全 文 :大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究*
周卫军1 王凯荣1* * 李合松2
( 1 中国科学院亚热带农业生态研究所, 长沙 410125; 2湖南农业大学理学院,长沙 410125)
摘要 用微区试验和32P同位素示踪技术, 比较研究了大豆、柑桔间作和单作条件下, P 在大豆和柑桔体
中的分配、转移及其在土壤中的迁移规律.结果表明,间作大豆的吸 P量和各部位累积 P 量显著地低于单
作大豆; 32P肥料浅施 ,间作大豆吸收的32P量显著低于单作大豆; 32P 肥料深施, 间作大豆吸收的32P 量显
著高于单作大豆, 但间作不影响 P和32P在各部位的转移和分配. 间作柑桔吸收的32P 量显著低于单作柑
桔.柑桔新吸收的32P 可快速向地上部分输送,并优先供应生长活跃部位. 间作不影响32P 在柑桔各部位的
转移和分配, 但是 P肥深施使柑桔吸收的32P 向地上部分和生长活跃部位的转移速率减慢. 间作使土壤中
P 的生物移动性增强,可促进土壤深层 P向土壤浅层迁移.试验结果表明,大豆柑桔间作磷肥的施用深度
以保持在 20 cm 以内为佳.
关键词 农林间作 32P 分配 迁移
文章编号 1001- 9332( 2004) 02- 0215- 06 中图分类号 S153 文献标识码 A
Phosphorus translocation and distribution in intercropping systems of soybean ( Glycine max) and citrus ( Cit
rus poonensis) . ZHOU Weijun1 , WANG Kairong 1, LI Hesong2 ( 1 I nstitute of Subtrop ical Agr icultual Ecology ,
Chinese A cademy of Sciences , Changsha 410125, China; 2Sciences College of H unan Agr icultural University ,
Changsha 410125, China) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2004, 15( 2) : 215~ 220.
A field miniplot exper iment was conducted on clay loamy ox isol using 32P trace technique when P fertilizer was
applied in t hree depth soil ( 15, 35 and 55 cm soil lay er) to compare P absorption, distribution and translocation
in plant organ and so il profile under soybean and citrus monoculture and intercropping at T aoyuan Experimental
Stat ion of Agroecosystem Research of Chinese Academy of Science. Total P uptake ( PT ) and P accumulation in
different par ts ( PA) of soybean w ere remarkably decreased under intercropping. When 32P was applied in topsoil
( 15 cm soil layer) , 32P uptake ( 32PT ) by soybean was significantly lower in intercropping than in monoculture.
Whereas 32PT uptake by soybean w as significantly greater in intercropping than in monoculture w hen 32P was
applied in deep soil lay er ( 35 cm or 55 cm soil layer) . However, considerable difference w as not obser ved fo r 32
P translocat ion and distribution among soybean org ans. 32PT uptake by citrus w as much lower under intercrop
ping than under monoculture. T he P uptake by citrus newly could be transferr ed r apidly to aboveground and pri
or to active g rowing or gan. Intercropping did not affect 32P distribution in citrus o rgan, but when P was applied
in deep soil layer, the speed o f 32P transfer red to aboveground and active org an was slowed dow n. P mobility was
strengthened in soil profile, and P of deep soil layer was promoted to move to topsoil in intercropping. The ex
perimental r esults show ed the optimal depth o f applied P should be w ithin 20 cm soil layer in soybeancitrus in
ter cropping system.
Key words Agroforestry ecosystem, 32P, Distribution, T r anslocation.
* 中国科学院知识创新工程资助项目( KZCX2407) .
* * 通讯联系人.
2002- 05- 07收稿, 2002- 12- 18接受.
1 引 言
农林间作经营在我国南方红壤丘陵地区旱地和
坡土利用中非常普遍.合理间作不仅可以使光、热、
水、土和养分资源得到充分利用,同时还能防止水土
流失与地力退化[ 13, 17, 18] . 20 世纪 80 年代起, 对于
复合经营系统中植物地上部对光热资源的竞争利用
开展了广泛的研究[ 11, 17, 19] . 近年来,关于植物地下
部对水分和养分资源的种间竞争和促进机理的探
索,已形成新的研究热点[ 1, 2, 7, 12, 13] . 南方红壤不仅
有效磷含量低, 而且施磷肥的利用率也较低[ 8] , 物
种之间对于磷肥和土壤磷资源的竞争常是限制间作
系统生产力的重要因素. 柑桔( Cit rus p oonensis )是
红壤丘陵地区的主要栽培果树,施 P 对提高柑桔产
量和品质有显著效应[ 14, 16] . 大豆( G ly cine max )则
是该地区的主要经济作物,施用磷肥不仅可以提高
大豆的固氮能力, 而且具有显著的增产作用[ 4~ 6, 9] .
