磷肥不同施用方式對土壤速效磷及春玉米磷素吸收和產量的影響

耿玉輝，曹國軍，葉 青，其其格，武 鵬，張 鷹

(吉林農業(yè)大學 資源環(huán)境學院，吉林 長春130118)

磷素是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一，不僅是生物體內許多重要化合物的組分，而且還以多種途徑參與植物體內的各種代謝過程．玉米Zea mays 是典型的對磷敏感的作物，由于生產中的盲目施肥以及各地土壤磷含量存在較大差異，常會發(fā)生施磷過量或不足的情況．目前有關施磷對土壤養(yǎng)分變化及玉米磷素吸收的影響報道較多，王生錄等［1］認為增施磷肥對提高土壤速效磷具有重要作用．謝林花等［2］認為長期單施化肥可增加土壤全磷、無機磷和速效磷含量．在施磷對玉米磷素吸收影響的研究上，有研究認為磷肥深施不但提高了玉米中后期對磷素的吸收量，而且提高了玉米中磷素的積累速率［3］．而林國林等［4］研究認為，當土壤含磷量較高時，磷肥施用與玉米吸磷量無顯著相關性．雖然關于磷肥研究較多，但很少把磷肥的不同用量、不同施用時期、不同分配比例對作物產量及其構成因子和土壤養(yǎng)分動態(tài)變化的研究聯(lián)系起來，從作物生長的動態(tài)過程揭示磷不同處理引起作物產量變化的原因．而磷肥不同施用方式對土壤中速效磷含量影響必然有所不同，土壤中速效磷含量的不同又會直接影響玉米植株對磷素的吸收，最終導致產量的不同．本研究在氮、鉀肥合理配施的基礎上，通過設置不同施磷量、不同追磷時期以及不同施磷比例，研究磷肥不同施用方式對土壤速效磷含量以及超高產春玉米磷素吸收規(guī)律的影響．旨在為超高產春玉米合理施肥、提高玉米產量提供理論依據．

1 材料與方法

1．1 材料

試驗在吉林省樺甸市金沙鄉(xiāng)超高產試驗田進行．供試土壤為沖積土，土壤基礎肥力:堿解氮133.8 mg/kg;速效磷26.9 mg/kg;速效鉀75.1mg/kg;有機質8.8 g/kg．供試玉米品種為先玉335，種植密度為8.5 萬株/hm2．供試肥料氮肥為尿素［w(N)46%］;磷肥為二銨［w(N)18%、w(P2O5)46%］;鉀肥為氯化鉀［w(K2O)60%］．

1．2 試驗方法

磷肥試驗設13 個處理(表1)，對照為無肥處理，每個處理3 次重復，共39 個試驗小區(qū)，每個小區(qū)10壟，壟長為6 m，小區(qū)面積36 m2，隨機區(qū)組排列，小區(qū)間留1 m 過道，占地面積共約3 402 m2．4月29日播種，5月31日間苗，9月25日收獲．其他管理同一般生產．

各處理均施N 360 kg/hm2，氮肥中基肥占總施氮量的30%，種肥或苗期追肥占總施氮量的10%，拔節(jié)期追肥占總施氮量25%，抽雄期追肥占總施氮量的35%．各處理均施K2O 150 kg/hm2，總鉀量的90%作基肥、10%作苗期追肥．

表1 不同處理的磷肥施用量、施用時期和比例Tab．1 The phosphorus application rate，period and proportion in different treatments

所有處理均在玉米不同生育期(苗期、拔節(jié)期、喇叭口期、抽雄期、灌漿期、乳熟期、蠟熟期和完熟期)進行田間觀測和樣品采集，各處理選取有代表性的玉米3～5 株(苗期30 株)，以及0～20 cm 耕層土樣，分別測定植株磷含量和土樣中的速效磷含量．

1．3 測試項目和方法

播種前取0～20 cm 耕層供試土壤進行養(yǎng)分分析，按常規(guī)法測定［5］．有機質的測定采用重鉻酸鉀容量法–外加熱法;堿解氮的測定采用堿解擴散法;速效磷的測定采用0.5 mol/L NaHCO3法;速效鉀的測定采用NH4OAc 浸提，火焰光度法．植株全磷的測定采用H2SO4－H2O2消煮－火焰光度計法．土樣速效磷的測定采用0.5 mol/L NaHCO3法．

