張曉燕，王森山，李小龍，李亞娟，胡桂馨*

(1.甘肅農業(yè)大學草業(yè)學院，甘肅 蘭州730070；2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

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不同施鉀量對苜蓿碳水化合物含量及抗薊馬的影響

張曉燕1,2，王森山1,2，李小龍1,2，李亞娟1,2，胡桂馨1,2*

(1.甘肅農業(yè)大學草業(yè)學院，甘肅 蘭州730070；2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

為了明確施鉀是否能有效提高苜蓿對薊馬的抗性并研究相關生理變化，本試驗以感薊馬苜蓿品種甘農3號和抗薊馬苜蓿品種甘農9號為材料，設0、6、9、12、15 (K2O) g/m2等5個鉀濃度水平，在大田薊馬為害高峰期，評價和測定了不同鉀水平處理下苜蓿的受害指數、葉片鉀含量、產量、碳水化合物含量；在苜蓿第二茬中，隨著鉀水平的升高，甘農3號和甘農9號老葉和心葉的鉀含量、可溶性糖、淀粉和木質素含量升高，產量顯著增加(P<0.05)；受害指數均顯著降低，且受害指數均在K2水平下最低，分別較K0水平降低了47.60%和46.11%；在第三茬中，甘農3號和甘農9號的受害指數、產量、鉀含量、可溶性糖、淀粉和木質素含量的變化規(guī)律與第二茬相似，受害指數在K2水平下分別較K0水平降低了30.78%和23.27%。第二茬和第三茬中，在低于9 (K2O) g/m2施鉀水平下，苜蓿葉片鉀含量與受害指數顯著負相關(P<0.05)；高于12 (K2O) g/m2水平下，苜蓿葉片鉀含量與受害指數無顯著相關性(P>0.05)。鉀元素可通過提高苜蓿碳水化合物的合成(尤其是可溶性糖和淀粉)及生長性能來提高苜蓿對薊馬的耐害性。施鉀后甘農3號的受害指數均低于未施鉀甘農9號的受害指數，因此，通過施鉀管理來提高苜蓿對薊馬的耐害性是一種有效的措施。9 (K2O) g/m2是本試驗中最經濟有效的施肥量。

苜蓿；鉀元素；薊馬；抗蟲性；碳水化合物

以牛角花齒薊馬(Odontothripsloti)為優(yōu)勢種的苜蓿薊馬類害蟲已成為我國北方苜蓿(Medicagosativa)生產的重要威脅和障礙，且隨著苜蓿產業(yè)的發(fā)展，其危害日益嚴重[1]。在苜蓿營養(yǎng)生長階段，其主要在苜蓿心葉中取食為害，絕大部分苜蓿品種受害率達95%以上[2-3]。目前生產上主要是通過化學農藥進行防治，但效果欠佳且易造成藥物殘留[4]。與單一化學防治措施相比，通過土壤施肥調節(jié)植物的生長和生理狀況，不僅直接影響植物的生長發(fā)育，而且還會通過植物的組成和內含物及其代謝(植物體內糖、蛋白質、脂肪的代謝等)對以植物為食的昆蟲、螨類等產生間接影響[5]。有研究表明苜蓿對薊馬的主要抗性機制為耐害性[6-8]，而植物耐蟲性的表達受土壤中的氮、磷、鉀和一些微量元素的影響，而且其影響力度大于溫度[9]。由于氮、磷、鉀在植物生長中所起作用的不同，對植食性昆蟲的影響也不同[10]。鉀與植物抗不良環(huán)境的能力有關，因此被稱為抗逆元素[11]，同時鉀對植物體內的光合作用、碳水化合物的形成和轉化都有明顯的促進作用[12]。鉀在改善植物病蟲害發(fā)生狀況中的作用，國內外已有諸多的報道。吳暉等[13]報道，土壤的速效K含量對錐栗(Castaneahenryi)的抗蟲性有顯著的影響，速效K含量越高，錐栗的抗蟲性越強，Perrenoud[14]對報道的2000例文獻進行了統(tǒng)計，多數文獻表明施用鉀肥可以減低病蟲害的發(fā)生。這些研究也支持了土壤礦質元素進行有機管理會提高植物對害蟲抗性的觀點。截至目前，苜蓿的施肥管理僅限于如何提高產量和牧草品質，鮮有通過水肥管理來控制苜蓿病蟲害的報道。隨著綠色可持續(xù)農業(yè)的發(fā)展，通過深入研究，人為調節(jié)植物營養(yǎng)將有助于揭示植物和植食性昆蟲二者之間的營養(yǎng)互作關系及其內在作用機理，而且可為害蟲的生態(tài)調控提供新的思路與途徑[15-16]。本研究以抗薊馬苜蓿品種甘農9號(2013年甘肅省牧草審定品種)和西北地區(qū)廣泛推廣種植但對薊馬抗性較低的苜蓿品種甘農3號[4]為試驗材料，探索研究不同K水平下，抗、感苜蓿品種對牛角花齒薊馬的抗性表現，闡明礦質元素K對于提高苜?？瓜x性的作用及其機制，進而為苜蓿害蟲田間可持續(xù)管理提供參考依據。

