氮磷配施对冬小麦鲁原502磷素积累分配及利用的影响

崔正勇 李鹏 裴艳婷 高国强 孙明柱 张凤云 李新华

摘要：本试验以高产小麦品种鲁原502为材料，研究氮磷配施条件下冬小麦磷素积累、分配及利用特性。结果表明，增加施氮量和施磷量均促进小麦各时期磷素积累量的提高。随着磷肥和氮肥施用量的增加，开花期和成熟期磷素在茎秆、叶片和穗（籽粒、穗轴和颖壳）的分配量增加。增加施磷量促进生产100 kg小麦籽粒需磷量提高，而施氮量对籽粒需磷量影响不大；增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量对磷素利用效率无明显影响。本研究表明，冬小麦施用N 240 kg/hm2，P2O5100 kg/hm2可作为黄淮麦区获得高产的施肥参考。

关键词：氮磷配施；小麦；磷素积累；鲁原502

中图分类号：S512.101文献标识号：A文章编号：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

磷是小麦生长发育所必需的营养元素之一，是生物大分子核酸、磷脂和ATP的重要组分，参与细胞结构的形成、分裂和生长，在光合、呼吸代谢过程中发挥重要调节作用[1]。小麦植株各器官的磷含量与生长发育关系密切，对器官建成、产量提高和品质改善方面具有重要影响[2]。因而在生产中施用磷肥是小麦实现高产、优质的一项重要的农艺措施[3]。然而由于磷在土壤中移动性差，容易被土壤吸附固定，施入土壤的磷肥被固定后转化为植物难以利用的难溶性磷，不易被根系吸收，土壤有效磷缺乏成为限制作物增产的主要因素之一[4-7]。由于磷肥利用效率偏低，为满足作物生长需求，生产中需大量投入磷肥。磷肥的不合理施用导致生产成本增高、资源过度消耗、环境污染等诸多问题[3，8]。关于磷肥对冬小麦产量和品质性状的影响已有较多研究，而关于氮磷配施对冬小麦磷素积累分配及利用影响的报道尚少。因此，本试验在大田条件下，研究不同氮磷水平对冬小麦磷素积累分配及利用效率的影响，以期为科学合理施肥、制定高产高效的小麦栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年10月至2016年6月在山东省德州市德成区袁桥乡牌子村德州市良种场（地理坐标：37°25′25″N，116°25′59″E）进行。本区位于山东省西北部，属暖温带大陆性氣候，气候温和，四季分明。多年平均气温12.7℃，年平均日照时数2 647.2 h，年平均降水量570.2 mm，无霜期年平均205 d。试验田土壤质地为壤土，播种前0～20 cm土层有机质含量14.35 g/kg、全氮0.96 g/kg、速效磷38.98 mg/kg、速效钾103.02 mg/kg。前茬玉米收获以后，秸秆全部还田。

1.2 试验设计

试验以高产小麦品种鲁原502为供试材料，采用裂区试验设计，施氮量为主区，设置3个施氮水平：每公顷施纯氮0（N0）、120 （N1）、240 kg（N2），总量的50%作底肥于播种前施入，其余50%作追肥于拔节期施入；施磷量为副区，设置3个施磷水平：每公顷施磷（P2O5） 0 （P0）、50 kg （P1）、100 kg（P2），一次性作底肥施入；施钾量（K2O）统一按每公顷100 kg作底肥与磷肥同时施入。小区面积2.5 m×8.0 m=20.0 m2，重复3次，行距25 cm，基本苗为180株/m2。播种日期2015年10月10日，收获日期2016年6月8日。全生育期共灌水3次，分别为越冬水、拔节水和灌浆水。病虫草害防治及其他管理措施同一般高产田。

1.3 测定项目与方法

于小麦越冬前、起身期、拔节期、挑旗期、开花期和成熟期取植株样品，其中开花期和成熟期按叶片、茎秆+叶鞘、穗（成熟期穗分为颖壳+穗轴和籽粒两部分）等器官分样，并在70℃温度下烘干至恒重，称重。样品粉碎后，用钒钼黄比色法[9]测定植株含磷量，计算各器官磷素积累量及植株磷素积累总量（以P2O5计，下同）。蜡熟末期及时收获，每小区收获6 m2脱粒，自然风干后称重并测定籽粒含水率，按12.5%的含水率（标准含水率）折算产量。

磷素利用效率计算公式[10]：

磷素利用效率=籽粒产量/植株磷素积累量

1.4 数据统计

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据处理、作图，DPS 7.05进行方差分析，LSD法进行多重比较（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 氮磷互作对小麦各生育期磷素积累量的影响

由表1可知，磷肥和氮肥施用量显著影响小麦各生育期植株磷素积累量。越冬期磷素积累量表现为：在同一施氮水平下，P0、P1和P2之间差异均不显著；同一施磷水平下，N1、N2差异不显著但均

