全 文 ：doi:10. 11838 /sfsc. 20140612
紫云英磷素养分高效利用品种筛选
兰忠明，钟少杰，何春梅，李清华，林新坚*
(福建省农业科学院土壤肥料研究所 /福建省农业科学院农业资源与环境中心，福建 福州 350013)
摘 要:为获得紫云英磷高效利用品种，通过施磷和不施磷处理对 9 个紫云英品种 (系)进行筛选和鉴定。研究
结果发现:9 个紫云英品种 (系)间性状差异明显;84341022、闽紫 6 号、浙紫 5 － 12 和 8487711 植株直立、高大
粗壮，显著区别于信阳种、余江大叶和弋江籽;信阳种、余江大叶和弋江籽品种分枝数显著多于其它品种。磷效
率采用种子和鲜草产量为指标，以耐低磷力、品种适应性及综合力描述，筛选出闽紫 7 号高耐低磷力品种 (耐低
磷力达到 146. 5%)，8487711 和闽紫 7 号磷高效利用品种 (综合力都达到 1 级标准，分别为 84. 8 % 和 80. 3 %)
以及余江大叶磷敏感基因型品种 (缺磷时产量低，施磷后产量显著提高)。对于紫云英磷高效利用品种的稳定性
和可靠性还有待连续多年试验验证。本研究结果可为南方稻区选育磷高效利用紫云英品种提供科学依据。
关键词:紫云英;磷高效;筛选
中图分类号:S551. + 9;S143. 2 文献标识码:A 文章编号:1673 － 6257 (2014)06 － 0067 － 05
收稿日期:2014 － 02 － 12;最后修订日期:2014 － 04 － 27
基金项目:国家公益性行业 (农业)科研专项 (200803029、
201103005);福建省自然科学基金 (2012J01158)。
作者简介:兰忠明 (1981 －)，男，福建泉州人，博士研究生，助
理研究员，主要从事农业生态环境研究。E － mail:118122864
@ qq. com。
通讯作者:林新坚，E － mail:xinjianlin@ 163. net。
在中国，1. 07 亿 hm2农田中大约有 60 % 缺磷，
磷肥的当季利用率一般只有 5% ～ 10%，加上作物
的后效，一般也不超过 25%，大部分的磷都被土壤
固定而成为难溶磷，尤其是南方黄红壤区［1］。另一
方面，我国又是缺磷的国家，特别是高品质的磷矿
资源奇缺。大量研究证明，不同植物乃至同种植物
的不同品种对磷肥的利用率存在显著差异，所以人
们日益重视通过筛选和培育磷利用高效、活化土壤
非有效态磷能力强的作物新品种。许多植物如白羽
扇豆［2 － 4］、木豆［5，6］、大麦［7］和菜豆［8，9］的根系分泌
物，特别是有机酸，都具有活化土壤难溶磷，提高
土壤磷素有效性，进而促进植物吸收利用难溶性磷
酸盐的作用。紫云英根系分泌物也能活化难溶性磷，
促进植物吸收［10］，缺磷胁迫能促进紫云英分泌有机
酸，显著增加对难溶性磷的活化效果;不同基因型
之间紫云英对磷的活化效果差异较为明显，显现出
紫云英品种间的差异性。因此，利用作物自身的生
理、遗传特点，筛选、挖掘高效活化无效磷的作物
品种，在理论研究和生产应用上都有重要意义。本
试验在田间采用耐低磷力、品种适应性和综合力 3
项指标对供试材料进行筛选，旨在选育磷高效基因
型紫云英，为生产和品种选育提供材料和理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验于 2011 ～ 2012 年在福建省农业科学院野
外观测站红壤肥力与生态环境福州站长期监测试验
田进行 (闽侯县白沙镇，东经 119°04 10″，北纬
26°1331″)。供试土壤为黄泥田，基础理化性质:碱
解氮 121. 1 mg /kg，有效磷 (P)16. 8 mg /kg，速效
钾 (K) 37. 6 mg /kg， pH 值 4. 43，有 机 质
20. 4 g /kg，全磷 (P)0. 367 g /kg。根据土壤养分
等级标准，该试验田全磷及有效磷养分属于中等偏
低水平。供试紫云英品种 (系)9 个，分别为 1、
闽紫 1 号， 2、信 阳 种， 3、闽 紫 7 号， 4、
8487711，5、闽紫 5 号，6、闽紫 6 号，7、余江大
叶，8、84341022，9、弋江籽。试验设不施肥
(CK)、施磷肥 (P)2 个处理，3 次重复，共计 54
个小区。每个小区面积为 4 m2;试验地总面积:54
m ×4 m = 216 m2。不施肥 (CK)即不施任何化肥，
施磷肥 (P)即施基肥过磷酸钙 450 kg /hm2，每个小
区施用180 g。紫云英播种量为22. 5 kg /hm2，每个小
区 9 g。行距 30 cm，宽距 30 cm。
1. 2 测定项目与方法
紫云英盛花期每个小区取 15 株观测株高、茎
粗、分枝数，取平均值。鲜草与种子产量分别于
—76—
中国土壤与肥料 2014 (6)
2012 年 3 月 28 日和 5 月 12 日采收。紫云英盛花期
取部分植株样品，105℃杀青 30 min，75 ℃ 下烘
48 h至恒重，最后用植株粉碎机磨细，过 0. 149 mm
