全 文 ：　
第 27 卷 第 2 期 作　物　学　报 V o l. 27, N o. 2
2001 年 3 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA M ar. , 2001
高油玉米需磷特性及磷素对籽粒营养品质的影响Ξ
刘开昌ΞΞ　胡昌浩　董树亭　王空军　李爱芹
(山东农业大学农学系, 山东泰安 271018)
提　要　在高产条件下探讨了高油玉米的需磷特性, 结果表明, 单株磷吸收量 1. 427g, 每公顷需纯磷
85. 65 kg, 其中开花前吸收量约占总吸收量的 47% , 花后吸收量占 53% , 灌浆期为吸收高峰; 形成 100
kg 籽粒需磷 0. 74 kg, 显著高于普通玉米。植株磷总吸收量与籽粒含油率、蛋白质含量、油分产量和蛋
白质产量均呈正相关。盆栽试验表明, 施磷能促进高油玉米对氮磷的吸收, 显著提高籽粒的含油率和
蛋白质含量, 影响蛋白质的品质, 但淀粉含量略有降低。
关键词　高油玉米; 需磷; 施磷; 籽粒营养品质
Character ist ic of Phosphorus Absorption of H igh O il M a ize and
Effects of Phosphor on Its Kernel Qua l ity
L IU Kai2Chang　HU Chang2H ao　DON G Shu2T ing　W AN G Kong2Jun　L IA i2Q in
(S hand ong A g ricu ltu ra l U niversity , T aian 271018, Ch ina)
Abstract 　 　 Characterist ic of pho spho ru s ab so rp t ion of h igh o il m aize and effects of
pho spho r on its kernel qua lity w ere stud ied. T he resu lts ind ica ted tha t pho spho ru s
ab so rp t ion per p lan t w as 1. 427 g, o r 86. 65 kg pho spho r fo r one hectare of h igh o il m aize.
A bou t 47 percen t of pho spho ru s w as ab so rbed befo re flow ering; and 53 percen t w as after
f low ering. T he peak of ab so rp t ion w as a t f illing stage 0. 74 kg. Pho spho r w as needed to p roduce
1002k ilogram grain of h igh o il m aize, sign ifican tly h igher than that of common m aize. To tal pho spho rus
abso rp t ion in p lan t w as po sit ively co rrela ted w ith o il con ten t, p ro tein con ten t, o il yield, and p ro tein yield.
T he po t experim en t of pho spho rus fert ilizer show ed that app licat ion of pho spho r cou ld increased the o il and
p ro tein con ten t of the kernel, bu t the starch con ten t w as ligh tly decreased.
Key words　　H igh o il m aize; Pho spho ru s ab so rp t ion; Pho spho r app lied; Kernel qua lity
高油玉米作为一种粮、油、饲兼用的优质玉米倍受人们青睐[ 1 ] , 培育高产的高油玉米品
种, 探讨其高产优质的栽培技术, 对提高粮、油产量都是非常重要的。国内外学者如刘毅志
(1989) [ 2 ]、张裕生 (1989) [ 3 ]、W eith, L. F. (1969) [ 4 ]、Jellum , M. D. (1973) [ 5 ]等对玉米品质ΞΞΞ 现在山东省农业科学院工作, 济南 250100
