磷硒配施對(duì)小白菜生長(zhǎng)及磷吸收的影響

閆 穎，呂家瓏，張雅倩，胡 良，宮 歡

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)植物生長(zhǎng)具有重要的作用，例如能量傳遞、淀粉和糖的分解、光合作用、植物體內(nèi)養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)、植物性狀的代際遺傳等方面。如果植物缺磷，會(huì)導(dǎo)致葉片黃化、生長(zhǎng)緩慢、果實(shí)成熟延遲以及產(chǎn)量降低[1]，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中磷廣泛用于提高作物產(chǎn)量[2]。同時(shí)，磷對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡有著重要作用[3]。因此提高土壤中有效P的含量對(duì)作物增產(chǎn)和生態(tài)平衡都有很大作用。硒是動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的微量元素，雖然與磷不是同族元素，但二者離子半徑和理化性質(zhì)相似，且均以陰離子的形式存在于土壤中，因此它們?cè)谕寥乐械暮颗c植物的吸收和生理代謝存在一定關(guān)系[4]。此外，磷與硒的相互作用會(huì)直接影響二者在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化、吸收、積累和生物有效性[5-6]。研究發(fā)現(xiàn)，磷、硒之間在植物的吸收方面既存在協(xié)同作用也存在拮抗作用[7-8]。若土壤中磷含量低，由于磷和硒相似的理化性質(zhì)，二者之間主要是拮抗作用；若土壤中磷含量高，由于它們?cè)谕寥滥z體上的吸附競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，二者之間主要是協(xié)同作用[9]。此外，磷可以促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)對(duì)硒的吸收[10]。

目前關(guān)于磷硒配施的研究多集中在對(duì)土壤中硒形態(tài)及有效性影響等方面[11-13]，而對(duì)磷形態(tài)及有效性研究較少。因此，本研究選擇硒富集植物小白菜[14]作為供試作物，通過(guò)土培盆栽試驗(yàn)，研究石灰性土壤中磷酸鹽與硒酸鹽配施對(duì)小白菜生長(zhǎng)和磷吸收以及土壤有效 P 含量的影響，旨在為提高土壤中磷的利用率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試土壤為陜西楊凌區(qū)塿土(土墊旱耕人為土)，采用多點(diǎn)取樣法采集0～20 cm土層土樣，自然風(fēng)干，均化，過(guò)孔徑5 mm篩，備用。土壤pH為8.43，全磷含量0.61 g/kg，速效磷含量23.50 mg/kg，全硒含量0.14 mg/kg，全鉀含量2.25 g/kg，全氮含量1.14 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量13.92 g/kg，陽(yáng)離子交換量(CEC)23.34 cmol/kg。

供試植物為小白菜，品種為秦白2號(hào)，由西北農(nóng)林科技大學(xué)種子公司提供。

供試硒試劑有2種，分別為亞硒酸鈉(Na2SeO3)和硒酸鈉(Na2SeO4)；供試磷試劑有2種，分別為磷酸氫二銨 ((NH4)2HPO4)和磷酸二氫銨(NH4H2PO4)。所有供試試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用兩因素三水平設(shè)計(jì)，其中兩因素分別為磷酸鹽和硒酸鹽，磷酸鹽包括磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)和磷酸二氫銨(NH4H2PO4)2種，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中磷肥的施用水平[15-16]，磷肥設(shè)置0，75，150 mg/kg 3個(gè)水平；硒酸鹽包括亞硒酸鈉(Na2SeO3)和硒酸鈉(Na2SeO4)，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果[17]， 硒酸鹽設(shè)置0，1.0，2.5 mg/kg 3個(gè)水平。采用完全組合設(shè)計(jì)，共36個(gè)處理，每處理重復(fù)3次。

在西北農(nóng)林科技大學(xué)溫室中進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，選擇直徑20 cm、高17 cm的塑料盆，每盆裝土2.5 kg，每千克土樣用噴壺噴入相應(yīng)的磷酸鹽和硒酸鹽溶液，并施入0.5 g N和0.25 g K (分別換算成尿素和硫酸鉀制成對(duì)應(yīng)的溶液噴入土壤)，攪拌均勻，平衡21 d，每2～3 d澆1次水，保持土壤含水量為田間持水量的70%。土壤平衡后每盆播10顆小白菜種子，生長(zhǎng)期間保持自然光照及通風(fēng)，試驗(yàn)期間使用重量法保持土壤含水量為田間持水量的70%，7 d后間苗，10 d后定苗至5株，40 d后采集植物和土壤樣品。