筛，自封袋保存。植株样品全磷含量用浓 H2SO4 －
H2O2消煮，钼蓝比色法测定。
1. 3 数据分析方法
品种适应性和综合力［2，11］，按照刘鸿雁等［11］的
方法计算耐低磷力。
耐低磷力:某个品种不施磷处理的产量 (鲜草
产量、种子产量)占该品种施磷处理产量的百分数。
品种适应性:在不施磷处理条件下，某个品种
种子产量 (鲜草产量)比 9 个品种种子产量 (鲜草
产量)平均值增减的百分数。
综合力:种子产量 (鲜草产量)耐低磷力及其
品种适应性两项指标的平均值。
聚类分析方法:采用 DPS 12. 5 系统聚类的最
短距离法进行分析。
2 结果与分析
2. 1 紫云英品种间的性状差异
从表 1 可见，施磷肥对不同紫云英品种的生长
有显著影响，总体上增加了紫云英株高、茎粗和分
枝数，尤其是分枝数;且施 P条件下，紫云英的生
长状况总体优于 CK处理。无论 CK 还是施 P 处理，
9 个紫云英品种间农艺生长性状差异明显;
84341022、闽紫 6 号、浙紫 5 － 12 和 8487711 闽紫
系列的植株株高、茎粗与信阳种、余江大叶和弋江
籽有显著差异，但在紫云英分枝能力方面，信阳
种、余江大叶和弋江籽分枝数多于其它各个品种
(系)。闽紫系列植株直立、株高、茎粗，分枝
数少。
表 1 不同紫云英品种的农艺生长性状差异
施肥处理 编号 品种
株高
(cm)
茎粗
(cm)
分枝数
(个)
CK 1 闽紫 1 号 90. 8bc 2. 2bcd 2. 0bc
2 信阳种 47. 3d 1. 5d 2. 8a
3 闽紫 7 号 81. 1c 2. 6abc 2. 2b
4 8487711 103. 9ab 2. 8ab 2. 0bc
5 浙紫 5 － 12 108. 5ab 2. 7ab 1. 6c
6 闽紫 6 号 116. 0a 2. 7ab 2. 2bc
7 余江大叶 44. 9d 1. 5d 3. 2a
8 84341022 121. 7a 3. 2a 1. 7bc
9 弋江籽 60. 7d 1. 8cd 3. 0a
P 1 闽紫 1 号 84. 9c 2. 7bc 2. 5abc
2 信阳种 55. 0d 1. 3e 3. 4a
3 闽紫 7 号 85. 5c 2. 7bc 2. 1c
4 8487711 107. 9b 3. 0b 2. 5abc
5 浙紫 5 － 12 136. 5a 3. 5a 2. 0c
6 闽紫 6 号 118. 5ab 3. 0b 2. 5abc
7 余江大叶 68. 2cd 2. 3d 3. 0abc
8 84341022 129. 0a 3. 0b 2. 3bc
9 弋江籽 69. 7cd 2. 5cd 3. 3ab
注:同一处理同列数据后不同的小写字母表示差异显著 (P ＜0. 05)。
2. 2 耐低磷力基因型紫云英的筛选
由表 2 可见，以种子产量为指标，供试品种中
耐低磷力最高的是闽紫 7 号，达到 146. 5%，其不
施磷处理的产量显著高于施磷处理，表明其耐低磷
力强。以鲜草产量为指标，耐低磷力最高的为闽紫
7 号和 8487711，分别为 101% 和 102. 2%，且在不
施磷处理和施磷处理条件下的鲜草产量无明显差
异，表明其耐低磷力强。
表 2 不同紫云英品种的产量及耐低磷力
品种名称
种子产量
(kg /hm2)
鲜草产量
(kg /hm2)
耐低磷力
(%)
品种适应性
(%)
综合力
(%)
CK P CK P 种子产量 鲜草产量 种子产量 鲜草产量 种子产量 鲜草产量
闽紫 1 号 584. 5 481. 9 324 823 34 626 121. 3 93. 8 13. 2 13. 6 67. 3 53. 7
信阳种 406. 9 282. 6 11 539 12 565 144. 0 91. 8 － 21. 2 － 59. 6 61. 4 16. 1
闽紫 7 号 635. 3 433. 6 33 934 33 592 146. 5 101. 0 23. 1 18. 7 84. 8 59. 8
8487711 607. 8 425. 2 33 850 33 117 142. 9 102. 2 17. 7 18. 4 80. 3 60. 3
浙紫 5 － 12 582. 0 561. 1 33 700 38 753 103. 7 87. 0 12. 7 17. 9 58. 2 52. 4
闽紫 6 号 536. 1 508. 6 32 099 33 934 105. 4 94. 6 3. 9 12. 3 54. 6 53. 4
余江大叶 286. 0 311. 8 22 736 28 623 91. 7 79. 4 － 44. 6 － 20. 5 23. 6 29. 5
84341022 602. 0 453. 6 35 685 45 106 132. 7 79. 1 16. 6 24. 8 74. 7 52. 0
弋江籽 405. 2 308. 5 21 311 26 163 131. 4 81. 5 － 21. 5 － 25. 5 54. 9 28. 0