收稿日期: 1999201204, 接受日期: 1999212216
Received on: 1999201204, A ccep ted on: 1999212216本研究系山东省玉米“三○”工程项目资助 (三○203203)

进行了大量研究, 认为, 施用适量的营养元素可以改善玉米籽粒的品质, 提高其含油率。蒋
钟怀等 (1990) [ 6 ]研究了营养元素对高油玉米籽粒品质的影响, 指出, 氮磷钾配合施用能显著
增加高油玉米的油分含量, 特别是磷素与籽粒含油率有密切的相关效应。关于高油玉米的需
磷特性及其对籽粒品质组成的影响, 尚未见报道。为此, 进行了这方面的研究, 以期为高油
玉米的优质高产栽培和加工利用提供依据。
1　材料与方法
1. 1　材料与试验设计
试验于 1995～ 1996 年在山东农业大学实习农场和校内温室分别进行, 选用高油 1 号作
为高油玉米的代表品种, 其籽粒含油率 8% 左右, 同时, 以普通玉米掖单 13 为对照, 进行对
比研究。
1. 1. 1　大田试验　　大田土壤耕层内有机质含量为 1. 596% , 全氮含量为 0. 153% , 碱解氮
110. 25 Λgög, 速效磷 87. 58 Λgög; 适期播种, 种植密度为 60000 株öhm 2, 每品种重复四次,
随机区组排列, 小区面积为 45 m 2。试验田按照每公顷 11250 kg 以上产量标准进行管理。
1. 1. 2　盆栽试验　　盆栽土壤有机质含量为 0. 928% , 全氮含量为 0. 082% , 碱解氮 69. 83Λgög, 速效磷 39. 00 Λgög。选用高 30 cm , 内径 25 cm 的盆进行磷肥用量盆栽试验。装盆之前
将土掺入少量洗净河沙, 以降低土壤中的养分基数。试验选用 KH 2PO 4 作为磷肥, 以 KNO 3
平衡钾, 最后用尿素平衡氮。试验分设 3 个处理: PCK、P 1、P 2, 磷肥 (以 P 计算) 用量分别为
0、60、90 kgöhm 2, 每个处理种 15 盆, 重复 3 次。磷钾肥全部底施, 氮肥用量的 60% 用于底
施, 40% 大喇叭口期追施。每盆留苗 1 株, 定量浇水, 生育期间进行良好管理。
玉米生育期间, 分别在开花期、灌浆期、乳熟期和成熟期取样, 每次取样 5 株, 按叶片、
茎鞘、籽粒和其它部分 (苞叶、穗轴、穗柄、花丝) 等器官分开, 分装, 105℃杀青 30 m in,
80℃烘干至恒重, 称量。样品混合粉碎供养分测定和品质分析。收获时考种、测产。
1. 2　测定方法
1. 2. 1　品质分析　　淀粉含量采用双波长法[ 7 ]; 蛋白质含量采用半微量凯氏定氮法; 蛋白质
组分含量采用累进提取法提取, 考马斯亮蓝 (G2250)测定, 并用半微量凯氏定氮法校正; 氨基
酸含量采用日立 851250 型氨基酸自动分析仪测定; 籽粒含油率采用索氏提取法提取, 油重
法[ 7 ]测定。
1. 2. 2　养分测定　　植株中全氮和全磷采用浓H 2SO 42H 2O 2 消煮, 用凯氏定氮法测氮, 用钼
锑抗比色法测磷。土壤速效氮用扩散皿法测定, 土壤速效磷用 pH = 8. 5 的N aHCO 3 浸提, 钼
锑抗比色法测定[ 8 ]。
1. 2. 3　磷素吸收分配的计算　　本试验中植株营养体是指不含籽粒的地上部所有器官的总
和。其它指标计算如下:
(1) 开花前磷吸收量= 开花期植株磷素总量
(2) 磷的总吸收量= 成熟期植株叶、茎鞘、籽粒、其它器官的磷素之和
(3) 开花后磷吸收量= (2) - (1)
(4) 磷转移量= 花后植株营养体最大含磷量- 成熟期植株营养体含磷量
(5) 磷转移率= (4) ö花后植株营养体最大含磷量 (不含籽粒)
(6) 磷收获指数= 籽粒中磷含量ö(2)。
862　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　27 卷

2　结果与分析
2. 1　高油玉米磷素吸收、分配及其与籽粒营养品质的关系
2. 1. 1　磷素吸收、积累与分配　　玉米植株磷吸收量由开花期至灌浆期迅速增加, 灌浆期
以后植株中磷素的吸收变慢, 成熟期达到最高 (图 1)。两类玉米植株磷总吸收量之间存在着
明显的差异, 整个生育阶段均表现为高油 1 号显著高于普通玉米掖单 13, 在成熟期高 0. 20
gö株。表明高油 1 号玉米植株磷含量高, 磷吸收量多。
图 1　　高油玉米全株磷素吸收量和植株
营养体中磷素的变化
F ig. 1　　Changes of pho spho rus abso rp tion in w ho le
