磷肥用量對(duì)甜蕎Fagopyrum esculentum根系形態(tài)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

何佩云 黃小燕 王雨 時(shí)政 黃凱豐

摘要：[目的]明確磷肥用量對(duì)甜蕎根系形態(tài)、產(chǎn)量形成和籽粒品質(zhì)的影響。[方法]以甜蕎品種豐甜1號(hào)為試驗(yàn)材料，設(shè)置不施磷（CK，okg·hm）、低磷（LP，35kg·hm）、中磷（MP，70kg·hm）和高磷（HP，105kg·hm）4個(gè)處理，研究磷肥用量對(duì)豐甜1號(hào)根際土壤速效養(yǎng)分、根系形態(tài)、最終產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)的影響。[結(jié)果]根際土壤的速效氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量隨磷肥用量的增加而呈先增加后降低的趨勢(shì)，均以中磷（MP）處理時(shí)達(dá)最大;根際土壤pH則隨磷肥用量的增加表現(xiàn)為持續(xù)下降。豐甜1號(hào)的根系總長(zhǎng)度、根系體積、根系表面積以MP處理顯著高于其他處理，磷肥處理間的根系平均直徑無顯著差異。豐甜1號(hào)的株高等植物學(xué)性狀和產(chǎn)量隨磷肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，均以MP處理最大，其中MP處理時(shí)的產(chǎn)量為對(duì)照（CK）處理的1.43倍。豐甜1號(hào)籽粒中的品質(zhì)隨磷肥用量的增加呈先增后降的趨勢(shì)，黃酮含量以CK處理最大，高磷（HP）處理最低。[結(jié)論]中等用量的磷肥處理（70kg·hm）能促進(jìn)甜蕎生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：甜蕎;磷肥;根系形態(tài);產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S517文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-0384（2019）09-1003-06

0引言

（研究意義）隨著社會(huì)的進(jìn)步，人民生活水平的提高，健康已成為目前人類關(guān)注的焦點(diǎn)問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)“三高”和糖尿病等人群多達(dá)3億多。蕎麥因富含膳食纖維、黃酮類化合物等而具有較好的三降功能，還能預(yù)防壞血病、癌癥等多種重大疾病的發(fā)生，具有較高的研究與開發(fā)價(jià)值。但受蕎麥耐貧瘠的傳統(tǒng)觀念影響，生產(chǎn)過程中缺乏有效的管理，導(dǎo)致產(chǎn)量較低、品質(zhì)較劣，嚴(yán)重影響了我國(guó)蕎麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究不同栽培措施對(duì)蕎麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，對(duì)于指導(dǎo)蕎麥的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培等具有重要意義。（前人研究進(jìn)展）植物根系與產(chǎn)量的關(guān)系一直是作物根系研究的熱點(diǎn)，也是爭(zhēng)論的一個(gè)焦點(diǎn)。陳春煥等發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量形成與根長(zhǎng)和根重等關(guān)系密切;石慶華等的研究發(fā)現(xiàn)水稻的根系形態(tài)包括根系體積等與產(chǎn)量形成關(guān)系密切;張偉等的研究發(fā)現(xiàn)大豆的產(chǎn)量與根系長(zhǎng)度、根系體積等有密切的關(guān)系;常二華等的研究發(fā)現(xiàn)根系形態(tài)生理與水稻產(chǎn)量和品質(zhì)間有密切的關(guān)系。磷作為三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，參與了作物產(chǎn)量和品質(zhì)的形成，適量施用磷肥能提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，過量施用一方面將造成磷肥資源的浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)影響生態(tài)環(huán)境。（本研究切入點(diǎn)）目前關(guān)于磷肥施用量與甜蕎根系構(gòu)型的研究較少，尤其缺乏磷肥與甜蕎產(chǎn)量和品質(zhì)形成關(guān)系的研究。（擬解決的關(guān)鍵問題）本試驗(yàn)以甜蕎品種豐甜1號(hào)為研究對(duì)象，進(jìn)行了不同的施磷處理，研究了磷肥用量對(duì)甜蕎產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為甜蕎的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論支撐。

1材料與方法

1.1材料

供試材料為高產(chǎn)甜蕎品種豐甜1號(hào)。

1.2種植管理

試驗(yàn)于2017年在貴州省畢節(jié)市大方縣黃泥塘鎮(zhèn)進(jìn)行，池栽，水泥池規(guī)格為：5.0m×2.0m×0.3m，裝有黃壤土（含速效氮125.61mg·kg，速效磷62.80mg·kg，速效鉀74.67mg·kg，有機(jī)質(zhì)4.014%，pH6.89）。設(shè)置4個(gè)磷肥處理，0、35、70、105kg·hm，分別以O(shè)P（CK）、LP、MP、HP表示。氮鉀肥用量分別以貴州當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)用量施如。所有肥料混勻后作為基肥一次施用，其余同王炎等的磷肥設(shè)計(jì)。常規(guī)種植管理。當(dāng)各小區(qū)中有75%甜蕎籽粒成熟時(shí)采收（2017年11月20日）。

