在高产优质农业生产中,人们不仅关心产量,也同样关心农产品的营养质量。在肥料三要素氮磷钾中,钾常常被称为农作物的“质量要素”。这反映出钾对农作物营养品质形成的重要影响,在生产实践中常常发现作物由于缺钾,光合作用、呼吸作用、物质转移和许多酶系统功能受到不良影响,不仅作物产量降低,农产品品质也会下降。评价钾对农产品质量的作用时,需要建立一套标准,它反映在组成成分下降等诸多方面。如牧草的蛋白质或柑橘的糖酸比等。衡量钾对经济作物产品品质影响的标准不是千篇一律的,而是随作物种类不同以及人类所要利用的部位不同而变化。
科学研究发现,遗传因子在品质的潜力中起主要的作用,而生产管理和良好环境因素的配合,都有助于品质潜力的最大发挥,但因果关系比较复杂。有些人一直误以为油料作物的产量与油分含量呈正相关,其实并非完全如此,有许多因素如育种、温度、水分、施肥都能改变种子的含油量、脂肪的组成和蛋白质含量。国内外关于钾和作物品质的关系虽已做过许多研究和评价,但是广度和深度还是不够的。这里仅以油料作物和高蛋白作物为例加以简述:
油料作物
大豆 增施不同肥料对其蛋白质和油分含量的影响是不同的。大豆种子中油和蛋白质含量之间呈反相关,增施氮会使油含量降低,增施磷钾,则油含量增加。
油菜 当氮肥单一增加到较高水平时,种子的含油量略为降低,但随着钾肥施用的增加,含油量逐渐增加,同时平衡增施氮肥和钾肥最显著的影响是增加油菜单株的种子产量。
向日葵 向日葵需要大量的钾,生产一吨种子约需200千克钾。尤其在含钾很低的砂壤土施钾可使种子产量、含油量、油总产量显著增加。在灌溉条件下的小区试验表明,当施氮量恒定在13.4千克/亩时,将施钾量由0增加到14.8千克/亩的情况下,种子和油的产量几乎翻了一番。随着钾肥的增加,向日葵花盘及其种籽的大小也有所增加。
油棕和椰子 油棕和椰子是热带和亚热带的主要产油植物,产油量很高,它们对钾的需要量大,但是热带土壤含钾又低,例如在南方非饱和铁铝土上,氯化钾最佳年施用量通常为13~33千克/亩,在此范围内一般每施用1吨氯化钾可获6~14吨油棕果穗(合1.2~2.8吨油)。当每年每棵树施钾量由0增加到7千克氯化钾时,油棕果穗重量增加15%,但含油量降低2%。说明施钾对含油率有负效果。钾对含油率没有影响而可增加油棕果穗量,提高油总产量。
椰子树从土壤中获得钾和其他矿质养分的能力较棕榈树强,钾也是对它最有效的肥料。在象牙海岸试验对5龄椰子树每年每棵施用1.2千克氯化钾,干椰肉可增产1倍,油产量也相应提高。
以上试验案例看出,钾似乎对油脂的生物合成影响最大。钾肥的主要贡献是提高产量,从而提高每公顷的油产量。至于油料作物的籽粒和果实产量增加的同时,其含油率是否增加不一定。尤其是大量施用氮肥时,这一推论更会误导,因为蛋白质含量和含油量通常呈负相关。而且钾肥对脂肪酸组成的影响小于遗传属性所产生的作用。
高蛋白质作物
高蛋白作物需要的钾比一般作物高,比如每收获一吨苜蓿从土壤中所移走的钾大约22.7千克。这类作物有三个共同特点:
一、蛋白质的产出高。作物体内的钾含量与蛋白质含量呈高度正相关,不仅籽粒中含有高浓度钾,而且大部分钾是与蛋白质结合态的,所以高蛋白质作物还具有较高的钾收获指数(指:收获物中钾的数量)。其原因是这类作物能更有效地将钾调运入发育的籽实中,钾参与了蛋白质合成中氮的调运。
二、钾有利于蛋白质结构的稳定。籽实中大多数贮藏蛋白富含酸性氨基酸,如谷氨酸、天冬氨酸。钾可平衡这两种阴离子态的氨基酸。
三、高浓度钾的作用还可促进蛋白质合成器官的活性。
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