氮磷配施對(duì)冬小麥魯原502磷素積累分配及利用的影響

崔正勇 李鵬 裴艷婷 高國強(qiáng) 孫明柱 張鳳云 李新華

摘要：本試驗(yàn)以高產(chǎn)小麥品種魯原502為材料，研究氮磷配施條件下冬小麥磷素積累、分配及利用特性。結(jié)果表明，增加施氮量和施磷量均促進(jìn)小麥各時(shí)期磷素積累量的提高。隨著磷肥和氮肥施用量的增加，開花期和成熟期磷素在莖稈、葉片和穗（籽粒、穗軸和穎殼）的分配量增加。增加施磷量促進(jìn)生產(chǎn)100 kg小麥籽粒需磷量提高，而施氮量對(duì)籽粒需磷量影響不大；增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量對(duì)磷素利用效率無明顯影響。本研究表明，冬小麥?zhǔn)┯肗 240 kg/hm2，P2O5100 kg/hm2可作為黃淮麥區(qū)獲得高產(chǎn)的施肥參考。

關(guān)鍵詞：氮磷配施；小麥；磷素積累；魯原502

中圖分類號(hào)：S512.101文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）02-0083-04

Abstract The high-yielding wheat cultivar Luyuan 502 was selected as the test material to study the effects of nitrogen application combined with phosphorus on phosphorus accumulation， distribution and utilization in winter wheat. The results showed that increasing application of nitrogen and phosphorus both promoted the phosphorus accumulation at various stages of wheat. With the increasing application of phosphorus and nitrogen fertilizer， the phosphorus distribution in stem， leaves and spike （including grain，spike axis and glume）increased at the anthesis and maturity stages. The phosphorus requirement of producing 100 kg grain was improved with the increasing of phosphorus fertilizer， while not significantly affected by nitrogen application. The phosphorus utilization efficiency （PUE） decreased with the increasing application of phosphorus， but not affected significantly by nitrogen application. It was shown that 240 kg/hm2 nitrogen and 100 kg/hm2 P2O5 were recommended for high yield of winter wheat in the Huang-Huai area.

Keywords Nitrogen application combined with phosphorus； Wheat； Phosphorus utilization

磷是小麥生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素之一，是生物大分子核酸、磷脂和ATP的重要組分，參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成、分裂和生長，在光合、呼吸代謝過程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用[1]。小麥植株各器官的磷含量與生長發(fā)育關(guān)系密切，對(duì)器官建成、產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善方面具有重要影響[2]。因而在生產(chǎn)中施用磷肥是小麥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的一項(xiàng)重要的農(nóng)藝措施[3]。然而由于磷在土壤中移動(dòng)性差，容易被土壤吸附固定，施入土壤的磷肥被固定后轉(zhuǎn)化為植物難以利用的難溶性磷，不易被根系吸收，土壤有效磷缺乏成為限制作物增產(chǎn)的主要因素之一[4-7]。由于磷肥利用效率偏低，為滿足作物生長需求，生產(chǎn)中需大量投入磷肥。磷肥的不合理施用導(dǎo)致生產(chǎn)成本增高、資源過度消耗、環(huán)境污染等諸多問題[3，8]。關(guān)于磷肥對(duì)冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響已有較多研究，而關(guān)于氮磷配施對(duì)冬小麥磷素積累分配及利用影響的報(bào)道尚少。因此，本試驗(yàn)在大田條件下，研究不同氮磷水平對(duì)冬小麥磷素積累分配及利用效率的影響，以期為科學(xué)合理施肥、制定高產(chǎn)高效的小麥栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年10月至2016年6月在山東省德州市德成區(qū)袁橋鄉(xiāng)牌子村德州市良種場（地理坐標(biāo)：37°25′25″N，116°25′59″E）進(jìn)行。本區(qū)位于山東省西北部，屬暖溫帶大陸性氣候，氣候溫和，四季分明。多年平均氣溫12.7℃，年平均日照時(shí)數(shù)2 647.2 h，年平均降水量570.2 mm，無霜期年平均205 d。試驗(yàn)田土壤質(zhì)地為壤土，播種前0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量14.35 g/kg、全氮0.96 g/kg、速效磷38.98 mg/kg、速效鉀103.02 mg/kg。前茬玉米收獲以后，秸稈全部還田。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以高產(chǎn)小麥品種魯原502為供試材料，采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，施氮量為主區(qū)，設(shè)置3個(gè)施氮水平：每公頃施純氮0（N0）、120 （N1）、240 kg（N2），總量的50%作底肥于播種前施入，其余50%作追肥于拔節(jié)期施入；施磷量為副區(qū)，設(shè)置3個(gè)施磷水平：每公頃施磷（P2O5） 0 （P0）、50 kg （P1）、100 kg（P2），一次性作底肥施入；施鉀量（K2O）統(tǒng)一按每公頃100 kg作底肥與磷肥同時(shí)施入。小區(qū)面積2.5 m×8.0 m=20.0 m2，重復(fù)3次，行距25 cm，基本苗為180株/m2。播種日期2015年10月10日，收獲日期2016年6月8日。全生育期共灌水3次，分別為越冬水、拔節(jié)水和灌漿水。病蟲草害防治及其他管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

