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Differences in Phosphorus Nutrition in Spring Wheat of Different Genotypes in Ningxia Province

宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异



全 文 :Vol. 30 , No. 2
pp. 131~137  Feb. , 2004
作  物  学  报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 30 卷 第 2 期
2004 年 2 月  131~137 页
宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异
何文寿 Ξ
(宁夏大学科技处 ,宁夏银川市 750021)
摘 要  在不同施磷土壤条件下 ,研究了宁夏春小麦 100 个基因型的磷营养性状的差异。结果表明 ,在低磷条件下 ,小
麦籽粒产量和生物学产量在基因型间存在极显著差异 ( P < 0101) ,而在高磷条件下存在显著差异 ( P < 0105) 。不论施磷
与否 ,茎叶和籽粒中含磷量以及磷吸收累积量、磷利用效率、磷肥利用率和施磷增产率等在基因型间均存在极显著差异
( P < 0101) 。在低磷条件下 ,基因型间籽粒产量变幅在 01368~01716 kgΠm2 之间 ,平均为 01551 kgΠm2 ,变异系数为 1410 % ;
籽粒生产中的磷利用效率变化在 16011~448. 3 gΠg 之间 ,平均为 223. 1 gΠg ,变异系数为 23. 0 %。从中筛选出低磷高产高
效品种 8 个。在高磷条件下 ,基因型间籽粒产量变幅在 01438~01761 kgΠm2 之间 ,平均为 01643 kgΠm2 ,变异系数为 917 % ;
籽粒生产中的磷利用效率变化在 15019~35019 gΠg 之间 ,平均为 229. 8 gΠg ,变异系数为 2016 %。从中筛选出高磷高产高
效品种 7 个。同时通过相关分析 ,研究了不同供磷条件下磷利用效率与其他营养性状之间的关系 ,提出了培育磷高效品
种的有用性状指标。
关键词  春小麦 ;磷营养 ;基因型差异
中图分类号 :S512. 1 ,Q945. 1
Differences in Phosphorus Nutrition in Spring Wheat of Different Genotypes in
Ningxia Province
HE Wen2Shou
( Science and Technology Division , Ningxia University , Yinchuan 750021 , Ningxia , China)
Abstract  Field experiments were conducted to study the differences in phosphorus nutrition in spring wheat of various
genotypes under the different rates of phosphorus application in Ningxia Province. The results showed that both grain yield
and biological yield were significantly different among wheat genotypes under lower levels of phosphorus supply. They were
significantly different among wheat genotypes under higher levels of phosphorus supply also. The phosphorus content in
grain and stem with leaves ,phosphorus accumulation in grain and in overground parts of plant ,phosphorus utilization effi2
ciency ,utilization rate of phosphate fertilizer ,yield increment percentage under phosphorus applied were significantly differ2
ent at the 1 % level among wheat genotypes at the same phosphorus supply. Under lower levels of phosphorus supply ,the
grain yields were ranged from 01368 to 01716 kgΠm2 ,and were 01551 kgΠm2 on average ,the coefficient of variation was
1410 %. The phosphorus utilization efficiencies in grain production were ranged from 16011 gΠg to 448. 3 gΠg ,and were
223. 1 gΠg on average ,the coefficient of variation was 23. 0 %. Eight cultivars of both high yield and high phosphorus utili2
zation efficiency have been selected from 100 wheat cultivars under lower levels of phosphorus supply. Under higher levels of
phosphorus supply ,the grain yields were ranged from 01438 to 01761 kgΠm2 ,and were 01643 kgΠm2 on average ,the coeffi2
cient of variation was 9. 7 %. The phosphorus utilization efficiencies in grain production were varied from 15019 gΠg to
35019 gΠg ,and were 229. 8 gΠg on average ,the coefficient of variation was 2016 %. Seven cultivars of both high yield and
high phosphorus utilization efficiency have been selected from 100 wheat cultivars under higher levels of phosphorus supply.
The relationships between phosphorus utilization efficiency and nutritional characteristics of wheat cultivars were studied by
correlation analysis at the different levels of phosphorus supply. The good characters and indices for culturing and breeding
the cultivars of wheat with high efficiency of phosphorus were put forward.
Key words  Spring wheat ;Phosphorus nutrition ; Genotypic difference
基金项目 :国家自然科学基金 (39660036)和宁夏自然科学基金 (C110)资助项目部分内容。
作者简介 :何文寿 (1960 - ) ,男 ,宁夏人 ,教授 ,主要从事土壤肥力及其资源利用、作物营养与合理施肥研究。
Received(收稿日期) :2002211204 ,Accepted (接受日期) : 2003201224.

