全 文 ：第 10卷 第 4期
2 0 0 2年 1 2月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．10 No．4
Dee．， 2002
不同磷锌施肥量对大麦产量及其吸收的影响
李惠英 朱永官
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)(中国科学院生态环境研究中心 北京 100085)
摘 要 对“Sahara”和“Clipper”2个大麦品种在不同P、Zn施肥水平下的生长、产量及 P、Zn吸收量盆栽试验结果
表明，当土壤缺 zn时，高 P抑制作物生长，降低作物产量，出现类似于 P中毒症状。随土壤 P水平的增加，茎叶中
P浓度急剧升高甚至接近毒害水平，而对 zn的吸收则下降，P—Zn交互作用显著。2个基因型大麦品种其生长及对
Zn的吸收均表现 显著差异 。
关键词 P—Zn交互作用 大麦 产量 吸收 P、Zn
The effects of different levels of phosphorus and zinc fertilizers on production and absorption in two barley species．LI
Hui—Ying(Shijiazhuang Institute of Agricultural Modernization，Chinese Academy of Sciences，Shijiazhuang 050021)，ZHU
Yong-Guan(Research Center for Eeo-environment，Chinese Academy of Sciences，B~jing 100085)，CJEA，2002，10(4)：51～53
Abstract The effects of different levels of phosphorus and zinc fertilizers on growth，production and nutrient absorption of
two barley species (Sahara and Clipper)have been studied in growth chamber pot experiments．The results show that un—
der the condition of Zn deficiency in soil the growth and prod uction of the two barley species are reduced when phosphorus
concentrations in the soil are higher and zinc are deficient．The concentrations of phosphorus in the barley shoots increase
with the increase of phosphorus levels applied to the soil，but the concentrations of zinc in the shots decline．High concen—
trations of phosphorus and low levels of zinc in the soil result in phosphorus toxicity in the barley strains．Higher levels of
phosphorus result in decreased zinc levels in the barley shots．There are distinct interactions between phosphorus and zinc
in relation to the growth of the barley strains．Two barley species differ signifcantly with regard to growth and zinc ab—
sorption．
Key words Phosphorus and zinc interaction，Barley，Prod uction，P and Zn absorption
施用 P肥是一种有效的增产措施 ，P肥利用率一般为年施 P量的 10％～30％。为获得高产，人们大量
施用 P肥 ，致使 P在土壤中聚集形成 P库，造成资源浪费，且导致 P的流失和面源污染 J。有关植物缺 P的
影响研究已多见报道，但关于P的潜在毒害研究报道 目前尚少见。一些研究表明，当 P在介质中含量过高
时影响产量，还可能影响作物的品质，尤其是微量元素的含量和生物有效性。高 P会干扰植物的 zn、Fe、Mn
等正常代谢 ，特别是减少植物对 zn的吸收，诱导 zn缺乏。为此，试验研究了不同 P和 zn施用水平对 2个
大麦基因品种产量及其 P、Zn吸收的影响，探讨了P的毒害和 P—Zn交互作用以及品种问的差异。
1 试验材料与方法
试验于 2001年在澳大利亚阿德雷德大学进行，采用盆栽试验，为聚乙烯盆，直径 6．2cm、高 26cm，供试
