提高作物对钾素的吸收和利用

摘要

作物组织中钾素浓度须维持在5～40mg/g(以干重计)以上才能避免减产,土壤中的钾通常不足以满足这种需求,很多农业体系中需要施用钾肥.但是钾肥价格昂贵,因而人们着眼于通过改进农业措施或筛选钾高效利用基因型以减少钾肥的施用.农业中钾肥的利用率是由作物钾素吸收率(KUpE)和钾素利用率(KUtE)决定的.钾素吸收率是指作物根系从土壤中吸收钾素的能力,钾素利用率是指作物体利用所吸收到的钾素以获得产量的能力.作物种内和种间钾素吸收率和利用率均存在较大基因差异,染色体位点对这些特点的影响已经在拟南芥和其他几种作物上得到证实.可提高钾素吸收率的作物特性包括:(1)分泌有机物,促进非交换性钾的释放;(2)较高的根系吸钾能力;(3)早期根系活力较强,具有较高的根冠比,根系较长,根系密度较大;(4)根系在土体中扩散;(5)较高的蒸腾速率.可提高钾素利用率的作物特征包括:(1)植物体内钾的高效再分配;(2)耐低钾能力;(3)在钾浓度较低时,通过细胞代谢来维持理想的钾浓度;(4)在钾浓度较低时,钾的非特异性代换能力;(5)在钾浓度较低时,从老部位到新部位钾素的再分配;(6)在钾浓度较低时,维持适当的水分、光合作用和郁蔽度;(7)较高的收获指数.研发具有这些特征的基因型作物有利于减少钾肥的施用.