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冬油菜(Brassica napus L.)是我国重要的油料作物,生产中重氮轻钾,加之主产区高强度复种及雨热同期,土壤钾素大量消耗,致使油菜产量停滞不前、限制氮肥利用率的提高。氮钾配施是油菜高产的重要栽培措施之一,理解氮钾配条件下油菜光合作用变化及作用机制对于深入挖掘油菜产量潜力、提高氮肥利用率具有重要的理论和实践意义。本研究采用田间氮钾互作定位试验(含4个氮肥用量:0、90、180、270 kg N/hm~2和4个钾肥梯度:0、60、120、180 kg K2O/hm~2,共16个互作处理),综合分析了氮钾配施对油菜产量、品质、叶片生长表型、光合特性、氮分配及氮周转的影响,阐明了氮钾互作提高油菜产量、改善油菜籽品质、促进苗期油菜生长、协调叶片氮分配与氮周转提高叶片光合能力、提升氮肥利用效率的机制。主要结果如下:(1)氮钾配施显著提高了冬油菜产量及氮肥利用率,降低了表观氮盈余。在钾供应不足时(K0和K60),施氮后华油杂9号(H9)和中双11(Z11)平均增产率为144.6%和117.2%,而在钾供应充足(K120和K180)条件下,氮肥施用后H9及Z11平均增产率高达212.4%和199.4%。与不施钾处理相比,施钾后H9和Z11产量提高了18.0%-132.9%和14.7%-148.1%,氮肥回收效率提升了6.5-21.3和8.7-21.6个百分点,表观氮盈余量降低了18.2%-43.2%和17.0%-35.1%。氮钾配施后H9及Z11产量较不施氮钾肥处理提高了153.2%-397.5%和150.4%-322.9%,远高于单施氮肥或钾肥对油菜产量的提升。达到相同目标产量(2500 kg/hm~2)时,钾肥施用降低氮肥投入和表观氮盈余,H9经济最优推荐氮钾肥用量低于Z11,为165 kg N/hm~2和103 kg K2O/hm~2。(2)氮钾配施通过调节籽粒氮钾养分含量及比值变化,调控籽粒含油量、蛋白质含量及脂肪酸组成。施氮后H9和Z11籽粒钾含量较不施氮处理平均降低了13.6%和18.5%,含油量减少了7.0%和8.9%。与不施钾处理相比,施钾后H9和Z11籽粒氮含量平均降低了7.9%和7.4%,含油率提升了8.6%和8.1%,而蛋白质含量减少了12.3%和12.0%。虽然氮钾配施后含油率略有降低,但H9及Z11产油量较不施氮钾肥处理提高了1.8-4.1和1.9-3.7倍。施钾显著增加了油酸含量,但降低了亚油酸和亚麻酸含量;施氮增加了单不饱和脂肪酸含量,降低了饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量,但不同施氮量之间无显著差异。(3)氮钾协同促进苗期油菜生长,而重氮轻钾加剧氮钾营养失衡和叶片缺钾症状。氮钾配施后苗期油菜生物量、叶面积指数和叶片净光合速率分别增加了108.2%-328.1%、115.1%-243.2%和68.2%-139.2%。在钾营养胁迫下增施氮肥加剧叶片缺钾症状,与N90K0处理相比N180K0和N270K0处理中因缺钾导致的黄叶面积占比增加了42.2%和147.7%。氮肥施用促进油菜生长、放大了生长稀释效应,降低了叶片临界钾浓度,与N90处理相比,N180和N270处理生物量提高了39.2%和41.4%,而叶片临界钾浓度降低了38.5%和45.3%。(4)氮钾配施扩大了叶片光合氮库、改善了光合系统中氮分配比例,极大地提高了油菜叶片光合能力和光合氮利用效率(PNUE)。施氮后叶片氮含量及光合氮库容量增加了39.3%-155.0%和14.2%-83.1%,而光合氮占比降低了4.0-11.0个百分点,致使叶片PNUE降低了14.9%-31.9%。相反,施钾后促进叶绿素生物合成、光合电子传输和蛋白质加工相关蛋白的表达,使叶片光合氮库容量及占比分别增加了25.1%-43.4%和3.4-11.4个百分点,PNUE提高了18.6%-112.2%。氮钾配施后虽然PNUE和光合氮分配比例略有降低,但光合面积和光合氮库容量较不施氮钾肥处理增加了134.1%和77.0%,远高于单施氮肥(26.0%)或单施钾肥(16.4%)对叶片光合氮库的提升,从而使叶片净光合速率提高了63.5%-132.8%。(5)在叶片生长过程中,氮钾配施增加储存氮含量、驱动储存氮向光合氮周转,是提高叶片光合速率及光合持续时间的关键。缺氮处理油菜叶片初始扩张时储存氮含量较施氮处理低19.1%,致使叶片完全展开时叶片面积、光合氮库容量及光合速率分别降低59.1%、19.8%和18.8%。在钾营养胁迫下,尽管叶片初始扩张时储存氮含量较施钾处理高8.3%,但到叶片完全展开时储存氮向光合氮周转量降低了10.0%,致使叶片完全展开时叶片面积、光合氮占比及光合速率平均降低了27.7%、19.6%和15.1%。相反,氮钾配施在协调氮钾营养平衡的同时,扩大了叶片光合氮库、促进储存氮向光合氮周转、提高了叶片光合面积,极大地提升了叶片光合能力。综上,氮钾配施协调氮钾营养平衡、增加了叶片光合面积、扩大了叶片光合氮库、优化了光合系统中氮分配比例、驱动储存氮向光合氮周转极大地提高了油菜叶片光合能力,从而促进苗期油菜生长、提高油菜产量、改善油菜籽品质、提升氮肥利用效率。