聚磷酸銨添加生物源增效劑對(duì)小麥產(chǎn)量及磷素利用效率的影響

張運(yùn)紅，楊占平，黃紹敏，郭斗斗，杜 君，和愛(ài)玲，楊煥煥

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所/河南省農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002)

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素，是核酸、核蛋白、磷脂等生命大分子的重要組成成分，以多種方式參與植物體內(nèi)的代謝過(guò)程[1]。施用磷肥是保證小麥獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的一項(xiàng)重要農(nóng)藝措施[2-3]。目前，常用磷肥主要有磷酸一銨(Monoammonium phosphate, MAP)、磷酸二銨(Diammonium phosphate, DAP)、重過(guò)磷酸鈣(Triple superphosphate, TSP)等正磷酸磷肥。正磷酸鹽在土壤中不易移動(dòng)且易被土壤中的鐵鋁鈣氧化物及黏土礦物等固定，導(dǎo)致作物對(duì)磷素的當(dāng)季利用率僅為7.6%～15.0%[4-5]。磷肥利用率低不但造成磷肥資源的浪費(fèi)，磷素在土壤中累積，還易對(duì)農(nóng)田、水體等環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響[6]。因此，通過(guò)代替性磷源減少磷在土壤中的固定，是提高磷肥有效性、實(shí)現(xiàn)磷素高效利用的有效途徑。近年來(lái)，聚磷酸銨(Ammonium polyphosphate，APP)作為一種新型高效磷肥備受關(guān)注，APP含有正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽和四聚磷酸鹽等組分，水解后可提供正磷酸態(tài)磷素和銨態(tài)氮素，能降低土壤對(duì)磷的固定，從而提高磷肥利用效率和作物產(chǎn)量[7-9]。研究發(fā)現(xiàn)，APP可使黃麻皮哈密瓜增產(chǎn)3.0%～8.4%、大麥增產(chǎn)18%、油菜增產(chǎn)19%、番茄增產(chǎn)21.7%、草莓增產(chǎn)18%[10]。SHARMA等[11]研究發(fā)現(xiàn)，APP處理的小麥產(chǎn)量較磷礦石、硝酸磷肥和DAP處理分別提高34%、7.2%和9.2%。HOLLOWAY等[12]研究發(fā)現(xiàn)，APP處理的小麥產(chǎn)量在第1年和第2年分別比MAP處理提高14%和15%。此外，APP還可活化土壤中的鐵、鋅等微量元素，促進(jìn)作物對(duì)微量元素的吸收[13-14]。APP具備優(yōu)良的溶解性、緩釋性和螯合性，是肥料生產(chǎn)中很好的磷源，已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，但目前在我國(guó)農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還處于起步階段，其高效施用技術(shù)及以APP為原料的增值肥料均有待研發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)，一些天然物質(zhì)如海藻酸類、腐植酸(Humic acid，HA)類和氨基酸(Amino acid，AA)類，可提高肥料利用率，且環(huán)保安全，可作為新型肥料增效劑使用[15-19]。李志堅(jiān)等[17-18]研究發(fā)現(xiàn)，與普通MAP相比，HA、海藻酸和谷氨酸增值MAP處理分別可降低磷固定率7.32%、7.13%和11.99%；低磷條件下，小麥產(chǎn)量、磷肥表觀利用率分別提高9.74%～33.54%、8.71～26.21個(gè)百分點(diǎn)。劉博等[19]研究發(fā)現(xiàn)，DAP添加AA后可提高土壤中速效磷含量，降低pH值，促進(jìn)Ca-P向Al-P、Fe-P轉(zhuǎn)化，從而減少土壤中磷的固定。然而目前該類物質(zhì)在APP上的應(yīng)用效果還未見(jiàn)報(bào)道。另外，不同天然物質(zhì)活性基團(tuán)、作用機(jī)制及施用效果存在明顯差異[17,20]。小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的商品糧和戰(zhàn)略性糧食儲(chǔ)備品種，對(duì)保障我國(guó)糧食安全和小麥產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收起著重要作用[21]。鑒于此，以小麥為材料，研究APP添加不同生物源增效劑(HA、AA、海藻酸)對(duì)小麥產(chǎn)量及磷肥利用效率的影響，以期明確增效劑在APP上的應(yīng)用效果，為以APP為原料的功能肥料研發(fā)提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年10月—2018年5月在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研園區(qū)(113.67°E、37.79°N)進(jìn)行。供試土壤采自鄭州市郊區(qū)，土壤類型為潮土。土壤含有機(jī)質(zhì)3.5 g/kg、速效氮35.6 mg/kg、有效磷(Olsen-P)2.7 mg/kg、速效鉀102.6 mg/kg，pH值 7.79。