平均值 516. 2 418. 5 28 593 31 831 124. 4 90. 0 0. 0 0. 0 62. 2 45. 0
F值 39. 51＊＊ 34. 29＊＊ 39. 96＊＊ 104. 82＊＊ — — — — — —
注:＊＊表示同一处理下紫云英品种间方差分析达 1% 极显著水平。
—86—
中国土壤与肥料 2014 (6)
2. 3 不同指标磷高效划分的等级差异
磷高效基因型紫云英能在磷肥投入不足或不投
入的条件下仍获得较高的产量［12］。因此紫云英的
种子产量、生物产量减产率 (耐低磷力)就是一个
重要的筛选指标［11］。参考刘鸿雁等［11］筛选耐低磷
作物采用的划分标准，应用耐低磷力和品种适应性
两项指标的平均值 (综合力)作为综合评定的指
标，对紫云英进行分级评定，得到不完全一致的结
果。表 3 可见，当以种子产量为指标，1 级有 8 个
品种 (闽紫 7 号，信阳种，8487711 等)，2 级有
1 个品种 (余江大叶)。若采用鲜草产量为指标，1
表 3 耐低磷评级标准及代表品种
等
级
指标
份
数
代表品种
(种子产量)
份
数
代表品种
(鲜草产量)
耐低
磷力
(%)
1 ＞ 95 8 闽紫 7 号，
信阳种，
8487711 等
2 8487711，
闽紫 7 号
2 94 ～ 85 1 余江大叶 4 闽紫 6 号，
闽紫 1 号等
3 84 ～ 75 0 — 3 弋江籽，
余江大叶，
84341022
4 74 ～ 65 0 — 0 —
5 ＜ 65 0 — 0 —
品种
适应性
(%)
1 ＞ 30 0 — 0 —
2 29 ～ 5 5 闽紫 7 号，
8487711，
84341022 等
6 84341022，
闽紫 7 号，
8487711 等
3 4 ～ 0 1 闽紫 6 号 0 —
4 0 ～ － 10 0 — 0 —
5 ＜ － 10 3 信阳种，
余江大叶，
弋江籽
3 信阳种，
余江大叶，
弋江籽
综合力
(%)
1 ＞ 62. 5 4 闽紫 7 号，
8487711，
84341022 等
0 —
2 61. 5 ～ 45 4 信阳种，
浙紫 5 － 12，
弋江籽等
6 8487711，
闽紫 7 号，
闽紫 1 号等
3 44. 5 ～37. 5 0 — 0 —
4 37 ～ 27. 5 0 — 2 余江大叶，
弋江籽
5 ＜ 27. 5 1 余江大叶 1 信阳种
级只有两个品种 (8487711，闽紫 7 号)，2 级有 4
个品种 (闽紫 6 号，闽紫 1 号等)，3 级有 3 个品种
(弋江籽，余江大叶，84341022)。多数品种在选用
种子或鲜草产量为指标时，很难兼具磷高效特性，
只有闽紫 7 号和 8487711 同时具备 1 级标准。由图
1 也可看出，9 个参试的紫云英品种可以归为 3 大
类，其 一:闽 紫 1 号，闽 紫 7 号， 8487711，
84341022;其二:浙紫 5 － 12 和闽紫 6 号;其三:
信阳种，弋江籽和余江大叶。从聚类图中也可清晰
看出，闽紫 7 号和 8487711 距离最近，与指标等级
划分总体相似。虽然，闽紫 7 号和 8487711 这两个
品种耐低磷力比较强，但品种适应性方面还没有达
到 1 级标准，其综合力都达到 1 级标准，分别为
84. 8% 和 80. 3%，达到磷高效标准。因此，这两
个品种在缺磷 (低磷)农田地区大面积推广种植具
有较大的优势。福建以鲜草产量为指标，2 级有 4
个品种 (闽紫 6 号，闽紫 1 号等)，可以将土壤中
的难溶性磷转化为紫云英植株磷，回田后转化为有
效磷，供后作作物生长需求。
图 1 9 个参试的紫云英品种聚类图
2. 4 磷敏感基因型紫云英筛选
余江大叶在不施磷的条件下种子产量为 286
kg /hm2，施磷后为 311 kg /hm2，相差 25 kg /hm2。
而且其鲜草产量在施磷和不施磷情况下相差 1. 26
倍，即缺磷时产量低，施磷后产量显著提高，表明
其对施磷比较敏感。这类品种在种植时必须保证磷
肥的供应才能获得高产。
3 结论与讨论
缺磷是限制目前农业生产的一个重要因子，越
来越多的学者开始发掘磷素高效利用植物来替代传
统方法提高磷的利用效率［13］。国外对作物磷营养
效率基因型差异研究起步较早，早在 20 世纪初就
由 De Turk［14］和 Smith［15］率先在玉米上进行研究，
国内主要集中在对小麦、水稻、大豆、萝卜和甘蓝
—96—
中国土壤与肥料 2014 (6)
型油菜的研究上［16 － 21］。植物耐低磷研究的前提是
具备耐低磷材料，本试验田间土壤背景磷素养分水
平较低，采用不同的选择指标会得到不同的等级划
分结果。以种子产量为指标时，闽紫 7 号，信阳种
和 8487711 为磷高效最高的 3 个品种;以鲜草产量
为指标时，8487711 和闽紫 7 号为磷高效最高的两
个品种。因此在筛选鉴定材料时，应根据不同的研
究目的选择合适的指标，例如以培肥土壤为主时，
可考虑采用以鲜草产量为指标;以带荚翻埋时，应
侧重种子产量指标。
