全 文 ：核 农 学 报　 ２０１３，２７（１１）：１７６２ ～ １７７０
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
收稿日期：２０１３⁃０１⁃０６　 接受日期：２０１３⁃０６⁃２６
基金项目：国家“８６３”计划项目（ＳＳ２０１３ＡＡ１０２９０１）
作者简介：展晓莹，女，主要从事土壤生态研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆｇｈｙｙ２３＠ １６３． ｃｏｍ
通讯作者：张淑香，女，研究员，主要从事土壤生态研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｓｘｚｈａｎｇ＠ ｃａａｓ． ａｃ． ｃｎ
文章编号：１０００⁃８５５１（２０１３）１１⁃１７６２⁃０９
高磷条件下不同磷效率小麦对磷的吸收
及根际土壤磷组分差异
展晓莹　 张　 丽　 刘晓斌　 张淑香
（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 ／耕地培育技术国家工程实验室，北京　 １０００８１）
摘　 要：采用根箱土培试验，研究在速效磷较高的河北潮土（１７􀆰 ７９ｍｇ·ｋｇ － １ ）施磷（Ｐ）量为 ０、２５、５０
ｍｇ Ｐ·ｋｇ － １土 对小麦的生物量、含磷量和土壤有机、无机磷形态的影响，供试品种为典型磷高效型小麦
小偃 ５４ 和磷低效型小麦京 ４１１。 本文用小麦的生物量与含磷量表现对磷的吸收，结果表明：增加磷肥
投入可以提高两种小麦的含磷量以及京 ４１１ 的生物量，小偃 ５４ 的生物量在 Ｐ２５ 水平下最高。 Ｐ０ 和 Ｐ２５
水平下小偃 ５４ 的各部分生物量和含磷量显著高于京 ４１１。 两种处理下小偃 ５４ 的根系生物量分别比京
４１１ 高出 ８７％和 ５６％ ，总含磷量分别比京 ４１１ 高出 ４０􀆰 ２％ 、３９􀆰 ７％ 。 种植小麦后潮土中无机磷形态按
含量大小排序为：Ｃａ１０ － Ｐ ＞ Ｃａ８ － Ｐ ＞ Ａｌ⁃Ｐ ＞ Ｃａ２ － Ｐ ＞ Ｆｅ⁃Ｐ，Ｃａ２ － Ｐ、Ｆｅ⁃Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ 的有效性较高；有机
磷形态按含量大小排序为：中等活性有机磷 ＞高稳性有机磷 ＞中稳性有机磷 ＞活性有机磷。 小偃 ５４ 与
京 ４１１ 对 ５ 种无机形态磷的吸收无显著性差异。 不施磷肥，种植过小偃 ５４ 的内室土中等活性有机磷的
质量分数比京 ４１１ 低 ２４％ ，Ｐ５０ 处理时小偃 ５４ 比京 ４１１ 高 １８％ ，差异均达到显著性水平。 适量施用磷
肥有利于小麦干物质量积累和含磷量的提高。 小偃 ５４ 对中等活性有机磷的活化能力高于京 ４１１，高磷
条件削弱了两种磷效率小麦生长指标的差异。
关键词：高磷；磷效率；磷形态；小麦；根际
　 　 全世界有 ３０％以上的农田磷素供应不足［１］，土壤
缺磷是影响小麦生产的主要矿质营养障碍之一［２］。
施用化学磷肥及有机肥均可改善土壤及作物的含磷状
况，提高作物产量。 长期施用化学磷肥和有机肥的土
壤，部分有效磷被作物吸收利用，部分则转化为不同形
态的无机磷（Ｃａ２ － Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ、Ｃａ１０ － Ｐ、Ａｌ⁃Ｐ 和 Ｆｅ⁃Ｐ）
与有机磷（活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机
磷和高稳性有机磷）在土壤中累积［３ － ５］。 不同形态的
无机磷与有机磷在不同类型的土壤中其含量与有效性
各有不同，有些有效性较高与 Ｏｌｓｅｎ⁃Ｐ 有着较强的相
关关系，如 Ｃａ２ － Ｐ、活性有机磷；有些则有效性较低，
是土壤的缓效或潜在磷源，需要一系列的转化过程才
能成为有效磷源，如 Ｃａ１０ － Ｐ和 Ｏ⁃Ｐ。 因此，探讨磷肥
施用量以及磷素在土壤中的积累规律对作物的影响有
着重要意义。
研究表明，不同磷浓度对作物植株干重、磷含量、
磷吸收量和磷利用效率等具有一定影响。 当灰潮土的
含磷量为中等水平（３０ ～ ７５ｍｇ·ｋｇ － １）时，增施磷肥有
利于提高西瓜产量［６］。 同一取样时期，玉米各器官的
干重和磷含量随施磷量增加而增加，施磷量 ９０ｋｇ
Ｐ２Ｏ５·ｈｍ － ２最好［７］。 液培条件下，随着磷浓度的增加，
大豆植株磷含量和磷吸收量相应增加，植株磷利用效
率相应减少，不同大豆品种和不同生长发育阶段对磷
浓度的反应表现出显著差异［８］。 不同植物品种 （基因
型）对磷胁迫的适应能力和适应机制存在着差异，并
导致植物在低磷下磷素吸收和利用效率的遗传多样
性［９］。 利用磷高效品种提高土壤难溶性磷的利用效