供試小麥品種為鄭麥7698，為多穗強(qiáng)筋、半冬性中晚熟品種，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所許為鋼研究員選育并提供。

供試APP(含N 18%、P2O558%)由鄭州冠達(dá)化工產(chǎn)品有限公司提供；供試HA由褐煤提取，水不溶物含量<5%，由上海通微生物技術(shù)有限公司提供；供試海藻酸采用海藻酸鈉寡糖(Alginate oligosaccharides,AOS)，β-D-甘露糖醛酸(M)∶α-L-古羅糖醛酸(G)=7∶3，糖醛酸含量>90%，聚合度2～10，由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所提供；供試AA為復(fù)合AA，其總AA含量為81.24%，主要由亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蘇氨酸和天冬氨酸等組成，由鄭州福潤(rùn)德生物工程有限公司提供；供試氮肥為尿素(含N 46%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)。其余試劑均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用土培盆栽試驗(yàn)，選用聚乙烯塑料盆(直徑30 cm、高20 cm)。每盆裝過(guò)2 mm篩的土10 kg。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，分別為處理1：對(duì)照[CK(-P)，不施磷處理]；處理2：APP處理；處理3：APP+HA處理；處理4：APP+AA處理；處理5：APP+AOS處理。每個(gè)處理4次重復(fù)，共20盆。N施用量為0.25 g/kg，50%基施，50%于拔節(jié)期追施；P2O5施用量為0.12 g/kg，K2O施用量為 0.12 g/kg，二者均全部基施。生物源增效劑在磷肥中的含量為0.3%。每盆播4行，每行10粒，30 d后間苗至每盆25株，小麥生長(zhǎng)期間通過(guò)稱質(zhì)量法維持盆中土壤水分含量在田間持水量的70%左右。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀 于苗期、返青期、拔節(jié)期、開(kāi)花期和成熟期測(cè)定小麥株高；于苗期、返青期、拔節(jié)期和開(kāi)花期測(cè)定功能葉片(開(kāi)花期為旗葉，其他時(shí)期為倒二葉)葉面積(葉面積=長(zhǎng)×寬×0.75)[22]；于苗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期和開(kāi)花期測(cè)定功能葉片SPAD值。其中，株高、葉長(zhǎng)、葉寬采用直尺測(cè)定，SPAD值采用日本柯尼卡美能達(dá)葉綠素含量測(cè)定儀測(cè)定。并于成熟期調(diào)查小麥可見(jiàn)葉片數(shù)。

1.3.2 分蘗動(dòng)態(tài) 分別于苗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期和開(kāi)花期調(diào)查每盆小麥總莖蘗數(shù)，并計(jì)算成穗率。

1.3.3 光合特性 于開(kāi)花期(播種后162 d)采用Li-6200 便攜式光合作用測(cè)定儀(LI-COR Inc.,USA)測(cè)定小麥旗葉的凈光合速率(Net photosynthetic rate，Pn)、氣孔導(dǎo)度(Stomatal conductance,GS)、蒸騰速率(Transpiration rate,Tr)和胞間CO2濃度(Intercellular CO2concentration,Ci)，測(cè)定時(shí)間選在晴天的9:30—10:30，測(cè)定時(shí)光照強(qiáng)度為800～1 200 μmol/(m2·s)，采用開(kāi)放氣路，設(shè)定空氣流速為500 μmol/s，葉室(2 cm×3 cm)內(nèi)溫度為25 ℃。計(jì)算氣孔限制值(Stomatal limiting values，Ls)和水分利用效率(Water use efficiency，WUE)，Ls=1-Ci/C0(C0代表氣孔中CO2濃度為420 μmol/mol)。