1　材料與方法

1.1材料

苜蓿材料：甘農3號(Medicagosativacv. Gannong No.3)，甘農9號(Medicagosativacv. Gannong No.9)。

供試蟲源：大田自然發(fā)生的薊馬復合種群。

1.2試驗地概況

試驗于2015年5月-2015年9月在甘肅農業(yè)大學蘭州牧草試驗站進行。試驗站位于蘭州市西北部，地處黃土高原西端，地理坐標為E 105°41′，N 34°05′。海拔1525 m，區(qū)內地勢平坦，肥力均勻，土壤類型為黃綿土，黃土層較薄，土壤有機質含量0.84%，pH 7.5，土壤含鹽量0.25%，有效氮95.05 mg/kg，有效磷7.32 mg/kg，有效鉀78.2 mg/kg。

1.3試驗設計

試驗采用裂區(qū)區(qū)組排列，設3個大區(qū)，每個大區(qū)一半播種甘農3號，一半播種甘農9號；兩個品種均于2014年5月播種。2015年5月21日第一茬刈割后測土施鉀。每個大區(qū)下設5個K (K2O)水平處理，分別為0，6，9，12，15 (K2O) g/m2，在本研究中分別用K0、K1、K2、K3、K4表示，磷素和氮素設1水平，分別為12 (P2O5) g/m2和7.5 (N) g/m2[17-18]，試驗所用鉀肥為硫酸鉀(含K2O：50%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O5：20%)，氮肥為國產的尿素(含N：46%)。施肥處理小區(qū)面積2 m×8 m。試驗大區(qū)間土壤用寬60 cm鋁塑板隔離，施肥處理小區(qū)用鋁塑板隔離，深度為40 cm，試驗地四周用寬60 cm的鋁塑板隔離。分別于6月27日和8月16日，第二茬和第三茬苜蓿蕾期，對兩個苜蓿品種進行受害程度評價和產量測定，并取苜蓿心葉和老葉(倒3葉和4葉)測其鉀含量、可溶性糖、淀粉和木質素含量。

1.4試驗方法

1.4.1受害程度的調查每個肥料處理小區(qū)除去邊際50 cm，隨機選取20個苜蓿枝條，統(tǒng)計每枝條苜蓿上部20 cm以內長度大于4 mm的葉片，分別統(tǒng)計其受害級別，按下式計算其受害指數[19]。

受害指數=[∑(受害級葉片數×受害級值)/(調查總葉片數×受害最高級值)]×100%

1.4.2產量測定除去每個肥料處理小區(qū)邊際50 cm，每個小區(qū)每個品種分別刈割2 m2，稱取鮮重，并隨機取甘農3號、甘農9號鮮樣500 g，105 ℃殺青15 min，之后置于65 ℃下烘至恒重，冷卻后取出用1%天平稱量干重。