率是解决这一问题的有效途径［１０ － １１］。 小麦是我国北
方地区重要的粮食作物，也是对磷敏感的作物。 在磷
胁迫条件下小麦品种（基因型）具有较高的生物学产
量和籽粒产量是磷高效的重要特征［１２］。 李继云等［１３］
从我国的 ２０００ 份冬小麦品种中筛选出了一批磷效率
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　 １１ 期 高磷条件下不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分差异
不同的基因型，小偃 ５４ 和 ８１（８５）５ － ３ － ３ － ３ 等在低
磷条件下的相对产量大于 ９０％ ，属“磷高效品种”；京
４１１ 和 ＮＣ３７ 等品种的相对产量低于 ８０％ ，属“磷低效
品种”。 关于小麦磷营养基因型差异的研究，国内外
多集中在磷高效基因型的筛选以及评价指标方面［１４］，
不同磷效率小麦对磷素的吸收规律及生理机制的研究
还缺乏系统研究。 另外，李继云等［１３］的选育工作是在
５ ～ ７ｍｇ Ｐ·ｋｇ － １的土壤磷水平上开展的，这些不同磷效
率品种在磷高效土壤上的表现鲜有报道。 本文以典型
磷高效、磷低效的两种小麦为研究对象，研究了高磷条
件下二者的生长规律及土壤磷素的耗竭状况，旨在探
明不同磷效率小麦品种在高磷条件下的生理差异及对
土壤不同形态磷的耗竭规律，以期为研究磷高效型小
麦的磷素利用机制提供依据。
１　 材料与方法
１􀆰 １　 供试材料
由李继云等［１３］选育的典型磷高效基因型小麦小
偃 ５４ 和磷低效基因型小麦京 ４１１，中国农业科学院作
物研究所提供；试验设置 ３ 个磷肥处理：磷肥的施用量
０ｍｇ·ｋｇ － １土（Ｐ０）、２５ｍｇ·ｋｇ － １土（Ｐ２５）和５０ｍｇ·ｋｇ － １土
（Ｐ５０），完全试验方案共 ６ 个处理，每个处理重复 ３
次。 Ｐ０ 处理以 ＣＯ （ＮＨ２ ） ２、Ｋ２ＳＯ４ 作为氮、钾底肥，
Ｐ２５ 和 Ｐ５０ 处理以 ＣＯ （ＮＨ２ ） ２、Ｋ２ＳＯ４ 和 ＫＨ２ＰＯ４ 分
别作为氮、钾底肥，各施用等量的氮钾底肥：１５０ｍｇ Ｎ·
ｋｇ － １土、１００ｍｇ Ｋ·ｋｇ － １土。 将肥料与供试土壤掺拌均
匀，浇水培养 １ 周后栽种小麦，重复 ３ 次。
表 １　 供试土壤基本理化性状
Ｔａｂｌｅ １　 Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ
土壤类型
Ｓｏｉｌ ｔｙｐｅ ｐＨ值
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ／ ％ Ｎ ／ ％ Ｋ ／ ％ Ｐ ／ ％
速效磷
Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐ ／ （ｍｇ·ｋｇ － １）
有机磷
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ／ （ｍｇ·ｋｇ － １）
无机磷
Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ／ （ｍｇ·ｋｇ － １）
潮土 ８􀆰 ４８ ０􀆰 ７３ ０􀆰 ０４ １􀆰 ６４ ０􀆰 ５８ １７􀆰 ７９ １０６􀆰 ９７ ４６０􀆰 ３６
１􀆰 ２　 供试土壤
供试土壤为河北潮土的耕层土壤，土壤的基本理
化性状见表 １。 试验在中国农业科学院温室大棚中开
展。
１􀆰 ３　 试验装置
土培试验根箱示意图见图 １。 根箱材料选用厚度
为 ３ｍｍ的有机玻璃板，用氯仿粘结成三室根箱（长 ×
高 ×宽：２０ｃｍ × ２０ｃｍ × ７ｃｍ），其中 ７ｃｍ的宽度又被
分隔为一个 ３ｃｍ 宽的内室以及两个 ２ｃｍ 宽的外室。
内室与外室之间用厚度为 ０􀆰 ５ｍｍ 的孔径为 ２５μｍ 的
尼龙网相隔，此网可以使水分和养分自由穿过，但能阻
挡小麦根系向外室穿入。
图 １　 根箱示意图［１５］
Ｆｉｇ． １　 Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｂｏｘ
１􀆰 ４　 试验流程
小麦在种植之前将土样风干过筛，一半过 ２ｍｍ
筛、一半过 ０􀆰 ５ｍｍ筛。 将过 ２ｍｍ 筛的 １􀆰 ５ ｋｇ 土壤与
溶解的固态肥料掺拌均匀后装入根箱内室，过 ０􀆰 ５ｍｍ
筛的 １􀆰 ５ ｋｇ土装入到两个外室中，每盆共装入 ３ ｋｇ风
干土。 土壤装入的顺序为先外室后内室，装外室土时
先拿两片厚度为 １ｍｍ，宽度 ２０ｃｍ，长度略大于 ２０ｃｍ
的钢板紧贴外室侧尼龙网，将内室与外室隔开，避免由
于重力作用导致外室土向内室方向挤压，占用内室空
间，而后将土压紧压实，抽出钢板。
挑选饱满健康的小麦种子置于烧杯中，用 ２％的