  磷是所有高等植物生长发育所必需的大量营养
元素之一 ,也是提高产量和改进品质的重要因素。
我国北方石灰性土壤地区 ,有较大面积的土壤缺磷 ,
这种缺乏只能通过大量施用磷肥才能解决[1 ] 。然而
这一地区土壤富含碳酸钙且土壤 pH 值较高 ,使施
入的可溶性磷肥很快转化为不溶性的化合物 ,并随
时间的延长不断“老化”,愈来愈对植物无效 ,所以磷
肥的当季利用率较低[1~3 ] 。在过去的研究中 ,人们
致力于改进施磷方法 ,如确定合理施磷量、集中施用
等 ,这方面研究已取得了大量成果 ,在小麦生产中已
发挥了较大作用 ,但磷肥的当季利用率和经济效益
仍然较低[1~6 ] 。近十多年来 ,人们开始研究植物不
同基因型对磷吸收利用效率的差异 ,旨在筛选和利
用磷吸收利用效率较高的品种即磷高效基因型 ,研
究者认为此途径是一条有效生物学途径[7~12 ] 。关于
小麦磷营养的基因型差异 ,国内外已有大量研究报
道 ,多数集中在磷高效基因型的筛选以及评价指标
方面[12~18 ] 。至于基因型差异与其控制基因的关系
以及基因定位的研究极少[7 ,12 ] 。对小麦而言 ,除磷
营养基因型差异外 ,还有氮、钾等营养元素的基因型
差异筛选研究[19~24 ] ,有些将氮、磷、钾视为一个共因
子 ,进行基因型差异的筛选研究[25~29 ] 。其目的都是
筛选养分高效基因型 ,进而提高土壤养分资源的利
用效率 ,并为养分高效育种提供可靠性状指标和理
论依据。
宁夏小麦当地品种、育成品种、引进品种和正在
培育的高产优质品种 (系) 中 ,有许多尚缺乏磷营养
基因型差异的系统筛选研究。以前的研究多集中在
引黄灌区麦田合理施磷量的确定与施磷技术改进方
面 ,其目标是追求高产 ,至于小麦磷营养基因型差异
的研究尚无人问津[30 ] 。因此 ,进行此项研究对于丰
富小麦磷营养遗传理论 ,充分利用土壤磷养分资源 ,
减少肥料浪费、降低生产成本和防止环境污染等方
面具有重要的理论与实践意义。
1  材料与方法
1. 1  田间试验
  试验地选择在宁夏永宁县王太堡宁夏大学农学
院试验田 ,供试土壤为中等肥力灌淤土 ,理化性质见
表 1 。试验采用裂区设计 ,分主、副两区 ,主区进行
表 1 供试土壤理化性质
Table 1 Some properties of the soil for the experiments
采样深度
Depth of sampling
(cm)
有机质
O. M
(gΠkg) 全氮Total N(gΠkg) 全磷Total P(P2O5 gΠkg) 碱解氮Alkali hydro. N(mgΠkg) 速效磷Olsen P(mgΠkg) 速效钾Exch. K(mgΠkg) pH(H2O)(5∶1) 质地Texture
0~20 14. 5 0194 1. 55 9017 11. 2 184 8. 1 重壤
20~40 12. 1 0171 1. 53 7014 8. 6 180 8. 0 重壤
表 2 供试小麦品种(系)
Table 2 Wheat cultivars used in the experiments
编号
No.
基因型
Genotype
编号
No.
基因型
Genotype
编号
No.
基因型
Genotype
编号
No.