于小麥越冬前、起身期、拔節(jié)期、挑旗期、開花期和成熟期取植株樣品，其中開花期和成熟期按葉片、莖稈+葉鞘、穗（成熟期穗分為穎殼+穗軸和籽粒兩部分）等器官分樣，并在70℃溫度下烘干至恒重，稱重。樣品粉碎后，用釩鉬黃比色法[9]測定植株含磷量，計(jì)算各器官磷素積累量及植株磷素積累總量（以P2O5計(jì)，下同）。蠟熟末期及時(shí)收獲，每小區(qū)收獲6 m2脫粒，自然風(fēng)干后稱重并測定籽粒含水率，按12.5%的含水率（標(biāo)準(zhǔn)含水率）折算產(chǎn)量。

磷素利用效率計(jì)算公式[10]：

磷素利用效率=籽粒產(chǎn)量/植株磷素積累量

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、作圖，DPS 7.05進(jìn)行方差分析，LSD法進(jìn)行多重比較（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷互作對(duì)小麥各生育期磷素積累量的影響

由表1可知，磷肥和氮肥施用量顯著影響小麥各生育期植株磷素積累量。越冬期磷素積累量表現(xiàn)為：在同一施氮水平下，P0、P1和P2之間差異均不顯著；同一施磷水平下，N1、N2差異不顯著但均

顯著高于N0，起身期磷素積累量表現(xiàn)為：在N0和N2水平下，P2 顯著高于 P0，同一施氮水平下其余處理之間無顯著差異；在P1水平下，N1、N2顯著高于N0，同一施磷水平下其余處理之間無顯著差異。拔節(jié)期磷素積累量表現(xiàn)為：在N1水平下，P2顯著高于 P0，同一施氮水平下其余處理之間無顯著差異；同一施磷水平下，N0、N1和N2之間差異均不顯著。挑旗期磷素積累量表現(xiàn)為：在N0和N2水平下，P2>P1>P0，差異顯著；N1水平下，P2 顯著高于 P0、P1，P0、P1之間無顯著差異。P0水平下，N1、N2顯著高于N0；P1水平下，N2顯著高于N0；P2水平下，N2顯著高于N0、N1。開花期和成熟期磷素積累量表現(xiàn)為：在N0、N1和N2水平下，P2>P1>P0，差異顯著。在P0、P1和P2水平下，N2>N1>N0，差異顯著。表明隨著磷肥和氮肥施用量的增加，小麥植株從土壤中吸收的磷素總量提高，而且在后期施肥量對(duì)植株磷素積累量的促進(jìn)作用尤為顯著。

2.2 氮磷互作對(duì)小麥開花期及成熟期各器官磷素分配的影響

由表2可以看出，磷肥和氮肥施用量顯著影響小麥開花期各器官磷素分配。開花期磷素在莖稈、葉片、穗中的分配量表現(xiàn)為：同一施氮水平下，隨施磷量的增加，小麥各器官磷素積累量不斷提高，表現(xiàn)為P2>P1>P0，各處理間差異顯著或不顯著；隨施氮量的增加，不同處理間小麥各器官磷素積累量顯著提高，至N2P2處理?xiàng)l件下磷素積累量達(dá)最高水平，且顯著高于其他處理。表明隨著磷肥和氮肥施用量的增加，開花期磷素在莖稈、葉片和穗的分配量增加，磷素積累量表現(xiàn)為莖稈>穗>葉片。

由表2可知，磷肥和氮肥施用量顯著影響小麥成熟期各器官磷素分配。成熟期磷素在小麥各器官的分配量表現(xiàn)為：隨施氮水平的增加，磷素積累量逐漸提高，至N2P2處理下積累量達(dá)到最高；同一施氮水平下，隨著施磷量的增加，各器官中的磷素積累量亦逐漸提高，表現(xiàn)為P2>P1>P0。表明隨著磷肥和氮肥施用量的增加，成熟期磷素在莖稈、葉片、籽粒、穗軸和穎殼的分配量增加，磷素積累量表現(xiàn)為籽粒>莖稈>葉片、穗軸和穎殼。

