氮钾配施提高夏玉米光合能力的途径

来源：植物营养与肥料学报杂志2026年第7期北京时间：

作者：李梦, 冯义晨, 王明花, 王鸣腾, 徐春燕, 蔡迦铭, 王宜伦, 张顺涛, 李岚涛

摘要：目的氮钾肥配施是提高华北地区夏玉米养分平衡供给，增强光合作用效率和夏玉米产能的重要措施。本研究旨在分析氮钾配施对夏玉米各生育期叶片叶绿体形态结构及光合酶活性的调控效应。方法田间试验在河南省沁阳市进行，试验采用氮钾双因素完全随机区组设计，设置4个氮肥水平(N 0、90、180、270 kg/hm2，记为N0、N90、N180、N270)和3个钾肥水平(K2O 0、60、120 kg/hm2，记为K0、K60、K120)，共12个处理。测定了夏玉米各时期养分吸收量，大喇叭口期和灌浆期叶片光合作用参数、冠层温度、叶绿体形貌结构及光合酶活性，以及成熟期产量，并计算了光合氮、钾利用效率(PNUE、PKUE)和肥料利用率。结果与N0K0相比，氮钾配施后夏玉米产量提高55.6%，各时期地上部氮、钾积累量分别提升105.1%和100.1%，显著高于单施氮肥或单施钾肥处理，且氮钾配施处理叶绿素含量、叶面积指数、生物量、PNUE和PKUE分别平均提高20.0%～25.1%、40.6%～81.6%、94.3%～112.7%、39.2%～95.1%和54.0%～102.3%，冠层温度呈降低趋势。与单施钾肥、氮肥处理相比，氮钾配施处理夏玉米叶片厚度平均提高10.4%～16.1%、3.9%～13.0%，与其他处理相比，N180K60处理的叶肉细胞叶绿体贴合细胞壁均匀分布，叶绿体基质和基粒片层分布清晰。氮钾配施处理叶片光合速率及光合酶活性显著升高，夏玉米叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、气孔导度(Pn、Ci、Tr、Gs)分别较单施钾处理增加18.3%～19.3%、14.6%～15.2%、18.0%～20.3%、31.7%～52.5%，分别较单施氮处理增加了17.1%～27.6%、12.3%～45.1%、14.6%～36.1%、32.1%～97.2%，光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)均明显升高，而非光化学猝灭系数(NPQ)降低，且钾肥施用对表观量子效率(AQE)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)的提升效果更为显著，而氮肥施用对最大净光合速率(Pnmax)的促进作用优于钾肥。此外，氮钾配施处理在大喇叭口期和灌浆期的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RuBisCO)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性较单施钾处理分别提高21.6%～41.3%、27.7%～28.5%和11.6%～19.4%，较单施氮处理分别提高16.2%～34.0%、12.9%～17.5%和11.3%～16.8%，促进了叶片碳固定及同化，保障光合速率高效进行。结论氮肥可促进夏玉米叶片生长和叶绿素的构建，钾肥通过优化CO2供应，增强光化学猝灭机制，促进光合产物运输，提升了叶片利用最大光强的能力，提高了光饱和点。二者均可增加叶片厚度、叶面积，降低冠层温度，增强光合酶(RuBisCO、AGPase、SPS)活性，提高光合氮、光合钾利用效率(PNUE、PKUE)，保障光系统Ⅱ正常运行，降低光能耗散。适宜的氮钾配比效果更为稳定和显著，进而获得更高的产量。本试验条件下，夏玉米推荐施氮量为N 180 kg/hm2，施钾量为K2O 120 kg /hm2。

关键词：夏玉米, 氮钾配施, 光合速率, 光合酶活性, 叶绿体结构, 叶片结构, 光合养分利用率