全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（３）：５８０－５８９ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０３０４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０２－２５ 接受日期：２０１４－０６－１８
基金项目：国家自然科学基金项目（３１２０１１５９）；国家科技支撑计划（２０１１ＢＡＤ１６Ｂ１０，２０１２ＢＡＤ０４Ｂ０２，２０１３ＢＡＤ０７Ｂ０２）；国家现代农业产业技
术体系（ＣＡＲＳ０２－１７）；吉林省科技发展计划（２０１３０５２２０７７ＪＨ）资助。
作者简介：王晓慧（１９８１—），女，吉林扶余人，博士，副研究员，主要从事玉米高产高效与生理生态研究。Ｅｍａｉｌ：ｎｏｎｇｄａｗｘｈ＠１２６ｃｏｍ
通信作者 Ｔｅｌ：０４３１－８７０６３９４１，Ｅｍａｉｌ：ｙｊｗａｎｇ２００４＠１２６ｃｏｍ；Ｅｍａｉｌ：ｗｌｃ１９６０＠１６３ｃｏｍ
我国北方４０个高产春玉米品种的磷素利用特性
王晓慧１，曹玉军１，魏雯雯１，刘双利２，吕艳杰１，刘春光１，
王永军１，王立春１
（１吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，玉米国家工程实验室，吉林长春 １３００３３；
２吉林农业大学中药材学院，吉林长春 １３０１１８）
摘要：【目的】探明我国北方目前主推高产春玉米品种的磷素利用特性，揭示不同玉米品种磷素积累和转运差异，
为磷高效品种的选育提供理论依据。【方法】选用东北区４０个不同熟期的高产春玉米品种，在同一环境条件下采
用盆栽试验，按照大田６００００ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２种植密度进行摆放。在开花期和生理成熟期，每个品种取样３株，分成根、
茎秆、叶片和子粒 ４部分，测定干物质重；采用钼锑抗比色法测定植株各器官磷含量；依据磷素子粒生产效率
（ＰＥＰＧ）划分不同玉米品种的磷效率类型，计算磷素利用特性的相关参数；分析磷素利用特性相关参数与磷素子粒
生产效率的关系。【结果】依据磷素子粒生产效率将供试玉米品种划分为４个类型，即磷高效型（Ｉ）、磷中效型
（Ｉ）、磷低效型（ＩＩ）及磷超低效型（ＩＶ）。其中，ＩＩ型品种最多（４５％），ＩＶ型品种最少（５％），Ｉ型和 Ｉ型品种分别
为２７５％和２２５％。在开花前４个类型品种的磷含量及磷素分配比例差异不显著，开花后是产生差异的关键时
期。开花期，ＩＶ型品种茎秆的磷素积累量最高（Ｐ＜００５），Ｉ、Ｉ和ＩＩ型品种根、茎秆和叶片的磷素积累量差异不显
著（Ｐ＞００５）。成熟期，各器官的磷含量以ＩＶ型品种最高（Ｐ＜００５）；Ｉ和ＩＩ型品种的子粒磷含量高于 Ｉ型品种
（Ｐ＜００５），但Ｉ和ＩＩ型品种的子粒磷含量差异不显著（Ｐ＞００５）。ＩＶ型品种根、茎秆和叶片的磷素积累量和分
配比例较高（Ｐ＜００５），而Ｉ、Ｉ和ＩＩ型品种子粒的磷素积累量和分配比例较高（Ｐ＜００５），Ｉ、Ｉ和ＩＩ型品种根、茎
秆、叶片和子粒的磷素积累量和分配比例无明显差异（Ｐ＞００５）。４个类型品种中，ＩＶ型品种的磷干物质生产效率
（ＰＤＭＰＥ）、磷收获指数（ＰＨＩ）、磷偏生产力（ＰＦＰ）、磷转移量（ＰＴＡ）、磷转移效率（ＰＴＥ）及磷贡献率（ＰＣＲ）最低（Ｐ
＜００５），Ｉ和Ｉ型品种的ＰＦＰ、ＰＨＩ、ＰＴＡ及ＰＴＥ显著高于ＩＩ型品种（Ｐ＜００５），但Ｉ和Ｉ型品种的差异不显著（Ｐ
＞００５）；４个类型品种的磷素吸收效率（ＰＵｐＥ）和磷素农艺效率（ＰＡＥ）无显著差异（Ｐ＞００５）。相关和通径分析
表明，磷素干物质生产效率和粒重与磷素子粒生产效率呈显著正相关。【结论】我国北方目前主推的大部分高产春
玉米为磷低效型品种；磷高效型品种在生育后期向子粒分配的磷素比例较多，而磷超低效型品种向根、茎秆和叶片
分配的磷素比例较多；较高粒重和磷素干物质生产效率是磷高效型品种的基本特征。
关键词：高产春玉米；磷素积累与分配；磷素利用特性
中图分类号：Ｓ５１３０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０３－０５８０－１０
Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｏｒｔｙｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ
ｈｙｂｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈｙｉｅｌｄｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｎｏｒｔｈｏｆＣｈｉｎａ
ＷＡＮＧＸｉａｏｈｕｉ１，ＣＡＯＹｕｊｕｎ１，ＷＥＩＷｅｎｗｅｎ１，ＬＩＵＳｈｕａｎｇｌｉ２，ＬＹａｎｊｉｅ１，ＬＩＵＣｈｕｎｇｕａｎｇ１，
ＷＡＮＧＹｏｎｇｊｕｎ１，ＷＡＮＧＬｉｃｈｕｎ１
（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＪｉｌｉｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅｓ／
ＳｔａｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｉｚｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；
２ＣｏｌｅｇｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＪｉｌｉｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３０１１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ａｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈｙｉｅｌｄｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｈａｔａｒｅｗｉｄｅｌｙｇｒｏｗｎｉｎｎｏｒｔｈｏｆＣｈｉｎａ，ｔｏｉｌｕｓｔｒａｔｅ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓ，ａｎｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｅｆｉｃｉｅｎｔｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｍａｉｚｅ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｆｏｒｔｙｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓｗｅｒｅｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ
３期 王晓慧，等：我国北方４０个高产春玉米品种的磷素利用特性
ｉｎｐｏｔｓａｎｄｐｌａｎｔｅｄｉｎ６００００ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２ｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｒｅｅｐｌａｎｔｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎ
ｅｖｅｒｙｈｙｂｒｉｄａｔｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ，ａｎｄｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｐａｒｔｓ，ｒｏｏｔｓ，ｓｔａｌｋｓ，ｌｅａｖｅｓａｎｄｇｒａｉｎｓ．
Ｄｒｙｍａｔｅｒｗｅｉｇｈｔｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄａｆｔｅｒｓｔｏｖｉｎｇ．Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ
ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｍｅｔｈｏｄ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｇｒａｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＰＧＰＥ）ｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｉｖｉｄｅｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＰＧＰＥａｎｄｒｅｌａｔｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓｃａｎｂｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｔｙｐｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｖａｌｕｅｓ
ｏｆＰＧＰＥ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｉｇｈ（ｔｙｐｅＩ），ｍｏｄｅｒａｔｅ（ｔｙｐｅＩ），ｌｏｗ（ｔｙｐｅＩＩ）ａｎｄｓｕｐｅｒｌｏｗ（ｔｙｐｅ
ＩＶ）．ＴｈｅｍｕｃｈｍｏｒｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＩ（ｗｉｔｈａｒａｔｉｏｏｆ４５％），ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｔｙｐｅｓＩ
（２７５％）ａｎｄＩ（２２５％），ａｎｄｔｈｅｆｅｗｅｒｎｕｍｂｅｒｏｆｃｕｌｔｉｖａｒｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＶ，ｗｉｔｈａｒａｔｉｏｏｆ５％．
Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅａｆｔｅｒｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｅｘｈｉｂｉｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｆｏｕｒｔｙｐｅｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｏｓｅｂｅｆｏｒｅｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．Ａｔｔｈｅ
ｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｔａｌｋｓｉｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＶ（Ｐ＜００５），ａｎｄｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ
ｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｒｏｏｔｓ，ｓｔａｌｋｓａｎｄｌｅａｖｅｓａｒｅｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｉｎｔｈｅｔｙｐｅｓＩ，ＩａｎｄＩＩ（Ｐ＞００５）．Ａｔｔｈｅ
ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ，ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓａｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＶ（Ｐ＜００５），ａｎｄｔｈｅ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｇｒａｉｎｓｏｆｔｈｅｔｙｐｅＩＩａｎｄＩａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｔｙｐｅＩ（Ｐ＜００５），ｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｎｏ
ｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｙｐｅｓＩＩａｎｄＩ（Ｐ＞００５）．Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｒａｔｉｏｓｉｎｒｏｏｔｓ，ｓｔａｌｋｓａｎｄｌｅａｖｅｓａｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＶ（Ｐ＜００５），ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
ａｍｏｕｎｔｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｉｎｇｒａｉｎｓｏｆｔｈｅｔｙｐｅｓＩ，ＩａｎｄＩＩａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｔｙｐｅＩＶ（Ｐ＜００５）．
Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｉｎｒｏｏｔｓ，ｓｔａｌｋｓ，ｌｅａｖｅｓａｎｄｇｒａｉｎｓａｒｅｎ’ｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｔｙｐｅｓＩ，ＩａｎｄＩＩ（Ｐ＞００５）．Ａｍｏｎｇｔｈｅｆｏｕｒｔｙｐｅｈｙｂｒｉｄｓ，ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｄｒｙｍａｔｅｒ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＰＤＭＰＥ），ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ（ＰＨＩ），ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｐａｒｔｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＰＦＰ），
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ（ＰＴＡ），ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＰＴＥ）ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ（ＰＣＲ）
ｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＶａｒｅｔｈｅｌｏｗｅｓｔ（Ｐ＜００５）．ＴｈｅｖａｌｕｅｓｏｆＰＦＰ，ＰＨＩ，ＰＴＡａｎｄＰＴＥｉｎｔｈｅｔｙｐｅｓＩａｎｄＩａｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩＩ（Ｐ＜００５），ｂｕｔｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｙｐｅｓＩａｎｄＩｉｓｎｏｔ
ｏｂｖｉｏｕｓ（Ｐ＞００５）．Ｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｐｔａｋｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ（ＰＵｐＥ）ａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ（ＰＡＥ）ｏｆ
ｔｈｅｆｏｕｒｔｙｐｅｈｙｂｒｉｄｓａｒｅｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔ（Ｐ＞００５）．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎａｎｄｐａｔｈａｎａｌｙｓｅｓｓｈｏｗ
ｔｈａｔＰＤＭＰＥａｎｄｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｃｏｒｅｌａｔｅｄｔｏＰＧＰＥ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｍｏｓｔｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓｗｉｔｈ
ｈｉｇｈｙｉｅｌｄｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｈａｔａｒｅｗｉｄｅｌｙｇｒｏｗｎｉｎｎｏｒｔｈｏｆＣｈｉｎａａｒｅｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ａｎｄｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｓｉｎｇｒａｉｎｓａｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｔｈｅｔｙｐｅＩａｆｔｅｒｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｒａｔｉｏｓｏｆｒｏｏｔｓ，ｓｔａｌｋｓａｎｄｌｅａｖｅｓｉｎＩＶａｒｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ．ＨｉｇｈｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔａｎｄＰＤＭＰＥｃｏｕｌｄｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｔｈｅ
ｋｅｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｈｉｇｈｙｉｅｌｄｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ牷ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ牷
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
磷素是玉米生长发育必需的大量营养元素之
一，在提高玉米产量方面具有不可替代的作用［１－２］。
但由于土壤中磷的有效性极低，缺磷已成为限制玉
米进一步高产的主要因素之一［３］。依靠增施磷肥
解决土壤中有效磷不足问题，不但导致玉米生产成
本增加，而且造成环境污染风险加大，因此培育并推
广磷高效玉米品种是促进磷素资源可持续利用的有
效途径。北方春玉米区是我国最大的玉米产区，对
全国粮食生产具有举足轻重的作用。其中，磷肥在
提高玉米产量方面起到了关键作用［４］。
但是，随着玉米产量不断提高，我国北方地区玉
米生产中的磷肥投入也逐渐增大。目前，我国北方
春玉米区年施磷量达２１３２亿公斤，比正常施磷量
多５３４亿公斤，但磷素利用效率却由上世纪５０年
代中期的５２６％下降到１８１％［５］，造成资源的严重
浪费，增加了生态环境风险。提高玉米磷素吸收利
用效率是减少磷肥投入，提高玉米产量的有效途径。
前人有关玉米磷素营养的研究主要集中在不同时
期、施用方式及不同用量对玉米生长、发育及产量的
影响等方面［６－８］。研究表明，在低磷土壤（ＯｌｓｅｎＰ
４９ｍｇ／ｋｇ）上，施磷（Ｐ２Ｏ５）１００ ２００ｋｇ／ｈｍ
２，集中
深施在１５ｃｍ土层时效果最好，施磷过多，植株吸磷
１８５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
量增大，但利用效率降低［９－１０］。有关玉米基因型磷
效率的研究表明，不同玉米植株对磷素吸收利用存
在基因型差异［１１－１４］，磷高效基因型较磷低效基因型