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因子 收獲前，調(diào)查每盆小麥有效穗數(shù)(每穗實(shí)粒數(shù)多于5粒者為有效穗)；每個(gè)處理選取代表性植株5株，采用直尺測(cè)量穗長(zhǎng)，然后調(diào)查穗粒數(shù)。收割每盆全部植株，脫粒后風(fēng)干，采用百分之一電子天平稱質(zhì)量，計(jì)算籽粒產(chǎn)量、千粒質(zhì)量。

1.3.5 植株磷含量和磷素利用效率 分別于開(kāi)花期和成熟期采集地上部植株樣品，并將成熟期樣品分為籽粒和秸稈兩部分，105 ℃殺青30 min，70 ℃烘至恒質(zhì)量，測(cè)定其干質(zhì)量。采用H2SO4-H2O2消煮—鉬銻抗比色測(cè)定各磷含量。其他磷相關(guān)指標(biāo)按以下公式計(jì)算[23]：磷積累量=磷含量×干質(zhì)量；磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量=開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官磷積累量-成熟期營(yíng)養(yǎng)器官磷積累量；營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)率=營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量/開(kāi)花期營(yíng)養(yǎng)器官磷積累量×100%；營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒磷素的貢獻(xiàn)率=營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量/成熟期籽粒磷積累量×100%；花后磷素吸收量=成熟期地上部磷積累量-開(kāi)花期地上部磷積累量；花后磷素吸收量對(duì)籽粒磷素的貢獻(xiàn)率=花后磷素吸收量/成熟期籽粒磷積累量×100%；磷素收獲指數(shù)=籽粒磷積累量/植株地上部磷積累量×100%；磷素吸收效率=植株地上部磷積累量/施磷量；磷素干物質(zhì)生產(chǎn)效率=成熟期干物質(zhì)質(zhì)量/植株總磷積累量；磷素利用效率=籽粒產(chǎn)量/植株地上部磷積累量；磷素表觀回收率=(施磷區(qū)地上部磷積累量-不施磷區(qū)地上部磷積累量)/施磷量；磷素農(nóng)學(xué)利用效率 =(施磷區(qū)作物產(chǎn)量-不施磷區(qū)作物產(chǎn)量)/施磷量；磷肥生理利用率=(施磷區(qū)作物產(chǎn)量-不施磷區(qū)作物產(chǎn)量)/(施磷區(qū)地上部磷積累量-不施磷區(qū)地上部磷積累量)；磷肥生產(chǎn)效率=籽粒產(chǎn)量/施磷量。

1.3.6 土壤全磷和速效磷含量 小麥?zhǔn)斋@后，采集土壤樣品，風(fēng)干過(guò)篩，采用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷含量，采用碳酸氫鈉法(Olsen法)測(cè)定土壤速效磷含量[24]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行處理，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，并采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響