基因型
Genotype
1 永 1769 Yong 1769 26 87Y1405 51 96N3004 76 宁春 14 Ningchun 14
2 永 2464 Yong 2464 27 89N2297 52 定 8210 Ding 8210 77 宁春 15 Ningchun 15
3 永 2577 Yong 2577 28 90J265 53 西农 1376 Xinong 1376 78 宁春 16 Ningchun 16
4 永 2814 Yong 2814 29 90M3092 54 新春 6 号 Xinchun 6 79 宁春 17 Ningchun 17
5 永 403 Yong 403 30 90Y1605 55 Q36 80 宁春 18 Ningchun 18
6 永 499 Yong 499 31 94D146 56 青 942818 Qing 942818 81 宁春 19 Ningchun 19
7 永 509 Yong 509 32 94N3116 57 同麦 15 Tongmai 15 82 宁春 20 Ningchun 20
8 永 781 Yong 781 33 94N4257 58 DH455 83 宁春 21 Ningchun 21
9 永 920 Yong 920 34 94N4261 59 J010 84 宁春 22 Ningchun 22
10 永 T2254 Yong T2254 35 94N4325 60 J03 85 宁春 23 Ningchun 23
11 V309A3136 36 94N4364 61 J14 86 宁春 25 Ningchun 25
12 永良 15 Yongliang 15 37 94N4412 62 J141 87 宁春 10 Ningchun 10
13 宁春 26 Ningchun 26 38 94N4428 63 J18 88 红芒麦 Hongmangmai
14 136 39 94N4444 64 J186 89 晋 2148 Jin 2148
15 254 40 94N4567 65 J197 90 青春 891 Qingchun 891
16 50282 41 94N819 66 J205 91 春高塬 602 Chungaoyuan 602
17 932 42 95N3138 67 J30 92 8540
18 鉴 29 Jian 29 43 95N479 68 J37 93 8122
19 BD23 44 95N481 69 J43 94 春 81529 Chun 81529
20 小冰麦 Xiaobingmai 45 95N549 70 品Ⅰ211 Pin Ⅰ211 95 春 819 Chun 819
21 中 81995 Zhong 81995 46 95N621 71 宁农 1 号 Ningnong 1 96 青春 533 Qingchun 533
22 甘 94J64 Gan 94J64 47 95N655 72 宁农 2 号 Ningnong 2 97 春 806 Chun 806
23 巴盟 9 号 Bameng 9 48 95N667 73 宁春 4 号 Ningchun 4 98 8231621
24 张 1132222 Zhang 1132222 49 95N675 74 宁春 11 Ningchun 11 99 定西 35 Dingxi 35
25 长 8615 Chang 8615 50 95N873 75 宁春 13 Ningchun 13 100 陇春 81392 Longchun 81392
231    作   物   学   报 30 卷  

施磷量处理 ,副区种植 100 个小麦品种 (系) 。处理
为不施磷肥 ( - P)与施磷肥 ( + P) ,施磷处理 P2O5 用
量为 120 kgΠhm2 ,两个处理统一施 N 225 kgΠhm2 、K2O
60 kgΠhm2 。供试肥料为尿素 (N 46 %) ,重过磷酸钙
(P2O5 47 %) ,氯化钾 ( K2O 60 %) ,磷肥、钾肥与 40 %
氮肥结合整地基施 ,所余 60 %氮肥分别于分蘖期、
拔节期和抽穗期按 20 %、35 %和 5 %追施。100 个小
麦品种 (系)列于表 2 ,分别由永宁县小麦育繁所、宁
夏农科院农作物所、宁夏大学农学院小麦育种室、石
嘴山市农科所、固原地区农科所、隆德县农业局等单
位提供。主区面积 300 m2 ,副区面积 2. 8 m2 。试验
小区随机排列 ,3 次重复 ,其他管理措施同大田。成
熟收获 ,记录实产。收获前每个副区取 30 株样 ,用
于考种与测定地上部含磷量。
1. 2  测试分析与计算方法
施肥前分 2 层 (0~20 cm ,20~40 cm) 多点采集
基础土样 ,采用常规方法测定土壤理化性质[31 ] 。小
麦茎叶 (包括穗部营养体) 和籽粒分别用 H2 SO42
H2O2 消煮后以钒钼磺比色法测定含磷量。小麦籽