具有较强低磷忍耐、磷素吸收、活性氧清除和自我修
复能力［１５－１６］。但迄今有关我国北方主推高产春玉
米磷素效率的相关研究还鲜见报道。基于此，本研
究以收集的我国北方当前主推高产春玉米品种为材
料，对正常施肥条件下磷素子粒生产效率等磷效率
相关参数进行研究，旨在揭示不同类型品种磷素积
累和转运差异，为磷高效品种选育提供理论依据。
１ 材料与方法
１１ 试验设计
在连续３年品种鉴选的基础上，本试验选用４０
个高产春玉米品种为供试材料（表１），其中包括吉林
省８个、辽宁省８个、黑龙江省８个、内蒙古自治区１１
个、山西省５个。试验于２０１０年在吉林省农业科学
院玉米试验基地种植，采用盆栽试验，盆高３０ｃｍ，直
径３０ｃｍ，按照大田６００００ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２种植密度进行
摆放，行距５５５ｃｍ，株距３０ｃｍ，每盆装干土２５ｋｇ。
供试土壤类型为黑土，有机质含量２５２％、全
氮 ０１８％，全磷 ００５６％，全钾 １９９％，速效氮
１８４２７ｍｇ／ｋｇ，速效磷１７５４ｍｇ／ｋｇ，速效钾１３７６０
ｍｇ／ｋｇ。每个品种种植６盆，共种植２４０盆，每盆播
种３粒，三叶期间苗，五叶期定苗，每盆留苗 １株。
施用肥料为玉米专用肥（Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝２８∶１８∶
１５），种肥７１４ｇ／ｐｌａｎｔ，拔节期追肥４４７ｇ／ｐｌａｎｔ，大
喇叭口期追肥６２５ｇ／ｐｌａｎｔ。重复３次，完全随机排
列。生长期间保持充足的水分供应，其它管理与常
规大田相同。
表１ 供试玉米品种、代号、干物重及粒重（ｇ／ｐｌａｎｔ）
Ｔａｂｌｅ１ Ｈｙｂｒｉｄｓ，ｃｏｄｅ，ｄｒｙｍａｔｅｒｗｅｉｇｈｔａｎｄｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔｏｆｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
代号
Ｃｏｄｅ
品种
Ｈｙｂｒｉｄｓ
干物重
Ｄｒｙｍａｔｅｒｗｅｉｇｈｔ
粒重
Ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔ
代号
Ｃｏｄｅ
品种
Ｈｙｂｒｉｄｓ
干物重
Ｄｒｙｍａｔｅｒｗｅｉｇｈｔ
粒重
Ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔ
１ 吉单４８ＪＤ４８ ２２１２７±２７３９ １１０９５±８３２ ２１ 龙单３２ＬＤ３２ ２０８１１±１５８７ ７３６５±２６９
２ 吉单６１８ＪＤ６１８ ２２０６１±０８３ ９３１０±１７０２ ２２ 登海２０ＤＨ２０ １１９３５±１１００ ４７８１±４３１
３ 吉单５０ＪＤ５０ ２３２６５±１２１９ ９７０７±３４５ ２３ 高新３号 ＧＸ３ ２２６８６±２５９９ ９８１４±１５４６
４ 凤田９ＦＴ９ １９５９８±２５３２ ６９７０±７９５ ２４ 丰田１３ＦＴ１３ ２０００３±２３０８ ７９２８±２４２
５ 农大５８８ＮＤ５８８ ２１０８９±１０２９ ８３６２±１８４８ ２５ 铁单１８ＴＤ１８ ２４６５４±７５６ ８７８８±１７４４
６ 农大３６４ＮＤ３６４ ２２４５４±１７７ ６７２０±３００ ２６ 金山２７ＪＳ２７ ２４０４４±２０５６ ８５３６±４２３
７ 良玉８８ＬＹ８８ ２２９７６±１１５３ １００６９±１７７９ ２７ 金山１２ＪＳ１２ ２７９９３±３０４７ １０４３２±１０１２
８ 先玉３３５ＸＹ３３５ ２５５７１±２２０５ １１２６９±１５３６ ２８ 东单７ＤＤ７ ２１７２１±１３９ ６５９８±８９４
９ 宁玉３０９ＮＹ３０９ ２４３７３±２１７ ８６８９±４０５ ２９ 沈玉２１ＳＹ２１ ２３７３６±４４３ １１０７３±１０８５
１０ 丹玉６０３ＤＹ６０３ ２１４８６±２８３１ ６０６１±１０１２ ３０ 乐玉１ＬＹ１ ２２９９６±１３０５ ９７４８±７９３
１１ 辽单１４５ＬＤ１４５ ２９１６５±１０８０ ９５０１±１０８０ ３１ 内单３０５ＮＤ３０５ ２２２１４±２０９ ８８６０±１０５７
１２ 良玉６６ＬＹ６６ ２０８０２±１７１５ ４１２７±１１５５ ３２ 浚单２０ＪＤ２０ ２４１０９±１５６ １１４７３±１１４２
１３ 铁研１２４ＴＹ１２４ ２４１５０±１３５２ ９６１７±５３６ ３３ 迪卡Ｍ９ＤＫＭ９ ２５７１１±５９７ １０６９８±９２９
１４ 郁青２８１ＹＱ２８１ ２３５７２±３０５５ ８１０６±８９７ ３４ 郑单９５８ＺＤ９５８ ２７４２７±２１２４ １２０２０±１０３８
１５ 丹玉４０５ＤＹ４０５ ２４８５１±１６２ ９５４４±１４１ ３５ 屯玉５０ＴＹ５０ ２７０９０±２９３９ ６７９０±３５６
１６ 丹玉４０２ＤＹ４０２ ２４９３２±６１８ ８８０１±３１５ ３６ 敦玉８０６ＤＹ８０６ ２４２６４±３０３２ １１１３６±１４４８
１７ 哲单３７ＺＤ３７ １７５６５±１２７８ ７７０３±６０２ ３７ 京单９５１ＪＤ９５１ ２２３６３±２３８９ ８８５９±２９８
１８ 克单１４ＫＤ１４ １７６９８±２３３１ ８５３７±０１７ ３８ 边９７Ｂ９７ ８８７６±２１２１ ３９５３±５６９
１９ 吉单２７ＪＤ２７ ２１９４９±３２５８ １０６３１±１５７３ ３９ 德美亚２ＤＭＹ２ １２１１１±２３３ ５２０６±０７０
２０ 绥玉１７ＳＹ１７ １５０４８±２５８５ ２６３９±２３８ ４０ 金山２８ＪＳ２８ ２４３６５±９１５ ７９５４±３５６
２８５
３期 王晓慧，等：我国北方４０个高产春玉米品种的磷素利用特性
１２ 取样与测定方法
开花期和生理成熟期，每品种选取 ３株，分成
根、茎秆（含穗轴和苞叶）、叶片、子粒４部分，７５℃
烘至恒重后分别称重，计算各器官干物质积累量。
样品经粉碎过０２５ｍｍ筛后，采用钼锑抗比色法测
植株各器官含磷量［１７］。
磷素利用特性相关指标通过下述公式计算：
磷素子粒生产效率（ｇ／ｇ）＝子粒重／整株磷素
积累总量；
磷素干物质生产效率（ｇ／ｇ）＝整株干物重／整
株磷素积累总量；
磷收获指数（％）＝子粒磷素积累量／植株磷素
积累量×１００；
磷转移量（ｇ）＝植株开花期营养体磷素积累量
－植株成熟期营养体磷素积累量；
磷转移效率（％）＝磷转移量／植株开花期营养
体磷素积累量×１００；
磷贡献率（％）＝磷转移量／子粒磷素积累量
×１００；
磷偏生产力（ｇ／ｇ）＝子粒产量／施磷量；
植株磷积累量（ｇ／ｐｌａｎｔ）＝不同部位干物重与
磷浓度之积的总和；
磷吸收效率（％）＝植株磷素积累量／施磷量
×１００；
磷农艺效率（ｇ／ｇ）＝植株生物产量／施磷量。
１３ 数据处理与统计分析
采用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３进行数据处理，ＤＰＳ