圖1顯示，施用磷肥可在一定程度上促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)，苗期、返青期、拔節(jié)期、開(kāi)花期和成熟期株高增幅分別為28.8%～43.1%、35.1%～51.5%、32.1%～37.6%、14.7%～19.8%和12.5%～20.9%；此外，在苗期和返青期APP添加生物源增效劑處理也高于APP處理，增幅分別為1.6%～11.1%和6.0%～12.2%，但不同增效劑處理間無(wú)顯著差異；在開(kāi)花期和成熟期APP+AA和APP+HA處理較APP處理也有提高，但二者間差異不顯著。對(duì)于功能葉片SPAD值，各施磷處理不同生育時(shí)期較對(duì)照均有不同程度提高，增幅分別為28.1%～34.5%、10.5%～19.3%、7.7%～13.6%、2.4%～6.7%和5.7%～8.1%，除開(kāi)花期外，其余時(shí)期均達(dá)到顯著水平，但所有APP添加生物源增效劑處理均較APP處理無(wú)顯著性增加。開(kāi)花期僅APP+HA處理葉片SPAD值顯著高于對(duì)照，較APP處理增加3.1%，但未達(dá)到顯著水平。對(duì)于功能葉片葉面積，苗期和返青期，APP添加生物源增效劑處理顯著高于對(duì)照，分別較對(duì)照增加59.8%～69.1%和83.6%～115.5%；且苗期較APP處理也增加5.5%～11.7%，但未達(dá)到顯著水平；返青期APP+AOS處理顯著高于APP處理，增幅為19.7%。拔節(jié)期，除APP處理顯著高于對(duì)照外，其他處理和對(duì)照、APP處理均無(wú)顯著差異。開(kāi)花期，APP、APP+HA、APP+AA處理均較對(duì)照有一定程度增加，但未達(dá)到顯著水平，且三者間差異也不顯著；APP+AOS處理較APP處理顯著降低，降幅為21.5%。對(duì)于可見(jiàn)葉片數(shù)，以APP+AA處理最高，較對(duì)照顯著增加13.2%，較APP處理提高3.6%，但差異不顯著，其余處理較對(duì)照也均有增加趨勢(shì)，但差異均不顯著。該結(jié)果說(shuō)明，施磷可促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育，不同施磷處理間比較，以APP+AA處理效果最好。

不同小寫(xiě)字母表示同一時(shí)期不同處理間差異顯著(P<0.05)

2.2 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥分蘗動(dòng)態(tài)的影響

表1顯示，苗期、越冬期、返青期和開(kāi)花期，所有施磷處理的小麥分蘗數(shù)均顯著高于對(duì)照，增幅分別為56.8%～82.9%、28.5%～38.5%、39.8%～55.7%和16.5%～31.4%，且APP添加生物源增效劑處理均高于APP處理。其中，苗期以APP+AA處理最高，較APP處理顯著增加16.7%；越冬期，以APP+AOS處理最高；返青期，以APP+AOS處理最高，APP+HA處理次之，較APP處理分別顯著增加11.4%和6.5%；開(kāi)花期，則以APP+HA處理最高，較APP處理顯著增加31.4%。拔節(jié)期，APP+HA和APP+AA處理均較對(duì)照顯著增加，增幅分別為4.5%和3.3%，但與APP處理無(wú)顯著差異；APP+AOS處理顯著低于對(duì)照和APP處理，降幅分別為2.0%和4.7%。成穗率，所有施磷處理均顯著低于對(duì)照，其中以APP+AOS和APP處理較低，APP+HA和APP+AA處理較APP處理分別顯著增加5.9%和7.6%。該結(jié)果說(shuō)明，施用APP可促進(jìn)小麥分蘗，但會(huì)降低成穗率，在此基礎(chǔ)上添加生物源增效劑HA和AA較單施APP處理可提高小麥成穗率。

表1 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥分蘗動(dòng)態(tài)的影響

2.3 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥光合特性的影響

由表2可知，除APP+AA處理外，其余施磷處理的小麥旗葉Pn均顯著高于對(duì)照，增幅為16.0%～30.2%，以APP+HA處理最高，較APP處理顯著增加10.3%。對(duì)于Tr和Gs，均以APP處理最高，APP+HA處理次之，兩者差異不顯著,分別較對(duì)照顯著增加10.7%、6.4%和44.9%、36.8%，APP+AA處理顯著低于對(duì)照和APP處理。除APP+AOS處理外，其余施磷處理的小麥旗葉Ci較對(duì)照顯著增加22.8%～47.8%，以APP+HA處理最高，較APP處理顯著增加20.3%。APP+HA、APP+AA、APP+AOS處理的WUE分別較對(duì)照和APP處理顯著增加22.4%、83.4%、14.6%和14.7%、71.9%、7.4%。APP、APP+HA和APP+AA處理的Ls分別較對(duì)照顯著下降7.6%、16.0%和8.8%，其中，APP+HA處理較APP處理顯著降低9.0%。該結(jié)果說(shuō)明，施用APP可通過(guò)調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)合、增加Ci，提高小麥Pn；在此基礎(chǔ)上添加生物源增效劑HA可進(jìn)一步增加Ci、Pn和WUE，降低Ls，促進(jìn)小麥光合作用的進(jìn)行。