p lan t and vegetative parts of h igh o il m aize
　　玉米植株营养体中磷素含量的变化
是植株吸收磷与转移利用磷的平衡。植
株营养体中磷含量从开花至乳熟期达到
高峰, 而后逐渐降低, 成熟期最低, 表
明植株营养体中的磷素不断向籽粒运
转, 另一方面也说明灌浆期至乳熟期植
株仍有较强的磷吸收能力。两种类型玉
米植株营养体中磷的变化趋势一致, 品
种之间植株营养体中磷含量表现高油 1
号> 掖单 13。
从磷素的分配与转移看 (表 1) , 品
种之间, 磷的总吸收量表现为高油 1 号
> 掖单 13。开花前高油 1 号和掖单 13
植株磷吸收量分别占其总吸收量的
46. 95% 和 45. 72% , 开花后分别占
53. 05% 和 54. 28% , 表明, 花后玉米植
株仍有较强的吸磷能力。植株中磷的转移量和收获指数为高油 1 号> 掖单 13, 但磷转移率掖
单 13> 高油 1 号, 这是因为高油玉米后期植株磷素吸收能力强, 同化量大, 转移量相对较小,
且对磷的利用率高。
表 1　　高油玉米植株中磷素的分配与转移 (大田)
Table 1　　D istr ibution and tran slocation of P in plan t of h igh o il and common ma ize (f ield)
品种
V arieties
开花前吸收量
A bso rp tion
befo re flow.
(g·p lan t- 1)
开花后吸收量
A bso rp tion
after flow.
(g·p lan t- 1)
总吸收量
To tal abso rp tion
(g·p lan t- 1)
转移量
T ranslocation
(g·p lan t- 1)
转移率
T ranspo rt
rate
(% )
磷收获指数
P harvest
index
(PH I)
高油 1 号　Gaoyou 1 0. 67 0. 76 1. 43 0. 18 20. 14 50. 81
掖单 13　Yedan 13 0. 56 0. 67 1. 28 0. 16 23. 52 46. 60
2. 1. 2　高油玉米需磷量与籽粒营养品质的关系　　磷素参与脂肪和蛋白质的代谢, 对籽粒
中各品质成分均有重要影响。由表 2 可以看出, 高油玉米每公顷磷吸收量、蛋白质产量、油
分产量和 100 kg 籽粒需磷量均极显著高于掖单 13, 而淀粉产量则极显著低于掖单 13。对 100
kg 籽粒需磷量与籽粒品质的关系分析表明, 它与籽粒含油率和蛋白质含量的相关系数分别
为 r= 0. 99223 、r= 0. 99873 , 与籽粒淀粉含量呈负相关 ( r= - 0. 8032)。
9622 期　　　　　　　　刘开昌等: 高油玉米需磷特性及磷素对籽粒营养品质的影响　　　　　　　　　　　

表 2　　高油玉米磷吸收量与籽粒品质组分产量 (大田)
Table 2　　Absorption of P and y ield of qual ity componen ts
of h igh o il ma ize (f ield)
项目 Item s 高油 1 号
Gaoyou 1
掖单 13
Yedan 13
磷吸收总量 A bso rp tion of P (kg·hm - 2) 85. 65 A 76. 62 B
淀粉产量 Starch yield (kg·hm - 2) 6349. 95 B 8023. 80 A
蛋白质产量 P ro tein yield (kg·hm - 2) 1355. 70 A 1249. 05 B
油分产量 O il Yield (kg·hm - 2) 871. 65 A 549. 00 B
100 kg 籽粒需磷量A bso rp tion of P in 100 kg grain (kg) 0. 74 A 0. 62 B
籽粒淀粉含量 Starch conten t (% ) 57. 49 B 65. 46 A
籽粒蛋白质含量 P ro tein conten t (% ) 12. 13 A 10. 19 B
籽粒含油率 O il conten t (% ) 7. 80 A 4. 48 B
　　注: 大写字母表示差异达 1% 显著水平 (P< 0. 01) , 下同。
　　N o te: Cap ital let ter is sign ifican t at 0. 01 level of p robability, the sam e in fo llow ing
tab les.