双氧水浸泡 ３０ｍｉｎ消毒，用蒸馏水清洗多次后，将种子
置于铺有纱布的培养皿中，培养皿中加入适量水，使种
子半浸泡于培养皿中，以满足种子发芽的需要，又不至
影响呼吸，在 ２５℃的培养箱中培养 ２４ｈ 左右，在种子
均匀露白后播种于根箱内室中，覆土，出苗 １０ｄ后定苗
２５ 株。 根箱放置采用随机排列，小麦生长期间进行适
量浇水等常规管理。
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核　 农　 学　 报 ２７ 卷
小麦生长 ５０ｄ 后，将根箱的有机玻璃板拆成 ３ 部
分：两部分外室土与一部分内室土。 从内室土中小心
取出植株，避免根系遗落，将有根系生长的内室土
（Ｒ０）混匀并按照 １ ／ ４ 取样法取样。 将拆开的两外室
靠近内室一面朝上，用上述一片厚度 １ｍｍ的不锈钢片
沿外室底部插入，然后用长度大于 ２０ｃｍ 的锋利刀片
沿外框将高出框 １ｍｍ的土片切下，即得距尼龙网 １ｍｍ
的土片，依照此法依次切下 １ｍｍ到 ３ｍｍ 的土层，可得
到 １ ～ ３ｍｍ的根际土壤（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３），约 １０ｍｍ外取一
部分土，作为非根际土（ＢＳ） ［１６］。 新鲜土样风干、保存
备用。
１􀆰 ５　 测定指标
植株生物量：小麦植株收获后，将根系用蒸馏水洗
净，在 １０５°Ｃ下杀青 １５ｍｉｎ，６５°Ｃ下烘干至恒重称重。
植株全磷：植株样品粉碎过筛 （ ０􀆰 ２５ｍｍ），用
Ｈ２ＳＯ４ － Ｈ２Ｏ２ 消煮，钼锑抗比色法测全磷［１７］。
土壤无机磷组分：利用具有不同浸提能力的化学
浸提剂对土壤中各种形态的无机磷酸盐进行连续浸提
测定，将无机磷酸盐加以逐级分离［１７］。
土壤有机磷组分：根据化学浸提剂进行土壤有机
磷分组测定［１７］。 （１）活性有机磷：０􀆰 ５ｍｏｌ·Ｌ － １碳酸氢
钠（ｐＨ值 ８􀆰 ５）浸提，后震荡 ３０ｍｉｎ，所浸提出的为活性
有机磷部分；（２）中等活性有机磷：风干土样过 ２ｍｍ
筛，加 １ ｍｏｌ·Ｌ － １的硫酸浸提 ３ 小时滤液用于测定中等
活性有机磷；（３）中稳性有机磷和高稳性有机磷：（２）
中被硫酸浸提过的土壤 加 ＮａＯＨ（０􀆰 ５ｍｏｌ·Ｌ － １）浸提 ６
小时后通过浓盐酸酸化至 ｐＨ 值 １􀆰 ０ ～ １􀆰 ８ 与沸水浴
蒸干等步骤分离中稳性有机磷和高稳性有机磷。
１􀆰 ６　 数据分析
采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ２００３ 进行数据的初步处理，采
用 ＳＡＳＶ８ 统计分析软件进行数据的统计分析，用
Ｄｕｎｃａｎ法进行多重比较（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）。
２　 结果与分析
２􀆰 １　 不同磷效率小麦生物量与含磷量的差异
其它条件一致而施入磷肥不同的情况下，小麦磷素
吸收的直接表现为生物量与含磷量的增加。 施磷量对
两种磷效率小麦各器官生物量和吸磷量有一定的影响
（图 ２）。 不施磷时，小偃 ５４ 的根系生长最为旺盛，随着
磷肥施用量的增加，根系干重显著降低，在 ３ 种磷水平
下达到显著性差异。 磷肥用量为 ２５ ｍｇＰ·ｋｇ －１土时，小
偃 ５４的地上部分和总生物量最大，即对小偃 ５４ 而言并
非施磷量越多，干物质积累越多；京 ４１１ 的地上和总生
物量则随施肥量的增加而变大，Ｐ０ 水平下生物量显著
低于其它磷肥处理。 小偃 ５４ 与京 ４１１ 在 Ｐ５０ 水平下比
不施磷处理的总生物量分别提高了 １４％和 ４３％。 就不
同磷效率品种而言，在 Ｐ０ 和 Ｐ２５ 水平下，小偃 ５４ 的地
上、地下以及总生物量显著高于京 ４１１，两种处理下小偃
５４的根系生物量分别比京 ４１１ 高出 ８７％和 ５６％。 Ｐ５０
水平二者生物量大小的差距减小，小偃 ５４ 的根系和总
生物量略高于京 ４１１，差异不显著。
２ 种小麦地上部分以及总含磷量均随着施肥量的
增加而增加，并且均呈现差异显著性。 小偃 ５４ 的根系
含磷量在 Ｐ２５ 处理下最高，处理间无显著性差异；京
４１１ 的根系含磷量随着施肥量的增加而增加。 小偃 ５４
与京 ４１１ 在 Ｐ５０ 处理下比不施磷 Ｐ０ 处理的总含磷量
分别提高了 ７２％和 １２２％ 。 就品种而言，Ｐ０ 和 Ｐ２５ 水
平，小偃 ５４ 各部分的含磷量均显著高于京 ４１１，总含
磷量分别比京 ４１１ 高出 ４０􀆰 ２％ 、３９􀆰 ７％ ；Ｐ５０ 处理下，
小偃 ５４ 的地上和总含磷量高于京 ４１１，未达到显著性
差异。
２􀆰 ２　 不同磷效率小麦土壤无机形态磷的差异
由图 ３ 可知，Ｐ０ 和 Ｐ５０ 处理下，土壤中 ５ 种不同
形态的无机磷按含量大小排序为：Ｃａ１０ － Ｐ ＞ Ｃａ８ － Ｐ