1.3 樣品測(cè)定

將小白菜連根收獲，測(cè)定其生長(zhǎng)指標(biāo)(株高、根長(zhǎng)、生物量)。用蒸餾水將根和葉片清洗干凈，用直尺測(cè)定株高、根長(zhǎng)，之后將樣品于90 ℃烘箱殺青30 min，60 ℃烘至質(zhì)量恒定，用天平稱(chēng)量小白菜的生物量。

植物地上部(葉片)和地下部(根部)磷含量的測(cè)定：樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消解后，用鉬銻抗比色法測(cè)定[18]。土壤有效P含量采用Tissen改進(jìn)后的Hedley磷分級(jí)方法[19-20]測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Origin 8.5、SPSS 20和Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷酸鹽與硒酸鹽配施對(duì)小白菜生長(zhǎng)的影響

2.1.1 株 高 從表 1 可以看出，單施磷時(shí)，2種磷酸鹽均明顯促進(jìn)了小白菜株高的增長(zhǎng)，當(dāng)施磷量為150 mg/kg時(shí)，小白菜株高分別平均增加了113.13%(NH4H2PO4)和69.12%((NH4)2HPO4)。單施亞硒酸鹽時(shí)，其對(duì)小白菜的株高有顯著促進(jìn)作用，當(dāng)施硒量為2.5 mg/kg時(shí)，小白菜株高平均增加了55.53%；小白菜的株高隨硒酸鹽含量的增加而增大，但是各處理間差異不顯著。

由表1還可知，磷硒配施處理時(shí)，各處理間株高無(wú)明顯變化規(guī)律，當(dāng)NH4H2PO4含量為150 mg/kg時(shí)，2.5 mg/kg亞硒酸鹽處理小白菜株高比2.5 mg/kg硒酸鹽處理顯著增加了30.14%，這是由于硒酸鹽比亞硒酸鹽更易被小白菜吸收，其與磷酸鹽競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，導(dǎo)致小白菜體內(nèi)的磷酸鹽含量變少，使磷酸鹽對(duì)小白菜株高的促進(jìn)作用下降，表明磷酸鹽與硒酸鹽配施時(shí)，硒肥種類(lèi)對(duì)小白菜株高的影響較大。相同硒水平下，小白菜的株高隨磷含量的增加而增大，但各處理間總體無(wú)顯著差異。

表1 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)小白菜株高的影響Table 1 Effects of phosphate and selenate interactions on plant height of pakchoi cm

2.1.2 根 長(zhǎng) 從表2可以看出，單施磷時(shí)，150 mg/kg NH4H2PO4明顯促進(jìn)了小白菜根長(zhǎng)的增長(zhǎng)，小白菜根長(zhǎng)平均增加了36.04%；75 mg/kg NH4H2PO4抑制了小白菜根長(zhǎng)的生長(zhǎng)，但與無(wú)磷處理差異不顯著。(NH4)2HPO4促進(jìn)了小白菜根長(zhǎng)的增長(zhǎng)，但影響不顯著。單施硒時(shí)，小白菜根長(zhǎng)隨硒含量的增加呈先降低后增加趨勢(shì)。

表2 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)小白菜根長(zhǎng)的影響Table 2 Effects of phosphate and selenate interactions on root length of pakchoi cm

由表2還可知，磷硒配施時(shí)，相同磷水平下，當(dāng)磷含量為75 mg/kg時(shí)，各處理間差異均不顯著；當(dāng)磷含量為 150 mg/kg時(shí)，小白菜根長(zhǎng)隨硒含量的增加總體減小，平均降低了20.09%～36.14%，可知施硒抑制了磷對(duì)小白菜根長(zhǎng)的促進(jìn)作用。磷硒配施時(shí)，相同硒水平下，當(dāng)硒含量為1.0 mg/kg時(shí)，小白菜根長(zhǎng)隨磷含量的增加而總體增大；當(dāng)硒含量為2.5 mg/kg時(shí)，小白菜根長(zhǎng)隨磷含量的增加無(wú)明顯變化規(guī)律。