１２０统计分析软件和 ＳｉｇｍａＰｌｏｔ１００进行聚类、相
关和通径分析及作图。
２ 结果与分析
２１ 磷素子粒生产效率聚类分析
利用 ＤＰＳ多元分析对供试玉米品种磷素子粒
生产效率进行聚类（表２），结果表明，供试春玉米品
种可划分为４类：磷素高效型（Ｉ）、磷素中效型（Ｉ）、
磷素低效型（ＩＩ）和磷素超低效型（ＩＶ）。磷素高效
型品种的磷素子粒生产效率比磷素中效型品种高
２０１５％，比磷素低效型品种高 ４３６０％，比磷素超
低效品种高２４０％；磷素中效型品种的磷素子粒生
产效率比磷素低效型品种高１９５２％，比磷素超低
效品种高１８３％；磷素低效型品种比磷素超低效型
品种高 １３６８２％。４０个品种中，Ｉ型品种占
２２５％，Ｉ型品种占２７５％，ＩＩ型品种占４５０％，ＩＶ
型品种占５０％。
表２ 不同类型玉米品种的聚类分析
Ｔａｂｌｅ２ Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｍａｉｚｅｈｙｂｒｉｄｓ
类型
Ｔｙｐｅ
品种代号
Ｈｙｂｒｉｄｃｏｄｅ
品种数
Ｈｙｂｒｉｄ
ｎｕｍｂｅｒ
磷素子粒
生产效率（ｇ／ｇ）
ＰＧＰＥ
磷素子粒生产
效率区间（ｇ／ｇ）
ＲａｎｇｅｏｆＰＧＰＥ
Ｉ １３，１７，１８，２７，２９，３２，３３，３４，３６ ９ ２９８１８ａ ２７０８９ ３５４３１
Ｉ １，２，３，７，９，１５，１６，１９，２３，２５，３９ １１ ２４８１８ｂ ２３６０１ ２６４２０
ＩＩ ４，５，６，８，１０，１１，１４，２１，２２，２４，２６，２８，３０，３１，３５，３７，３８，４０ １８ ２０７６４ｃ １７１７９ ２３０１３
ＩＶ １２，２０ ２ ８７６８ｄ ７６３０ ９９０６
注（Ｎｏｔｅ）：ＰＧＰＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｇｒａｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．同列数据后不同字母表示在００５水平差异显著 Ｄａｔａｆｏｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｌｅｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
２２ 不同磷效率类型玉米的磷含量
开花期，４种磷效率类型品种的根、茎和叶的磷
含量无显著性差异；成熟期，磷超低效型品种根、茎、
叶及子粒的磷含量显著高于其他３类型品种，磷高
效型品种、磷中效型品种和磷低效型品种根、茎、叶
的磷含量无显著性差异，但磷高效型品种的子粒磷
含量显著低于磷低效型品种，磷中效型品种的子粒
磷含量与磷高效型品种和磷低效型品种无显著性差
异（图１）。
２３ 不同磷效率类型玉米的磷积累与分配
开花期，４种磷效率类型品种根、叶的磷积累量
无显著性差异，但磷超低效型品种茎杆的磷积累量
显著高于其他类型品种（图２Ａ）；不同磷效率类型
品种根、茎和叶的磷分配比例无显著差异（图２Ｂ）。
３８５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
图１ 开花期和成熟期不同磷效率类型玉米各器官磷素含量
Ｆｉｇ．１ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｅｎｔｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｈｙｂｒｉｄｓａｔｆｌｏｗｅｒｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
［注（Ｎｏｔｅ）：Ⅰ—磷高效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈｉｇｈｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅱ—磷中效型Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｍｏｄｅｒａｔｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅲ—磷低效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；
Ⅳ—磷超低效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｕｐｅｒｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．柱上不同字母表示在００５水平上差异显著Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｔｈｅ００５ｌｅｖｅｌ．］
图２ 开花期（Ａ、Ｂ）和成熟期（Ｃ、Ｄ）不同磷效率类型玉米各器官磷素积累与分配比例
Ｆｉｇ．２ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｏｒｇａｎｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｈｙｂｒｉｄｓａｔｔｈｅｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ｓｔａｇｅ（ＡａｎｄＢ）ａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ（ＣａｎｄＤ）
［注（Ｎｏｔｅ）：Ⅰ—磷高效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈｉｇｈｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅱ—磷中效型Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｍｏｄｅｒａｔｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅲ—磷低效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；
Ⅳ—磷超低效型 Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｕｐｅｒｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．柱上不同字母表示在００５水平上差异显著 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｔｈｅ００５ｌｅｖｅｌ．］
４８５
３期 王晓慧，等：我国北方４０个高产春玉米品种的磷素利用特性
成熟期，根、茎和叶的磷积累量及分配比例以磷超低