作为一种用地与养地相结合的复合农业经营模式,
大豆柑桔间作在我国红壤地区得到广泛应用.然而,
人们对大豆柑桔间作系统中肥料 P 的作物吸收、分
配特性的认识还非常有限. 有研究表明,在农林复合
应 用 生 态 学 报 2004 年 2 月 第 15 卷 第 2 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Feb. 2004, 15( 2)!215~ 220
生态系统中,深根性的木本植物与浅根性的草本作
物之间对浅层土壤 P 的竞争激烈, 同时物种之间还
存在着养分的相互转移现象[ 10, 12, 15] ,但是不同根性
的植物对深层土壤 P 的吸收、分配和迁移特性尚不
清楚. 本实验利用32P 同位素示踪技术,研究了大豆
柑桔间作时两种根性作物对土壤不同层次磷肥的吸
收特征和 P 在大豆、柑桔体内的分配、运输及其 P
在土壤中的迁移规律.
2 材料与方法
21 试验地概况
试验在中国科学院桃源农业生态试验站宝洞峪实验场
进行.该站地处 111∀33#E, 28∀55#N, 为第四纪红土低丘岗; 年
平均气温 16. 5 ∃ , 降水量 1 447. 9 mm,日照 1 531. 4 h,太阳
辐射 427. 2 kJ%cm- 2 .供试土壤为第四纪红色粘土发育的湿
润富铁土( plint hic fer ralsol) , 耕层 ( 0~ 20 cm)土壤肥力性状
为:有机质 21. 8 g%kg- 1 , 全 N 1. 28 g% kg- 1 , 全 P 0. 66 g%
kg- 1 ,全 K 13. 9 g% kg- 1 , 碱解氮 113. 6 mg%kg- 1 , OlsenP
68 mg%kg- 1, 醋酸铵浸提态 K 53. 7 mg% kg- 1, pH(水提 )
4. 45.
22 试验设计
裂区设计.主区为种植模式,即大豆单作( S)、柑桔单作
( C)和大豆柑桔间作( SC) ; 裂区为磷肥施用深度, 即 15(大豆
和柑桔根系聚集层)、35(大豆根系聚集层之下)和 55 cm 土
层(柑桔根系聚集层之下) .主裂区共组合成 9 个处理, 分别
为: 1)大豆单作+ 15 cm 施肥( S15) ; 2)大豆单作+ 35 cm 施
肥( S35) ; 3)大豆单作+ 55 cm 施肥( S55) ; 4)柑桔单作+ 15
cm 施肥( C15) ; 5)柑桔单作+ 35 cm 施肥( C35) ; 6)柑桔单作
+ 55 cm 施肥( C55) ; 7)大豆柑桔间作+ 15 cm 施肥( SC15) ;
8)大豆柑桔间作+ 35 cm 施肥( SC35) ; 9)大豆柑桔间作+ 55
cm 施肥( SC55) . 每个处理重复 2 次.
试验柑桔于 1995 年 12 月移栽, 株行距均为 3 m. 大豆
于 2001 年 4 月 15 日播种, 品种为&铁丰 29 号∋ .在大豆柑桔
间作系统中,以柑桔树为中心, 在以树基干为圆心, 半径 45、
80、115 和 150 cm 的 4 个同心圆上播种大豆, 构成一个圆形
的实验微区.大豆按 30 cm 株(穴)距播种, 第 1 圈播种 8 穴,
第2 圈 16 穴,第 3 圈 24 穴, 第 4 圈 32 穴. 具体种植与施肥
点分布模式见图 1. 柑桔单作处理区,树周不种植大豆, 施肥
方式和施肥点分布同间作处理.大豆单作处理设在试验桔园
附近的旱地上,土壤类型和肥力性状与桔园土壤相似. 大豆
播种和施肥方式均与间作处理区相同,只是圆形实验微区的
中心没有桔树.
在大豆播种前 1 d( 4 月 14日) ,于每个微区(面积 7. 065
m2 )施 N 100 g (尿素 225 g)和 K 28. 2 g (氯化钾 60 g )作基
肥,肥料均匀混入表层土壤( 0~ 20 cm)中. 在大豆 4 叶期( 5
月 10 日) , 将 32P 标记磷酸二氢钾 192 g (折合 P 43. 6 g, K
5 4. 8 g )作追肥, 通过预置的PVC管施到特定深度的土层
图 1 大豆柑桔间作及施肥点分 布示意图
Fig. 1 Schemat ic diagram of soybeancit rus intercropping and applicat ion
32P fert ilizer location.
( 柑桔 Citrus, ) 大豆 Soybean, ∗ PVC管 PVC tube.
中. 具体施肥方法是:以柑桔基干(大豆柑桔间作及柑桔单作
处理区)或微区中心(大豆单作处理区)为圆心, 以27. 5、62. 5
和 97. 5 cm 为半径,划 3 个同心圆,在圆周线上用土钻钻孔
至确定深度后, 插入一 PVC 塑料管.钻孔间距 20 cm, 第 1 圈
钻 8 个孔, 第 2 圈 20 个孔, 第 3 圈 32 个孔, 每微区共 60 个
孔(图 1) .按每孔 20 ml溶液量(约为 0. 73 g P) , 用移液管将
32P 标记磷酸二氢钾溶液注入 PVC 管中.每个微区施用的标
记磷肥32P活度: 15 cm 深度处理为 13. 5 mci; 35 cm 深度处
理为 20. 0 mci; 55 cm 深度处理为 28. 4 mci.