＞ Ａｌ⁃Ｐ ＞ Ｃａ２ － Ｐ ＞ Ｆｅ⁃Ｐ。 Ｐ０ 处理下，距离根表越来越
近各层土壤中 Ｃａ２ － Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ 和 Ｆｅ⁃Ｐ 的含量逐渐降
低，三者在 Ｒ０ 层含量与其它土层达到显著性差异。
Ｃａ１０ － Ｐ与 Ａｌ⁃Ｐ 无显著性差异。 Ｐ５０ 处理下，各
层土壤中 Ｃａ２ － Ｐ 的质量分数为 Ｒ０ 显著低于 Ｒ１ 和
ＢＳ，其它形态磷在各土层之间无显著性差异。 对于不
同磷效率的两个小麦品种而言，对各形态磷的吸收利
用无显著性差异。
２􀆰 ３　 不同磷效率小麦根际土壤有机形态磷的差异
图 ４ 为收获小麦后的 Ｒ０ 土层有机磷的含量，结
果表明，根际土壤中各形态有机磷的质量分数为：中等
活有机磷 ＞高稳性有机磷 ＞中稳性有机磷 ＞活性有机
磷。 种植过两种小麦的土壤中等活性有机磷的质量分
数达到显著性差异，分别为：在 Ｐ０ 处理时种植过小偃
５４ 的 Ｒ０ 层土壤中等活性磷的质量分数比京 ４１１ 低
２４％ ，Ｐ５０ 处理时小偃 ５４ 比京 ４１１ 高 １８％ ，其余形态
有机磷的质量分数在磷高效品种与磷低效品种之间无
显著性差异。
３　 讨论
３􀆰 １　 ２ 种磷效率小麦生物量和含磷量的差异
土壤磷素本身的丰缺对植物的生长代谢和磷肥吸
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　 １１ 期 高磷条件下不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分差异
注：不同字母 ａ，ｂ，ｃ表示相同品种的不同磷处理之间存在显著性差异（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）；
不同字母 ｘ，ｙ表示相同磷处理的不同品种之间存在差异显著性（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）。
Ｎｏｔｅ： Ｖａｌｕｅｓ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ （Ｐ ＜ ０􀆰 ０５） ｉｆ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｐ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ （ａ， ｂ， ｃ） ａｎｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｈｅａｔ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｉｎ ｓａｍｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ （ｘ， ｙ） ．
图 ２　 不同磷处理小偃 ５４ 和京 ４１１ 的生物量和含磷量
Ｆｉｇ． ２　 Ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ Ｐ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
收利用有很大影响，磷素还能通过影响核酸构成、氮代
谢等影响植物早期发育［６，１８］。 试验表明，土壤磷素水
平会对作物产量及根际特征产生影响［８，１９］。 由于苗期
是大多数作物磷素营养的敏感期和临界期，该阶段吸
收的磷素大体占全生育期 ２ ／ ３ 以上，因此磷素对作物
这一时期的影响尤为重要［２０］。
磷在土壤中的不易移动性和易固定性决定了植物
对磷素营养的吸收主要依靠根系吸收其周围所接触到
的土壤有效磷，因此小麦根系的生长以及吸收特征参
数对磷素的吸收很重要［２１ － ２２］。 低磷能够改变干物质
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核　 农　 学　 报 ２７ 卷
注：对不同形态磷的分级分别做显著性分析，不同字母 ａ，ｂ，ｃ表示在两种小麦在不同土层之间磷质量
分数存在显著性差异（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）。
Ｎｏｔｅ： Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５） ｉｓ ｄｏｎｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐ ｆｏｒｍｓ， Ｖａｌｕｅｓ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ （Ｐ ＜ ０􀆰 ０５） ｉｆ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ．
