冬季内蒙古科尔沁沙地积雪少，春季风沙天气频繁，紫花苜蓿越冬成为本地区苜蓿产业发展的主要问题[1-2]。紫花苜蓿的抗寒能力与其根系的保护酶活性相关，过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）是酶促防御系统的重要保护酶类，维持自由基产生与清除之间的平衡，减轻低温对膜结构的破坏[3-7]。钾肥具有促进酶活化，从而增强植物抗逆性的作用[8]。关于钾肥对牧草抗氧化酶系统及抗寒性研究报道较多[9-13]。研究表明，施用钾肥可以增强SOD活性，显著提高紫花苜蓿、沟叶结缕草（Zoysia matrella）、假俭草（Eremochloa ophiuroides）、马蹄金（Dichondra repens Forst）的抗寒性。李婷等[14]、陈卫东等[15]研究钾肥对越冬前苜蓿根系抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量的影响，但均未对越冬后的影响进行研究。本试验分析比较不同用量钾肥对紫花苜蓿越冬前后根颈抗氧化酶系统及MDA含量的影响，为寒冷地区的苜蓿抗寒育种及越冬管理提供参考。1材料与方法1.1试验地概况试验于内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗绍根镇国家牧草产业技术体系试验示范基地进行，地理位置N 43°37'、E 120°22'，属于中温带半干旱大陆性季风气候区，年日照时数2 767~3 034 h，年积温为2 900~3 400 ℃，年平均气温为5.5 ℃，极端最高气温40.6 ℃，极端最低气温-32.7 ℃，无霜期125~135 d，年平均降水量300~400 mm。土壤为沙土，有机质含量0.97%、全氮600 mg/kg、速效磷8.1 mg/kg、速效钾104 mg/kg。1.2试验设计紫花苜蓿品种“骑士T”购自北京佰青源畜牧业科技发展有限公司。2020年7月10日播种，播种量为15 kg/hm2，行距20 cm，3次重复，小区面积33.6 m2（6 m×5.6 m）。播种前撒施磷酸二铵375 kg/hm2，苜蓿生长过程中适时进行喷灌、除草、防治虫害等田间管理。2020年8月26日采用沟施方式施用不同水平的钾肥，钾肥为氯化钾（K2O含量60%），设置5个施肥组：0（K0）、75（K1组）、150（K2组）、225（K3组）、300 kg/hm2（K4组）。于2020年10月15日、11月10日、2021年3月10日、4月10日、5月10日挖取不同水平钾肥处理的苜蓿根系，-80 ℃冰箱保存。取根系靠近根颈5 cm部分进行生化指标的测定。1.3测定指标及方法过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量使用Cohesion Biosciences公司的微孔板分析试剂盒测定。1.4数据统计与分析试验数据采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同施用量钾肥对苜蓿根颈MDA含量的影响（见表1）由表1可知，10月随着钾肥施用量的增加，苜蓿根颈MDA含量逐渐减小；K2组、K3组、K4组苜蓿根颈MDA含量显著低于K0组和K1组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.015.T001表1不同施用量钾肥对苜蓿根颈MDA含量的影响组别2020年10月15日2020年11月10日2021年3月10日2021年4月10日2021年5月10日K0组0.22±0.00a/a0.21±0.01a/a0.10±0.01c/bc0.16±0.01b/d0.10±0.01c/aK1组0.19±0.01ab/a0.21±0.01a/a0.08±0.01c/c0.16±0.01b/d0.03±0.00c/bK2组0.13±0.01bc/b0.16±0.01b/b0.11±0.01c/b0.28±0.01a/b0.05±0.00c/bK3组0.10±0.01c/c0.16±0.01b/b0.18±0.00ab/a0.23±0.01a/c0.01±0.00c/bK4组0.07±0.01d/c0.11±0.01c/c0.16±0.01b/a0.30±0.01a/a0.04±0.01e/b注：同行数据“/”前肩标不同字母表示相同钾肥用量不同根颈取样日期差异显著（P0.05）；同列数据“/”后肩标不同字母表示相同根颈取样日期不同钾肥用量差异显著（P0.05）；下表同。µmol/g FW11月随着气温降低，K2组、K3组、K4组苜蓿根颈MDA含量显著低于K0组和K1组（P0.05）。3月至4月气温回升，K1~K4组钾肥处理苜蓿根颈MDA含量呈先增加后降低的趋势。5月10日苜蓿返青后各组根颈MDA含量下降。2.2不同施用量钾肥对苜蓿根颈POD活性的影响（见表2）由表2可知，11月10日K2组POD活性显著高于其他组（P0.05），K2组、K1组分别是K0组根颈POD活性的7.3倍、5.5倍。2021年3月10日，除施钾肥处理K0组、K2组根颈POD活性升高外，其余组根颈POD活性明显下降。4月10日苜蓿返青期各组根颈POD活性达到第2个高峰，K2组POD活性显著高于其他组（P0.05）。