钾管理对不同耕作方式和播种时间下雨养条件下种植的小扁豆（Lens culinaris M.）生理与生化活动的影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Influence of Potassium Management on Physiology and Biochemical Activities of Lentil (Lens culinaris M.) Grown Under Rainfed Condition in Different Tillage and Sowing Time Scenario

扁豆雨养农业中耕作与钾肥协同管理对水分利用和产量影响研究。通过两季田间试验（2016-2018）和农户试验（2018-2019），对比早/晚播种与NT/MT/CT三种耕作结合K0/Kb/Kf/Kbf四种钾肥管理，发现早播MT+Kbf处理显著提升土壤储水（+7%）、光合速率（+12%）、氮还原酶活性（+37%），实现最高产量（比CT高14%）、水生产率（+16%）和成本收益比（+29%）。最佳策略为早播最小耕作配合基追钾肥。

　　

摘要

在印度，依靠雨养农业生产的扁豆为贫困人群提供了营养来源。然而，延迟且大规模的耕作方式不仅成本高昂，还会在植物生殖阶段引发水分胁迫。高温和水分胁迫会降低作物产量，而当这两种因素同时存在时，产量会进一步减少。从播种开始，通过合理的综合管理策略（包括耕作和养分管理），可能是解决这一问题的最佳途径。为了研究钾元素管理对扁豆植物生理和生化活动的影响，以及不同耕作方式和播种时间对这些影响的调控作用，并验证最佳处理方案在农民田间的实际效果，本研究在2016–2017年和2017–2018年设置了实验田，分别进行了两次扁豆播种（早播和晚播），采用了三种耕作方式[免耕（NT）、少耕（MT）和常规耕作（CT）]，以及四种钾肥施用方案[不施钾（K₀）、基施钾（K_b）、叶面施钾（K_f）和基施加叶面施钾（K_bf）。随后，在2018–2019年，将这四种最佳处理方案与农民的常规耕作方式结合，在五个农民的田地里进行了进一步验证。结果表明：常规耕作导致根区土壤水分含量降低（1.1 mm d^?1），而少耕和免耕方式则使土壤水分含量比常规耕作高出13–16 mm。早播扁豆的土壤水分含量更高，其蒸腾速率（Tr）比晚播扁豆高出11–14%。在少耕条件下，最大气孔导度（Gs）达到242 mmol H₂O m^?2 s^?1，蒸腾速率比免耕高出0.66 mmol H₂O m^?2 s^{?1》。常规耕作条件下光合作用速率（Pn）的下降幅度（33%至98%）相对较大，且光合作用速率与土壤湿度之间存在显著的正相关关系（R2 = 0.55）。尽管如此，基施加叶面施钾处理方式使蒸腾速率和光合作用速率分别比基施钾处理方式高出14%和12%。在整个生长期间，免耕方式的总碳水化合物（TC）含量最高；而常规耕作方式的脯氨酸含量比免耕方式高出29%。早播扁豆的硝酸还原酶（NRA）活性比晚播扁豆高出37%，少耕方式的硝酸还原酶活性则高出15%。无论是在实验田还是农民田地中，早播少耕方式均获得了最高的籽粒产量和最高的水分利用效率，并实现了最佳的成本效益比。在短季水稻种植后采用少耕方式，并配合基施加叶面施钾的管理措施，将是缓解水分胁迫的最佳方案；同样采用基施加叶面施钾的常规耕作方式也可能有效减轻水分胁迫。}

图形摘要

在印度，依靠雨养农业生产的扁豆为贫困人群提供了营养来源。然而，延迟且大规模的耕作方式不仅成本高昂，还会在植物生殖阶段引发水分胁迫。高温和水分胁迫会降低作物产量，而当这两种因素同时存在时，产量会进一步减少。从播种开始，通过合理的综合管理策略（包括耕作和养分管理），可能是解决这一问题的最佳途径。为了研究钾元素管理对扁豆植物生理和生化活动的影响，以及不同耕作方式和播种时间对这些影响的调控作用，并验证最佳处理方案在农民田间的实际效果，本研究在2016–2017年和2017–2018年设置了实验田，分别进行了两次扁豆播种（早播和晚播），采用了三种耕作方式[免耕（NT）、少耕（MT）和常规耕作（CT）]，以及四种钾肥施用方案[不施钾（K₀）、基施钾（K_b）、叶面施钾（K_f）和基施加叶面施钾（K_bf]。随后，在2018–2019年，将这四种最佳处理方案与农民的常规耕作方式结合，在五个农民的田地里进行了进一步验证。结果表明：常规耕作导致根区土壤水分含量降低（1.1 mm d^?1），而少耕和免耕方式则使土壤水分含量比常规耕作高出13–16 mm。早播扁豆的土壤水分含量更高，其蒸腾速率（Tr）比晚播扁豆高出11–14%。在少耕条件下，最大气孔导度（Gs）达到242 mmol H₂O m^?2 s^?1，蒸腾速率比免耕高出0.66 mmol H₂O m^?2 s^{?1》。常规耕作条件下光合作用速率（Pn）的下降幅度（33%至98%）相对较大，且光合作用速率与土壤湿度之间存在显著的正相关关系（R2 = 0.55）。尽管如此，基施加叶面施钾处理方式使蒸腾速率和光合作用速率分别比基施钾处理方式高出14%和12%。在整个生长期间，免耕方式的总碳水化合物（TC）含量最高；而常规耕作方式的脯氨酸含量比免耕方式高出29%。早播扁豆的硝酸还原酶（NRA）活性比晚播扁豆高出37%，少耕方式的硝酸还原酶活性则高出15%。无论是在实验田还是农民田地中，早播少耕方式均获得了最高的籽粒产量和最高的水分利用效率，并实现了最佳的成本效益比。在短季水稻种植后采用少耕方式，并配合基施加叶面施钾的管理措施，将是缓解水分胁迫的最佳方案；同样采用基施加叶面施钾的常规耕作方式也可能有效减轻水分胁迫。}

图形摘要