2 3 样品采集与分析
于施32P肥料后的第 45 d( 6 月 25 日, 大豆结荚期 )结束
田间实验.将微区分为东西两半, 这样大豆处理获得了 4 次
重复数.大豆按叶、茎、荚和根分别收获,洗净、烘干 ( 105 ∃
杀青 15 min, 80 ∃ 烘至恒重, 下同)后测定生物量, 取小样供
实验室分析. 柑桔平地砍伐, 按新叶 (当年生叶)、老叶、1 次
枝条、2 次枝条、3次枝条和新梢(当年梢)分割, 再将 1、2 次
枝条的木质部与韧皮部分开, 洗净、烘干后测定生物量,取小
样供实验室分析.
以桔树为圆心, 按 0~ 25、25~ 100 和 125~ 150 cm 的圆
面将微区分为 3 圈, 再分东西两半,共 6 个区域, 采集土样和
植物根系样.按区分别将 0~ 20、20~ 40、40~ 60 和 60~ 80
cm 土层的土壤全部取出, 在塑料板上捣碎,捡出植物根系后
混匀, 取小样分析.在挖取土壤前, 用环刀法测定土壤容重和
水分含量.
大豆和柑桔根系先用自来水冲洗干净, 再用蒸馏水淋
洗.将晾干的柑桔根系放在方格坐标图纸上, 按直径再分为
+2 mm 的粗根和< 2 mm 的细根两部分. 烘干至恒重后测
定生物量.
2 4 测定方法
植株、土壤全 P的测定: 硫酸高氯酸消化,钼锑抗比色.
肥料、土壤和植物32P 活度测定: 干粉制样,采用 FH408 定标
器和 FJ367 塑料闪烁探头测定. 采用标准样品按仪器的计
数效率和衰变时间, 将测定结果校正到同一时间.
2 5 数据处理
216 应 用 生 态 学 报 15卷
所有数据经 Excel 2000 计算, 用 SAS 5. 12 进行统计分
析( Duncan 氏新复级差检验) ,并依照下列公式计算 P 肥的
利用率、植物吸 P 量和32P 吸收量.
磷肥利用率( % ) = 植株 32P 的比活度, 100/ P 肥32P 的
比活度
32P的吸收量( g%区- 1) = 32P 施用量( g%区- 1) , P 肥利
用率( % )
植株吸 P量( g%区- 1 ) = 植株干重( g%区- 1) , 含 P 量( g%
kg- 1 )
3 结果与分析
31 间作对大豆 P 营养的影响
311 吸 P 量 间作大豆吸 P 总量和各部位累积 P
量显著地低于单作大豆(表 1) ,平均降低 41. 6%. 种
植模式和磷肥施用深度对大豆各部位 P 含量没有
显著影响(表 2) , 但是间作使大豆的生物量显著下
降,平均降低 30. 40% .大豆生物量虽有随磷肥施用
深度增加而下降的趋势, 但相互间没有显著差异(表
2) .由此可见,大豆柑桔间作主要是由于间作使大豆
的生物量降低, 从而使大豆的吸 P 总量降低.
在单作和间作条件下,虽然大豆吸 P 总量和大
豆各部分累积 P 量有显著差异, 但是大豆各部分累
积 P 量占大豆吸 P量的比例基本一致, 没有显著差
异(表 1) .就大豆吸 P 量在各部位的分配来看, 其中
以叶最高,占大豆吸 P 量的 47%以上, 其次为茎, 占
25%以上,地上部分占大豆吸 P 量的 86%左右. 显
而易见,在大豆结荚期,茎、叶是 P 的主要储备库.
表 1 大豆吸 P总量及不同部位的分配
Table 1 P amount uptake by soybean ( g%plot- 1) and P distribution in
di fferent parts (%)
处理
T reatments
茎 Stem
PA PAP
叶 L eaf
PA PAP
荚 Legume
PA PAP
根 Root
PA PAP
PT
SC15 1. 183
c
25. 67
a
2. 209
c
47. 94
a
0. 622
c
13. 49
a
0. 594
c
12. 89
a
4. 607
c
SC35 1. 165
c
25. 60
a
2. 168
c
47. 63
a
0. 620
c
13. 63
a
0. 598
c
13. 14
a
4. 552
c
SC55 1. 197
c
25. 17
a
2. 277
c
47. 90
a
0. 648
c
13. 63
a
0. 632
c
13. 29
a
4. 754
c
S15 1. 715
a
25. 08
a
3. 250
a
47. 51
a
0. 918
a
13. 42
a
0. 958
a
14. 00
a
6. 841
a
S35 1. 645a 25. 75a 3. 023b 47. 32a 0. 864b 13. 52a 0. 857b 13. 41a 6. 389b
S55 1. 596
b
25. 81
a
2. 948
b
47. 67
a
0. 855
b
13. 83
a
0. 785
b
12. 69
a
6. 185
b
PA: 吸P量 Stands for P amount in org an ; PT :大豆吸P量 Total P amount uptake by soybean; PAP:不同部
位吸P量占吸P 量的百分比For the percent o f PA to PT .表中每一列中具有相同字母的处理没有显著差
异 ,Duncan氏新复极差检验 Thesame let ter in the each l ine of table indic ates no signif icant dif ference among
treatments, P< 0. 05. 下同T hesame below .