1．4 數(shù)據處理與統(tǒng)計分析

采用Excel、DPS 等軟件進行數(shù)據處理、統(tǒng)計和分析．

2 結果與討論

2．1 磷肥不同施用方式對土壤速效磷含量的影響

圖1a 可以看出，在整個玉米生育時期，各個處理(除P4 外)土壤速效磷含量整體都呈現(xiàn)從苗期到拔節(jié)期升高，拔節(jié)期以后逐漸降低，至蠟熟期達到最低這樣的變化趨勢．這與苗期土壤溫度較低，影響了速效磷釋放有很大關系，拔節(jié)期以后隨著氣溫逐漸升高，土壤中的磷逐漸釋放，速效磷含量增加，但拔節(jié)期以后，隨著玉米的生長，對磷的吸收量逐漸增多，又導致了土壤中速效磷開始逐漸下降．各處理之間相比，施用磷肥處理在苗期土壤速效磷含量隨施磷量的增加而增加，說明施用磷肥可以在短期內顯著提高土壤速效磷的含量．統(tǒng)計分析表明，P1 處理與不施磷處理差異達到顯著水平，其他各施磷處理與不施磷處理之間差異達到極顯著水平．劉建玲等［6］也得出類似的研究結果．拔節(jié)期至蠟熟期各處理土壤速效磷含量都出現(xiàn)下降趨勢，說明此期間植株吸收磷素較多，但各處理之間差異仍然達到顯著水平．此后土壤速效磷含量平穩(wěn)且略有回升．這可能與玉米植株后期吸收磷素減少、磷素有一定外排有關．此外，雖然一開始各處理由于施肥導致土壤速效磷含量有所不同，但最后都基本趨于一致，而不施磷處理相對施磷肥處理卻相對較高，這可能是因為不施磷肥導致植株生長減弱，吸磷量降低，最后相比施磷肥處理土壤殘留速效磷反而較高．統(tǒng)計分析顯示，不施磷與施磷處理差異達到顯著水平．

圖1b 可以看出，雖然各處理的施磷總量相同，但由于各時期施用比例不同，土壤速效磷含量有所不同．由于磷肥基肥施用量不同，在苗期土壤速效磷含量呈現(xiàn)較大差異，這主要是因為苗期植株對磷素吸收量較小，土壤速效磷含量主要與施磷量多少有關，所以磷肥基肥比例高的處理苗期土壤速效磷含量相對較高．但統(tǒng)計分析表明，苗期各處理之間差異并不顯著．后期由于追肥時期比例的不同，不同處理土壤速效磷含量差別較大．P5、P 11、P12 處理在苗期速效磷都明顯高于其他幾個處理，但拔節(jié)期至灌漿期則都呈現(xiàn)明顯降低趨勢，乳熟期至成熟期呈平穩(wěn)趨勢，P8、P9、P10 處理在玉米整個生育期間土壤速效磷含量先呈現(xiàn)一個上升的波峰，隨后平穩(wěn)下降，完熟期各處理土壤速效磷含量都趨于相同．各處理在灌漿期之前差異顯著，至完熟期差異不顯著．

2．2 磷肥不同施用方式對超高產春玉米磷素吸收、積累規(guī)律的影響

在不同磷肥處理(P1～P12)之下，春玉米植株磷吸收規(guī)律表現(xiàn)出相似的變化(圖2)，苗期吸收量少，占總吸收量的0.27%～0.94%，苗期雖吸收量少，但植株含磷量很高，因而此時期是玉米需磷的敏感期．苗期缺磷，不僅抑制了營養(yǎng)器官的生長，還會影響以后的雌穗分化［7］．拔節(jié)期后植株對磷素的吸收顯著增加，至喇叭口期出現(xiàn)春玉米吸收磷素的第1 個高峰，平均日吸收磷量為0.68～1.92 kg/hm2，占總吸收量的14.9%～24.02%;至抽雄期吸收量有所下降;至灌漿期吸收量又開始增加，出現(xiàn)磷素吸收的第2 個高峰期，平均日磷吸收量為1.00～4.14 kg/hm2，占總吸收量的18.87%～24.62%;灌漿期后磷吸收量呈下降趨勢．綜上所述，春玉米在抽雄期之后，磷素的吸收量占總吸收量50%左右，因此在春玉米生育后期，必須保證足夠的磷素供給．

研究認為，施用磷肥可以促進玉米對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收［8-9］．本研究中，在不同磷肥施用量條件下(P1～P4)，春玉米植株磷吸收量隨著施磷量增加而增加，統(tǒng)計分析顯示，苗期各施磷處理較不施磷處理差異達到顯著水平，各施磷處理之間差異不顯著．當施磷量超過一定閾值時，植株磷吸收量反而下降，其中P2 處理對植株吸收磷量的影響最大，平均日吸收量在抽雄期達到3.96 kg/hm2．與對照(P0)相比，其他處理的吸磷量均有提高，在一定施磷范圍內，各處理對春玉米植株吸磷量的影響表現(xiàn)為P2＞P3＞P4＞P1＞P0(圖2a)．彭正萍等［10］研究也得出類似結論．統(tǒng)計分析顯示在灌漿期之前，各處理除了P3和P4 處理之間差異不顯著外，其他各處理之間都達到差異顯著(P＜0.05)．而乳熟期開始到完熟期，各施磷處理均與不施磷處理差異顯著(P＜0.05)，各處理之間差異不顯著．

