1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
钾是植物生长发育所必须的营养元素，钾肥的合理利用不仅可以提高作物的产量和品质，同时还能提高作物筛管、导管的运输效率，影响植物体内多种生理代谢，提高作物的抗性 ref _ref37969059 \n \h \* mergeformat [1] ref _ref37969067 \n \h \* mergeformat [2]。钾是维持植物体内细胞膨压和电中性的主要阳离子，在植物体内多以离子态存在于液泡中，因此钾素的作用与磷素和氮素有所不同，它几乎不直接参与植物体的组成，而是参与调控植物的生理代谢、抗逆性、作物品质等 ref _ref37969075 \n \h \* mergeformat [3] ref _ref37969079 \n \h \* mergeformat [4]。缺钾条件下，光合作用减弱，二氧化碳固定量减少。导致光合同化物减少，但是有机物消耗增加，呼吸作用增强，碳因有机物分解而以二氧化碳形式被释放，α-酮酸减少，进而造成氨基酸的合成过程受到阻碍；当钾素供应充足时，植物体内导管和筛管的运输速率得以增强，因而使得作物体内多种复杂的代谢过程得以促进 ref _ref37969067 \n \h \* mergeformat [2]。而钾还可以增强植物的抗逆性，很多研究表明,作物体内钾素营养状况的改善可以提高水分利用效率和抗旱 ref _ref37969108 \n \h \* mergeformat [5] ref _ref37969117 \n \h \* mergeformat [6]。钾在作物抵抗病虫害的抗性中也有重要贡献 ref _ref37969119 \n \h \* mergeformat [7]。此外施用钾肥显著提高超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)活性, 降低过氧化物酶(pod)活性、膜脂过氧化作用 ref _ref37969126 \n \h \* mergeformat [8]。钾对植物的抗高温、抗寒性、抗盐害都有着重要的作用。
综上所述，钾在生长代谢过程中发挥着重要的作用，土壤缺钾时，作物生长过程由于缺素而引发一系列问题，如倒伏、病害及减产等，是现代集约型农业中作物产量停滞和养分效率低的最大原因之一 ref _ref37969216 \n \h \* mergeformat [9] ref _ref37969203 \n \h \* mergeformat [10] ref _ref37969206 \n \h \* mergeformat [11]。近年来，我国农田缺钾面积日趋扩大，随着高产品种的推广、复种指数增加和集约化程度的提高，农田土壤钾的输出呈上升趋势。例如，1980年我国粮食作物单位面积产量为2745千克/公顷，而1992年为4004千克/公顷，这表明上世纪90年代每年每公顷耕地比上世纪80年代以前多消耗44.3千克k2o。由于产量提高造成的土壤钾素消耗增多，导致中低产水平下农田钾素的投入产出平衡失调，土壤钾素的消耗将进一步扩大 ref _ref37969246 \n \h \* mergeformat [12]。最近的研究表明，钾主要以活动性较强的离子态和可溶性钾盐形态存在于作物组织中。例如，冬小麦可以通过提高光合作用等生理代谢活动，有效增强酶的活性，促进碳水化合物和蛋白质等大分子物质地合成，从而促进增产 ref _ref37969216 \n \h \* mergeformat [9]。此外，钾还可以通过促进光合作用，来促进光合产物的转移与分配，对于优化作物品质有重要作用：徐智全等指出增施钾肥能提高小麦叶片叶绿素含量，减少各生育期丙二醛的含量，在一定施钾量下不仅能使产量有所提高，而且能保证其品质，实现高产优质。
除了以上钾的作用之外，钾还能提高作物产品品质，有时又称“品质元素”。由此可见钾对作物的产量和品质起着重要的作用。在氮磷肥的基础上使用钾肥可以提高谷类作物籽粒中必需氨基酸的含量 ref _ref37969269 \n \h \* mergeformat [11]。欧洲学者认为:钾促进小麦籽粒中氮的吸收及同化,增加蛋白质含量。含赖氨酸较高的谷物中钾的浓度比普通品种高出40%,认为谷物籽粒中钾的浓度与赖氨酸的含量之间存在着基因型的联系。肥效试验表明,在使用氮磷化肥条件下,每公顷施钾31～93 kg,小麦、水稻等禾谷类作物平均增产11.4%～23.2%。施钾对冬小麦、夏玉米、春玉米均有有不同的增产，平均增产幅度达到8.7%～6.4% ref _ref37969275 \n \h \* mergeformat [15] ref _ref37969279 \n \h \* mergeformat [16] ref _ref37969281 \n \h \* mergeformat [17],烟草、紫云英、红麻增产潜力也较大。
2. 研究的基本内容和问题
目标：
钾是植物生长发育所必需的营养元素，在植物的生长发育中起着很大的作用，而且钾素的正确施用可以提高一般作物的营养品质，但目前国内外的研究主要集中在对果树或谷物类的钾素营养方面，对于小众类蔬菜如芽苗类蔬菜的钾素营养研究鲜有报道。因此，本实验将通过测定钾离子对萝卜芽苗菜营养品质和产量的影响，来初步探究不同钾对于芽苗菜营养品质和产量的影响，为进一步探究钾素营养影响芽苗菜生长发育的分子机制提供理论依据。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
1.材料培养
选取籽粒饱满的萝卜种子，用5% naclo表面消毒8 min，清水洗净后于泡种杯浸种6小时，随后置于白瓷盘内的潮湿纱布上催芽30小时，种子发芽后选取大小均一的种子点种于96孔板中培养。用营养液暗培36小时生根，随后转至光下培养。光照培养箱的参数设置如下：光周期为全光照；光照强度为30 μmol·m-2·s-1;温度为25℃。
2.材料处理
在探究钾素对萝卜芽苗菜下胚轴中花青苷积累的影响的试验中，萝卜种子暗培36小时后，添加钾处理，钾以加入kcl水溶液的方式处理，分别利用不同浓度0 mm、0.1 mm、1mm、10 mm、25 mm的含kcl的hoagland’s营养液照光培养48小时。
4. 研究创新点
探究钾素营养对于水培芽苗菜营养品质和产量的影响。
5. 研究计划与进展
2019.9-2019.10 查阅资料，熟悉实验室环境，掌握必需的实验技术。
2019.10-2020.3 实验材料培养及处理，并测定硫代葡萄糖苷、可溶性糖、蔗糖等指标。
2020.3-2020.5 实验材料培养及处理，并测定可溶性蛋白、游离氨基酸以及内源钾含量等指标。