312 32P 的吸收 从表 3可以看出,种植模式和 P
肥施用深度显著影响大豆吸收32P 量及各部位累积
32
P 量. 间作条件下, 32P 肥料浅施,大豆吸收的32P
量和各部位累积的32P 量显著低于单作,吸收32P 量
低 41. 5%, 茎、叶、荚和根中累积 32 P 量分别低
41. 1%、41. 6%、44. 0%和 39. 4%. 这主要是由于农
林间作,农作物和林木对浅层养分有明显的竞争作
用的缘故[ 2, 15] . 32P 肥料深施( 35 和 55cm )时, 间作
大豆吸收的32P 量和各部位累积32P 量显著高于单
作大豆. 32P肥料施于 35 cm 土层时, 间作大豆吸收
的32P 量比单作大豆高 32. 3%, 茎、叶、荚和根中累
积32P 量分别高 33. 9%、31. 9%、30. 4%和 32. 3%;
32P 肥料施于 55 cm 土层时,间作大豆吸收的32P 量
比单作大豆高 174. 6%, 茎、叶、荚和根中累积的32P
量分别高 174. 9%、176. 1%、172. 9%和 170. 6% .农
林间作时,深根性的林木有利于对土壤深层养分的
吸收[ 2, 12, 15] ,且林木与农作物或牧草间作时, P 存在
相互转移作用[ 10, 12] , 因而大豆柑桔间作, P 肥深施
时大豆吸收的 P量显著高于单作大豆.
种植模式和 P 肥施用深度对大豆吸 P 量、32P
吸收量以及各部位累积 P 量和 32P 量都有显著影
响.无论间作还是单作, 大豆吸收的32P 总量及大豆
各部位累积的32P 量均随着32P 肥料施用深度的增
加而显著降低(表 3) .如间作时,大豆对 55 cm 土层
32P 肥料的吸收量为 35 cm 土层32P 肥料的 13. 0%,
后者又仅为表层32P 肥料的 50. 8% .但是, 间作对大
豆各部位累积 P量占吸 P 总量的比例和累积32P 量
占吸收32P 总量的比例没有显著影响, 两者之间极
为相似.如叶中累积32P 量占大豆吸收32P 量的比例
平均为 47. 6% ,叶中累积 P 量占大豆吸 P 量的比例
平均为 47. 8% .这说明大豆柑桔间作和 P 肥的深施
对大豆的 P 素营养和 P 在大豆体内的运输没有显
著影响.
表 2 大豆生物量和含P量
Table 2 Biomass and P content of soybean ( g%kg- 1)
处理
T reatments
间作 Intercropping
S15 S35 S55
单作 Monoculture
S15 S35 S55
生物量 Biomass( mg%plot - 1) 1451b 1393b 1402b 1892a 1829a 1800a
叶含 P量 P content of leaf 3. 81a 3. 72a 3. 71a 3. 84a 3. 74a 3. 79a
茎含 P量 P content of stem 3. 25a 3. 15a 3. 20a 3. 26a 3. 17a 3. 21a
荚含 P量 P content of legumen 5. 27a 5. 06a 5. 14a 5. 29a 5. 08a 5. 10a
根含 P量 P content of roo t 3. 15a 3. 00a 3. 06a 3. 15a 3. 06a 3. 18a
每一行中具有相同字母的处理没有显著差异, Duncan氏新复极差检验, P =
005 T he same lett er in the each row of t able indicates no signif icant difference a
mong t reatments,P = 0. 05. 下同 The same below.
表 3 大豆吸收32P量和32P在不同部位的分配
Table 3 32P amount uptake by soybean ( g%plot- 1) and 32P distribution
in different parts (%)
处理
Treatments
茎 Stem
32
PA
32
PAP
叶 Leaf
32
PA
32
PAP
荚 Legume
32
PA
32
PAP
根 Roo t
32
PA
32
PAP
32
PT
SC15 210. 6
b
25. 19
a
400. 0
b
47. 85
a
112. 1
b
13. 41
a
113. 3
b
13. 55
a
836. 1
b
SC35 108. 1
c
25. 44
a
201. 2
c
47. 33
a
56. 9
c
13. 34
a
58. 9
c
13. 86
a
425. 1
c
SC55 13. 9
e
25. 18
a
26. 3
e
47. 56
a
7. 4
e
13. 48
a
7. 6
e
13. 85
a
55. 2
e
S15 297. 1
a
25. 11
a
566. 3
a
47. 89
a
161. 5
a
13. 65
a
158. 0
a
13. 36
a
1182. 9
a
S35 80. 8
d
25. 13
a
152. 5
d
47. 44
a
43. 6
d
13. 7
a
44. 5
d
13. 86
a
321. 4
d
S55 5. 1
f
25. 15
a
9. 5
f
47. 33
a
2. 7
f
13. 46
a
2. 8
f
14. 05
a
20. 1
f
32PA吸32P量 , 32PT 大豆吸收32P量, 32PAP 不同部位吸32P 量占吸收32P量的百分比. 32P A stands
for
32
P amount in organ,
32
P T total
32
P amount uptake by soybean,
32
P AP for the percent of
32
PA to
32
P T.