1.4.3鉀含量測定鉀含量的測定采用火焰光度法[20]。

1.4.4可溶性糖的測定準確稱取苜蓿樣品0.05 g，置于1.5 mL離心管中，加入80%乙醇50 μL，于80 ℃水浴浸提30 min，冷卻后于4000 r/min離心5 min，收集上清液，殘渣中再加80%乙醇950 μL，再次浸提，將2次提取的上清液合并。此提取液中含葡萄糖、果糖、蔗糖和低分子量果聚糖。測定時，取上述提取液16 μL，加入蒸餾水184 μL和蒽酮試劑100 μL，搖勻，置入沸水浴中顯色10 min，取出后立即冷卻，于625 nm波長處測定吸光值。用D-葡萄糖繪制標準曲線，濃度為0、3.125、6.25、12.5、25、50 μg/mL[21]。

1.4.5淀粉的測定將提取可溶性糖以后的殘渣，移入5 mL容量瓶中，加入蒸餾水1000 μL，置于沸水浴中煮沸15 min，再加入9.2 mol/L高氯酸100 μL，提取2 min后，混勻，離心后，取樣品50 μL，加蒸餾水150 μL，再加入蒽酮1000 μL顯色后測定，根據標準曲線計算淀粉含量[22]。

1.4.6木質素的測定參考林葵等[23]的方法，并略有改動，于2 mL離心管中稱取粉碎苜蓿樣品0.05 g，加入1 mL 95%乙醇(分2次加入)和適量石英砂，研磨至勻漿，轉到10 mL離心管中，4000 r/min 離心5 min，倒出上清液，再加2 mL 95%乙醇洗滌沉淀物2次，最后用乙醇∶正己烷=1∶2(V/V)2 mL沖洗2次，收集沉淀物使其自然干燥備用。干燥物及空白中均加入25%溴乙酰冰乙酸溶液2 mL，使沉淀溶解，于70 ℃水浴中保溫30 min，然后加入2 mol/L的NaOH 0.9 mL終止反應，再加冰醋酸5 mL和7.5 mol/L的羥胺鹽酸0.1 mL，4000 r/min離心5 min，取上清液0.1 mL，加入冰醋酸3 mL稀釋，以空白作為對照，在280 nm處測定吸光值。

1.5數據處理

用Excel 2007軟件進行數據整理，SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計和顯著性分析。

2　結果與分析

2.1不同施鉀水平下苜蓿受害指數的變化

由表1可知，在第二茬中，甘農3號和甘農9號的受害指數均隨著鉀水平的升高顯著下降，相對于K3水平有所上升(P<0.05)，且均在K2水平下最低，在K3和K4水平下，兩個苜蓿品種的受害指數均顯著高于K2水平下受害指數，除K3水平(P<0.05)。在相同鉀水平下，甘農3號受害指數顯著高于甘農9號(P<0.05)，但施鉀后的甘農3號受害指數均顯著低于未施鉀的甘農9號的受害指數，除第三茬K1水平(P<0.05)。甘農3號和甘農9號在其他鉀處理下的受害指數均低于K0鉀水平處理。第三茬與第二茬有相似的規(guī)律。

2.2不同施鉀水平下苜蓿產量的變化

由表2可知，第二茬中，甘農3號和甘農9號苜蓿產量均隨鉀水平的升高而上升，K2處理下的產量均顯著高于其他鉀水平下的產量(P<0.05)，K3和K4處理下的產量略低于K2處理。與K0處理相比，甘農3號和甘農9號的產量均在K2處理下最高。在第三茬中，甘農3號和甘農9號苜蓿產量均隨鉀水平的升高而顯著上升(表2)，甘農3號產量在K3處理下最高，甘農9號產量在K2處理下最高(P<0.05)。在兩茬中，在同一鉀處理下，甘農9號的產量均高于甘農3號。

表1　不同K水平處理下甘農3號和甘農9號苜蓿的受害指數

注:不同小寫字母表示同一茬次品種和處理間差異顯著(P<0.05)；G-3、G-9為甘農3號和甘農9號縮寫。K0、K1、K2、K3、K4分別表示鉀濃度為0、6、9、12、15 (K2O) g/m2。

Note: The same cutting, varieties and the treat with different letters indicate significant difference at theP<0.05 level; G-3 and G-9 stand for Gannong No.3 and Gannong No.9.K0, K1, K2, K3, K4stand for 0, 6, 9, 12, 15 (K2O) g/m2potassium level.