图 ３　 不同磷处理下小偃 ５４ 和京 ４１１ 无机磷形态
Ｆｉｇ． ３　 Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｏｒｍｓ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
在地上部和根系的分配，光合作用产物首先在根系上
积累，并且更多的磷被分配到根系，促进根系分化，进
一步增加了其在磷胁迫条件下竞争磷营养的优
势［２３ － ２５］。 本试验结果与之一致，２ 种小麦随施磷量增
加根冠比出现了降低的趋势，但未表现出显著性差异
（图略）；小偃 ５４ 的根系生物量随施磷量的增加而降
低；除 Ｐ５０ 水平下小偃 ５４ 的根系含磷量以外，随着磷
肥施入量的增加，两种小麦各部分含磷量相应增加。
对于京 ４１１ 而言，总生物量、含磷量随磷肥施入量
的增加而增加，而对于小偃 ５４ 而言，总含磷量随磷肥
施入量的增加而增加，而生物量在 Ｐ２５ 水平下达到最
高值。 有研究认为，植株体内含磷量与干生物量有着
相同的趋势，这与植株体内磷素的储备和运转直接相
关［２６］，也有研究表明植物体内光合产物与磷素运输不
一定是同步的［７］。 因此植株体内含磷量与干物质量
的累积可能因作物磷营养基因型而异。 在本试验中，
在 Ｐ０ 和 Ｐ２５ 水平下，小偃 ５４ 各部分的生物量和含磷
量均显著高于京 ４１１。
生物量和含磷量随供磷水平的变化与作物品种有
很大关系［２７］。 有研究表明，不同供磷条件下，磷高效
品种干物质量较低效品种的大，磷含量低于低效品种，
而本试验磷含量为磷高效品种高于磷低效品种［２８］。
本试验中，京 ４１１ 的地上和总生物量随磷肥投入的增
加而增加，而小偃 ５４ 地上部分的生物量在 Ｐ２５ 处理下
最高，说明对于磷高效品种而言，并非施磷量越高越
好。 孙慧敏等［２９］也认为小麦的籽粒产量也并不完全
随施磷量的增加而增加。 生育期内适宜施磷有利于作
物产量［３０ － ３２］，过高的磷反而可能由于养分拮抗或者不
平衡导致根系生长受到抑制［３３］。 虽然本文选取的两
个小麦品种是在低磷条件下筛选出来的，但本试验表
明小偃 ５４ 在施磷量为 ２５ｍｇＰ·ｋｇ － １土时，依然表现了
其磷高效性，其生物量和吸磷量显著高于京 ４１１；在施
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　 １１ 期 高磷条件下不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分差异
注：“∗”表示品种之间存在显著性差异（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）；“ｎ”表示品种之间不存在显著性差异（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）。
Ｎｏｔｅ： ∗ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ Ｐ ＝ ０􀆰 ０５ ｂｅｔｗｅｅｎ ＸｉａｏＹａｎ５４ ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１． “ｎ” ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｎｏ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ Ｐ ＝ ０􀆰 ０５ ｂｅｔｗｅｅｎ ＸｉａｏＹａｎ５４ ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１．
图 ４　 不同磷处理下小偃 ５４ 和京 ４１１ 根际土壤有机磷形态
Ｆｉｇ． ４　 Ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
肥量达到 ５０ｍｇＰ·ｋｇ － １土时，２ 种磷效率小麦的生长量
及含磷量已无显著差异。 总的来说，磷高效作物需磷
量较小，在缺磷时吸磷量大；缺磷时，磷高效品种对磷
的亲和力大于低效品种，施磷时磷高效品种中磷进入
根系的最大净流量小于磷低效品种［３４］。
３􀆰 ２　 ２ 种磷效率小麦无机磷及有机磷形态的差异
施肥影响土壤中各种无机磷、有机磷形态的积累
与转化。 对磷形态而言，张英鹏等［３５］在对山东褐土的
无机磷分析中发现褐土中无机磷所占比例的高低依次
是 Ｃａ１０ － Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ、Ａｌ⁃Ｐ、Ｆｅ⁃Ｐ、Ｃａ２ － Ｐ，与本试验结