2172 期 周卫军等:大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究
32 间作对柑桔 P 营养的影响
321 吸 P量 试验时,柑桔已经移栽 6年, 个体间
已有所差异,但是试验结果(表 4)表明, 种植模式和
磷肥施用深度仍显著影响柑桔吸 P 量. 间作条件
下,磷肥施于 15和 55 cm 土层时,柑桔吸 P 量与单
作没有显著差异;施于35 cm 土层时, 吸P 量显著低
于单作.施用磷肥可以促进新叶和新稍生长[ 14] . 间
作时, 磷肥浅施虽然存在与农作物对养分的竞争吸
收[ 15] ,但还是有利于柑桔的吸收; 当磷肥施于 55
cm土层时,农作物基本不能吸收该土层养分[ 3] , 柑
桔虽然能够吸收,但已经也是少量了,因此对柑桔生
长和 P 的吸收影响较小. 当磷肥浅施和施于 55 cm
土层时, 间作柑桔吸 P 量与单作柑桔没有显著差
异,而当磷肥施于 35 cm 土层时, 既存在农作物与林
木对养分的竞争吸收[ 2] , 同时木吸收的养分也可以
转移到农作物中[ 10] , 因而导致间作与单作柑桔吸 P
量有显著差异. 当然, 这原因比较复杂, 还有待于进
一步研究. 间作时,磷肥浅施的柑桔吸 P 量显著高
于磷肥深施,而磷肥施于 35 cm 土层柑桔的吸 P 量
与 55 cm 土层没有显著差异;单作柑桔,表施磷肥的
柑桔吸 P量与施于 35 cm 土层没有显著差异, 而前
两者均显著地高于施到 55 cm 土层.此种差异的出
现,主要是由于种植模式和磷肥施用深度对新叶和
新梢累积 P 量有显著影响, 间作条件下,磷肥浅施
的新叶和新梢中累积 P 量与单作没有显著差异; 磷
肥施于35 cm 土层的新叶和新梢中累积P 量显著低
于单作;磷肥施于 55 cm 土层的新叶中累积 P 量与
单作没有显著差异,而新梢中累积 P 量显著低于单
作.种植模式和磷肥施用深度对柑桔各部位 P 含量
没有显著影响(表 5) .柑桔吸 P 量和新叶、新梢中累
积P 量的差异的产生, 主要是由于种植模式和磷肥
施用深度影响了新叶和新梢的生长量所致. 由此可
见,柑桔无论在间作还是在单作条件下,磷肥施用在
较浅土层,有利于新叶和新梢的生长发育,使柑桔的
吸 P量提高, 而当磷肥施于较深土层( 55 cm)时, 新
叶和新梢生长较慢, 柑桔累积 P 量降低.
由表 4可见,种植模式和磷肥施用深度显著影
响 P 在柑桔新、老叶中的分配, 而对 P 在木质部、韧
皮部、新梢和根系中的分配没有显著影响.间作条件
下,新叶中累积 P 量占柑桔吸 P 量的比例, 磷肥施
于 15和 55 cm 土层时与单作没有显著差异,磷肥施
于 35 cm 土层时显著低于单作.无论间作还是单作,
新叶中累积 P 量占吸 P 量的比例随磷肥施用深度
的增加而降低, 而老叶中累积 P 量占吸 P 总量的比
表 4 柑桔吸收 P量及不同部位的分配
Table 4 P amount uptake by citrus ( g%plot- 1) and the P distribution in
different parts (%)
部位
Organ
项目
Items
间作 Intercropping
SC15 SC35 SC55
单作 Monoculture
C15 C35 C55
新叶N ew leaf PA 1. 538a 1. 257b 1. 123b 1. 505a 1. 469a 1. 252b
PAP 30. 00
a
27. 81
b
26. 18
b
29. 91
a
29. 17
a
26. 99
b
老叶Old Leaf PA 0. 600a 0. 602a 0. 626a 0. 591a 0. 671a 0. 660a
PAP 11. 71
c
13. 31
b
14. 59
a
11. 75
c
13. 33
b
14. 23
a
木质部 Xylem PA 0. 602a 0. 528a 0. 514a 0. 589a 0. 591a 0. 534a
PAP 11. 74
a
11. 69
a
11. 98
a
11. 71
a
11. 73
a
11. 52
a
韧皮部 Phloem PA 0. 318a 0. 249a 0. 246a 0. 315a 0. 272a 0. 253a
PAP 6. 20a 5. 50a 5. 74a 6. 26a 5. 40a 5. 46a
新稍N ew branch PA 0. 615a 0. 533bc 0. 510c 0. 594a 0. 604a 0. 554b
PAP 12. 00
a
11. 79
a
11. 89
a
11. 79
a
11. 99
a
11. 95
a
主根M ain root PA 0. 434a 0. 434a 0. 394a 0. 442a 0. 417a 0. 439a
PAP 8. 46
b
9. 61
a
9. 18
a
8. 79
b
8. 28
b
9. 47
a
粗根 Coarse root PA 0. 542a 0. 486a 0. 455a 0. 534a 0. 529a 0. 496a
PAP 10. 58
a
10. 75
a
10. 62
a
10. 61
a
10. 50
a
10. 70
a
细根 Fine root PA 0. 477a 0. 431a 0. 421a 0. 463a 0. 483a 0. 449a
PAP 9. 31
a
9. 54
a
9. 81
a
9. 20
a
9. 60
a
9. 68
a
PT 5. 125
a
4. 520
b
4. 288
b
5. 033
a
5. 035
a
4. 639
b
PA 吸 P量, PT 柑桔吸 P量, PAP 不同部位吸 P量占吸 P量的百分比. PA stands for P
amount in organ, PT total P amount uptake by citrus, PAP for the percent of PA to PT.