作物产量是评判作物基因型耐低磷能力的决定
性指标。在本试验中，不施磷条件下，某些品种鲜
草产量最高而种子产量却不是最高，如 84341022，
其鲜草产量为 35 684. 5 kg /hm2，种子产量为
602 kg /hm2;施磷条件下也出现种子产量高而鲜草
产量不高和鲜草产量高而种子产量较低的品种，这
些品种的吸收效率和磷在植株体内的运转效率是不
同的。一般来说鲜草产量高，说明植物对磷的吸收
效率较高，而种子产量高，需要植物不仅吸收率要
高，而且种子对磷的运转效率也要比较高，关于
磷的吸收和运转问题值得今后深入研究。本试验
耐低磷紫云英品种的筛选结果仅表示紫云英对磷
素的响应度，影响紫云英生长的因素是多方面
的，除紫云英基因型和磷素外，也受不同区域的
土壤和环境因素等影响。因此，研究紫云英耐低
磷区域性特性和利用分子生物技术进行品种改良
更具实际意义。
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Effects of different lime nitrate application rates on potassium，calcium and magnesium content and quality in mango
LI Hua-dong1，BAI Ting-yu1，ZHENG Yan1，ZHANG He2，LIN Dian1* (1． Agriculture College，Hainan University，
Haikou Hainan 570228;2． Environment and Plant Protection Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，
Haikou Hainan 570228)
Abstract:A field trial was undertaken to evaluate the effects of applying Ca(NO3)2 in soil before flower period on the contents
of potassium，calcium，magnesium and quality of“tainung No. 1”mango． The results showed that:(1)Compare with the
results of the control，applying calcium fertilizer could obviously increase the fruit sugar acid ratio because of the increase of
content of soluble sugars and acidity reduced，and improve the vitamin C in the fruit，reduce the rotten fruit rate during stor-
age． The highest yield occurred when 150 g /plant calcium was applicated，and the yield increased by 14. 25% compared to
the control． (2)By applying calcium fertilizer，the calcium content of pulp in fruit was significantly increased，the magnesi-
um and potassium contents of peel，pulp and seed in fruit reduced． (3)The calcium contents of peel，pulp and seed in fruit
had positive correlation with the calcium application amounts，and the potassium and magnesium contents of peel，pulp and
seed in fruit had negative correlation with the calcium application amounts． (4)The contents of soluble sugars，vitamin C and
sugar acid ratio were positive correlation with the calcium application amounts． The contents of soluble solid，acidity，weight
loss ratio and the rotten fruit rate were negative correlation with the calcium application amounts． It suggested that applying