圖2b 是在施磷總量固定，不同施磷時期和不同分配比例條件下玉米磷素吸收情況．在抽雄期之前，各處理對植株吸磷量的影響表現(xiàn)為P7＞P10＞P11＞P12≈P5，但各處理之間差異不顯著．到灌漿期，各處理對植株吸磷量的影響表現(xiàn)為P10＞P11＞P12＞P7 ≈P5，P10 處理與P7、P9、P11、P12 差異不顯著，與P6、P5、P8 差異顯著(P＜0.05)．P10 處理為磷肥作基肥、種肥和抽雄期追肥施用，分配比例為基肥占30%、種肥占10%、抽雄期一次重施60%．表明磷肥在春玉米生育后期作追肥施用能提高植株對磷素的吸收利用．本試驗結果表明，磷肥(P2O5)施用量為150 kg/hm2時，作基肥(占90%)一次重施，植株對磷的吸收利用效率最高．磷肥若作為追肥施用，在抽雄期一次性重施(施用量為30%～60%)對植株吸收利用磷效率最高．

圖2 磷素不同施用量(a)和不同施用方式(b)對春玉米磷素吸收的影響Fig．2 Effects of the different phosphorus application rates(a)and ways(b)on P uptake of spring maize

2．3 磷肥不同施用方式對春玉米產量的影響

大量研究證明磷肥可以增加作物的產量［11-14］．從表2 也可以看出，在一定施磷量范圍內，春玉米產量隨著施磷量的增加而增加，但當施磷量達到一定值后，再繼續(xù)增加施肥量，產量反而開始下降．磷肥過量導致減產的原因很多，如施用過多磷肥造成土壤中養(yǎng)分失衡，進而導致玉米營養(yǎng)失調，最終導致減產;過量磷肥往往導致其他營養(yǎng)元素的有效性降低，如磷過量造成鋅、鉬等營養(yǎng)元素缺乏，最終導致減產;磷肥過多還會促使作物呼吸作用過于旺盛，消耗的干物質大于積累的干物質，造成繁殖器官提前發(fā)育，引起作物過早成熟，籽粒小，產量低．本研究中施磷處理比不施磷處理(P0)增產幅度P1 為10.13%、P2 為21.79%、P3 為15.64%、P4 為9.16%，與不施磷相比差異都達到顯著水平(P＜0.05)．P2 處理產量最高為15 613.6 kg/hm2，P2 與P1、P4 處理差異極顯著(P＜0.01)，與P3 處理差異顯著(P＜0.05)．各處理產量的高低順序為P2＞P3＞P1＞P4＞P0．王宜倫等［15］研究認為，土壤含磷量較低時，施用磷肥才有增產效果．本試驗結果也表明，并不是磷肥施用量越多產量越高．在本試驗條件下，P2 處理產量最高，與其他處理都差異顯著．

在總施磷量固定的前提下，春玉米產量隨著磷肥施用時期和分配比例不同而有所不同，各處理與對照(P0)相比，其增產幅度P2 為21.79%、P5 為6.41%、P6 為12.05%、P7 為12.68%、P8 為12.65%、P9 為12.05%、P10 為17.06%、P11 為14.71%、P12為14.57%．其中P2 處理產量最高，為15 613.6 kg/hm2;P10 處理產量其次，為15 006.7 kg/hm2．各處理產量的大小順序為:P2＞P10＞P11＞P12＞P7＞P8＞P9＞P6＞P5．P2 處理產量最高，表明磷肥施用量為150 kg/hm2，作基肥和種肥施用，分配比例為基肥占90%、種肥占10%的處理最佳．磷肥若作追肥施用，在抽雄一次重施效果最好，即基肥占30%、種肥占10%、抽雄期追肥占60%．

表2 磷肥不同施用方式對春玉米產量的影響1)Tab．2 Effects of the different phosphorus applications on yield of spring maize

3 結論

土壤速效磷含量隨磷肥施用量的增加而增加．不同施磷量土壤速效磷含量在玉米苗期差異最明顯，至成熟期差異逐漸縮?。煌追适┯脮r期及比例對土壤速效磷含量影響表現(xiàn)為，不同處理隨追肥時期不同呈現(xiàn)一個上升的波峰，隨后平穩(wěn)下降，至成熟期各處理土壤速效磷含量都趨于相同．

磷素營養(yǎng)對超高產春玉米磷素吸收規(guī)律的影響表現(xiàn)為:在一定范圍內，施用磷肥能促進植株對磷素的吸收，但過量施磷則會導致吸收量的減少．磷肥在春玉米生育后期作追肥施用能提高對磷素的吸收利用．本試驗結果表明，磷肥若作追肥施用，在抽雄期一次性重施(施用量為30%～60%)對植株吸收利用磷的效率最高．

春玉米產量與磷肥施用量呈典型的拋物線關系，在適宜的施用量范圍內，春玉米產量隨施肥量增加而增加，當超過一定閾值時，產量反而下降．本試驗條件下最高磷肥施用量(P2O5)為150 kg/hm2．不同磷肥施用時期及分配比例對春玉米產量也有影響，本試驗條件下，磷肥若作追肥施用，在抽雄一次重施效果最好，即基肥占30%、種肥占10%、抽雄期追肥占60%．

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