表 5 不同处理柑桔含P量
Table 5 P content of citrus in different treatments ( g%kg- 1)
处理
Treatments
新叶
New
leaf
老叶
Old
leaf
木质部 Xy lem
主干
Shoot
枝条
Branch
韧皮部 Phloem
主干
Shoo t
枝条
Branch
新稍
New
branch
主根
Main
root
粗根
Large
roo t
细根
Small
root
SC15 3. 19 1. 92 0. 45 0. 98 1. 55 2. 10 2. 57 1. 05 1. 39 1. 77
SC35 3. 21 1. 93 0. 45 0. 99 1. 54 2. 11 2. 63 1. 02 1. 41 1. 78
SC55 3. 24 1. 93 0. 46 0. 97 1. 57 2. 12 2. 56 1. 04 1. 43 1. 77
C15 3. 23 1. 96 0. 46 0. 99 1. 53 2. 10 2. 57 1. 03 1. 44 1. 76
C35 3. 20 1. 91 0. 48 0. 94 1. 55 2. 10 2. 53 1. 02 1. 50 1. 76
C55 3. 23 1. 99 0. 46 0. 98 1. 55 2. 09 2. 57 1. 09 1. 40 1. 75
表中数据为4次重复的平均值, 经检验处理间没有显著差异T heamount of samples is 4, no signif icant dif
ference is observed among treatments.
例则随磷肥施用深度的增加而增加. 由此可见, 磷肥
深施, P 素向柑桔生长活跃部位转移速率降低, 累积
P 量减少. 从柑桔中 P 在各部位分配的情况来看,新
叶中累积 P量占吸 P 量的 28%以上,新梢中累积 P
量占 11%以上, 两者占吸 P 总量的 40%以上,而地
上部累积 P 量占吸 P 总量的 70%以上. 由此可见,
柑桔吸收的 P 主要储存在地上部分, 且能迅速向生
长活跃部位转移.
322 32P 的吸收 从表 6可以看出,间作柑桔吸收
的32P 量和各部位累积的32P 量显著低于单作柑桔.
无论间作还是单作,柑桔吸收的32P 量和各部位累
积的 32P 量均随磷肥施用深度的增加而显著降低.
种植模式对柑桔各部位32P 的分配比例没有显著影
响, 但磷肥施用深度对柑桔吸收32P 在新叶、老叶、
新梢和细根中的分配比例有显著的影响, 对木质部、
韧皮部、主根和粗根中的分配比例没有显著影响(表
6) . 新叶中累积32P 量占柑桔吸收的32P 量比例, 无
论间作还是单作均随磷肥施用深度的增加而显著降
低;老叶、新梢和细根中累积32P 量占柑桔吸收32P
218 应 用 生 态 学 报 15卷
量比例,有随磷肥施用深度的增加而提高的趋势, 地
上部分累积32P 量占柑桔吸收的32P 量的比例也随
磷肥施用深度的增加而降低. 这进一步表明, 磷肥
深施, 柑桔吸收的 P 素向地上部分和生长活跃部位
运输的速率降低.
从柑桔吸收的32P 量在各部位分配的具体情况
(表 6)看,新叶占 30%左右, 新梢占 20%以上, 两者
占 50%以上,比新叶和新梢累计 P 量占柑桔吸 P 量
的比例提高 31. 6% ,韧皮部和地上部所占比例比其
累计 P 量占柑桔吸 P 量中的比例分别高 119. 7%和
12. 6%,而老叶、木质部和根系中所占的比例均比其
累计 P 量占柑桔吸 P 量的比例分别低 69. 8%、
838%和 44. 0% . 由此可见, 柑桔新吸收的 P 素可
快速向地上部运输, 并优先供应生长较活跃的部位,
同时也表明韧皮部是 P 素向地上部传输的主要器
官.