1.3取樣及測(cè)定

參考王炎等的方法測(cè)定根系土壤速效養(yǎng)分和根際土壤pH值。

參考王炎等的方法取豐甜1號(hào)植株10株，挖取根系，盡量保證根的完整性，剪取甜蕎的根部后，用清水清洗干凈后，其中5株利用掃描儀MICROtEK（型號(hào)：MRS-96007FU2L）進(jìn)行根系圖像掃描，并用根系分析系統(tǒng)（型號(hào)：GXY-A）對(duì)每個(gè)根系圖像進(jìn)行分析，測(cè)定根系形態(tài)指標(biāo)。

蛋白質(zhì)、膳食纖維、黃酮的取樣與保存參考宋毓雪等的方法。采用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量，參考楊月欣和王光的方法測(cè)定籽粒中膳食纖維含量，參考張琪等的方法測(cè)定黃酮含量。蘆丁、槲皮素、山奈酚的取樣與保存參考Li等的方法，參考郭肖的方法進(jìn)行測(cè)定。

參考張宗文和林汝法的方法測(cè)定各甜蕎品種的植物學(xué)性狀（株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)等）和產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2016統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1磷肥用量對(duì)甜蕎根際土壤養(yǎng)分的影響

由表1可以看出，磷肥的施用顯著提高了根際土壤速效氮的含量，但隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，MP處理時(shí)達(dá)最大，CK處理最小;低濃度的磷肥處理促進(jìn)根際土壤速效磷和速效鉀含量的增加，隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，處理間以MP處理時(shí)最大，CK處理最小，其中根際土壤的速效鉀含量在LP和HP處理時(shí)無顯著差異;豐甜1號(hào)根際土壤的有機(jī)質(zhì)含量隨磷肥用量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，以MP處理時(shí)顯著高于其他處理，CK和LP處理時(shí)最低;與對(duì)照相比，施磷顯著降低了根際土壤的pH值

2.2磷肥用量對(duì)甜蕎根系形態(tài)指標(biāo)的影響

由表2可以看出，低濃度的磷肥處理促進(jìn)豐甜1號(hào)根系總長(zhǎng)度、表面積和根系體積的增加，隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，根系總長(zhǎng)度、根系表面積和根系體積以MP處理時(shí)最大，CK處理最小，其中根系體積在CK和LP處理間無顯著差異;豐甜1號(hào)的根系平均直徑隨磷肥用量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，CK處理最小，MP處理最大，處理間無明顯差異。

2.3磷肥用量對(duì)甜蕎植物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響

由表3可知，低濃度的磷肥用量促進(jìn)豐甜1號(hào)株高的增加，隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，磷肥處理間以MP最大，CK最小，磷肥用量間差異達(dá)到顯著水平;與對(duì)照相比，磷肥的施用顯著增加了豐甜1號(hào)的主莖節(jié)數(shù)，但磷肥處理間無顯著差異;磷肥用量對(duì)豐甜1號(hào)主莖分枝數(shù)無明顯影響，表現(xiàn)為4個(gè)磷肥處理間無顯著差異;豐甜1號(hào)的1-2節(jié)節(jié)間長(zhǎng)度隨磷肥施用量的增加表現(xiàn)為先增后降，其中CK和LP間無顯著差異;豐甜1號(hào)的1-2節(jié)節(jié)間粗度以LP和MP處理顯著高于CK和HP處理;豐甜1號(hào)的產(chǎn)量隨磷肥用量的增加呈先升后降的趨勢(shì)，磷肥處理間的差異達(dá)到顯著水平，其中MP處理時(shí)的產(chǎn)量為CK處理的1.43倍。

2.4甜蕎根系形態(tài)、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量間的相關(guān)性分析

由表4可知，豐甜1號(hào)的產(chǎn)量與地下部的根系長(zhǎng)度、地上部的株高和1-2節(jié)節(jié)間粗度有極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.868、0.928和0.926;豐甜1號(hào)的產(chǎn)量與地下部的根系表面積和地上部的主莖分枝數(shù)有顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.599和0.698;豐甜1號(hào)的產(chǎn)量與地下部的根系體積和平均直徑、地上部的1.2節(jié)節(jié)間長(zhǎng)度和主莖節(jié)數(shù)均無明顯的相關(guān)關(guān)系。