土壤为养分贫瘠的石灰性沙土，pH8．9，土壤过筛(孔径 0．55ram)，经高温高压消毒后于烘箱烘干。每盆装土
lkg，试验设计 P处理 5个水平，即分别施 CaHPO 0g／kg±(P0)、CaHPO 0．1g／kg±(PI)、CaHPO 0．2g／kg±
(PⅡ)、CaHPO 0．4g／kg±(Pm)、CaHPO 0．6g／kg±(PⅣ)；Zn处理 3个水平，即分别施 ZnSO4·5H2O 0mg／kg±
(Zn0)、ZnSO4’5H2O 10mg／kg±(ZnI)、ZnSO4·5H2O 20mg／kg±(ZnⅡ)。供试大麦品种为澳大利亚的“Saha—
ra”和“Clipper”，每盆播种 2株，生长期间在植物生长箱内培育，箱内温度白天为 20℃，夜间 15℃，光照时间
为 14h，光照强度为260tzE／m S，土壤湿度恒定在土壤持水量的 12％，用纯净水浇灌维持，共 30个处理，每
处理重复 4次，计 120盆。根据 P、Zn处理水平，将 CaHPO4、ZnSO ·5H O以溶液形式分别施入土壤中，其
他营养成分依据常规配制溶液，每 kg土壤施入量为 0．444g CaC12·2H2O、0．4g NH NO3、0．174g K SO4、
* 中国科学院知识创新工程项目(KZCX2—413—06)部分研究内容
收稿 日期 ：2002—03—26 改 回 日期 ：2002—04—30
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52 中 国 生 态 农 业 学 报 第 1O卷
0．185g MgSO4、0．4htg Fe—EDTA、2．0mg CuSO4·5H2O、0．6mg MnSO4‘4H2O、0．4rag CoSO4‘7H2O、0．5mg
H。BO。和 0．5rag H MoO4·H O，与土混匀。试验进行 35d后收获，采集茎叶和根系(根系冲洗干净)样品烘
干磨碎，用 70％硝酸消化，用 ICP—AES测定分析 P、Zn含量，采用 GENSTAT分析软件对数据进行差异显著
性检验分析 。
2 结果与分析
2。1 不同处理对大麦生长的影响
关于 P中毒的说法不一 ，大多数作物 P毒害的症状未很好地定义，一般认为 P中毒的症状是叶脉死亡、
叶缘发红或焦枯，其中毒机理是因Zn缺乏而增加了P的吸收和运输，并导致叶片中 P积累到有毒的水平。
一 些研究也证实低 Zn高P供应使植物中毒，P毒害的症状与老叶缺 Zn症状类似。本试验中当大麦生长
14d后部分高 P低 Zn的处理叶尖开始发黄，有 表1 不同处理对2个大麦品种地上部干物质量的影响
的逐渐焦枯，这与他人实验描述的P中毒特征相
似。表 1表明，不施 Zn肥的处理当土壤中P水
平达 CaHPO 0．4g／kg时，产量开始下降；而施用
Zn肥的处理 2个大麦品种地上部分产量均随 P
的增加而呈上升趋势。P处理对 2个大麦品种
地上部分产量的影响均达极显著水平 ，且 2个品
种间差异也达显著。在低 P水平(P 、PⅡ)下随
施 Zn肥量的增 加 ，2个大麦 品种地上部 分产量
均呈下降趋势；而高 P水平(≥PⅢ)下其产量呈
略增趋势，分析检验结果 P—Zn交互作用极显著，
图 1 不同处理对 2个大麦品种根茎比的影响
Fig．1 Efect of different treatments on root and
sho t ratios of the barleys
2．2 不同处理对大麦吸收 P、Zn元素的影响
大麦 茎 叶 中 P 的浓 度 对 照 为 1687～
1808mg／kg，随土壤 中 P水平的增加，大麦植株
中 P的浓度显著增加，P 处理时植株中P的浓
度达到最大值，为 3700～4100mg／kg，P的作用
达极显著水平；P—Zn间交互作用显著，但 Zn的
作用不显著，且 2个品种间无明显差异(见图
2)。试验发现，与植株中 P浓度变化趋势相反，
植株中Zn浓度随土壤 P水平的增加而下降，这
与他人的研究结果相吻合，对照处理的植株 Zn
浓度为 65．8～81．9mg／kg，P处理浓度越高，植
株中的 Zn含量越低；PⅣ处理时，ZO 处理的植株
Tab．1 Efect of diferent treatments on dry weight of the
sho ts of tWO barley species
P处理 干物质量／g·盆 Dry weight
Treatments P Zno ZnI ZnⅡ
“Sahara⋯ ‘Clipper⋯ Sahara⋯ Clipper⋯ ‘Sahara⋯ ‘Clipper’’
*为差异显著，**为差异极显著。
但 Zn的影响不显著。Zn缺乏时(Zoo)，高 P已
对作物产生毒害，表现为抑制作物生长，降低作
0．5 物产量；适量加入 Zn肥可缓解毒害，甚至增加作
． 甍 物产量，但在低 P水平下高 Zn也会抑制作物生
长，表明 P—Zn间有很强的交互作用。根茎 比反
0．3 映了植物根系的发达程度和干物质的分配，图 1
表明随土壤 P水平的增加，2个大麦品种根茎比
均呈急剧下降趋势，说明 P的增加强烈抑制了根
系的发育，P处理间的差异极显著；2个品种中
“Sahara”各处理根茎 比均大于“Clipper”，说 明前
者根系较发达，品种间的根茎比差异极显著。Zn
对根系的影响则不明显。