表 6 柑桔吸收32P量和32P在不同部位的分配
Table 6 32P amount uptakes by citrus ( g%plot- 1) and 32P distribution
in di fferent parts (%)
部位
Organs
项目
Items
间作 Intercropping
SC15 SC35 SC55
单作 Monoculture
C15 C35 C55
新叶New leaf 32PA 350. 6b 215. 1c 87. 7d 401. 9a 247. 1b 112. 6c
32
PAP 34. 82
a
30. 59
b
28. 89
c
34. 79
a
30. 63
b
28. 65
c
老叶Old le af 32PA 61. 8b 56. 5c 26. 2e 74. 6a 65. 8b 34. 5d
32
PAP 6.14
b
8. 03
a
8. 62
a
6. 46
b
8. 16
a
8. 77
a
木质部Xylem 32PA 63. 0b 45. 0d 19. 9f 71. 5a 52. 1c 25. 5e
32
PAP 6.25
a
6. 40
a
6. 55
a
6. 19
a
6. 46
a
6. 48
a
韧皮部Phlo em 32PA 128. 6b 88. 5d 38. 4f 146. 5a 101. 0c 50. 4e
32
PAP 12. 77
a
12. 59
a
12. 66
a
12. 68
a
12. 52
a
12. 82
a
新稍New Branch 32PA 209. 6b 154. 0d 67. 5f 239. 8a 175. 4c 87. 2e
32
PAP 20. 81
b
21. 89
a
22. 24
a
20. 76
b
21. 74
a
22. 19
a
主根Main roo t 32PA 45. 3b 32. 0d 13. 5f 51. 4a 34. 6c 17. 7e
32PAP 4.50a 4. 55a 4. 44a 4. 45a 4. 29a 4. 50a
粗根Coarse root 32PA 61. 7b 46. 1d 20. 7f 69. 9a 54. 4c 26. 9e
32
PAP 6.13
a
6. 55
a
6. 82
a
6. 05
a
6. 74
a
6. 85
a
细根Finel root 32PA 86. 4b 66. 2d 29. 7f 99. 6a 76. 3c 38. 3e
32
PAP 8.58
b
9. 41
a
9. 78
a
8. 62
b
9. 46
a
9. 74
a
32
PT 1007. 0
b
703. 3
d
303. 7
f
1155. 1
a
806. 9
c
393. 0
e
32
PA吸32P量, 32PT 柑桔吸32P量, 32PAP 不同部位吸32P量占吸收32 P量的百分比32P amount in
o rgan,
32
P T total
32
P amount uptake by c itrus,
32
P AP for the percent of
32
PA to
32
P T.
33 间作对32P迁移的影响
从图 2可以看出, 无论间作还是单作, 32P 在土
壤中的残留主要在32P 肥料的施用土层, 该层占32P
残留率的 80%左右,这可能是由于 P 素在土壤中的
扩散系数较小和磷肥施到土壤后易被铁、铝等氧化
物固定的缘故[ 8] .但是,种植模式显著影响32P 在土
壤剖面的残留率.间作时,磷肥施于 55 cm土层, 0~
20和 20~ 40 cm 土层中的32P 的残留率显著地高于
单作, 40~ 60 cm 土层中32P 残留率显著低于单作,
而60~ 80 cm 土层中的32P 残留率则没有显著差异;
磷肥施于 35 cm 土层, 0~ 20 cm 土层中的32P 残留
率显著高于单作, 20~ 40 cm 土层中的32P 残留率显
著低于单作, 40~ 60 和 60~ 80 cm 土层中32P 残留
率则没有显著差异, 但显著高于大豆单作; 磷肥浅
施,土壤中各土层的32P 残留率则没有显著差异.由
此可见, 大豆柑桔间作, P 素在土壤中的移动性提
高,有利于土壤深层 P 素向土壤表层迁移, 从而供
大豆利用,提高大豆对深层 P 的吸收量(表 4) .
图 2 32P 在土壤中的残留率
Fig. 2 32P residue rate of soil prof ile.
4 结 论
41 大豆柑桔间作大豆吸 P 量降低. 32P 肥浅施,
间作大豆的吸32P 量低于单作大豆; 32P 肥深施间作
大豆的吸32P 量高于单作大豆,但间作和32P 肥施用
深度不影响 P 在大豆体内的转移和分配. 在大豆结
荚期茎、叶是其主要的 P 库. 间作柑桔的吸 P 量比
单作柑桔低, 新近吸收的 P 在柑桔体内快速转移到
生长活跃部位. 32P 肥深施,柑桔新叶和新稍的生长
速率降低, 32P 向地上和生长活跃部位转移速率降
低.
42 大豆柑桔间作可增强 P 的生物移动性, 促进
深层 P 向表层迁移, 提高大豆对深层 P 的吸收利
用.大豆柑桔间作作为红壤坡地和旱土利用中的一
种用养结合的复合经营模式,磷肥的施用深度以 20
cm 以内为佳.