显著高于N0，起身期磷素积累量表现为：在N0和N2水平下，P2 显著高于 P0，同一施氮水平下其余处理之间无显著差异；在P1水平下，N1、N2显著高于N0，同一施磷水平下其余处理之间无显著差异。拔节期磷素积累量表现为：在N1水平下，P2显著高于 P0，同一施氮水平下其余处理之间无显著差异；同一施磷水平下，N0、N1和N2之间差异均不显著。挑旗期磷素积累量表现为：在N0和N2水平下，P2>P1>P0，差异显著；N1水平下，P2 显著高于 P0、P1，P0、P1之间无显著差异。P0水平下，N1、N2显著高于N0；P1水平下，N2显著高于N0；P2水平下，N2显著高于N0、N1。开花期和成熟期磷素积累量表现为：在N0、N1和N2水平下，P2>P1>P0，差异显著。在P0、P1和P2水平下，N2>N1>N0，差异显著。表明随着磷肥和氮肥施用量的增加，小麦植株从土壤中吸收的磷素总量提高，而且在后期施肥量对植株磷素积累量的促进作用尤为显著。

2.2 氮磷互作对小麦开花期及成熟期各器官磷素分配的影响

由表2可以看出，磷肥和氮肥施用量显著影响小麦开花期各器官磷素分配。开花期磷素在茎秆、叶片、穗中的分配量表现为：同一施氮水平下，随施磷量的增加，小麦各器官磷素积累量不断提高，表现为P2>P1>P0，各处理间差异显著或不显著；随施氮量的增加，不同处理间小麦各器官磷素积累量显著提高，至N2P2处理条件下磷素积累量达最高水平，且显著高于其他处理。表明随着磷肥和氮肥施用量的增加，开花期磷素在茎秆、叶片和穗的分配量增加，磷素积累量表现为茎秆>穗>叶片。

由表2可知，磷肥和氮肥施用量显著影响小麦成熟期各器官磷素分配。成熟期磷素在小麦各器官的分配量表现为：随施氮水平的增加，磷素积累量逐渐提高，至N2P2处理下积累量达到最高；同一施氮水平下，随着施磷量的增加，各器官中的磷素积累量亦逐渐提高，表现为P2>P1>P0。表明随着磷肥和氮肥施用量的增加，成熟期磷素在茎秆、叶片、籽粒、穗轴和颖壳的分配量增加，磷素积累量表现为籽粒>茎秆>叶片、穗轴和颖壳。

2.3 氮磷互作对籽粒需磷量及磷素利用效率的影响

由图1可以看出，在N0水平下，生产100 kg小麦籽粒需磷量表现为P1、P2差异不显著但均显著高于P0，N1、N2水平下，需磷量表现为P2>P1>P0，且三者差异达显著水平。同一施磷水平下，除N1P2需磷量显著高于N0P2外，其余处理之间无显著差异。表明增加施磷量促进生产100 kg小麦籽粒需磷量提高，而施氮量对籽粒需磷量影响不大。磷素利用效率表现为：N0、N2水平下，P0显著高于P1、P2；N1水平下表现为P0>P1>P2，且三者差异达显著水平。同一施磷水平下，N0、N1和N2之间磷素利用效率无显著差异。表明增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量对磷素利用效率无明显影响。

3 讨论与结论

本研究结果表明，随着施氮量增加，冬小麦越冬期至成熟期磷素的积累量提高，同一施磷水平下，均以N2为最高，说明施氮对磷素吸收积累具有促进作用。增加施氮量为小麦生长提供充足的营养物质，有助于其快速生长，生物量增加，从土壤吸收积累的磷素也随之增加。增加施磷量促进越冬期至成熟期磷素的积累量提高，同一施氮水平下，均以P2为最高，说明施磷对磷素吸收积累具有促进作用。然而施磷对磷素吸收积累的促进作用在前期表现得不明显，主要是因为磷肥施入土壤后很快被土壤吸附固定，同时，小麦生育前期根系不发达，通过根系主动吸收的磷素受到限制。随着磷肥和氮肥施用量的增加，开花期和成熟期磷素在茎秆、叶片和穗（籽粒、穗轴和颖壳）的分配量增加。

本研究结果表明，增加施磷量促进生产100 kg小麦籽粒需磷量提高，而施氮量对籽粒需磷量影响不大；增加施磷量造成磷素利用效率降低，而施氮量对磷素利用效率无明显影响。换言之，通过增加施磷量取得的高产，磷素利用效率符合报酬递减规律，生产100 kg籽粒需磷量随产量水平提高而增加；而通过增加施氮量取得的高产，生产100 kg籽粒需磷量随产量水平提高基本保持不变。综合考虑产量等因素，冬小麦施用N 240 kg/hm2、P2O5 100 kg/hm2可作为黄淮麦区获得高产的施肥参考。

参 考 文 献：

[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] 徐书果， 陈磊， 郝西， 等. 小麦不同器官磷含量的遗传模型研究[J]. 中国农学通报， 2006， 22（6）： 121-123.

[3] 趙秉强. 施肥制度与土壤可持续利用[M]. 北京：科学出版社， 2012.

[4] 张福锁， 王激清， 张卫峰，等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J]. 土壤学报， 2008， 45（5）：915-924.

[5] 刘芷宇. 植物的磷素营养和土壤磷的生物有效性[J]. 土壤， 1992， 24（2）： 97-101.

[6] 王庆仁， 李继云， 李振声.植物高效利用土壤难溶态磷研究动态及展望[J]. 植物营养与肥料学报， 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] 李东坡， 武志杰. 化学肥料的土壤生态环境效应[J]. 应用生态学报， 2008， 19（5）： 1158-1165.

[9] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2000.

[10]王瑜， 宁堂原， 迟淑筠，等. 不同施磷水平下灌水量对小麦水分利用特征及产量的影响[J]. 水土保持学报， 2012， 26（3）：232-237.