4500
4000
3500
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缸
翥 o0
I500
l000
PI PⅡ P皿 PIv Po P J PⅡ P皿 PIv
处 理
图 2 不同处理对 2个大麦品种 P吸收的影响
Fig．2 Efect 0f diferenttreatments 0／1P eoncentadons 0f barely shoots
暑
删
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扣
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Zn含量降为 39．3～41．Omg／kg，且植株中Zn浓度随土壤 Zn水平的增加而增加，呈正相关关系。2个品种
∞ 哪 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 加 加 ：2 m
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第 4期 李惠英等：不同磷锌施肥量对大麦产量及其吸收的影响 53
间、P处理、Zn处理和P—Zn间交互作用均达极显著水平(见图3)。目前关于植物吸收 P和Zn之间的交互作
用尚未广泛研究 ，但普遍认为这种交互作用在低
P土壤上对作物生产和品质很重要，而过量施用
P肥会诱导 Zn的缺乏。大量的研究表明，叶片
中P浓度极高时产生毒害，并导致叶片坏死。P
的中毒症状与其在叶片中积累是 由根系吸收和
运输 P的速率所决定，当土壤中高 P低 Zn时，
植物体内由下向上运输 P的速率加快，而 Zn则
变慢。P中毒引起的小麦黄萎症和坏疽症与叶
片中的 P分布密切相关，叶片坏疽部 P浓度为
4．5％～5％，这与黄秋葵坏死叶片中的浓度相
同。大部分 P在细胞中以无机的正磷酸盐形态
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处 理
图 3 不 同处理对 2个 大麦品种 Zn吸收 的影响
Fig．3 Effect of different treatments on Zn
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靶
存在，高 P浓度可能引起叶片细胞的渗透性破 。。 。 trati0 i barel hoot
坏 。本试验 P 一Zn 处理时，茎叶中P浓度最高值达 4．1％，接近他人研究提出的P毒害发生水平。
2．3 P．Zn交互作用
近年来许多研究致力于 P—Zn交互作用的机理，迄今尚未明确 ，所谓 P—Zn交互作用是指 P与 Zn配合施
用时，P、Zn间相互影响它们在植物体内的吸收、转运、分配、积累及生理功能 。这种影响通常是负效应，即
P—Zn拮抗作用，当土壤中有效 P很高或施入过量的P肥时，P会抑制 Zn的吸收，诱导 Zn缺乏，即使土壤和
植物体内的 Zn在正常水平内，植物也表现出缺 Zn症状。P—Zn交互作用已在包括玉米、土豆、番茄、大豆、亚
麻、黑豆、向日葵、小麦等许多作物中被证实存在 ’ 。P—Zn交互作用机理归纳为 6种，即稀释作用，由于增
施 P肥使作物生长加快而导致植物体内的 Zn浓度相对降低，造成缺 Zn现象；P中毒，由于植物体内 P的含
量过高而导致代谢失衡；根际P与 Zn间发生反应 ，使 Zn从根部到上部的传输减慢，诱发叶片内P：Zn失调；
在植物细胞中 P和 zn的代谢紊乱；过量的P肥使土壤pH发生改变而影响Zn的有效性；植物根系的菌根感
染影响P、zn的吸收 。关于 P和 Zn的交互作用也有争议，如 Elnaim and Manojlovic et a1．(1983)提出高 P
并不降低黑钙土中Zn的有效性，也并未引起生长在该土壤的玉米缺 Zn。
3 小结与讨 论
本试验表明当土壤不施 zn肥且土壤 P水平达到 CaHPO 0．4g／kg±时，大麦地上部分产量开始下降；而
施用Zn肥的处理大麦地上部分产量随 P的增加而呈上升趋势，说明土壤高 P低 Zn会产生毒害，抑制作物
生长，降低产量；而低 P(CaHPO4≤0．2g／kg+)高 zn时，大麦地上部分产量呈下降趋势。P处理对 2个大麦
品种地上部分产量的影响达极显著水平，2个品种间差异也达显著，P．Zn交互作用极显著，但 Zn的影响则
不显著。大麦茎叶中P的浓度随土壤中P水平的增加而急剧增加，甚至接近叶片发生 P中毒浓度，与此相
反，植株中 Zn的浓度随土壤 P水平的增加而下降，P处理达极显著水平；P—Zn间交互作用显著，说明土壤中
高 P影响植物的生长和产量，且影响对zn的吸收，进而影响作物品质。2个大麦品种“Sahara”和“Clipper”的
产量、根茎比、Zn的吸收均有明显差异，说明同一作物不同品种在生理和遗传方面存在对 P的利用、Zn的吸
收积累的本质差异，故应进一步探明植物对养分的需求和耐性的基因型差异以及对缺 Zn或 P土壤的管理
方法，并运用育种或基因工程技术培育出具有较高吸 Zn或 P能力的品种或品系。
参 考 文 献
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