粒和茎叶的磷吸收累积量 ,分别用籽粒产量和茎叶
重量乘以相应含磷量而得。磷利用效率 ( Phosphorus
Utilization Efficiency ,PUE) 是指植物吸收到体内的单
位磷所形成的籽粒产量或地上部干物质量 ,因此可
区分为在籽粒生产中的磷利用效率和在地上部干物
质生产中的磷利用效率 ,前者用籽粒产量除以地上
部磷吸收累积量而得 ,后者用生物学产量除以地上
部磷吸收累积量而得。
2  结果与分析
2. 1  不同基因型小麦产量差异
  在供试土壤不同施磷条件下 ,不同基因型小麦
籽粒产量和生物学产量的统计结果列于表 3。结果
表明 ,在不施磷肥 (视为低磷处理 ,因供试土壤中含
有一定的有效磷)条件下 ,100 个小麦品种 (系) 的籽
粒产量变幅在 01368~01716 kgΠm2 之间 ,平均为
01551 kgΠm2 ,品种间的变异系数为 14. 0 %。方差分
析结果表明 ,品种间存在着极显著差异 ( P < 0101) 。
在施磷肥 (视为高磷处理) 条件下 ,供试 100 个小麦
品种 (系)的籽粒产量变幅在 01438~01761 kgΠm2 之
间 ,平均为 01643 kgΠm2 , 品种间的变异系数为
917 % ,存在显著差异 ( P < 0105) 。施磷肥增产率在
基因型间的变幅为 - 6. 2 %~66. 3 %之间 ,平均增产
18. 1 % ,基因型之间的变异系数为 81. 6 % ,差异极显
著 ( P < 0101) 。从不同品种 (系) 产量水平来看 ,不
施磷肥区产量水平若以小于 0145 kgΠm2 、0145~0160
kgΠm2 、大于 0160 kgΠm2 为低、中、高划分 ,依次各有
14、60、26 个品种 ,产量在 0160 kgΠm2 以上的品种有
新春 6 号、宁春 4 号、宁春 16、宁春 20、宁农 1 号、宁
春 26、宁春 14、宁春 19、94N4364、V309Π3136、宁农 2
号等。施磷肥区产量水平若以小于 01525 kgΠm2 、
01525~01675 kgΠm2 、大于 01675 kgΠm2 为低、中、高划
分 ,依次各有 4、65、31 个品种 ,产量在 01675 kgΠm2
以上的品种有新春 6 号、宁农 1 号、宁春 26、宁春 4
号、宁春 16、V309Π3136、永良 15、宁春 14、宁春 19、
95N873、96N3004、Q36 等。可见 ,在不施磷肥和施磷
肥条件下 ,产量均较高的品种有新春 6 号、宁农 1
号、宁春 26、宁春 4 号、宁春 16、宁春 14、宁春 19 等。
从生物学产量来看 , 不施磷肥处理变幅在
01797~1. 524 kgΠm2 之间 ,平均为 1. 145 kgΠm2 ,品种
之间的变异系数为 13. 5 % ,存在极显著差异 ( P <
0101) 。施磷肥处理变幅在 1. 070~1. 701 kgΠm2 之
间 ,平均为 1. 373 kgΠm2 ,品种之间的变异系数为
916 % ,存在显著差异 ( P < 0105) 。施磷肥生物学产
量的增长率在基因型间的变幅在 - 013 %~49. 9 %
之间 ,平均增产 21. 1 % ,基因型之间的变异系数为
5911 % ,差异极显著 ( P < 0101) 。
从收获指数 (HI)来看 ,基因型之间的差异较小 ,
低于产量之间的差异 ,未达到 5 %的显著水平 ,仅达
到10 %的显著水平。不施磷肥处理的 HI 变化在
0161~0141 之间 ,平均为 0148 ,变异系数为 6. 6 % ;
施磷肥处理的 HI 变化在 0156~0137 之间 ,平均为
0147 ,变异系数为 8. 2 %。不施磷肥和施磷肥处理的
收获指数平均为 01476。
由此可见 ,在供试中等土壤肥力条件下 ,不论施
磷肥与否 ,小麦籽粒产量和生物产量均存在基因型
差异 ,这种差异在不施磷肥条件下较为明显。差异
最大的是施磷肥的增产率 ,其变异系数达 81. 6 %。
表 3 不同基因型小麦籽粒产量和生物学产量的差异
Table 3 Variation in grain yield and biological
yield of spring wheat genotypes
处理
Treatment
平均
Mean
(kgΠm2) 最大值Maximum(kgΠm2) 最小值Minimum(kgΠm2) 变异系数CV( %)
籽粒产量 - P 01551 01716 01368 14. 0
Grain yield + P 01643 01761 01438 9. 7
生物学产量 - P 1. 145 1. 524 01797 13. 5
Biological yield + P 1. 373 1. 701 1. 070 9. 6
  注 :表中数据均为 3 次重复之均值。
Note : Each data in the table was the mean of 3 replicates.