2.3 氮磷互作對(duì)籽粒需磷量及磷素利用效率的影響

由圖1可以看出，在N0水平下，生產(chǎn)100 kg小麥籽粒需磷量表現(xiàn)為P1、P2差異不顯著但均顯著高于P0，N1、N2水平下，需磷量表現(xiàn)為P2>P1>P0，且三者差異達(dá)顯著水平。同一施磷水平下，除N1P2需磷量顯著高于N0P2外，其余處理之間無顯著差異。表明增加施磷量促進(jìn)生產(chǎn)100 kg小麥籽粒需磷量提高，而施氮量對(duì)籽粒需磷量影響不大。磷素利用效率表現(xiàn)為：N0、N2水平下，P0顯著高于P1、P2；N1水平下表現(xiàn)為P0>P1>P2，且三者差異達(dá)顯著水平。同一施磷水平下，N0、N1和N2之間磷素利用效率無顯著差異。表明增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量對(duì)磷素利用效率無明顯影響。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，隨著施氮量增加，冬小麥越冬期至成熟期磷素的積累量提高，同一施磷水平下，均以N2為最高，說明施氮對(duì)磷素吸收積累具有促進(jìn)作用。增加施氮量為小麥生長提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)，有助于其快速生長，生物量增加，從土壤吸收積累的磷素也隨之增加。增加施磷量促進(jìn)越冬期至成熟期磷素的積累量提高，同一施氮水平下，均以P2為最高，說明施磷對(duì)磷素吸收積累具有促進(jìn)作用。然而施磷對(duì)磷素吸收積累的促進(jìn)作用在前期表現(xiàn)得不明顯，主要是因?yàn)榱追适┤胪寥篮蠛芸毂煌寥牢焦潭?，同時(shí)，小麥生育前期根系不發(fā)達(dá)，通過根系主動(dòng)吸收的磷素受到限制。隨著磷肥和氮肥施用量的增加，開花期和成熟期磷素在莖稈、葉片和穗（籽粒、穗軸和穎殼）的分配量增加。

本研究結(jié)果表明，增加施磷量促進(jìn)生產(chǎn)100 kg小麥籽粒需磷量提高，而施氮量對(duì)籽粒需磷量影響不大；增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量對(duì)磷素利用效率無明顯影響。換言之，通過增加施磷量取得的高產(chǎn)，磷素利用效率符合報(bào)酬遞減規(guī)律，生產(chǎn)100 kg籽粒需磷量隨產(chǎn)量水平提高而增加；而通過增加施氮量取得的高產(chǎn)，生產(chǎn)100 kg籽粒需磷量隨產(chǎn)量水平提高基本保持不變。綜合考慮產(chǎn)量等因素，冬小麥?zhǔn)┯肗 240 kg/hm2、P2O5 100 kg/hm2可作為黃淮麥區(qū)獲得高產(chǎn)的施肥參考。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Schachtman D P， Reid R J， Ayling S M. Phosphorus uptake by plants： from soil to cell[J]. Plant Physiology， 1998， 116（2）： 447-453.

[2] 徐書果， 陳磊， 郝西， 等. 小麥不同器官磷含量的遺傳模型研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2006， 22（6）： 121-123.

[3] 趙秉強(qiáng). 施肥制度與土壤可持續(xù)利用[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2012.

[4] 張福鎖， 王激清， 張衛(wèi)峰，等. 中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J]. 土壤學(xué)報(bào)， 2008， 45（5）：915-924.

[5] 劉芷宇. 植物的磷素營養(yǎng)和土壤磷的生物有效性[J]. 土壤， 1992， 24（2）： 97-101.

[6] 王慶仁， 李繼云， 李振聲.植物高效利用土壤難溶態(tài)磷研究動(dòng)態(tài)及展望[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 1998，4（2）： 107-116.

[7] Santhy P， Muthuvel P， Murugappan V， et al. Land degradation due to P depletion under intensive cropping in inceptisols [J]. FertiliserNews， 2001， 46（5）： 65-68.

[8] 李東坡， 武志杰. 化學(xué)肥料的土壤生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2008， 19（5）： 1158-1165.

[9] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[10]王瑜， 寧堂原， 遲淑筠，等. 不同施磷水平下灌水量對(duì)小麥水分利用特征及產(chǎn)量的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)， 2012， 26（3）：232-237.