果相似。 本试验中各种形态无机磷的质量分数按从大
到小的顺序为：Ｃａ１０ － Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ、Ａｌ⁃Ｐ、Ｃａ２ － Ｐ，Ｆｅ⁃Ｐ
的含量极低。 长期施肥的黑垆土上也表现为 Ｃａ１０ － Ｐ
与 Ｏ⁃Ｐ占较大比例，Ｃａ２ － Ｐ含量最低为 ２􀆰 ８％ ［３６］。 本
试验中 Ｐ０ 处理下，与根箱外室相比，距小麦根表越近，
Ｃａ２ － Ｐ、Ｆｅ⁃Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ含量越低，Ｏ⁃Ｐ和 Ｃａ１０ － Ｐ 变化
不明显，说明小麦根系吸收了内室土壤中的 Ｃａ２ － Ｐ、
Ｆｅ⁃Ｐ和 Ｃａ８ － Ｐ，推测在潮土中三者的有效性较高，吕
家珑等［３７］ 的结论也证明了这一点。 另外，梁国庆
等［３８］在河北辛集的长期定位试验点对潮土无机磷的
耗竭与积累进行了研究，同样发现小麦玉米轮作时，作
物主要吸收利用土壤中的 Ｃａ２ － Ｐ、Ｆｅ⁃Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ 和
Ａｌ⁃Ｐ。 不同磷效率的小麦品种对土壤无机磷的利用存
在差异，本试验中栽种过两种磷效率小麦的土壤上各
形态无机磷并未表现出显著性差异，可能是因为速效
磷含量高，并且小麦培养时间短，磷高效型小麦对难溶
性磷活化的优势还未体现。
孙燕［３９］研究了长期施肥对紫色土磷素行为的影
响，认为紫色土中各形态有机磷含量高低顺序为：中等
活性有机磷 ＞中稳性有机磷 ＞高稳性有机磷 ＞活性有
机磷，此结论与黄庆海等［４０］在 １９ 年长期施肥的红壤
性水稻土上的有机磷各形态的研究相同，与本试验结
果稍有不同，本试验为中等活性有机磷 ＞高稳性有机
磷 ＞中稳性有机磷 ＞活性有机磷。 刘世亮等［４１］采用
盆栽法对石灰性土壤中玉米根际和非根际土壤有机磷
含量进行了分组研究，发现根际土壤中等稳定性有机
７６７１
核　 农　 学　 报 ２７ 卷
磷和高度稳定性有机磷变化不大，活性有机磷和中度
活性有机磷显著低于非根际土壤，他认为这两种活性
较高的有机磷容易被矿化从而被玉米吸收。 对于不同
品种而言，本试验中两种不同磷效率小麦对中稳性有
机磷和高稳性有机磷的活化并无显著性差异，另外二
者对活性有机磷的利用也不存在显著性差异；与 Ｐ５０
相比，不施磷时小偃 ５４ 对于中等活性有机磷的吸收显
著高于京 ４１１。 林利红［４２］认为在长期施肥棕壤上中
等活性有机磷可以与玉米吸磷量达到 ５％的显著水
平。 赵吴琼等［４３］对灰漠土中土壤有机磷的 ４ 种形态
进行了测定，发现在土壤有机磷组分中，活性和中活性
有机磷含量与速效磷的相关系数分别为 ０􀆰 ９４０３、
０􀆰 ９８９４（ｎ ＝ ５），均达到极显著水平，说明植物主要利
用这 ２ 种形态的有机磷。 因此中等活性有机磷的耗竭
应该被作物所吸收，对于本试验所选取的 ２ 种小麦而
言，在磷含量相对较低（Ｐ０）时磷高效性小麦小偃 ５４
更易利用中等活性有机磷。
本研究仅研究了小麦苗期对供磷水平反应差异探
讨，对整个生长期的影响还需进一步研究。 由于小麦
对磷素需要的关键期在苗期，因此本试验仍具有一定
参考价值。
４　 结论
适宜施磷量可以提高小麦的磷营养水平和干物质
积累，表现为：增加磷肥投入可以提高两种小麦各部分
的含磷量以及京 ４１１ 地上和总生物量，小偃 ５４ 生物量
不随施磷量的增加而增加，其地上和总生物量在 Ｐ２５
水平下最高。 Ｐ０ 和 Ｐ２５ 水平下小偃 ５４ 的各部分生物
量和含磷量显著高于京 ４１１。
种植过小麦的潮土中无机形态磷含量大小排序
为：Ｃａ１０ － Ｐ ＞ Ｃａ８ － Ｐ ＞ Ａｌ⁃Ｐ ＞ Ｃａ２ － Ｐ ＞ Ｆｅ⁃Ｐ，Ｃａ２ －
Ｐ、Ｆｅ⁃Ｐ、Ｃａ８ － Ｐ的有效性较高；有机磷形态按含量大
小排序为：中等活性有机磷 ＞高稳性有机磷 ＞中稳性
有机磷 ＞活性有机磷。 小偃 ５４ 与京 ４１１ 在各土层对
无机磷形态的吸收上无显著性差异。 ２ 种不同磷效率
小麦对活性有机磷、中稳性有机磷和高稳性有机磷的
活化并无显著性差异，不施磷时小偃 ５４ 对于中等活性
有机磷的吸收显著高于京 ４１１，Ｐ５０ 处理反之。
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Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
２０１３，２７（１１）：１７６２ ～ １７７０
Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｉｇｈ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