表2 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥光合特性的影響

2.4 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

表3顯示，與對(duì)照相比，施磷處理可顯著提高小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因子，其中有效穗數(shù)增加16.5%～31.4%，且APP添加生物源增效劑處理顯著高于APP處理，以APP+HA處理最高；穗長(zhǎng)增加16.7%～20.0%，以APP+AOS處理最高，較APP處理顯著增加2.8%；穗質(zhì)量增加31.2%～56.6%，穗粒數(shù)增加39.9%～12.20%，二者均以APP、APP+AA和APP+AOS處理較高；千粒質(zhì)量，除APP+HA處理外，其余處理均顯著高于對(duì)照，增幅為4.9%～12.2%，以APP+AOS處理最高，較APP處理顯著增加6.3%；施磷處理小麥增產(chǎn)43.2%～62.5%，且添加生物源增效劑處理較APP處理顯著增加6.2%～13.5%，以APP+AA處理最高。該結(jié)果說(shuō)明，施用APP可促進(jìn)小麥增產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上添加生物源增效劑后，小麥產(chǎn)量進(jìn)一步增加，以APP+AA處理增產(chǎn)效果最好。

表3 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

2.5 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷素吸收和轉(zhuǎn)移的影響

表4顯示，施磷處理可顯著提高開(kāi)花期小麥植株磷含量和積累量，其中磷含量增幅為24.0%～53.1%，以APP+HA處理最高，較APP處理顯著增加14.8%，磷積累量增幅為59.0%～115.8%，以APP+AOS處理最高，較APP處理顯著增加11.9%。成熟期，秸稈磷含量和積累量分別較對(duì)照顯著增加35.9%～71.9%和73.8%～131.0%，其中磷含量以APP+HA處理最高，磷積累量以APP+AA和APP+HA處理較高。成熟期，籽粒磷含量、磷積累量、植株總磷積累量，均以APP處理最高，分別較對(duì)照顯著增加39.1%、117.8%、115.3%，APP添加生物源增效劑處理較APP處理分別顯著降低18.9%～24.3%、22.4%～32.1%、21.5%～29.2%。對(duì)于磷素利用效率，APP處理較對(duì)照顯著降低27.3%，APP添加生物源增效劑處理較APP處理顯著增加18.3%～29.1%。APP處理的磷素干物質(zhì)生產(chǎn)效率最低，較對(duì)照顯著降低30.8%；APP添加生物源增效劑處理較APP處理顯著增加23.6%～33.4%。該結(jié)果表明，施用APP可促進(jìn)小麥磷的吸收和累積，在此基礎(chǔ)上添加生物源增效劑總磷吸收量較APP處理有所下降，但小麥磷素利用效率和磷素干物質(zhì)生產(chǎn)效率提高。

表4 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷素吸收的影響

表5顯示，APP處理的小麥磷素收獲指數(shù)較對(duì)照顯著增加0.99個(gè)百分點(diǎn)，APP添加生物源增效劑處理較APP處理顯著降低1.07～3.83個(gè)百分點(diǎn)，其中APP+HA、APP+AA 處理較對(duì)照顯著降低2.84、2.50個(gè)百分點(diǎn)。所有施磷處理的營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量均顯著高于對(duì)照，增幅為27.8%～134.0%，以APP+AOS處理最高，較APP處理顯著增加18.8%，APP+AA處理較APP處理顯著降低35.1%。APP+AA處理的營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)率最低，分別較對(duì)照、APP處理顯著下降13.67、15.16個(gè)百分點(diǎn)。APP+HA、APP+AOS處理的營(yíng)養(yǎng)器官磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率較高，分別較對(duì)照和APP處理顯著增加4.18、6.00個(gè)百分點(diǎn)和5.67、7.49個(gè)百分點(diǎn)。施磷處理的花后磷素吸收量較對(duì)照顯著增加40.3%～121.2%，以APP處理最高，APP添加生物源增效劑處理較APP處理顯著下降25.1%～36.6%。APP+AA處理的花后磷素吸收量對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率最高，較對(duì)照顯著增加3.13個(gè)百分點(diǎn)，APP+HA、APP+AOS處理分別較對(duì)照和APP處理顯著降低4.18、6.00個(gè)百分點(diǎn)和5.67、7.49個(gè)百分點(diǎn)。該結(jié)果說(shuō)明，APP+AOS處理可顯著提高小麥地上部營(yíng)養(yǎng)器官磷素的轉(zhuǎn)移能力及其對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)，花后磷素吸收能力則以APP處理最高。

