全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
农业系统中磷肥残效及磷循环研究
‘
磷
及其他养分在作物体内分配
张 璐 殷秀岩 廉鸿志 沈善敏 仲国科学院沈阳应用生态研究所
, 沈阳 ‘
【摘要 】土壤 供应状况及作物生长好坏可明显影响高粱 、 玉米、 大豆籽实及秸秆中的 浓度 、 在
籽实及秸秆中的分配比和形成单位籽实产量的 收获量 供应充分 , 作物生长良好 产量高 , 籽实
中的 浓度高 , 籽实 秸秆 的分配比大 , 每形成单位籽实消费的 量高
关匆词 循环 作物体内 分配
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在作物体内的积累和分配是农业系统中
循环过程 的一个重要环节 。 与某些营养元素
相似 , 不同的 素供应水平可在一定程度上改
变 在作物器官中的浓度和在植 株体 内 的 分
配 〔’, ‘ ’, 从而使形成单位经济产品 如籽实 所
消费的养分量以及产品输出系统带走的养分量
发生改变 , 同样 , 留在系统内部并可环循再利
用的养分量也将发生改变 因此 , 了解 及其他
养分在作物体内的浓度与分配以及养分供应水
平和作物生长状况对植株体内养分浓度与分配
的影响 , 对研究农业生态系统养分循环以及预
测系统发展过程中养分收支可能发生的某种改
变都将十分有用 。
国家“七五 ”科技攻关项 目《早农 》研究子课题 。
本文于 年 月 日收到 。
研究方法
田间试验
有关本项研究的田间试验和试验地点的土壤 、 环
境条件等已在前文详述 , 这里仅简述田间试 验 的
个处理
对照 , 不施 ,
‘ , 每年施用 ,
, 每 年施用 , 年第 次
施刀巴,
万 磷肥用量同处理 , 同 时 , 以本处理收获产
品的 喂猪 、 垫圈 , 掺土堆腐后返回本处理 , 因此
自 年起每年施用猪圈肥
各处理重复 次 , 分别种植大豆 、 玉米、 高粱并
依次轮作 除大豆外 , 个处理的玉米、 高粱每年均
追施尿素 , 用量
样品采集与分析
每年作物收获季 节采集供分析用的植株样品 , 通
五 。 ,
应 用 生 态 学 报 卷
常二个植株样品玉米 株 , 高梁 株 , 大豆 株 每
年 个样品 个处理 种作物 , 年总计 个植
株样品 , 大豆 、 玉米 、 高粱各 个 每个植株样品分
解为籽实和秸秆 , 秸秆包括籽实以外的其它 收殊部分
如茎 、 叶 、 荚皮 、 包叶 、 穗轴等 , 但不包括根茬和
根 大豆收获时大部分叶片已凋落 , 因此供分析的大
豆秸秆中很少包含叶片 分解后的籽 实 、 秸 秆 经 风
干 、 粗粉碎 、 混匀后取样装瓶保存 , 分析前进一步细
粉碎并经 ℃ 烘干 一 小时 养分含量以元素占
烘干样的百分率表示 分析方法 全 、 全 一一硫
酸联合消解法 , 全 一一三酸消解 , 火焰光度法
结果与讨论
作物养分浓度
施肥影响 表 列出了不同施肥处理 、
裹 一 年不同施肥处理作物平均养分含 , 浓度
一
养分含量
。
作 物
处理号 匕。
一 卫 — 互 一 亘一 一 一 班籽 实 秸 秆 籽 实 枯 秆 籽 实 枯 秆 籽 实 秸 秆
大豆
玉米 名
高粱
大豆
玉米 坛
高粱
大豆
玉米
高粱
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种作物养分含量浓度 年分析结 果 的 平 均
值 由表 可见 , 作物籽实和秸秆 的 素含量
浓度处理之间几无差异 , 说明受 素供应状况
的影响较小 作物 素含量浓度明显受供 状
况所影响 , 不仅施肥处理明显高于不施 处理 ,
而且处理 又较处理 有所增高 。
试验区土壤富含 素 , 耕层土壤 代换 浓
度 上下 。 处理 工 、 亚 、 皿 的作物含 浓
度几无差异 处理 万较处理 皿每年可额外获得
来 自猪圈肥中的 , 作物的含 浓度也较处理
班有所增高 , 尤其是秸秆 , 说明 和 一样存
在着作物的奢侈吸收
作物生长状况影响 作物籽实产量的高
低大致可表征作物生长状况 的优劣 , 同时也是
水分养分供应状况 、 气候环境 、 是否遭受病虫
为害等众多因素的综合反映 作物生长状况可
影响成熟作物体内的养分浓度 , 但不同作物 、
