2013-2015年,本试验在山东农业大学试验农场和作物生物学国家重点实验室进行。本研究采用干旱棚池栽试验,以郑单958(ZD958)为试验材料,设0 kg·hm-2(K0)和180 kg·hm-2(K12)两个施钾量,每个施钾水平下设置4个灌水量:2013设全生育期总灌水量分别为0 m3·hm-2(W0)、450 m3·hm-2(W1)、900 m3·hm-2(W2)、1350 m3·hm-2(W3);2014-2015年,设全生育期总灌水量分别为450 m3·hm-2(W1)、900 m3·hm-2(W2)、1350 m3·hm-2(W3)、2250 m3·hm-2(W5),共八个处理,研究了水钾互作对高产夏玉米产量和钾素吸收利用及相关生理特性的影响,以期为高产高效夏玉米的钾肥管理提供科学依据。主要研究结果如下:1水钾互作对高产夏玉米产量形成的影响水钾互作显著提高夏玉米的干物质积累量,K12W5处理的干物质总积累量较K0W5和K12W1处理显著增加28.9%和78.5%,各器官干物重在成熟期均显著高于其他处理,但总干物质重在茎、叶中的分配比例均显著低于其他处理,而在籽粒中的分配比例显著高于其他处理,即提高了玉米的收获指数。施钾结合合理灌溉,可显著促进生育后期营养器官干物质向籽粒中转运,提高干物质在籽粒中的分配比例。水分、施钾量以及水钾互作均显著影响夏玉米产量,且水分的作用大于钾肥大于水钾互作。本试验条件下,施180 kg K2O·hm-2、灌水2250 m3·hm-2可显著提高夏玉米产量。2水钾互作对高产夏玉米钾素吸收利用的影响随灌水量增加,不同施钾水平夏玉米产量和钾素吸收转运均得到不同程度提高。在同一水分条件下,施钾可提高夏玉米产量和钾素的吸收转运;在最大灌水量时,施钾显著地提高了夏玉米产量、钾素总积累量、营养器官的钾素转运量、籽粒吸钾量和钾素农学利用率,且显著高于其他水分处理。在最大灌水量时,施钾较不施钾处理的产量和钾素积累量分别提高22.1%~33.0%和22.2%~25.1%,施钾且供水充足较供水不足处理的产量和钾素积累量分别提高54.5%~121.5%和103.3%~103.8%。钾素的吸收和积累主要是在吐丝前,前期干旱显著降低钾素积累速率,开花期和花后灌水提高了籽粒对钾素的吸收。水钾互作能够显著提高夏玉米产量和钾素的吸收利用。本试验条件下,施180 kg K2O·hm-2、适当增加灌水量可获得较高产量和钾素利用率。3水钾互作对高产夏玉米生理特性的影响随生育进程推进,玉米叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性呈先升高后降低的趋势,SOD和CAT活性在开花期达到最大值,POD活性在乳熟期达到最大值;丙二醛(MDA)含量呈先下降后上升的趋势,成熟期达到最大值。开花期,K12W5处理的叶片SOD和CAT活性较K0W5、K12W1处理分别高6.3%、20.9%和25.9%、61.7%。乳熟期,K12W5处理的叶片POD活性较K0W5、K12W1处理分别高35.8%、138.3%。水分对夏玉米叶片衰老的影响大于钾肥。在最大灌水量时,施钾可显著提高各生育时期叶片SOD、CAT和POD抗氧化酶活性,降低各生育时期叶片MDA含量,提高叶片活性,延缓叶片衰老,增强各生育时期叶片光合能力,进而提高产量。水钾互作显著影响夏玉米的光合特性。在最大灌水量时,施钾可显著提高各生育时期叶面积指数、SPAD值和花后叶片的净光合速率、气孔导度。花后叶片蒸腾速率受水分的影响较大,同一水分条件下施钾对蒸腾速率的影响不显著。在同一施钾水平下,水分主要通过气孔因素影响光合;在适度供水情况下,缺钾导致光合速率下降主要是由气孔因素引起的;在干旱缺水情况下,缺钾导致光合速率下降主要是由非气孔因素引起的。水钾互作可显著提高夏玉米叶片的PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)及电子传递速率(ETR),花后30 d灌水可显著提高叶片的实际光化学效率和电子传递速率,对最大光化学效率的影响不显著。灌水可显著提高茎秆的伤流量,施钾在一定程度上可以缓解水分缺乏对茎秆伤流量的影响,在灌水2250 m3·hm-2时施钾可显著提高各生育时期茎秆的伤流量。水钾互作可显著提高茎秆穿刺强度和茎粗,在灌水2250 m3·hm-2时施钾处理的穿刺强度和茎粗较不施钾处理分别高46.0%和36.4%,施钾且灌水2250m3·hm-2较灌水450 m3·hm-2处理的穿刺强度和茎粗分别高30.7%和8.6%。灌水2250m3·hm-2时施钾显著提高了茎秆维管束数目、面积及维管束内厚壁细胞、皮层和硬皮组织厚度。即水钾互作能够显著提高夏玉米植株的抗倒伏能力。