2.1.3 生物量 表3為不同磷、硒配施對(duì)小白菜生物量的影響。從表 3 可以看出，單施(NH4)2HPO4處理時(shí)，小白菜生物量隨磷含量的增加而增大，各處理間差異不顯著；單施NH4H2PO4處理時(shí)，小白菜生物量隨磷含量的增加先增大后減小。單施硒處理時(shí)，施用亞硒酸鹽小白菜生物量變化不顯著，施用硒酸鹽時(shí)小白菜生物量顯著增加(P<0.05)，當(dāng)硒含量為2.5 mg/kg時(shí)，小白菜生物量較無(wú)硒處理增加了62.24%。

由表3還可知，磷硒配施時(shí)，相同磷水平下，小白菜生物量隨硒含量的升高而總體增加，表明施硒增強(qiáng)磷對(duì)小白菜生物量的促進(jìn)作用。相同硒水平下，2種硒酸鹽與(NH4)2HPO4配施時(shí)，小白菜生物量隨磷含量的增加而增大，表明施用(NH4)2HPO4增加了硒對(duì)小白菜生物量的促進(jìn)作用；2種硒酸鹽與NH4H2PO4配施時(shí)，小白菜生物量隨磷含量的增加總體減小，說(shuō)明施用NH4H2PO4會(huì)抑制硒對(duì)小白菜生物量的促進(jìn)作用，可知磷酸鹽與硒酸鹽配施時(shí)，磷肥種類(lèi)對(duì)小白菜生物量影響較大。

表3 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)小白菜生物量的影響Table 3 Effects of phosphate and selenate interactions on biomass of pakchoi g/株

2.2 磷酸鹽與硒酸鹽配施對(duì)小白菜磷吸收的影響

2.2.1 地上部 表4為不同含量的磷、硒配施對(duì)小白菜地上部磷含量的影響。從表4可以看出，單施磷肥時(shí)，小白菜地上部磷含量隨外源磷含量的增加而增大，當(dāng)磷含量為150 mg/kg時(shí)，小白菜地上部磷含量分別平均增加了24.13%((NH4)2HPO4)和23.80%(NH4H2PO4)。單施硒肥時(shí)，小白菜地上部磷含量隨硒含量的增加而減小，表明施硒會(huì)抑制小白菜對(duì)磷的吸收。磷硒配施處理時(shí)，相同磷水平下，小白菜地上部磷含量隨硒含量的增加總體減小，表明磷硒配施處理時(shí)，硒肥會(huì)抑制磷對(duì)小白菜磷吸收的促進(jìn)作用；相同硒水平下，小白菜地上部磷含量隨施入磷含量的增加無(wú)明顯變化規(guī)律。

表4 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)小白菜地上部磷含量的影響Table 4 Effects of phosphate and selenate interactions on phosphorus content of pakchoi shoot g/kg

2.2.2 地下部 表5為不同含量的磷、硒配施對(duì)小白菜地下部磷含量的影響。從表5可以看出，單施磷肥時(shí)，小白菜地下部磷含量隨外源磷含量的增加而增大，當(dāng)磷含量為150 mg/kg時(shí)，小白菜地上部磷含量分別平均增加了44.15%((NH4)2HPO4)和33.85%(NH4H2PO4)。單施硒肥時(shí)，小白菜地下部磷含量隨硒含量的增加呈先降低后上升的趨勢(shì)，且各處理間差異不顯著。磷硒配施處理時(shí)，相同磷水平下，小白菜地下部磷含量隨硒含量的增加總體先減小后增大，表明磷硒配施處理時(shí)，硒肥會(huì)抑制磷對(duì)小白菜磷吸收的促進(jìn)作用，隨硒含量增加抑制作用減弱；相同硒水平下，小白菜地下部磷含量隨施入磷含量的增加無(wú)明顯變化規(guī)律。