　　对植株磷吸收量与各
品质组分含量和产量进行
了相关分析, 结果表明,
植株磷吸收量同籽粒含油
率、油分产量、蛋白质含
量、蛋白质产量均呈正相
关, 其相关系数分别为 r
= 0. 9257、r= 0. 95363 、r
= 0. 8365、 r = 0. 98643 ,
其中与油分产量和蛋白质
产量的相关系数达显著水
平; 植株的磷同化量同籽
粒的淀粉含量呈负相关 ( r
= - 0. 5875) , 与淀粉产
量呈正相关 (r= 0. 3671)。这说明磷素吸收量与各品质组分产量密切相关, 施磷有可能提高玉
米籽粒的含油率和蛋白质含量。
2. 2　不同施磷水平对玉米籽粒营养品质组成和植株磷素吸收的影响
2. 2. 1　不同施磷水平对高油玉米籽粒营养品质的影响　　施磷对玉米籽粒含油率影响较大,
两种玉米籽粒含油率均以处理 P 2 最高, P 1 次之, P ck (不施磷肥)最低 (表 3) , 说明施磷有利于
油分的积累。施磷后不同品种籽粒含油率提高幅度不一样, 施入 P 1 后高油 1 号和掖单 13 籽
粒含油率比 P ck分别提高 9. 07% 和 6. 54% , 而 P 2 比 P ck分别增加 16. 87%、11. 53% , 高油 1 号
籽粒含油率提高幅度较大, 增施磷肥有利于油分积累。
表 3　　不同施磷水平对高油玉米籽粒含油率和淀粉含量及其品质
的影响 (盆栽)
Table 3　　Effect of appl ication of differen t level of P on o il con ten t, starch
con ten t and its qual ity in kernels of h igh o il ma ize and common ma ize (pot cultivate)
品种
V arieties
处理
T reatm ent
含油率
O il conten t
(% )
淀粉含量
Starch conten t
(% )
直链淀粉含量
Am ylo se
(% )
支链淀粉含量
Am ylopectin
(% )
高油 1 号 Pck 7. 17 C 61. 91 11. 39 50. 52
Gaoyou 1 P1 7. 82 B 59. 67 11. 12 49. 05
P2 8. 43 A 58. 68 11. 19 47. 49
掖单 13 Pck 4. 13 C 66. 45 13. 47 52. 97
Yedan 13 P1 4. 40 B 67. 13 13. 31 53. 82
P2 4. 62 A 69. 58 14. 23 55. 35
　　淀粉是玉米籽粒的
主要成分, 施磷后籽粒
中的淀粉含量及其组成
发生变化。随着施磷量
的增加, 高油 1 号籽粒
淀粉含量表现为 P 2 <
P 1 < P ck , 掖单 13 籽粒
淀粉含量表现为: P 2 >
P 1> P ck。
施磷后籽粒中支链
淀粉含量和淀粉含量的
变化一致; 而直链淀粉
含量则先稍有下降, 而后上升。说明低磷时籽粒中直链淀粉含量相对稳定。施入磷肥后高油
1 号籽粒中支链淀粉随着施磷量的增加逐渐降低, 而掖单 13 中支链淀粉随着施磷量的增加而
增加。
施磷肥后两种类型玉米籽粒蛋白质含量的变化不同 (表 4)。高油 1 号随施磷量的增加,
籽粒蛋白质含量显著增加, P 1 和 P 2 分别比 P ck增加 4. 97% 和 17. 26% ; 掖单 13 随施磷量的增
072　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　27 卷

加籽粒蛋白质含量略有增加, 但差异不显著。二者之间的差异可能与油分和蛋白质在籽粒的
分布有关。高油玉米胚大, 油分和蛋白质主要分布于胚中, 普通玉米的胚相对较小, 从而导
致这种差异[ 6 ]。
表 4　　不同施磷水平对高油玉米蛋白质含量和品质的影响 (盆栽)
Table 4　　Effects of appl ication of differen t level of P on prote in con ten t and its qual ity in
kernels of h igh o il ma ize (Pot cultivate)
品种
V arieties
处理
T reat.
