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作者与机构
该研究由王昭月、蔡颖、杜峰屹和肖春花*（*为通信作者）共同完成，研究单位是石河子大学农学院/绿洲生态农业重点实验室，位于新疆石河子。研究发表在《植物营养与肥料学报》（Journal of Plant Nutrition and Fertilizers）2024年第30卷第2期，DOI为10.11674/zwyf.2023308。

学术背景
该研究的主要科学领域是作物栽培与植物营养，特别是春玉米（spring maize）的种植密度与钾素（potassium）营养的关系。种植密度和钾素营养是影响春玉米产量和品质的关键因素。新疆作为全国玉米产量潜力最大的地区，近年来通过推广紧凑型玉米品种和覆膜栽培技术，玉米种植密度逐年增加。然而，关于不同种植密度下春玉米冠层钾素分布及其与产量关系的研究较少。因此，本研究旨在探索种植密度与春玉米冠层钾素吸收、转运的关系，为新疆春玉米高产、高效、优质栽培提供理论依据。

研究流程
研究于2015年和2016年在新疆伊犁新源县进行，采用裂区试验设计（split-plot experimental design），主区为玉米品种，副区为种植密度。试验材料为两个高产且适应性广的杂交品种：先玉335（Xianyu 335）和郑单958（Zhengdan 958）。设置两个密度水平：常规密度（m1，60000株/hm²）和高密度（m2，120000株/hm²）。每个处理重复3次，小区面积为200 m²，总试验区面积为2400 m²。试验地土壤为黑钙土，播前耕层土壤理化性质包括pH 7.8、有机质11.3 g/kg、全氮0.78 g/kg、碱解氮69.59 mg/kg、速效磷30.6 mg/kg、速效钾223 mg/kg。
研究在吐丝期（silking stage）和成熟期（maturing stage）分别取样，测定春玉米不同器官的干物质量和钾素含量。具体流程包括：
1. 样品采集：在吐丝期和成熟期，每个处理选取3株代表性植株，从茎基部切取地上部分，按叶位和茎节拆分，记录叶片和茎节位置。
2. 干物质测定：将样品在105℃下杀青30分钟，80℃下烘干后称重并粉碎。
3. 钾含量测定：采用浓H₂SO₄-H₂O₂消煮法处理样品，火焰光度法测定钾素含量。
4. 数据计算：计算营养器官钾素积累量、转运量、转运率及对籽粒的贡献率。
5. 室内考种：测量穗长、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、千粒重等产量构成因子。
6. 数据分析：使用SPSS 19.0进行方差分析和相关性分析，Origin 2021和Excel进行数据处理和制图。

主要结果
1. 产量与产量构成因子：高密度种植显著提高了两个品种的籽粒产量。2015年和2016年，先玉335在高密度下的籽粒产量分别比常规密度提高了54.86%和30.97%，郑单958分别提高了36.86%和23.94%。高密度下有效穗数显著增加，但穗粒数和千粒重有所下降。
2. 钾素转运与贡献率：高密度下，春玉米冠层叶片和茎秆的钾素转运量、转运率及对籽粒的贡献率均显著高于低密度。例如，先玉335在高密度下叶片钾素转运量比低密度高66.9%，茎秆钾素转运量高586%。
3. 钾素积累量垂直分布：高密度下，两个品种冠层叶片和茎秆的钾素积累量均大于低密度。穗位叶（d7、d8）和穗下叶（d9）的钾素积累量显著高于其他叶片，茎秆钾素积累量从顶部到底部逐渐增加。
4. 钾素积累量与产量的相关性：吐丝期和成熟期，穗位叶及穗下叶的钾素积累量与产量、有效穗数呈显著正相关，与穗粒数、千粒重呈显著负相关。吐丝期的相关性更显著。

结论
研究表明，合理增加种植密度可显著提高春玉米群体钾素积累量，促进叶片及茎节钾素的吸收与转运，进而提高籽粒产量。吐丝期穗位叶和穗下叶及茎节的钾素积累量对产量影响显著，是决定产量的关键因素。研究为新疆春玉米高产栽培和钾素高效利用提供了理论依据。

研究亮点
1. 重要发现：高密度种植显著提高了春玉米的钾素转运量和对籽粒的贡献率，穗位叶和穗下叶的钾素积累量与产量密切相关。
2. 方法创新：采用裂区试验设计和多时期取样分析，结合火焰光度法测定钾素含量，数据全面且可靠。
3. 应用价值：研究结果为新疆春玉米高产栽培提供了科学依据，对优化种植密度和钾肥管理具有重要意义。

其他有价值内容
研究还指出，随着生育期的推进，春玉米冠层基部叶片和茎秆的钾素积累量与产量的相关性逐渐降低，这可能与营养器官养分向籽粒转运有关。这一发现为春玉米生育后期的钾素管理提供了新的思路。