表2　不同K水平下甘農3號和甘農9號產量的變化

注:不同小寫字母表示同一品種不同處理間差異顯著(P<0.05)，G-3、G-9為甘農3號和甘農9號縮寫。K0、K1、K2、K3、K4分別表示鉀濃度為0、6、9、12、15 (K2O) g/m2，下同。

Note: The same cutting, the same variety and the same treat with different letters indicate significant difference at theP<0.05 level;G-3 and G-9 stand for Gannong No.3 and Gannong No.9, K0, K1, K2, K3, K4stand for 0, 6, 9, 12, 15 (K2O) g/m2potassium level. The same below.

2.3不同施鉀水平下苜蓿植株葉片鉀含量及其與受害指數相關性

2.3.1苜蓿植株葉片鉀含量的變化由表3可知，第二茬中，在心葉中，除K1水平，甘農3號和甘農9號苜蓿的鉀含量均隨鉀水平的升高而顯著上升(P<0.05)；老葉中，相對于K0處理，甘農9號和甘農3號苜蓿的植株鉀含量均隨鉀水平的升高而上升，但在K2、K3和K4水平下甘農3號的鉀含量差異不顯著(P>0.05)；甘農3號和甘農9號在K1水平下葉片鉀含量均顯著高于其他鉀水平。第三茬中，相對于K0處理(表3)，在心葉中，除K1水平，甘農3號和甘農9號苜蓿的植株鉀含量均隨鉀水平的升高而顯著上升(P<0.05)。在老葉中，甘農9號和甘農3號苜蓿的植株鉀含量均隨鉀水平的升高而上升，兩個品種在K1水平下鉀含量均顯著高于其他鉀水平(P<0.05)。從表3也可以發(fā)現，同一施鉀處理下，第二茬苜蓿心、老葉片的鉀含量較第三茬高。

2.3.2苜蓿植株葉片鉀含量與受害指數的相關性相關性分析發(fā)現，在低于K3水平下，苜蓿的受害指數均與心葉鉀含量呈顯著的負相關關系，第二茬甘農3號和甘農9號葉片含鉀量與受害指數的相關性分析的公式分別為y=-136.6x+447.9，相關系數為0.681和y=-137.6x+439.1，相關系數為0.683。第三茬兩個品種葉片含鉀量與受害指數的相關性分析的公式分別為y=-110.1x+368.9，相關系數為0.714和y=-81.30x+283.0，相關系數為0.636。高于K2水平下，苜蓿的受害指數均與心葉鉀含量無顯著的相關關系，甘農3號和甘農9號葉片含鉀量與受害指數的相關性分析的公式分別為y=14.65x-3.682，相關系數為0.086和y=-6.241x+54.71，相關系數為0.022。第三茬中，兩個品種葉片含鉀量與受害指數的相關性分析的公式分別為y=16.42x+18.23，相關系數為0.383和y=7.008x+41.51，相關系數為0.026。