表5 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)小白菜地下部磷含量的影響Table 5 Effects of phosphate and selenate interactions on phosphorus content of pakchoi root g/kg

2.3 磷酸鹽與硒酸鹽配施對(duì)土壤有效P含量的影響

表6為不同磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)土壤有效P含量的影響。從表6可以看出，單施磷肥時(shí)，土壤有效P含量隨外源磷含量的增加而顯著(P<0.05)增大，當(dāng)磷含量為150 mg/kg時(shí)，土壤有效P含量分別增加了48.08%((NH4)2HPO4)和62.69%(NH4H2PO4)，NH4H2PO4處理的有效P增幅比(NH4)2HPO4處理更大。單施硒肥時(shí)，土壤有效P含量隨外源硒含量的增加無(wú)顯著變化。磷硒配施時(shí)，當(dāng)磷含量為75 mg/kg時(shí)，相同磷水平下土壤有效P含量隨亞硒酸鹽含量的增加先增大后減小，土壤有效P含量隨硒酸鹽含量的增加而增大；當(dāng)磷含量為 150 mg/kg 時(shí)，土壤有效P含量隨硒含量的增加總體增大，表明磷硒配施處理時(shí)硒肥會(huì)促進(jìn)土壤中有效P含量的增加。相同硒含量下，隨外源磷含量的增加，土壤有效P含量顯著增加(P<0.05)，表明磷硒配施處理時(shí)硒肥會(huì)促進(jìn)土壤中有效P含量的增加。

表6 磷酸鹽和硒酸鹽配施對(duì)土壤有效P含量的影響Table 6 Effects of phosphate and selenate interactions on soil available phosphorous mg/kg

3 討 論

本研究中，單施磷肥明顯促進(jìn)小白菜的生長(zhǎng)，表現(xiàn)為小白菜的株高、根長(zhǎng)、生物量均增加，其中150 mg/kg NH4H2PO4的促進(jìn)作用比150 mg/kg (NH4)2HPO4更明顯。這是由于NH4H2PO4屬于生理酸性肥料，而(NH4)2HPO4屬于生理堿性肥料[21]，在石灰性土壤中(NH4)2HPO4較高的pH會(huì)加速氨揮發(fā)，導(dǎo)致土壤中氮肥含量下降，而NH4H2PO4施入土壤后可降低肥際周?chē)?pH，從而增加磷的有效性[22]。本研究中，與磷含量為75 mg/kg 處理相比，磷含量為150 mg/kg處理小白菜的生物量無(wú)顯著差異。相關(guān)研究表明，在供磷過(guò)量時(shí)，作物生物量并未進(jìn)一步增加[23]，這與本研究結(jié)果一致。本研究中，單施硒肥對(duì)小白菜的株高、生物量有一定促進(jìn)作用，這與前人研究結(jié)果相同[24]。本研究中，磷硒配施處理中，磷含量相同時(shí)，隨硒含量的增加，小白菜株高、生物量增大。這是由于硒酸鹽與磷酸鹽競(jìng)爭(zhēng)土壤吸附位點(diǎn)，施入土壤中的硒酸鹽促進(jìn)了磷酸根的釋放，提高了有效P含量，進(jìn)而促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，其中磷對(duì)小白菜株高促進(jìn)作用的增強(qiáng)效果亞硒酸鹽處理比硒酸鹽處理明顯。這是因?yàn)槲猁}處理土壤中有效硒主要為水溶態(tài)硒，在土壤中的移動(dòng)性相對(duì)較大[25]，而亞硒酸鹽處理土壤中的硒主要為可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)，更易與土壤位點(diǎn)結(jié)合，可以釋放出更多磷酸根[26]。本研究中，對(duì)磷硒配施處理，磷含量相同時(shí)，隨硒含量增加小白菜根長(zhǎng)減小。這是由于除競(jìng)爭(zhēng)土壤吸附位點(diǎn)，磷、硒還共用植物吸收通道，施硒導(dǎo)致小白菜對(duì)磷酸鹽的吸收變少，抑制了磷對(duì)小白菜根長(zhǎng)的促進(jìn)作用，其中磷對(duì)小白菜根長(zhǎng)促進(jìn)作用的抑制效果硒酸鹽處理比亞硒酸鹽處理明顯。這是因?yàn)槲猁}在土壤中的移動(dòng)性與生物有效性比亞硒酸鹽強(qiáng)[25-26]，更易被小白菜吸收，與磷酸鹽競(jìng)爭(zhēng)植物吸收通道，導(dǎo)致小白菜對(duì)磷酸鹽的吸收變少，對(duì)小白菜根長(zhǎng)的促進(jìn)作用下降。