不同元素又有不同的表现
大豆籽实中的 浓度随产量增长有所下降
图 这一现象或可解释为 供 给 所 缺养分
在本试验中为 使作物产量大幅度增长 ,
可在一定程度上稀释作物体内的 浓度 这一
现象未能在玉米 、 高粱等作物上显示 , 可能是
由于在本试验中它 的产量幅度上下不过相差
倍 , 而大豆产量则相差 倍 以上
与大宣相似 , 高粱籽实中的 浓度随产量
上升而明显增高 图 玉米产量与体内 、
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图 大豆籽实含 浓度与产量关系
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期 张 璐等 农业系统中磷肥残效及磷循环研究
、 浓度的关系则不明显 。
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圈 高粱籽实含 浓度与产盆关系
作物体内养分分配
施肥影响 表 列出了田间试验 个处
理 年测定结果 的平均值 其中的养分含量比
是 以作物收获产品中籽实养分含量与秸秆养分
含量的比值表示
不同养分在作物收获产品中的分配颇不相
同 几乎 以上集中在籽实 在玉米 、 高
粱等禾本科作物的收获产品中 以上集中在
秸秆 , 但大豆籽实中却占了 的收获 ,
在玉米 、 高粱的籽实中约占收获 的 , 但
大豆籽实中可占收获 的
施肥可在一定程度上改变籽实及秸秆中养
表 一 年不同施肥处理作物收获杆实及桔秆养分平均含 , 比
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一一︸︸一﹃︺︸一 。 。。 。 。 。 。。 。 。 。 。 。 。。 。。。 。。 。。 。 。。。 一 。。 。 。一。 。。。分的分配比 , 不过不同作物的表现不尽相同 。例如 供给 的改善可使较多的 集中在高粱和
大豆籽实中 , 但玉米似乎相反 , 较多的 转入秸
秆 与 相似 在本试验 中 , 处理 较处理
皿 每年可多得 来自有机肥料的 , 其高
粱 、 大豆 的 分配比略高于处理 皿 , 但玉米也
似相反 。 的分配比在各处理之间几无差 异 。
处理 虽额外获得来自有机肥料的 , 但看不
出对作物体内 的含量分配有何影响
作物生长状况影响 作物生长状况可影
响养分在收获产品 中的分配 , 但不同作物又有
不同表现 玉米收获养分在籽实和秸秆中的分
配年际间有较大波动 , 但与籽实产 量 几 无 相
关 而大豆 、 高粱收获产品 中 、 、 含量
的分配比却明显地随籽实产量的增长而提高 ,
即高产情况下有较多的养分集中在 籽 实 之 中
图 一 。
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图 大豆籽实及桔秆中 含量比与产量关系
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图 大豆籽实及秸秆中 含 量比与产量关系
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圈 高粱籽实及枯秆中 含量比与产量关系
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圈 高粱籽实及桔秆中 含量比与产量关系
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对于大豆和高粱 , 籽实产量愈高 , 集中在
籽实中的 、 、 养分也愈多 , 亦即就经济
产品这一 目标而言 , 养分的利用率也愈高 。 对
于低产作物 , 将有较大比例的养分留存在秸秆
中 , 就 目标产品来说 , 养分利用显然不经济
作物单位经济产量的养分收获量
对于粮食作物而言 , 经济产量即是籽实产
量 作物单位经济产量的养分收获量是估算农
田养分移出量 的一项极为重要的参数 。 各种农
业手册中均记载有这一类参数 , 但差异幅度颇
大且定义不明 本节中的作物籽实产量以烘干
产量表示 , 产品中养分含量则以实际收获的养
分量表示 , 因此不包括根茬 、 根系和凋落叶片
中的养分在内 这一表示方式符合估算农田养
分移出量的实际需要 籽实的含水率可因作物