Ca(NO3)2 in soil could increase quality and improve storability of mango during storage．
Key words:mango;calcium fertilizer;quality
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Screening Chinese milk vetch variety of high use efficiency of phosphorous
LAN Zhong-ming，ZHONG Shao-jie，HE Chun-mei，LI Qing-hua，LIN Xin-jian* (Institute of Soil and Fertilizer，Fujian
Academy of Agricultural Sciences /Agricultural Ｒesource and Environmental Centre，Fujian Academy of Agricultural Sci-
ences，Fuzhou Fujian 350013)
Abstract:To obtain milk vetch phosphorus efficient use breed，phosphorus applied and non-phosphorus applied treatments
were set for nine milk vetch breeds (lines)for screening and identification． The results showed that:There were significant
differences for the characters of 9 milk vetch breeds (lines);84341022，Minzi No. 6，Zhezi 5-12 and 8487711 plants were
upright，tall and stout which were significantly different from Xinyang breed，Yujiang large leaves and Yijiang seed;The
numbers of branches of Xinyang breed，Yujiang large leaves and Yijiang seed were significantly more than those of the other
varieties． The yield of seeds and fresh grass were used as indicators of phosphorus efficiency，together with tolerance of low
phosphorus and breeds adaptability description，to screen Minzi No. 7 as high tolerance to low phosphorus breed (percentage
of tolerance to low phosphorus was around 146. 5%) ，both 8487711 and Minzi No. 7 as phosphorus efficient use breed (both
comprehensive evaluation reached to the first level，namely 84. 8% and 80. 3%，respectively)as well as Yujiang large
leaves as phosphorus sensitive genotypes (the yield was low when the soil was lack of phosphorus，but the yield increased
significantly when phosphorus fertilizer was applied)． It still takes consecutive many years to verify the breed stability and
reliability of milk vetch phosphorus efficiency． The results could be used to provide scientific basis for the use of phosphorus
efficiency milk vetch breeds in Southern China．
Key words:milk vetch;phosphorus efficiency;screening
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中国土壤与肥料 2014 (6)