表3　不同K水平下甘農3號和甘農9號葉片鉀含量的變化

2.4不同施鉀水平下苜蓿葉片碳水化合物含量的變化

2.4.1苜蓿葉片可溶性糖含量的變化由表4可知，在第二茬中，隨鉀水平的升高，甘農3號和甘農9號苜蓿的可溶性糖含量均上升。在心葉中，甘農3號和甘農9號在K4和K3水平下可溶性糖含量和變化率最高，與K0差異顯著(P<0.05)。在老葉中，甘農3號和甘農9號苜蓿的可溶性糖含量和變化率在K2水平達到最高。第三茬中，在心葉中，甘農3號和甘農9號在K3水平下可溶性糖含量和變化率高于其他鉀水平。在老葉中，甘農3號苜蓿的可溶性糖含量在K4水平顯著高于K0、K1、K3處理(P<0.05)，甘農9號苜蓿的可溶性糖含量和變化率在K3水平達到最大值顯著高于其他鉀處理(P<0.05)，兩茬苜蓿的老葉可溶性糖含量均高于心葉。從兩茬苜蓿葉片可溶性糖含量的變化率來看，鉀元素對第二茬苜蓿葉片可溶性糖含量的影響高于第三茬。

表4　不同K水平下甘農3號和甘農9號可溶性糖含量的變化

2.4.2苜蓿葉片淀粉含量的變化由表5可知，相對于K0處理，第二茬中，甘農3號和甘農9號苜蓿的淀粉含量均隨鉀水平的升高而上升。

表5　不同K水平下甘農3號和甘農9號淀粉含量的變化

在心葉中，甘農3號在K2水平下淀粉含量和變化率顯著高于K0水平(P<0.05)，甘農9號的淀粉含量和變化率在K3水平下達到最大，其含量顯著高于K0、K1、K2水平(P<0.05)。在老葉中，兩個苜蓿品種的淀粉含量和變化率均在K3水平達到最大值。第三茬中，苜蓿葉片淀粉含量的變化規(guī)律和第二茬相似。在心葉中，甘農3號在K4水平下淀粉含量和變化率顯著高于K0和K1水平(P<0.05)，甘農9號苜蓿的淀粉含量在K2水平下達到最大，其含量顯著高于K0水平(P<0.05)。在老葉中，甘農3號和甘農9號苜蓿的淀粉含量和變化率在K2、K3水平達到最大值，顯著高于其他鉀水平(P<0.05)。老葉淀粉含量的增長率高于心葉淀粉含量的增長率。由兩茬苜蓿葉片淀粉含量的變化率可以發(fā)現，鉀元素對第二茬苜蓿葉片淀粉含量的影響高于第三茬。

2.4.3苜蓿葉片木質素含量的變化由表6可知，相對于K0處理，第二茬中，甘農3號和甘農9號苜蓿的木質素含量均隨鉀水平的升高而上升。在心葉中，甘農3號和甘農9號的木質素含量和變化率在K3、K4水平下達到最大，其含量顯著高于K0水平(P<0.05)，但K1、K2、K3和K4間無顯著差異(P>0.05)；在老葉中，兩個苜蓿品種的木質素含量和變化率均在K3水平達到最大值。第三茬中，苜蓿葉片木質素含量的變化規(guī)律和第二茬相似。在心葉中，甘農3號和甘農9號苜蓿在K1、K3水平下木質素含量和變化率顯著高于其他鉀水平(P<0.05)。在老葉中，甘農3號和甘農9號苜蓿的木質素含量和變化率均在K3水平達到最大值。兩茬苜蓿心葉和老葉木質素含量的變化率很小，即鉀元素對苜蓿葉片木質素含量影響不明顯。

