumulation and N,P,K uptakeand distribution in different organs and utilization of hybrid cotton under high-yield cultivated condition[J].Cotton Science,2010,22(4):347-353.

[11]朱建芬,张永江,孙传范,等.氮钾营养对棉花主茎功能叶衰老的生理效应研究[J].棉花学报,2010,22(4):454-359.Zhu Jianfen,Zhang Yongjiang,Sun Chuanfan,et al.Physiological effects of nitrogen and potassium nutrition on the senescence of cotton functional leaves[J].Cotton Science,2010,22(4):454-359.

[12]赵双印.施氮对棉花养分吸收规律及产量品质影响的研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2009.Zhao Shuangyin.Study on different execute nitrogen levels on nutrient uptake yield and quality of cotton[D].Urumqi:Xinjiang Agricultural University,2009.

[13]李伶俐,房卫平,马宗斌,等.氮钾配合施用对短季棉光合特性和产量品质的影响[J].棉花学报,2008,20(5):379-384.Li Lingli,Fang Weiping,Ma Zongbin,et al.Effects of N and K on photosynthetic characteristics and yield&fiber quality of short-season cotton[J].Cotton Science,2008,20(5):379-384.

[14]郑德明,姜益娟,王红叶,等.南疆棉区杂交棉高产栽培优化配方施肥技术研究[J].棉花学报,2011,23(4):353-358.Zheng Deming,Jiang Yijuan,Wang Hongye,et al.Study on the technique of optimum formula fertilizer for high-yielding cultivation of cotton hybrid in South Xinjiang[J].Cotton Science,2011,23(4):353-358.

[15]倪晋山,安林昇.三系杂交稻幼苗NH4＋、K＋吸收的动力学分析[J].植物生理学报,1984,10(4):381-390.Ni Jinshan,An Linsheng.Kinetic analysis of NH4+、K+uptake in seedlingsofhybrid rice[J].Acta Photophysiologica Sinica,1984,10(4):381-390.

[16]Scherer H W,Mackown C T,Leggett J E.Potassium-ammonium uptake interactions in tobacco seedlings[J].Journal of Experimental Botany,1984,35(156):1060-1070.

[17]Marti H R,Mills H A.Nutrient uptake and yield of sweet pepper as affected by stage of development and N form[J].Journal of Plant Nutrition,1991,14(11):1165-1175.

[18]钱晓晴,封克,汤炎,等.作物NH4＋和K＋营养关系的土壤及矿物因素研究[J].土壤,1996(1):24-29.Qian Xiaoqing,Feng Ke,Tang Yan,et al.Study on the relationship of ammonium and potassium for the soil and mineral[J].Soils,1996(1):24-29.

[19]Lu Y X,Li C J,Zhang F S.Transpiration,potassium uptake and flow in tobacco as affected by nitrogen forms and nutrient levels[J].Annals of Botany,2005,95(6):991-998.

[20]Xu Guohua,Wolf S,Kafkafi U.Ammonium on potassium interaction in sweet pepper[J].Journal of Plant Nutrition,2002,25(4):719-734.

[21]Santia-Maria G E,Danna C H,Czibener C.High-affinity potassium transport in barley roots.Ammonium-sensitive and insensitive pathways[J].Plant Physiology,2000,123(1):297-306.

[22]Rubio F,Alemán F,Nieves-Cordones M,et al.Studies onArabidopsis athak5,atakt1 double mutants disclose the range of concentrations at which AtHAK5,AtAKT1 and unknown systems mediate K uptake[J].Physiologia Plantarum,2010,139(2):220-228.

[23]王春霞,田晓莉,张志勇,等.NH4＋对不同基因型棉花幼苗K+吸收和利用的影响[J].植物营养与肥料学报,2008,14(4):742-748.Wang Chunxia,Tian Xiaoli,Zhang Zhiyong,et al.Effects of NH4+on K+uptake and utilization of different cotton genotypes at seedling stage[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2008,14(4):742-748.

[24]Wang Ning,Hua Hanbai,Eneji A E,et al.Genotypic variations in photosynthetic and physiological adjustment to potassium deficiency in cotton (Gossypium hirsutumL.)[J].Journal of Photochemistry and Photobiology B:Biology,2012,110(9):1-8.

[25]田晓莉,王刚卫,杨富强,等.棉花不同类型品种耐低钾能力的差异[J].作物学报,2008,34(10):1770-1780.Tian Xiaoli,Wang Gangwei,Yang Fuqiang,et al.Differences in tolerance to low-potassium supply among different types of cultivars in cotton(Gossypium hirsutumL.)[J].Acta Agronomica Sinica,2008,34(10):1770-1780.

[26]姜存仓,高祥照,王运华,等.不同基因型棉花苗期钾效率差异及其机制的研究[J].植物营养与肥料学报,2005,11(9):781-786.Jiang Cuncang,Gao Xiangzhao,Wang Yunhua,et al.Potassium efficiency of various cotton genotypes and its nutritional mechanisms[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2005,11(9):781-786.

[27]陈波浪,盛建东,蒋平安,等.不同棉花品种钾素吸收利用差异的比较[J].植物营养与肥料学报,2001,38(4):189-192.Chen Bolang,Sheng Jiandong,Jiang Pingan,et al.Comparison of potassium absorption and utilization for different cotton varieties[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2001,38(4):189-192.

