洪丕征，李巧玉，郭新送，范仲卿，陈卫民，张晶，侯文聪，李芳霞，丁方军，

（1.山东农大肥业科技有限公司/农业农村部腐植酸类肥料重点实验室，山东 泰安 271600；2.山东合泰检测技术服务有限公司，山东 泰安 271600；3.济南护理职业学院，山东 济南 250200）

钾作为作物生长发育过程中不可或缺的大量元素之一，在作物体内参与并调控诸多至关重要的生理生化过程，直接影响作物产量和品质形成［1-5］。目前，有关不同钾素对作物生长发育、产量形成等方面的影响研究大多集中在一些无机钾盐，如硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、磷酸二氢钾等［6-8］。然而，有研究表明，一些有机酸钾（甲酸钾、乙酸钾、丙酸钾等）也可显著影响作物不同生育期的生理生化指标，进而最终影响作物产量及农产品品质。目前这些应用研究主要集中在水稻、辣椒、烟草、茄子等作物上［9-12］，针对北方常见作物小白菜（Brassica rapassp.chinensis）的应用研究鲜有报道。为此，本试验以小白菜为对象，研究甲酸钾、乙酸钾及利用均苯四甲酸二酐（均酐）生产排放物生成的均苯四甲酸钾等不同有机酸钾对其幼苗生长的影响，以期为小白菜苗期钾素管理及生产均酐所产生排放物的农业利用提供参考依据。

1 材料方法

1.1 试验材料

供试小白菜品种为青梗菜（冬宝F1）。供试钾肥分别为硫酸钾、甲酸钾、乙酸钾、均苯四甲酸钾。硫酸钾、甲酸钾、乙酸钾均为分析纯。均苯四甲酸钾由均酐生产排放物与氢氧化钾溶液进行中和反应生成，其为有机酸钾溶液的主要成分。

1.2 试验方法

试验于2021年8月在山东农大肥业科技有限公司农业农村部腐植酸类肥料重点实验室进行。试验共设5个处理：硫酸钾（PS）、甲酸钾（OS1）、乙酸钾（OS2）、均苯四甲酸钾（OS3）、对照（CK，不施钾盐）。水培溶液中钾浓度统一为1 g/L（以K2O计），氮素及磷素分别由尿素和磷酸一铵提供，其他元素正常供应，且各处理浓度一致。采用LED光照循环水培装置进行培养：选取长势一致的小白菜幼苗（二叶一心）采用专用固定装置将植株固定于LED光照循环水培装置种植孔中，每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，室温控制在25℃。每处理重复10次，处理时间为12 d，每3 d更换一次营养液。

1.3 测定指标与方法

待处理12 d后进行植株样品采集，将小白菜幼苗洗净、吸干水分后测定根长。用万分之一天平分别称量地上部及地下部鲜重，计算鲜重根冠比。之后，将小白菜植株置于信封内，于烘箱中105℃下杀青30 min，然后在65℃下烘干至恒重，最后称量地上部及地下部干重，并计算干重根冠比。植株根系活力采用TTC法进行测定。

1.4 数据处理

用SPSS24.0软件进行单因素方差分析（P＜0.05）。采用Origin Pro 9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同有机酸钾对小白菜幼苗地上部生长的影响

由图1A看出，不同有机酸钾处理对小白菜幼苗地上部生长的影响差异较大。PS、OS1、OS2处理小白菜幼苗地上部鲜重显著高于CK。其中PS处理增幅最大，较CK增加179.4%；其次为OS1、OS2处理，较CK分别增加83.3%、104.9%，但两处理间差异不显著；OS3处理较对照增加10.5%，但差异不显著。

与CK相比，PS、OS1、OS2处理均显著提高小白菜幼苗地上部干重，且OS1、OS2处理增幅较大，分别达到64.3%、63.5%；其次为PS处理，较CK增加32.2%；而OS3处理小白菜幼苗地上部干重较CK有所降低，但差异未达显著水平（图1B）。

图1 不同处理小白菜幼苗地上部鲜、干重比较

2.2 不同有机酸钾对小白菜幼苗根系生长的影响

由图2看出，不同有机酸钾处理对小白菜幼苗根长、根鲜重、根干重的影响有较大差异。其中OS1、OS3处理小白菜幼苗根长显著低于CK和PS处理，OS2和PS处理与CK差异不显著（图2A）。PS、OS1、OS2处理显著提高小白菜根鲜重。其中以OS1处理的促进作用最大，较CK显著提高653.8%；其次为PS、OS2处理，较CK分别提高281.8%、189.6%；OS3处理对小白菜幼苗根鲜重的影响最小，与CK差异不显著（图2B）。与根鲜重的变化趋势大体一致，PS、OS1、OS2处理下小白菜幼苗根干重显著高于CK，分别高出119.2%、101.2%、92.4%，OS3处理较CK也增加但差异不显著（图2C）。