表6　不同K水平下甘農3號和甘農9號木質素含量的變化

3　討論

研究報道在低K土壤上，施K肥一般都能使苜?？偖a量明顯增加，同時還能提高葉片營養(yǎng)物的積累及根中碳水化合物的積累和貯存等[24]。梁曉芳等[25]研究表明施鉀較好地協(xié)調了光合物質的合成、運輸和轉化及淀粉合成的源庫關系，進而提高了產量。在本試驗中，在所有處理條件下，甘農3號和甘農9號的產量隨著施鉀水平的上升而升高，尤其是在適量鉀水平下表現明顯，這與前人施鉀對苜蓿產量影響方面的研究結果一致。鉀元素在改善植物蟲害發(fā)生及耐害性方面有著積極的作用[11]。Kitchen等[26]研究報道，鉀營養(yǎng)可以增加苜?？剐?，用鉀肥可以減低病蟲害的發(fā)生。Dale[27]研究報道鈣、鉀合理搭配可以控制苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)在苜蓿上的危害等。Kindle等[28]報道，增施鉀肥后，苜?？管俎２拾哐梁透吡豢果湺嫜恋男誀罹兴鰪?。Li等[29]報道，苜?？剐浴④俎Ｖl數和量都隨體內可溶性鉀含量增加而增加。在本試驗中，隨著鉀水平的升高，兩個苜蓿品種的受害指數均顯著降低，說明鉀肥可提高苜蓿對薊馬的抗性；施鉀后抗性較低的甘農3號的受害程度表現以及心葉鉀含量與受害指數的相關性分析表明施鉀可有效提高感薊馬苜蓿的抗性，這與前人[28]在施鉀對苜?？瓜x性影響方面的研究結果相一致。

可溶性糖不僅是高等植物的主要光合產物，而且是植物非結構性碳水化合物的主要組成部分，在植物的代謝中占有重要位置，對植物的生長發(fā)育有著重要的影響，同時與植物的抗蟲性有關[30]。在本試驗中，第二茬和第三茬抗薊馬苜蓿甘農9號心葉和老葉中的可溶性糖含量與淀粉含量和變化率均高于感薊馬苜蓿甘農3號。在高等植物中，鉀在不同水平都影響著光合作用，并促進植物體內碳水化合物的運輸和轉化[31]。近年來多數研究表明，施鉀可以顯著提高小麥(Triticumaestivum)可溶性糖、蛋白質和游離氨基酸的含量[32-33]，施鉀提高了小麥開花后旗葉的光合速率、籽粒中蔗糖的供應強度和淀粉積累速率，從而進一步提高了籽粒產量[25]。趙俊杰等[34]研究發(fā)現葉面噴施鉀肥可以提高煙葉內碳水化合物量。李友軍等[35]研究表明施鉀增加了灌漿后期豫麥50旗葉磷酸蔗糖酶活性，提高灌漿后期豫麥50旗葉中的糖含量和籽粒中支鏈淀粉的含量，在本試驗中，也獲得了與前人相似的結果，即隨著鉀水平的升高，兩個苜蓿品種的心葉和老葉中可溶性糖和淀粉均升高，表明鉀肥促進了苜蓿的葉片碳水化合物的合成，進而提高了苜蓿對薊馬的抗性。胡奇等[36]研究了大豆(Glycinemax)植株體內抗生化合物之一的木質素與大豆對大豆蚜的化學反應關系，結果表明木質素含量高的品種抗蚜性較強。薊馬主要在苜蓿的心葉中取食為害，極少在老葉上取食，這可能與老葉較心葉的木質素含量高有關，也是苜蓿對薊馬抗生性表現不顯著的原因之一。本試驗中施鉀后心葉和老葉中木質素含量隨著鉀水平的升高而升高，但木質素含量增加不明顯。因此，本試驗中鉀元素主要通過調控苜?？扇苄蕴呛偷矸鄣暮铣桑M而增強了苜蓿對薊馬的耐害性。

本研究發(fā)現施鉀后的第一茬苜蓿在抗性表現、生長及碳水化合物含量變化較后茬明顯，本試驗結果表明大田施肥時，9 (K2O) g/m2水平下產量最佳，受害指數最低，在K2水平后產量又有所降低，受害指數有所升高，適量的9 (K2O) kg/hm2是本研究建議的生產實際經濟有效的施鉀量。如何合理施用鉀元素，以使苜蓿在薊馬為害高峰期的7、8月份均獲得較高的抗性需要進一步探討。本試驗僅初步探討了鉀元素通過調控苜蓿碳水化合物的合成提高了苜蓿對薊馬的抗性，但對于如何通過其他營養(yǎng)物質和生理變化來提高苜蓿對薊馬的抗性機制需要進一步深入研究。