效型品种最高（Ｐ＜００５），子粒的磷积累量及分配
比例以磷超低效型品种最低（Ｐ＜００５），磷高效型
品种、磷中效型品种、磷低效型品种根、茎、叶和子粒
的磷积累量及分配比例无显著差异（图２Ｃ、Ｄ）。
２４ 不同磷效率类型玉米的磷素相关参数
磷超低效型品种的磷素干物质生产效率、磷收
获指数、磷偏生产力、磷转移量、磷转移率及磷贡献
率均显著低于其它３类型品种；磷高效型和磷中效
型品种的磷收获指数、磷偏生产力、磷转移量及磷转
移率显著高于磷低效型品种，但磷高效型和磷中效
型品种无显著差异；磷高效型品种的磷素干物质生
产效率明显高于磷中效型和磷低效型品种，磷中效
型和磷低效型品种无显著差异；４类型品种的磷吸
收效率和磷农艺效率差异不显著（图３）。
图３ 不同磷效率类型玉米品种磷素相关参数
Ｆｉｇ．３ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｈｙｂｒｉｄｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：ＰＤＭＰＥ—磷素干物质生产效率Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｄｒｙｍａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＴＡ—磷转移量Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ；ＰＴＥ—
磷转移效率Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＣＲ—磷贡献率Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ；ＰＨＩ—磷收获指数Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ；ＰＦＰ—
磷偏生产力Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｐａｒｔｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＰＡＥ—磷农艺效率Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＵｐＥ—磷吸收效率Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｐｔａｋｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ⅰ—磷高效型Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈｉｇｈｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅱ—磷中效型Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｍｏｄｅｒａｔｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅲ—磷低效型Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ⅳ—磷超低效型
Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｓｕｐｅｒｌｏｗｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．柱上不同字母表示在００５水平上差异显著 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｔｔｈｅ
００５ｌｅｖｅｌ．］
２５ 磷素效率与粒重等性状的关系
对４０个玉米品种磷素子粒生产效率（ｙ）及粒
重等指标进行相关分析。结果表明，磷素子粒生产
效率与磷利用特性各参数多呈显著相关（表３）。表
明磷利用特性各参数对供试玉米品种的磷素子粒生
产效率高低具有重要影响。
５８５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表３ 成熟期不同类型玉米磷素子粒生产效率与粒重等性状的相关性
Ｔａｂｌｅ３ ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎＰＧＰＥａｎｄｄｉｆｅｒｅｎｔａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｈｙｂｒｉｄｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
项目
Ｉｔｅｍ
Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ Ｘ５ Ｘ６ Ｘ７ Ｘ８ Ｘ９ Ｘ１０ Ｘ１１ Ｘ１２
干物重
Ｄｒｙｍａｔｅｒ
ｗｅｉｇｈｔ
磷含量
Ｐｃｏｎｔｅｎｔ
磷积累量
Ｐａｃｃｕｍ．
干物质
生产率
ＰＤＭＰＥ
磷转移量
ＰＴＡ
粒重
Ｇｒａｉｎ
ｗｅｉｇｈｔ
转移效率
ＰＴＥ
贡献率
ＰＣＲ
磷收获
指数
ＰＨＩ
偏生产力
ＰＦＰ
磷吸收
效率
ＰＵｐＥ
磷农艺
效率
ＰＡＥ
Ｘ２ －０４８
Ｘ３ ０７２ ００４
Ｘ４ ０５１ －０７５ －０２２
Ｘ５ ０１３ －０３１ －００６ ０２６
Ｘ６ ０７１ －０７２ ０５４ ０３５ ０２１
Ｘ７ ０１８ －０４１ －００４ ０３１ ０９４ ０３１
Ｘ８ －０２３ －０１０ －０４６ ０２６ ０８２ －０２４ ０７５
Ｘ９ ０１６ －０７０ ００８ ０１４ ０２０ ０６８ ０３１ －００９
Ｘ１０ ０７１ －０７２ ０５４ ０３５ ０２１ １００ ０３１ －０２４ ０６８
Ｘ１１ ０７４ ０１０ １００ －０２６ ００６ ０５８ －０２４ －０５６ ００６ ０５８
Ｘ１２ １００ －０４０ ０７４ ０４６ ０１２ ０６８ －０１７ －０３６ －００２ ０６８ ０７４
ｙ ０３０ －０８９ －０１２ ０６０ ０２６ ０７６ ０３８ ００５ ０７３ ０７６ －０１７ ０１９