表5 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷素轉(zhuǎn)移的影響

2.6 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷肥利用效率的影響

表6顯示，和APP處理相比，APP添加生物源增效劑處理的磷素吸收效率和磷素表觀回收率顯著降低14.9%～20.2%和24.6%～33.4%，且不同增效劑間無(wú)顯著差異；但磷素農(nóng)學(xué)利用效率、磷肥生理利用率和磷肥生產(chǎn)效率分別較APP處理顯著增加20.5%～44.9%、60.1%～102.8%和6.2%～13.5%，且均以APP+AA處理最高。

表6 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷肥利用效率的影響

2.7 APP添加生物源增效劑對(duì)小麥?zhǔn)斋@后土壤磷含量的影響

圖2顯示，施磷處理的土壤全磷和速效磷含量均顯著高于對(duì)照，分別提高19.4%～29.7%和2.10～2.37倍，且不同施磷處理間無(wú)顯著差異。該結(jié)果說(shuō)明，施用APP可提高土壤磷含量，在此基礎(chǔ)上添加生物源增效劑對(duì)土壤磷含量無(wú)顯著影響。

不同小寫(xiě)字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論與討論

創(chuàng)制安全、高效、環(huán)保的綠色肥料，構(gòu)建綠色肥料產(chǎn)品體系，是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要體系。APP在多種作物上表現(xiàn)出良好的肥效。本試驗(yàn)也證實(shí)，施用APP可促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育，通過(guò)提高Ci和Pn，降低Ls，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量，其中有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均顯著增加；施用APP處理植株磷素吸收量、磷素收獲指數(shù)及土壤磷含量也有所提高。APP在農(nóng)業(yè)上施用效果受其物質(zhì)組成、作物種類、土壤特性等因素的影響[25-28]。APP只有水解成正磷酸鹽后才能被植物吸收利用，因此水解反應(yīng)直接影響植物對(duì)磷的吸收[9]。然而，APP不同組分水解速率有差異，四聚磷酸鹽水解為三聚磷酸鹽約需要1 d，三聚磷酸鹽水解為焦磷酸鹽和正磷酸鹽約需要7 d，而焦磷酸鹽水解為正磷酸鹽則需4～100 d[25]。不同作物根系水解能力也有所不同，玉米根系水解焦磷酸鉀的能力是大豆根系的3倍，且玉米根系對(duì)三聚磷酸鈉的水解能力更快[26]。有報(bào)道，在玉米上，APP作為種肥施用時(shí)，以聚合度組成分布均勻的APP效果最佳，其在土壤中緩慢水解可降低土壤對(duì)磷的固定，提高磷素利用效率[27]。在小麥上，高聚合度的固體APP在小麥上的施用效果好于低聚合度的液體APP，小麥生物量及磷、鈣、鎂的吸收量均較高[28]。本試驗(yàn)中供試APP為固體，由41%的正磷酸鹽、54%的焦磷酸鹽、4%的三聚磷酸鹽與1%的四聚及四聚以上的多聚磷酸鹽組成，在小麥上的施用效果總體較好，與前人[12,28]研究結(jié)果一致。然而，本試驗(yàn)對(duì)小麥根系水解APP不同組分的能力未作解析，該工作有助于揭示APP在小麥上的增產(chǎn)機(jī)制。也有研究表明，與正磷酸鹽相比，APP在石灰性土壤上施用更有利于作物增產(chǎn)及養(yǎng)分吸收，主要原因是聚合態(tài)磷與土壤中Ca2+或Mg2+高度結(jié)合并釋放出固定在土壤中的正磷酸鹽，從而增加Resin-P(樹(shù)脂磷)、NaHCO3-P(高活性磷)和NaOH-P(中活性磷)含量，有利于作物吸收[8-9,29]。本試驗(yàn)中，供試土壤為潮土，屬于石灰性土壤，APP促進(jìn)小麥增產(chǎn)可能也與其土壤磷活化有關(guān)。