4　結論

1) 適量的鉀肥管理不僅提高苜蓿對薊馬的抗性，同時也提高了苜蓿的產量以及可溶性糖與淀粉的含量，過量施鉀對于苜蓿的抗薊馬和產量均表現不利。因此，鉀元素可通過調控苜蓿的碳水化合物的合成及生長性能，進而提高了苜蓿對薊馬的抗性(耐害性)。

2) 施鉀后抗性較低的甘農3號苜蓿的受害指數均低于未施鉀的抗薊馬品種甘農9號的受害指數，說明施K可有效提高感薊馬苜蓿的抗性(耐害性)。

3) 在產量方面，甘農3號和甘農9號隨著施鉀水平的上升而升高，但在K2水平后又有所降低，9(K2O) g/m2是本試驗中最經濟有效的施鉀量。

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Effects of potassium application rates on carbohydrate content and resistance to thrips (Thripidae) in alfalfa

ZHANG Xiao-Yan1,2, WANG Sen-Shan1,2, LI Xiao-Long1,2, LI Ya-Juan1,2, HU Gui-Xin1,2*

1.Gansu Agricultural University，College of Pratacultural Science, Lanzhou 730070, China; 2.Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education, Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability, Lanzhou 730070, China

The aim of this research was to investigate the effects of potassium on alfalfa growth and its resistance to thrips. Two alfalfa varieties were chosen for the study; Gannong No.9 (thrip-resistant) and Gannong No.3 (thrip-susceptible). Potassium (K2O) was applied to field-grown plants at five different levels (0, 6, 9, 12, and 15 g/m2) during the peak thrip damage period, and then the damage index, the potassium and carbohydrate contents in leaves, and yield were evaluated. The results showed that the yields of both alfalfa varieties increased significantly with increasing K2O levels. The potassium, soluble sugars, starch, and lignin contents in old and heart leaves increased with increasing K2O levels, and the thrip damage index decreased significantly. The lowest damage index values were in the 9 g/m2K2O treatment (decreased 47.60% and 46.11% for Gannong No.9 and Gannong No.3 with the control, respectively). The damage index, yield, and potassium, soluble sugars, starch, and lignin contents at the second cutting showed similar trends to those at the third cutting. The damage index at the third cutting was decreased 30.78% and 23.27% for Gannong No.9 and Gannong No.3 with the control, respectively. Correlation analyses indicated that the potassium content of plants at the second and third cuttings was significantly negatively correlated with the damage index when the K2O application rate was lower than 9 g/m2, but not significantly correlated with the damage index when the K2O application rate was higher than 12 g/m2. The damage index was lower in Gannong No.3 treated with potassium than in Gannong No.9 without potassium application. These results indicate that potassium can enhance the resistance of alfalfa to thrips by promoting the synthesis of carbohydrates (especially soluble sugars and starch) and plant growth. Therefore, potassium management is an effective method to increase the tolerance of alfalfa to thrips in the field. The most economical fertilizer application rate was 9 g K2O/m2in this experiment.

Medicagosativa; potassium; thrips; insect resistance; carbohydrate

10.11686/cyxb2016144

2016-04-05；改回日期：2016-05-26

國家自然科學基金項目(31260579)和國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項(CARS-35)資助。

張曉燕(1989-)，女，甘肅景泰人，在讀碩士。E-mail:1226573428 @qq.com

Corresponding author.E-mail:huguixin@ gsau.edu.cn

http://cyxb.lzu.edu.cn

張曉燕，王森山，李小龍，李亞娟，胡桂馨. 不同施鉀量對苜蓿碳水化合物含量及抗薊馬的影響. 草業(yè)學報, 2016, 25(10): 153-162.

ZHANG Xiao-Yan, WANG Sen-Shan, LI Xiao-Long, LI Ya-Juan, HU Gui-Xin. Effects of potassium application rates on carbohydrate content and resistance to thrips (Thripidae) in alfalfa. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(10): 153-162.