注（Ｎｏｔｅ）：ＰＤＭＰＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｄｒｙｍａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＴＡ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ；ＰＴＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＣＲ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ；ＰＨＩ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ；ＰＦＰ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｐａｒｔｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ＰＡＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｇｒｏｎｏｍｉｃ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＵｐＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｕｐｔａｋｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．和分别表示在００５和００１水平显著 Ｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｔｔｈｅ００５ａｎｄ００１ｌｅｖｅｌｓ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
磷素利用特性参数指标与磷素子粒生产效率的
通径分析表明，各指标的贡献率依次为：粒重＞干物
重＞磷干物质生产效率＞贡献率＞磷转移量＞磷收
获指数＞磷含量，粒重对磷素子粒生产效率的直接
作用最大，与相关分析的结果表现一致。磷素干物
质生产效率和粒重与磷素子粒生产效率存在真实一
致的相关性，是影响磷素子粒生产效率的主要指标
（表４）。
表４ 成熟期粒重等性状对磷素子粒生产效率的通径分析
Ｔａｂｌｅ４ ＰａｔｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆＰＧＰＥａｎｄｔｈｅａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
通径
Ｐａｔｈ
直接
作用
Ｄｉｒｅｃｔ
ｅｆｅｃｔ
间接作用Ｉｎｄｉｒｅｃｔｅｆｅｃｔ
总和
Ｔｏｔａｌ
Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｘ４ Ｘ５ Ｘ６ Ｘ７
干物重
Ｄｒｙｍａｔｅｒ
ｗｅｉｇｈｔ
磷含量
Ｐｃｏｎｔｅｎｔ
磷转移量
ＰＴＡ
粒重
Ｇｒａｉｎ
ｗｅｉｇｈｔ
贡献率
ＰＣＲ
磷收获
指数
ＰＨＩ
干物质
生产效率
ＰＤＭＰＥ
Ｘ１ －０８３９６ １１３４２ －００１４７ ００１３０ ０７４００ ００３８９ ０００８３ ０３４８７
Ｘ２ ００３１０ －０９２１８ ０３９８６ －００３０５ －０７５１７ ００１２６ －００３７２ －０５１３６
Ｘ３ ００９７９ ０１６６１ －０１１１９ －０００９７ ０２１４６ －０１１８９ ００１０８ ０１８１２
Ｘ４ １０４３８ －０２８４４ －０５９５２ －００２２３ ００２０１ ００３８７ ００３５７ ０２３８６
Ｘ５ －０１４５８ ０１８４ ０２２４３ －０００２７ ００７９９ －０２７６９ －０００５２ ０１６４６
Ｘ６ ００５２８ ０６８１５ －０１３１４ －００２１８ ００２００ ０７０４６ ００１４３ ００９５８
Ｘ７ ０６９０１ －００８８２ －０４２４２ －００２３１ ００２５７ ０３６０９ －００３４８ ０００７３
注（Ｎｏｔｅ）：ＰＴＡ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ；ＰＣＲ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅ；ＰＨＩ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ；ＰＤＭＰＥ—Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｄｒｙｍａｔｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．
６８５
３期 王晓慧，等：我国北方４０个高产春玉米品种的磷素利用特性
３ 讨论
适当增施磷素对于提高玉米产量具有重要作
用［１８］。但生产中为追求高产而大量施入磷肥，导致
磷素生产效率下降，环境风险加大。选育磷高效型
品种是解决上述问题的有效途径［１９－２１］。近年来，挖
掘磷素高效吸收利用潜力进而提高玉米的磷素效率
的研究备受关注。前人对不同玉米品种吸收和利用
效率开展了较多研究［２２－２４］，表明玉米磷效率的高低
主要取决于玉米根系对磷的吸收效率和磷在玉米体
内的利用效率，不同基因型玉米在磷吸收和利用方
面存在明显差异。在苗期和拔节期，磷吸收效率是
决定耐低磷玉米品种的主要变异来源；而正常施磷
条件下，磷高效型自交系具有较大的磷素再利用能
力。本试验以来自我国北方春玉米区当前主推的
４０个高产春玉米品种为材料，对供试玉米品种的磷
素利用特性进行了研究。结果表明，通过对磷素子
粒生产效率进行聚类分析，供试玉米品种划分为磷
高效型、磷中效型、磷低效型和磷超低效型等４种类
型。其中，磷素低效型品种所占比例最大（４５％），
磷素超低效型最小（５％），磷素高效型和磷素中效
型所占比例分别为２２５％和２７５％。说明当前北
方主推玉米品种大部分为磷素低效型品种，通过育
种手段挖掘玉米的磷素子粒生产效率具有较大
潜力。
玉米子粒中养分一部分源于根系的直接吸收，
另一部分源于营养器官养分在生育后期向子粒的再
度转移。磷素是典型具有向代谢活性高的器官再转
移能力的元素［２５－２６］。研究表明，玉米子粒中５６％
８５８％的磷来源于营养器官的再度运输［２７］。本研
究表明，在不同子粒磷效率特征的品种中，磷低效型
品种磷素在生育后期向根、茎和叶中的分配较多，而
磷高效型品种磷素在生育后期转移到子粒中的比例
相对较大。对不同磷效率类型品种磷效率相关参数
研究发现，磷素高效型品种的磷素干物质生产效率、
磷素偏生产力、磷素收获指数、磷转移量和磷转移效
率均高于磷素低效型品种和磷素超低效型品种，而
４个类型品种的磷素吸收效率和磷素农艺效率无显
著差异。这说明，４类型品种对磷素的吸收能力相
似，但各品种以子粒磷效率为特征的磷素利用能力
存在差异，表现为磷高效型品种营养器官的养分再
转移能力强，而磷低效型品种养分吸收后，再次转移
能力较弱，导致子粒磷素积累分配较少。
对成熟期不同类型品种磷素子粒生产效率与粒
重等农艺性状相关分析发现，磷素子粒生产效率与
磷干物质生产效率、粒重、磷收获指数和磷偏生产力
极显著正相关，与磷转移效率显著正相关，与磷含量
极显著负相关；对磷素子粒生产效率的通径分析表
明，磷素干物质生产效率和粒重与磷素子粒生产效
率的相关性表现一致，表明该磷效率参数是影响磷
素子粒生产效率的重要指标。