Ｓｏｉｌ ｏｆ Ｔｗｏ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐ⁃ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｗｈｅａｔ Ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ （Ｔｒｉｔｉｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ． ）
ＺＨＡＮ Ｘｉａｏ⁃ｙｉｎｇ　 ＺＨＡＮＧ Ｌｉ　 ＬＩＵ Ｘｉａｏ⁃ｂｉｎ　 ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕ⁃ｘｉａｎｇ
（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ａｒａｂｌｅ Ｌａｎｄ ／ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｒｈｉｚｏｂｏｘ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｅｍｐｏｌｙｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｒｏｏｔ ｂｉｏｍａｓｓ， ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ （Ｐ） ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ Ｐ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｎ ａｌｌｕｖｉａｌ ｓｏｉｌ （ ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐ， １７􀆰 ７９ｍｇ·ｋｇ － １） ｕｎｄｅｒ Ｐ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ０， ２５， ａｎｄ ５０ｍｇ·ｋｇ － １）．
Ｘｉａｏｙａｎ ５４ （Ｐ⁃ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ） ａｎｄ Ｊｉｎｇ ４１１ （Ｐ⁃ｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔ） ｗｅｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｃｏｕｌｄ
ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｐ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ｊｉｎｇ４１１． Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｂｙ Ｐ２５． Ｕｎｄｅｒ ｓｏｉｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ ｎｏｎ⁃Ｐ ａｎｄ ２５ ｍｇ Ｐ·ｋｇ － １， ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ Ｐ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ Ｊｉｎｇ４１１． Ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ ５４ ｈａｓ ８７％ ａｎｄ ５６％ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈａｎ Ｊｉｎｇ ４１１， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｐ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ４０􀆰 ２％ ａｎｄ ３９􀆰 ７％ ｈｉｇｈｅｒ ａｔ Ｐ０ ａｎｄ Ｐ２５． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｏｎ
ａｌｌｕｖｉａｌ ｓｏｉｌ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ Ｃａ１０ － Ｐ ＞ Ｃａ８ － Ｐ ＞ Ａｌ⁃Ｐ ＞ Ｃａ２ － Ｐ ＞ Ｆｅ⁃Ｐ． Ｔｈｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ
Ｃａ２ － Ｐ， Ｆｅ⁃Ｐ ａｎｄ Ｃａ８ － Ｐ ｏｆ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ． Ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗａｓ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ＞ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ＞ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓｔａｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ＞ ａｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ． Ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｘｉａｏｙａｎ５４
ａｎｄ Ｊｉｎｇ４１１ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ， ｓｏ ｄｏｅｓ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ， ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｓｔａｂｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ． Ｔｈｅ ｕｐｔａｋｅ ｏｆ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ｏｆ Ｘｉａｏｙａｎ５４ ｕｎｄｅｒ ｎｏ Ｐ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ Ｊｉｎｇ４１１， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｏｐｐｏｓｉｔｅ ｔｏ ５０ｍｇ Ｐ·ｋｇ － １ ｓｏｉｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｐ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｅｄ ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｗａｓ
ｂｅｎｅｆｉｔ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ Ｐ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｅａｔ． Ｔｈｅ ｔｗｏ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ Ｃａ２ － Ｐ， Ｆｅ⁃Ｐ
ａｎｄ Ｃａ８ － Ｐ． Ｘｉａｏｙａｎ５４ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｐｔａｋｉｎｇ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ Ｐ ｔｈａｎ Ｊｉｎｇ４１１ ｏｆ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ． Ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ
ｏｆ ｗｈｅａｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｏ ｎｏｔ ｅｘｐｒｅｓｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｈｉｇｈ Ｐ ａｌｌｕｖｉａｌ ｓｏｉｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ； Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ； Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ； Ｗｈｅａｔ； Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ
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