和地区而异 , 计算中不难按实际情况处理
施肥影响 表 列出了田间试验 个处
理 年的平均计算值 从 中可见 , 种作物每
形成单位经济产量 的养分 收获量以 、 较稳
定 , 较少受施肥影响 , 但 则明显受 肥施用
所影响 供应状况的改善可明显提高每形成
千公斤籽实的收获 量 , 这和 肥施用可明显
提高作物籽实和秸秆中 浓度的现象相一致 。
表 所列数字明显地低于某些农业手册中
所列的“每生产千斤产品所需养分量 ” , 尤其是
作物品种不同可能是原因之一 , 但 “所需
养分量 ”或许还包括了根茬及根系的养分在内 。
作物生长状况影响 形成单位籽实产量
的收获养分量时常与作物生长状况有关 , 但并
非每种营养元素的生产消费均与之有明显的相
关性 在本试验中 , 、 的单位生产消费与
大豆产量 , 的单位生产消费与玉米 、 高粱的
产量均表现出明显的相关性 。 对于大豆 , 产量
愈高 , 每形成单位重量籽实所 收获的 、 则
愈少 图 、 , 反之则多 , 这和大豆植株体
内的养分分配与产量之间的关系是一致的 , 不
过 并未显示这种明显的规律 玉米 、 高粱的
籽实产量与 消费量之间的关系则不同 , 产量
愈高 , 每形成千公斤籽实的收获 量也愈多 ,
显然与这些作物对 的奢侈吸收有关 图 、
。 、 的单位产量消费与玉米 、高粱产量之
间的关系在本试验中未显示出有规律的变化
衰 一 年不同施肥处理作物每形成 吃 拱千籽实平均收获养分 ,
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每千公斤籽
实收获养分
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大 豆 玉 米 高 粱
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玉米籽实产量 烘干 , 一
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图 每形成 供干玉米籽实收获 盆与玉米产盆关系
万 。 就
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作物成熟时体内的养分浓度 、 收获产品中
养分在籽实和秸秆中的分配比以及每形成单位
籽实产量所需的收获养分量等 , 都不同程度地
受施肥和作物生长状况所影响 在供试的 种
作物中 , 玉米的反应较“迟钝 ” , 且规律性差 , 大
豆和高粱则较“敏感 ” , 尤其是大豆反应较明显 ,
且有较好的规律性 。
在作物体内的浓度较少受 素供应水
平的影响 作物体内的 浓度明显受 供应水
平所影响 , 施用 肥可同时提高作物籽实和秸
秆的 浓度 , 生长良好的作物其籽实的 浓度
也时常较高 。 增加 素供给可使作物籽实及秸
秆的 浓度有所上升 。
施肥 、 作物生长状况等均可影响养分在籽
实和秸秆中的分配和形成单位籽实产量的养分
消费量 施用 肥对改变作物体内 分配和形
成单位籽实产量的 消费量影响最显著 , 其次
是 , 的影响不显著 作物生长状况 的影响
以大豆最明显 , 其次是高粱 , 玉米最不明显 。
采用每形成单位籽实产量 本文用千公斤
的收获养分量这一参数 , 可较为方便地表达作
物籽实产量与养分消费之间的关系 , 而且对于
研究农业系统养分循环 、 根据作物产量估算农
田养分移出量等均十分有用 本项研究表明 ,
种作物形成千公斤籽实的养分收获量低于手
册列出的“所需养分量 ” 。
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圈 每形成 。。。 烘干高粱籽实收获 且与高粱产
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沈善敏 、 殷秀岩 、 张 璐等 。 农业 系统中碑肥残
效及碑循环研究 。 作物吸礴量 、 磷肥残效及土 城 有
效礴变化 。 应用生态学报 。 一 。
沈善敏 。 。 论我国磷肥生产与应用对策 。 土 城 通
报 , 。 一 。
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