图2 不同处理小白菜幼苗根长、鲜重、干重比较

2.3 不同有机酸钾对小白菜幼苗物质分配的影响

总体来看，不同有机酸钾处理对小白菜幼苗生长过程中的物质分配影响不同（图3）。PS、OS1、OS2处理显著提高小白菜幼苗的鲜重根冠比。其中OS1处理增幅最大，达372.3%；其次为PS、OS2处理，分别较CK提高39.1%、22.7%；OS3处理较CK有小幅提高（1.6%），但差异不显著（图3A）。

由图3B看出，所有钾盐处理均显著提高小白菜幼苗的干重根冠比。其中以PS处理的提升效应最大，较CK升高63.6%；其次为OS1、OS2、OS3三个有机酸钾处理，干重根冠比较CK分别提高23.7%、18.8%、24.1%，但这3个处理间差异不显著。

图3 不同处理小白菜幼苗鲜重、干重根冠比比较

2.4 不同有机酸钾对小白菜幼苗根系活力的影响

根系活力能直接反映根系对养分和水分的吸收能力。由图4看出，PS、OS1、OS2处理显著提升小白菜幼苗的根系活力。其中以OS1处理的促进作用最大，较CK提升40.3%；OS2处理次之，较CK提升36.6%；PS处理较CK亦升高21.1%；OS3处理根系活力略升高，但与CK差异不显著。

图4 不同处理对小白菜幼苗根系活力的影响

3 讨论

3.1 有机酸钾对小白菜幼苗生长的影响

研究表明，有机酸钾可显著促进作物生长［9-12］。本研究表明，OS1、OS2处理显著提高小白菜幼苗地上部及地下部鲜重、干重。这与刘燕等［9］在水稻幼苗上的研究结果一致，说明有机酸钾可显著影响小白菜幼苗地上部与根系的物质累积。本研究中，以地上部干重为评价标准，与硫酸钾相比，甲酸钾、乙酸钾对小白菜幼苗生长的促进效应最大，同时也显著提高根鲜重和干重。其可能原因为，甲酸钾、乙酸钾与均苯四甲酸钾相比分子量小，更易被小白菜幼苗根系吸收利用，可提供叶片光合作用所必需的碳源，进而提高小白菜幼苗叶片光合固碳能力，最终促进小白菜幼苗地上部干物质累积［9，13］；另一个原因可能是：甲酸钾处理下小白菜幼苗根系活力最强，进而对水分和养分的吸收能力更强，供给地上部的水分和养分更多。因此认为，甲酸钾、乙酸钾是小白菜苗期补钾效果较好的钾源，可作为小白菜苗期专用水溶肥料的钾源原料。

3.2 有机酸钾对小白菜干物质分配的影响

钾素作为作物生长发育必需的矿质元素之一，在调控作物体内碳水化合物分配、运转与贮存方面起到至关重要的作用，不仅能促进新合成碳水化合物的运转，而且对贮存矿物质的移动也有显著作用［14-18］。与之一致，本研究也表明不同钾盐处理显著影响小白菜幼苗的干物质分配，所有钾盐处理均显著提高小白菜幼苗的干重根冠比，以硫酸钾处理增幅最大，甲酸钾次之。这说明有机酸钾也能使更多的干物质向根系分配、累积。其可能的机制是：与硫酸钾类似，有机酸钾在光合同化物和养分运输中也起到了重要作用——有机酸钾能促进光合同化物以蔗糖和氨基酸形式向小白菜幼苗根系等生理反应库运输累积，在钾素供应充足情况下，作物体内钾浓度、渗透势、韧皮部内液流量和运转速率均处在较高水平，韧皮液中蔗糖等物质浓度也相应增加，从而使更多的光合同化物向根系运转、累积，最终导致小白菜幼苗干重根冠比的提高。钾的此种作用与其能在筛管中形成一定渗透势和形成高能化合物装载光合同化物相关联［18-20］，其具体作用机制需进一步深入研究。

4 结论

不同有机酸钾对小白菜幼苗生长参数的影响不同，甲酸钾、乙酸钾对小白菜幼苗地上部干重的促进效应最优，二者均显著提高小白菜幼苗根鲜重、干重及根系活力。甲酸钾对小白菜幼苗鲜重根冠比的提升效果最好，而硫酸钾对干重根冠比的提升效应最大。以地上部干重为评价标准，相较于硫酸钾，甲酸钾、乙酸钾对小白菜幼苗生长的促进效应最大，均苯四甲酸钾对其影响最小。甲酸钾、乙酸钾是小白菜苗期补钾效果较好的钾源，可作为小白菜苗期专用水溶肥料的钾源原料。