蛋白质含量
P ro tein conten t (% )
清蛋白
A lbum in (% )
球蛋白
Globulin (% )
醇溶蛋白
Zein (% )
谷蛋白
Glutelin (% )
赖氨酸含量
L ysine conten t (% )
高油 1 号 Pck 10. 66 C 0. 93 1. 00 2. 58 4. 81 0. 27
Gaoyou 1 P1 11. 19 B 1. 20 1. 04 3. 90 5. 07 0. 28
P2 12. 50 A 1. 49 1. 06 4. 05 5. 10 0. 29
掖单 13 Pck 10. 38 A 2. 06 0. 79 3. 82 3. 72 0. 26
Yedan 13 P1 10. 44 A 1. 91 0. 82 3. 54 4. 12 0. 25
P2 10. 58 A 1. 62 1. 46 3. 77 3. 73 0. 23
施磷影响了玉米籽粒蛋白质的品质 (表 4)。高油 1 号玉米籽粒中各蛋白质组分含量和赖
氨酸含量均随施磷量的增加而逐渐增加; 掖单 13 籽粒中蛋白质组分则表现为: 球蛋白含量增
加, 清蛋白含量逐渐下降, 醇溶蛋白先降低后升高, 表现为 P ck> P 2> P 1, 而谷蛋白则呈现 P 1
> P 2> P ck的趋势, 籽粒赖氨酸含量也逐渐降低。
表 5　　不同施磷水平对高油玉米氮、磷吸收的影响 (盆栽)
Table 5　　Effects of appl ication of differen t level of P on absorption of
N, P in high o il ma ize (Pot cultivate)
品种
V arieties
处理
T reat.
磷吸收量
A bso rp tion of P
(g·p lan t- 1)
磷收获指数
P harvest index
PH I
氮吸收量
A bso rp tion of N
(g·p lan t- 1)
氮收获指数
N harvest index
N H I
高油 1 号 Pck 0. 21 78. 53 1. 66 62. 52
Gaoyou 1 P1 0. 39 80. 21 2. 92 62. 70
P2 0. 55 77. 03 3. 94 60. 15
掖单 13 Pck 0. 22 78. 64 1. 90 66. 18
Yedan 13 P1 0. 31 81. 97 2. 82 68. 67
P2 0. 48 78. 20 3. 36 62. 50
2. 2. 2　不同施磷
水平对高油玉米
氮、磷吸收的影响
　　磷对玉米氮、
磷代谢有非常重要
的影响。不同施磷
水平下两品种植株
氮、磷吸收量表现
为 P 2 > P 1 > P ck ,
说明施磷有利于氮
磷的吸收 (表 5)。
低磷处理, 植株氮、磷吸收量低, 两品种之间表现为: 掖单 13> 高油 1 号, 说明低磷时高油
玉米生长弱, 氮磷吸收量小; 施入磷肥后, 各品种之间植株氮、磷吸收量表现为高油 1 号>
掖单 13。从植株氮磷吸收量的提高幅度看, 以高油 1 号提高幅度最大, 其中, 植株氮吸收量
P 1 和 P 2 分别比 P ck提高 0. 76 倍和 1. 62 倍, 磷吸收量 P 1 和 P 2 分别比 P ck提高 0. 86 倍和 1. 62
倍; 掖单 13 提高幅度相对较小。氮磷吸收量的增加可能是籽粒含油率和蛋白质含量提高的重
要原因之一。
施磷影响了氮收获指数 (N H I) 和磷收获指数 (PH I) , 两品种N H I 和 PH I 均表现为 P 1 处
理最高, P ck处理次之, P 2 最低。这表明不施磷肥的条件下, 植株中的氮、磷吸收较弱, 运输
受阻, 向籽粒中的分配相对少; 施磷促进了植株氮、磷的吸收运输能力, 提高了氮、磷的收获
指数; 施磷量增加到 P 2 水平时, 植株对氮、磷的吸收量仍增加, 而向籽粒中分配量则相对减
少, 氮、磷的收获指数降低。