磷效率是磷素吸收、同化、运转、再利用等多个
生理过程综合作用的结果，可分解为吸收效率和利
用效率［２８］。本试验结果表明，磷高效型品种在开花
后具有较强的磷素转运能力及较高的磷素干物质生
产效率。本研究探讨了磷素利用特性相关的磷素子
粒生产效率、磷积累量、磷素干物质生产效率、磷对
子粒的贡献率等磷效率参数与玉米磷效率的关系，
有关北方地区高产玉米磷吸收效率相关参数表现特
征及其与产量的关系尚有待进一步研究。
４ 结论
我国北方高产春玉米品种在磷素子粒生产效率
上分为磷高效、中效、低效和超低效４种类型。其
中，磷超低效型品种比例最小，磷低效型品种比例最
大。４类磷效率类型玉米品种开花后的磷素利用特
性表现较大差异，表现为磷高效型品种的磷转移率、
贡献率和输出率显著高于磷低效和磷超低效型品
种。成熟期，磷高效型品种向子粒的分配比例较高，
而磷低效型品种向根、茎和叶的分配比例较高。粒
重和磷素干物质生产效率与磷素子粒生产效率呈极
显著正相关，可作为磷高效玉米品种选育的参考
指标。
参 考 文 献：
［１］ ＭｏｌｉｅｒＡ，ＰｅｌｅｒｉｎＳ．Ｍａｉｚｅｒｏｏｔｓｙｓｔｅｍｇｒｏｗｔｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ａｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙ，１９９９，５０：４８７－４９７
［２］ ＢａｒｙＤＡＪ，ＭｉｌｅｒＭＨ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆ
ｍａｉｚｅｓｅｅｄｌｉｎｇｆｏｒｍａｘｉｍｕｍｙｉｅｌｄ［Ｊ］．ＡｇｒｏｎｏｍｙＪｏｕｒｎａｌ，１９８９，
８１：９５－９９
［３］ 张玉兰，王俊宇，马星竹，陈利军．提高磷肥有效性的活化技
术研究进展［Ｊ］．土壤通报，２００９，４０（１）：１９４－２０２
ＺｈａｎｇＹＬ，ＷａｎｇＪＹ，ＭａＸＺ，ＣｈｅｎＬＪ．Ａｄｖａｎｃｅｓｏｎ
ａｃｔｉｖａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，
４０（１）：１９４－２０２
［４］ 中华人民共和国国家统计局．中国统计年鉴 ［Ｍ］．北京：中
国统计出版社，２０１１４５８－４６５
ＮａｔｉｏｎａｌＢｕｒｅａｕｏｆＳｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆＣｈｉｎａ．Ｃｈｉｎａｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｙｅａｒｂｏｏｋ
７８５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＳｔａｔｉｓｔｉｃｓＰｒｅｓｓ，２０１１４５８－４６５
［５］ 高强，冯国忠，王志刚．东北地区春玉米施肥现状调查［Ｊ］．
中国农学通报，２０１０，２６（１４）：２２９－２３１
ＧａｏＱ，ＦｅｎｇＧＺ，ＷａｎｇＺＧ．Ｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅｉｎｎｏｒｔｈｅａｓｔＣｈｉｎａ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ
ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｅｔｉｎ，２０１０，２６（１４）：２２９－２３１
［６］ 彭正萍，张家铜，袁硕，等．不同供磷水平对玉米干物质和磷
动态积累及分配的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００９，１５
（４）：７９３－７９８
ＰｅｎｇＺＰ，ＺｈａｎｇＪＴ，ＹｕａｎＳｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｒｙｍａｔｅｒａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｉｎｍａｉｚｅ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ
ＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，１５（４）：７９３－７９８
［７］ 范秀艳，杨恒山，高聚林，等．施磷方式对高产春玉米磷素吸
收与磷肥利用的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２０１３，１９
（２）：３１２－３２０
ＦａｎＸＹ，ＹａｎｇＨ Ｓ，ＧａｏＪＬｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ
ｈｉｇｈｙｉｅｌｄｓｐｒｉｎｇｍａｉｚｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，
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ｓｏｗｉｎｇｏｎｍａｉｚｅｙｉｅｌｄ，ａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｕｐｔａｋｅａｎｄｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．
ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，１５（２）：３１７－３２６
［２７］ 李文娟，何萍，金继运．钾素营养对玉米生育后期干物质和
养分积累与转运的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００９，
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ＬｉＷＪ，ＨｅＰ，ＪｉｎＪＹ．Ｐｏｔａｓｓｉｕｍｎｕｔｒｉｔｉｏｎｏｎｄｒｙｍａｔｅｒａｎｄ
ｎｕｔｒｉｅｎｔｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎａｔｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｓｔａｇｅｏｆ
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［２８］ ＭｏｌＲ Ｈ，ＫａｍｐｒａｔｈＥ Ｊ，ＪａｃｋｓｏｎＷ Ａ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ
ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｇｒｏｎｏｍｙＪｏｕｒｎａｌ，１９８２，７４：５６２－５６４
９８５