从10月至4月，施钾肥处理K2组根颈POD活性显著高于其他组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.015.T002表2不同施用量钾肥对苜蓿根颈POD活性的影响组别2020年10月15日2020年11月10日2021年3月10日2021年4月10日2021年5月10日K0组4 633.33±115.47c/c2 233.33±115.47e/e3 733.33±208.17d/e8 333.33±57.74a/e7 633.33±152.75b/aK1组4 966.67±57.74c/b12 233.33±115.47a/b4 066.67±115.47c/d9 633.33±152.75b/c600.00±0.00d/cK2组5 633.33±57.74c/a16 333.33±208.17b/a16 500.00±100.00b/a23 400.00±100.00a/a1 533.33±115.47d/bK3组3 166.67±115.47d/e5 833.33±115.47b/d4 733.33±115.47c/c12 100.00±200.00a/b1 600.00±0.00e/bcK4组4 233.33±115.47d/d8 133.33±152.75b/c6 466.67±115.47c/b9 333.33±115.47a/d1 000.00±0.00e/bcU/g FW2.3不同施用量钾肥对苜蓿根颈SOD活性的影响（见表3）由表3可知，10月施钾肥处理的苜蓿根颈SOD活性显著高于未施肥处理（P0.05），K1组SOD活性最高。除K0组、K3组外，11月10日苜蓿根颈SOD活性显著高于其他月份，K0组、K2组根颈SOD活性显著高于K1组、K3组、K4组（P0.05）。4月10日K2组根颈SOD活性显著高于其他组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.015.T003表3不同施用量钾肥对苜蓿根颈SOD活性的影响组别2020年10月15日2020年11月10日2021年3月10日2021年4月10日2021年5月10日K0组1.91±0.04e/d52.22±1.53b/a58.36±1.38a/a36.06±0.50c/c27.43±0.99d/dK1组22.07±1.50d/a49.34±1.32a/b36.10±1.63c/c42.02±1.63b/b42.64±0.86b/aK2组20.00±1.27d/a52.11±1.47a/a47.78±1.32b/b44.91±1.26b/a39.74±0.92c/bK3组12.39±0.42d/b28.02±0.75c/d35.35±1.42b/c42.34±1.33a/b37.48±1.19b/cK4组8.22±0.18d/c40.48±0.90a/c32.03±1.63b/d30.49±1.03bc/d28.47±0.62c/dU/g FW2.4不同施用量钾肥对苜蓿根颈CAT活性的影响（见表4）由表4可知，10月施钾肥处理的苜蓿根颈CAT活性均显著高于未施肥处理（P0.05），11月10日K2组苜蓿根颈CAT活性最高，显著高于K0组（P0.05），从11月10日至翌年4月10日，各组苜蓿根颈CAT活性呈下降趋势至5月10日气温回升后CAT活性升高。3月10日至4月10日，施钾肥处理的苜蓿根颈CAT活性均显著高于未施肥处理（P0.05），4月10日K2组苜蓿根颈CAT活性最高，显著高于其他组（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.07.015.T004表4不同施用量钾肥对苜蓿根颈CAT活性的影响组别2020年10月15日2020年11月10日2021年3月10日2021年4月10日2021年5月10日K0组2.83±0.04b/c12.19±1.15a/b2.48±0.18b/d0.43±0.03c/e15.26±1.06a/bcK1组5.94±0.91c/a15.16±0.82b/a8.70±0.21c/b1.62±0.03d/d21.17±1.14a/aK2组3.08±0.04d/b15.46±0.38a/a6.24±0.04b/c4.92±0.06c/a16.54±0.82a/bK3组5.11±0.21b/a15.01±0.17a/a18.01±0.40a/a3.19±0.03b/b14.16±1.08a/bcK4组4.85±0.06b/a10.69±0.21a/b11.43±0.85a/b2.89±0.06b/c12.89±1.98a/cU/g FW3讨论研究表明，植物最高的抗冻力形成与环境低温诱导、冷冻适应及细胞膜特性相关[16]。POD、SOD和CAT是植物体内的3大保护酶，当冷冻低温对植物产生胁迫时，其活性发生变化，活性高表示植物细胞对活性氧的防御能力强，细胞膜保持相对稳定。SOD在苜蓿抗寒锻炼过程中起着重要的保护作用[6]。MDA是膜脂过氧化的终产物，MDA含量表示膜脂过氧化的程度。利用酶的活力作为植物抗寒性鉴定指标能够推测到植物在低温下代谢功能的变化情况[7]。钾肥可明显提高草坪草的抗寒性[8]，在一定范围内随着钾肥用量的增加，多年生黑麦草（Lolium perenne）的抗寒性可明显增强[17]。秋季施用钾肥是提高苜蓿冬季抗寒能力的主要因子[13]。在逐渐增强的低温胁迫下，钾肥可以显著降低苜蓿根颈中MDA含量；随着钾肥处理用量的增加，苜蓿根颈抗氧化酶活性呈逐渐增强趋势[14]。经过-20 ℃低温冷冻后，不同施肥量钾肥处理下，苜蓿越冬根颈中MDA含量下降，POD、SOD和CAT活性增强，苜蓿适应低温环境能力变强[15]。本研究结果显示，晚秋时节和入冬初期，随着钾肥施用量的增加，苜蓿根颈MDA含量下降，施用氧化钾处理150、225、300 kg/hm2组苜蓿根颈MDA含量显著低于0和75 kg/hm2组，说明秋季施用一定量钾肥可降低膜脂过氧化水平。在越冬前和越冬后不同施用量施钾肥处理中，POD活性均以施用氧化钾150 kg/hm2活性最高；施氧化钾处理150 kg/hm2组苜蓿根颈SOD活性、CAT活性在11月10日、4月10日显著高于其他组，表明秋季施用一定量钾肥可增强越冬前和越冬后POD、SOD和CAT活性。科尔沁沙地，4月清明节前后气温变化幅度大，极易发生倒春寒导致苜蓿根颈受冻，施用一定量钾肥可增强苜蓿抗寒性，与陈卫东等[15]关于钾肥对苜蓿根颈抗氧化酶系统影响研究结果一致。4结论秋季施用一定量钾肥，可降低越冬前苜蓿根颈MDA含量，施用氧化钾150 kg/hm2时，苜蓿根颈POD、SOD、CAT活性在越冬前和越冬后显著高于其他处理。因此，在科尔沁沙地秋季施用150 kg/hm2氧化钾可明显增强苜蓿抗寒性。