1722 期　　　　　　　　刘开昌等: 高油玉米需磷特性及磷素对籽粒营养品质的影响　　　　　　　　　　　

3　结论与讨论
玉米矿质营养与籽粒品质关系密切, 以往的研究大都针对普通玉米或仅对某一品质组分
的研究[ 2～ 5 ] , 对高油玉米磷素吸收规律及其与品质的关系缺乏系统全面了解。本试验表明,
在同等地力水平下, 高油玉米植株磷含量和磷总吸收量显著高于普通玉米; 这说明随着籽粒
含油率的提高, 高油玉米在营养吸收上有向油料作物 (花生、大豆、油菜等) 趋同的特性[ 9 ]。
在高油玉米高产栽培中, 应适当增加磷肥的施用。从磷的阶段吸收看, 开花前磷吸收量占
47% 左右, 花后磷吸收量占 53% 左右, 灌浆期为吸收高峰, 在高油玉米高产栽培中应保证玉
米的后期供磷。
相关分析表明, 植株磷吸收量与油分产量和蛋白质产量均呈显著正相关; 与籽粒含油
率、蛋白质含量也呈显著正相关, 与淀粉含量呈负相关。盆栽施磷试验证明, 在低磷条件下,
高油玉米籽粒含油率较低, 随着施磷量的增加, 籽粒含油率不断提高。籽粒蛋白质含量也有
增加趋势, 但籽粒淀粉含量略有降低, 其直链淀粉变化不大, 支链淀粉逐渐降低; 对于普通
玉米, 施磷后籽粒的含油率和淀粉含量提高, 蛋白质含量略有升高或变化不大, 但施磷过高
或过低会降低蛋白质的品质, 两种类型玉米籽粒品质变化的差异可能与油分和蛋白质在籽粒
的分布有关。高油玉米胚大, 油分和蛋白质主要分布于胚中, 普通玉米的胚相对较小, 从而
导致这种差异[ 6 ]。
高油玉米形成 100 kg 籽粒需磷 0. 74 kg、氮 3. 40 kg, 比普通玉米所需的 (磷) 0. 62 kg、
(氮) 2. 83 kg 高得多。在 11250 kgöhm 2 以上的高产田内, 高油玉米的公顷吸收磷量为 85. 65
kg; 盆栽施磷试验证实, 高油 1 号以施磷量 90 kgöhm 2 的处理表现较好, 所以高油玉米高产
的施磷量大约为 85. 65～ 90. 00 kgöhm 2, 而普通玉米则以 60. 00～ 73. 65 kgöhm 2 较为合适。
上述指标可为高油玉米的施肥提供依据。
参　考　文　献
1　庄铁成, 魏凤乐, 王佐会等. 玉米科学, 1995, 3 (1) : 53～ 54
2　刘毅志, 张漱茗, 李新政. 山东农业科学, 1985, (2) : 31
3　张裕生. 土壤肥料, 1989, (3) : 30～ 31
4　W elth L F, A g ronomy J ou rna l, 1969, 61: 890～ 891
5　Jellum M D , F C Bo sw ell, C T Young. , A g ronomy J ou rna l, 1973, 65: 330～ 331
6　蒋钟怀, 王经武, 王瑞舫等. 中国农业科学, 1990, 23 (3) : 37～ 43
7　何照范主编, 粮油品质分析, 北京: 科学出版社, 1986. 76～ 115
8　中国土壤学会农业化学专业委员会主编, 土壤农业化学常规分析方法, 北京: 科学出版社, 1983. 82～ 273
9　Jain R C, D P N em a, R K H akur et al. Ind ian J ou rna l of A g ricu ltu ra l S ciences, 1990, 60 (8) 559～ 561
会　讯 第一届亚洲植物染色体研讨会预备通知
第一届亚洲植物染色体研讨会将于 2001 年 9 月 27～ 29 日在北京中国科技会堂召开。大会主题: 面向新
世纪的植物染色体研究。它将反映亚洲地区该领域研究的最新成果, 促进本学科的学术交流及发展。竭诚欢
迎从事染色体研究及植物遗传、育种领域的专家学者参加。本次大会由中国作物学会、日本遗传学会、日本
育种学会、中国农业科学院作物育种栽培研究所及农业部作物遗传育种重点开放实验室共同举办。
272　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　　 　　　　　　　　27 卷