本研究中，單施磷肥可使小白菜地上部、地下部磷含量明顯上升，這是由于外源添加磷含量直接促進(jìn)了植物中磷含量上升。單施硒肥導(dǎo)致小白菜地上部、地下部磷含量總體下降，表明施硒抑制了小白菜對(duì)磷的吸收，這是由于磷、硒共用植物吸收通道，導(dǎo)致小白菜對(duì)磷酸鹽的吸收下降。磷硒配施處理中，磷含量相同時(shí)，施硒導(dǎo)致小白菜地上部、地下部的磷含量隨施硒量的增加而減小，硒肥會(huì)抑制小白菜對(duì)磷的吸收，與相關(guān)研究結(jié)果[27-28]相似。原因有兩個(gè)，一是由于磷、硒競(jìng)爭(zhēng)植物吸收通道，導(dǎo)致小白菜對(duì)磷酸鹽的吸收下降，所以小白菜地上部、地下部的磷含量降低；二是由于施用硒酸鹽增強(qiáng)了磷酸鹽對(duì)小白菜生物量的促進(jìn)作用，產(chǎn)生的生物稀釋效應(yīng)[29]也會(huì)導(dǎo)致小白菜磷含量的降低。

本研究中，單施磷顯著提高了土壤中有效P含量，這是由于外源添加有效P直接促進(jìn)了土壤中有效P含量，且NH4H2PO4處理土壤有效P含量增幅比(NH4)2HPO4處理大，這是因?yàn)镹H4H2PO4屬于生理酸性肥料[21]，施入石灰性土壤后可降低肥際周?chē)鷓H，從而增加磷的有效性[22]。本研究中，磷硒配施處理中，當(dāng)磷含量相同時(shí)，施硒處理土壤的有效P含量較無(wú)硒處理總體均增加，這是由于磷、硒在土壤中競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，施加硒酸鹽可將土壤中吸附的磷酸鹽釋放，從而增加了土壤有效P含量[30]。

4 結(jié) 論

1)在本試驗(yàn)設(shè)置磷、硒含量范圍內(nèi)，單施磷肥促進(jìn)小白菜的生長(zhǎng)，且150 mg/kg NH4H2PO4的促進(jìn)作用 比 150 mg/kg (NH4)2HPO4更明顯。單施硒肥對(duì)小白菜的株高、生物量有一定促進(jìn)作用。磷硒配施處理時(shí)，相同磷含量下施用硒肥會(huì)增強(qiáng)磷對(duì)小白菜株高、生物量的促進(jìn)作用，亞硒酸鹽的促進(jìn)作用比硒酸鹽更明顯；施用硒肥總體會(huì)抑制磷對(duì)小白菜根長(zhǎng)的促進(jìn)作用。

2)在本試驗(yàn)設(shè)置磷、硒含量范圍內(nèi)，單施磷肥促進(jìn)小白菜地上部、地下部磷含量的增加；單施硒肥時(shí)，隨硒含量的增加，小白菜地上部磷含量減小，地下部磷含量先降低后上升。磷硒配施處理時(shí)，相同磷含量下，施用硒肥會(huì)抑制磷對(duì)小白菜磷吸收的促進(jìn)作用。

3)在本試驗(yàn)設(shè)置磷、硒含量范圍內(nèi)，單施磷顯著增加了土壤有效P含量，NH4H2PO4的促進(jìn)作用比(NH4)2HPO4更明顯；單施硒肥時(shí)，土壤有效P含量隨外源硒含量的增加無(wú)顯著變化。磷硒配施處理時(shí)，相同磷含量下，施用硒肥會(huì)促進(jìn)土壤中磷的釋放，從而提高土壤有效P含量。