本試驗(yàn)中，APP添加生物源增效劑處理較APP處理可進(jìn)一步促進(jìn)小麥分蘗，增加有效穗數(shù)，提高產(chǎn)量6.2%～13.5%。李志堅(jiān)等[17]研究發(fā)現(xiàn)，HA具有刺激小麥生長(zhǎng)和分蘗的作用，MAP中添加HA可增加小麥穗數(shù)。劉偉等[30]報(bào)道，水分脅迫下，施用HA水溶肥料可改善小麥光合特性，葉綠素含量增加5.62%～84.32%，光合速率增加0.87%～75.38%，增產(chǎn)效果顯著。本試驗(yàn)中，APP+HA處理可通過(guò)提高小麥旗葉Ci和Pn，降低Ls，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，提高產(chǎn)量，與上述結(jié)論相符。前人研究顯示，添加AA的肥料具有促進(jìn)植物分蘗、根系生長(zhǎng)、葉色轉(zhuǎn)綠和作物增產(chǎn)的效應(yīng)[17,31]。AOS灌根處理可提高小麥葉片葉綠素含量和Pn，促進(jìn)同化物積累和產(chǎn)量增加，且主要?dú)w因于穗數(shù)和千粒質(zhì)量的增加[32]；將其添加到復(fù)混肥中施用，可提高小麥粒質(zhì)量和穗數(shù)，增產(chǎn)15.33%[33]。本試驗(yàn)中，APP+AA和APP+AOS處理在小麥上均有良好的增產(chǎn)效果，前者主要?dú)w因于有效穗數(shù)的增加；后者千粒質(zhì)量和有效穗數(shù)均顯著提高，與上述結(jié)論相符。前人研究表明，MAP和DAP中添加1%～20%HA增效劑可提高作物產(chǎn)量、磷吸收量及磷肥利用效率，并可增加土壤中速效磷含量[34-35]，其原因是HA含有羥基、酚基等活性官能團(tuán)，可與磷酸根離子競(jìng)爭(zhēng)土壤膠體的吸附位點(diǎn)，從而減少磷的固定，還可與鈣、鐵、鋁離子發(fā)生絡(luò)合和溶解反應(yīng)，促進(jìn)土壤難溶性磷的釋放；同時(shí)HA可通過(guò)金屬橋與磷酸鹽形成磷酸鹽-金屬-HA復(fù)合體，從而減緩有效磷向難溶性磷的轉(zhuǎn)化，提高磷的利用效率[36-38]。MAP中添加海藻酸和谷氨酸也可提高土壤速效磷含量和土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量，減緩Al-P向Fe-P的轉(zhuǎn)化[18]。本試驗(yàn)中，APP添加不同生物源增效劑處理的小麥磷素吸收效率、磷素吸收量及磷素收獲指數(shù)均較APP處理顯著降低，說(shuō)明APP添加生物源增效劑對(duì)小麥磷素的吸收及其向籽粒中的轉(zhuǎn)運(yùn)有不利影響，其原因尚不清楚，可能與APP中磷的賦存形態(tài)有關(guān)。然而，目前關(guān)于生物增效劑對(duì)聚合態(tài)磷在土壤中的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其在植物體的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。APP在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景，但其土壤環(huán)境行為及其增效技術(shù)還需要繼續(xù)研究。