参考文献
1 Akinnifesi FK, Kang BT , Sanginga N, et al . 1997. Nit rogen use
ef ficiency and Ncompet ition betw een leucaena h edgerow s and
maize in an alley cropping system. N utr Cycl Agroecosyst , 47: 71~
80
2 Ashokan PK, Wahid PA, Sreedharan C. 1988. Relat ive uptake of
32P by cassava, banana, elephant foot yam and groundnut in inter
cropping system. Plant S oil , 109: 23~ 30
3 Chen CR (陈铨荣) . 1962. S tudy on depth of nutrients uptake by
soybean root system using 32 P trace techn ique. A cta Ped ol S in ( 土
壤学报) , 10( 2) : 216~ 219( in C hin ese)
4 Cure JD, Rufty T WJr, et al . 1988. Phosphorus st ress ef fect on
grow th and seed yield responses of nonodulated soybean to elevated
carbon dioxide. A gron J, 80( 6) : 897~ 902
5 Ding H (丁 洪) , Li SX ( 李生秀) . 1998. Relationship betw een
phosphorus an d grow th and N fixat ion of soybean . J Northw est A
2192 期 周卫军等:大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究
gr ic Univ (西北农业大学学报) , 26( 5) : 67~ 70( in Chin ese)
6 Israi DW . 1993. Symbiot ic dinit rogen f ixat ion and hostplant growth
during development of and recovery from phosphorus def iciency.
Physiol Plantar um , 88( 2) : 294~ 300
7 Li L (李 隆) , Li XL (李晓林) , Zhang FS (张福锁) . 2000.
Facilit at ion of w heat to phosphorus uptake by soybean in w heat
soybean intercropping system. A cta Ecol S in (生态学报) , 20( 1) :
629~ 633( in Chinese)
8 Liao ZW (廖宗文 ) , Lin DJ ( 林东教) , Wang JL ( 王建林) .
1996. A preliminary study on the difference of P fert ilizer availabili
t y in red earths and relat ive characteristics of soil ch emistry. J
Sou th China Agr ic Univ (华南农业大学学报) , 17( 1) : 67~ 71( in
Chinese)
9 Marano B. 1982. Effect s of bentazon and phosphorus fert ilizat ion on
growth and product ivity parameters related to chlorophyll and phos
phorus content of two soybean cultivars. Agrochemica, 26 ( 56) :
431~ 441
10 Martyn MC, David ME, Jam es HR. 1985. Compet it ion for phos
phorus : diff erent ial uptake f rom dualisotope labeled soil interspaces
betw een shrub and grass. Science , 229: 384~ 386
11 Ong CK, Black CR, Wallace JS, et al . 2000. Product ivity, micro
climate an d w ater use in Grev i llea robusta − Based agroforesty sys
t ems on hillslopes in semiarid Kenya. Ag ric Ecol Env i ron , 80: 121
~ 141
12 Rajat D, S in ha M N, Rai KK. 1984. S tudies on phosphorus ut iliza
t ion in intercropping maize with green gram using 32 P as t racer. J
N uclear Agri c Biol , 13: 138~ 140
13 Ruan FS (阮伏水) , Zhou FJ (周伏建) . 1995. New model of
w ater and soil conservat ion on orchard slopes. R ural Ecol Env i ron
(农林生态环境) , 11( 2) : 7~ 11( in Ch inese)
14 Shen TH (沈廷厚) , Hu ZY (胡正月) , Wan SL (万水林 ) , et
al . 1990. Ef fects of mycorrhiza on phosphorus eff iciency to cit rus in
red soil. Jiangsi Sci (江西科学) , 8( 3) : 13~ 19 ( in Chinese)
15 Suman JG, Mohan KB, Wahid PA, et al . 1996. Root competit ion
for phosphorus between the t ree and herbaceous components of sil
vopastoral system in Kerala. India Plan t Soi l , 179: 189~ 196
16 TangZR (唐振尧 ) , He SL (何首林) . 1991. The mechanism of
phosphorus uptake f rom insoluble phosphate by citrus plant w ith
mycorrhiza . . Ef fect of phosphatase act ivity on phosphorus uptake
of citrus seedling w ith VA mycorrhiza. China Ci tr us(中国柑桔 ) ,
20( 2) : 7~ 10( in Chinese)
17 Vandermer J. 1989. The Ecology of Intercropping. Cambridge: Cam
bridge University Press.
18 Yan YH (袁玉欣) , Pei BH (裴保华) , Wang JL (王九龄) , et
al . 1999. S tudy on relat ionship betw een t ree and crop in agro
forest ry systems oversea. World For R es (世界林业研究), 12( 6) :
13~ 16( in Chinese)
19 Zhang JX (张继祥) , Liu KZ (刘克长) , Reng ZX (任中兴) , et
al . 1998. The sunshine propagat ing law s within the w heat colony in
the system of th e w heat jujube interplanting. J Shand ong Ag ric U
niv (山东农业大学学报) , 29( 3) : 317~ 322( in Chinese)
作者简介 周卫军, 男, 1966 年生, 博士, 副研究员, 主要从
事农业生态系统物质循环与转化研究, 发表论文 20 余篇. E
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220 应 用 生 态 学 报 15卷