[28]Xia Ying,Jiang Cuncang,Chen Fang,et al.Differences ingrowth and potassiumuse efficiency of two cotton genotypes[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,2011,42(2):132-143.

[29]董合忠,唐薇,李振怀,等.棉花缺钾引起的形态和生理异常[J].西北植物学报,2005,25(3):615-624.Dong Hezhong,Tang Wei,Li Zhenhai,et al.Morphological and physiological disorders of cotton resulting from potassium deficiency[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,2005,25(3):615-624.

[30]王晓茹,董合林,李永旗,等.棉花不同品种钾吸收效率差异的根系形态学和生理学机理[J].棉花学报,2016,28(2):152-159.Wang Xiaoru,Dong Helin,Li Yongqi,et al.Mechanisms underlying the effects of morphological and physiological characteristics of cotton varieties on differential potassium uptake efficiencies[J].Cotton Science,2016,28(2):152-159.

[31]郭英,孙学振,宋宪亮,等.研究钾营养对棉花苗期生长和叶片生理特性的影响[J].植物营养与肥料学报,2006,12(3):363-368.Guo Ying,Sun Xuezhen,Song Xiangliang,et al.Effects of potassium nutrition on growth and leaf physiological characteristics at seedling stage of cotton[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2006,12(3):363-368.

[32]李书田,邢素丽,张炎,等.钾肥用量和施用时期对棉花产量品质和棉田钾素平衡的影响[J].植物营养与肥料学报,2016,22(1):111-121.Li Shutian,Xing Suli,Zhang Yan,et al.Application rate and time of potash for high cotton yield,quality and balance of soil potassium[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2016,22(1):111-121.

[33]Yang Jiashuo,Hu Wei,Zhao Wenqing,et al.Soil potassium deficiency reduces cotton fiber strength by accelerating and shortening fiber development[J].Scientific Reports,2016,6:28856.

[34]Engels C,Marschner H.Influence of the form nitrogen supply on root uptake and translocation of cations in the xylem exudates of maize(Zea maysL.)[J].Journal of Experiment Botany,1993,44(11):1695-1701.

[35]董海荣,李存东,李金才.不同形态氮素比例对棉花苗期生长及物质积累的影响[J].河北农业大学学报,2003,26(1):9-11.Dong Hairong,Li Cundong,Li Jincai.Effect of different NH4+/NO3-rations on young cotton growth and material accumulation[J].Journal of agricultural university of Hebei,2003,26(1):9-11.

[36]Szczerba M W,Britto D T,Kronzuker H J.Rapid,futile K+cyclingand poolsize dynamics define low-affinity potassium transport in barley[J].Plant Physiology,2006,141(4):1494-1507.

Effects of Different Nitrogen Applied on the Growth,Yield,and Fiber Quality of Cotton Genotypes with Different Potassium-Use Efficiency in Florescence

Liu Aizhong1,2﹟,Zheng Cangsong1﹟,Li Pengcheng1,Sun Miao1,Liu Jingran1,Zhao Xinhua1,Dong Helin1*,Shi Shubing2
(1.Institute of Cotton Research,Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory of Cotton Biology,Anyang,Henan455000,China;2.Xinjiang Agricultural University,Urumqi830052,China)

[Objective]The purpose of this study was to characterize the changes to cotton growth,yield,and fiber quality induced by different nitrogen applied in florescence under different soil available potassium (K)concentrations.[Method]High K-use efficiency cotton genotypes(Jimian 958 and Liaomian 18)and a low K-use efficiency cotton genotype(NuCOTN99B)were grown in pots with low(38.01 mg·kg-1)or high(152.24 mg·kg-1)soil K concentrations.Ammonium sulfate(as ammonium nitrogen)or calcium nitrate(as nitrate nitrogen)was applied in florescence,respectively.[Result]The plants grown under low soil K conditions had lower first fruit node and fewer bolls than the plants exposed to high soil K contents.Additionally,the whole plant dry weight,total K accumulation,total K utilization index,and seed cotton yield were significantly higher in plants treated with a high soil K concentration.Furthermore,the NH4+treatment produced shorter stems,fewer fruit branches and bolls,and lower seed cotton yields and the whole plant dry weight than the NO3-treatment.The NH4+treatment also resulted in a lower accumulation of total K and a lower total K utilization index.[Conclusion]The low K-use efficiency cotton genotype was sensitive to the adverse effects of NH4+applied in florescence,which had more serious consequences for the later mature cotton cultivar.

cotton;K level;N form;growth and development;yield and quality

S562.01

A

1002-7807（2017）04-0356-09 DOI 10.11963/1002-7807.lazdhl.20170602

2016-10-05 第一作者简介：刘爱忠 （1985―），男，硕士研究生，zhongzhong1028@126.com，ORCID:0000-0002-3553-7815；郑苍松（1986―），男，博士，zhengcangsong@163.com；﹟同等贡献。 * 通信作者，donghl668@sina.com，ORCID:0000-0002-0658-9341

国家现代农业产业技术体系棉花产业技术体系项目（CARS-18-17）；棉花高产液态肥技术的引进与成果应用(2016ZX08010005)；农业部行业专项(201503121)