2.5磷肥用量對(duì)甜蕎品質(zhì)的影響

由表5可以看出磷肥處理增加了甜蕎籽粒中蛋白質(zhì)的含量，以MP處理最高，CK處理最低，處理間差異達(dá)到顯著水平;豐甜1號(hào)的總膳食纖維的隨磷肥用量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)，以MP處理最大，CK和LP處理間無顯著差異;磷肥處理降低了豐甜1號(hào)籽粒中的黃酮含量，磷肥處理間以CK最大，HP處理最低，LP和MP處理間無顯著差異;較低的磷肥用量促進(jìn)豐甜1號(hào)籽粒中蘆丁和槲皮素含量的增加，隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，均以LP和MP處理最高，CK處理最低;山奈酚含量則以MP處理最大，CK處理最小，磷肥處理間差異達(dá)到顯著水平。

3討論與結(jié)論

根系是作物吸收、轉(zhuǎn)化、貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和固定作物的重要器官，與地上部生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成關(guān)系密切。磷肥的施用能促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，龔江等的研究發(fā)現(xiàn)，磷肥處理對(duì)玉米的根系有較大的影響，適宜的磷肥處理能使玉米有較為優(yōu)越的根系形態(tài)特征，促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)，高磷處理抑制根系生長(zhǎng)。從本試驗(yàn)的研究結(jié)果可以看出，較低的磷肥用量促進(jìn)甜蕎根系（長(zhǎng)度、表面積、體積和平均直徑）的生長(zhǎng)，MP處理時(shí)達(dá)最大，且隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而下降，與上述研究結(jié)果一致，說明磷肥的施用與甜蕎根系的生長(zhǎng)間存在“低促高抑”的關(guān)系。

作物的地上部株型是控制產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，合理的構(gòu)型能增加光合作用的效率，進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量。劉杰等的研究發(fā)現(xiàn)甜蕎的株高等農(nóng)藝性狀與甜蕎產(chǎn)量形成指標(biāo)呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，從本試驗(yàn)的研究結(jié)果可知，豐甜1號(hào)的產(chǎn)量與株高、1-2節(jié)節(jié)間粗度和主莖分枝數(shù)有顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，與上述研究結(jié)果一致。郭鑫年等的研究發(fā)現(xiàn)，隨施磷量的增加水稻產(chǎn)量呈先顯著增加的趨勢(shì)，當(dāng)施磷量達(dá)150kg·hm時(shí)產(chǎn)量達(dá)最大，隨施磷量的進(jìn)一步增加產(chǎn)量顯著下降。從本試驗(yàn)的結(jié)果可知，較低的磷肥用量能促進(jìn)豐甜1號(hào)產(chǎn)量的顯著增加，隨磷肥用量的進(jìn)一步增加而顯著下降，MP處理時(shí)達(dá)最大，與上述研究結(jié)果一致，結(jié)合地下部根系及地上部植物學(xué)性狀的研究結(jié)果，認(rèn)為適宜的磷肥處理能促進(jìn)甜蕎根系的生長(zhǎng)，致使地上部具有良好的構(gòu)型，提高了光合產(chǎn)物的效率，促進(jìn)了干物質(zhì)的積累，導(dǎo)致最終產(chǎn)量的增加。前期研究發(fā)現(xiàn)，中等濃度的磷肥處理能促進(jìn)春播甜蕎的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的增加。從本試驗(yàn)的研究結(jié)果可知，中等用量的磷肥處理同樣能促進(jìn)秋播甜蕎的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的增加，說明中等用量的磷肥處理可同時(shí)適用于春播和秋播甜蕎的種植。

磷肥的施用量與作物品質(zhì)形成也有密切關(guān)系。蔡柏巖等的研究發(fā)現(xiàn)，較低濃度磷肥用量能促進(jìn)大豆蛋白質(zhì)等品質(zhì)指標(biāo)含量的上升，高濃度處理則顯著降低含量。研究表明，施磷能顯著或極顯著降低苦蕎籽粒中的黃酮含量。本團(tuán)隊(duì)前期試驗(yàn)的結(jié)果表明，中等用量的磷肥處理能促進(jìn)苦蕎品質(zhì)的提高。從本試驗(yàn)可知，隨磷肥施用量的增加，豐甜1號(hào)籽粒中黃酮含量呈顯著下降的趨勢(shì)，其余品質(zhì)指標(biāo)則呈先增加后降低趨勢(shì)，與上述研究結(jié)果一致。

結(jié)合前期春播的研究結(jié)果，認(rèn)為豐甜1號(hào)的適宜磷肥用量為70kg·hm，磷肥過量或不足均會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。