331 2 期 何文寿 :宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异    

2. 2  不同基因型小麦地上部吸磷量的差异
从表 4 可见 ,在不同供磷土壤条件下 ,小麦籽粒
和茎叶中的含磷量 ( P %) 在不同基因型间存在极显
著差异 ( P < 0101) ,其中茎叶中含磷量的基因型差
异更为明显。在不施磷肥条件下 ,小麦籽粒中的含
磷量变幅在 0116 %~0153 %之间 ,平均为 0140 % ,变
异系数为 17. 8 %。茎叶中的含磷量变幅在0103 %~
0114 %之间 ,平均为 0106 % ,变异系数为 3815 %。在
施磷肥条件下 , 小麦籽粒中的含磷量变幅在
0122 %~0148 %之间 ,平均为 0138 % ,变异系数为
17. 8 %。茎叶中的含磷量变幅在 0103 %~0112 %之
间 ,平均为 0107 % ,变异系数为 33. 7 %。结果表明 ,
籽粒中的平均含磷量施磷处理的较不施磷处理的略
有下降 ,这可能是由于施磷增产后稀释效应所致。
茎叶中的平均含磷量 ,施磷处理较不施磷处理略有
增加 ,但无明显差异。
表 4 不同基因型春小麦地上部含磷量( P %) 的差异
Table 4 Genotypic differences in phosphorus
contents ( P %) in shoot of spring wheat
处理
Treatment
部位
Part
平均
Mean
( %)
最大值
Maximum
( %)
最小值
Minimum
( %)
变异系数
CV
( %)
- P
籽粒 Grain 0140 0153 0116 17. 8
茎叶 Stem with leaves 0106 0114 0103 38. 5
+ P
籽粒 Grain 0138 0148 0122 17. 8
茎叶 Stem with leaves 0107 0112 0103 33. 7
  注 :表中数据均为 3 次重复之均值。
Note : Each date in the table was the mean of 3 replicates.
表 5 不同基因型春小麦地上部磷吸收累积量的差异
Table 5 Genotypic differences in phosphorus
accumulation in grain and shoot of spring wheat
处理
Treatment
部位
Part
平均
Mean
(gΠm2) 最大值Maximum(gΠm2) 最小值Minimum(gΠm2) 变异系数CV( %)
籽粒 Grain 2. 14 3. 04 1. 05 19. 3
- P 茎叶 Stem with leaves 0137 0181 0116 39. 3
地上部 Shoot 2. 51 3. 40 1. 48 17. 1
籽粒 Grain 2. 40 3. 45 1. 41 18. 0
+ P 茎叶 Stem with leaves 0148 01994 0117 37. 4
地上部 Shoot 2. 88 4. 04 1. 83 17. 9
  注 :表中数据均为 3 次重复之均值。
Note : Each date in the table was the mean of 3 replicates.
从表 5 可见 ,不论施磷肥与否 ,小麦籽粒、茎叶
和整个地上部中磷吸收累积量在基因型间存在极显
著差异 ( P < 0101) ,而且这种差异在茎叶中更大。
从不同基因型的平均磷吸收累积量来看 ,施磷肥处
理大于不施磷肥处理。表明在中等土壤肥力条件
下 ,施用磷肥后虽籽粒中含磷量 ( %)有所降低 ,但因
产量和总干物质量增加 ,籽粒、茎叶和整个地上部的
磷吸收累积总量明显增加。
从不同基因型小麦的磷收获指数 ( PHI ,是指籽
粒中磷吸收累积量与整个地上部磷吸收累积量之
比)来看 ,在供试土壤肥力条件下 ,不施磷处理的变
幅为 0171~0193 ,平均为 0185 ,其中宁春 4 号和宁农
2 号等 10 个品种大于 0190 ,变异系数为 6. 7 %。施
磷处理 PHI的变幅为 0170~0193 ,平均为 0183 ,其中
宁春 16 号、V309Π3136、94N4364 等 4 个品种的 PHI
大于 0190 ,变异系数为 6. 3 %。由此可见 ,小麦磷收
获指数在基因型间存在一定差异 ,变异系数平均为
6. 5 %。施磷肥处理的 PHI略低于不施磷肥处理的 ,
平均降低 2 % ,但二者间差异不显著。
2. 3  不同基因型春小麦磷利用效率的差异
试验结果表明 ,不论施磷与否 ,也不论在籽粒生
产还是在地上部干物质生产中 ,磷利用效率 ( PUE)
在供试小麦品种 (系) 间均存在极显著差异 ( P <
0101) 。由表 6 可见 ,籽粒中 ,不施磷处理的 PUE 变
化在 160~448 gΠg 之间 ,平均为 223 gΠg ,变异系数为
23 %。按此计算 ,每生产 100 kg 籽粒需要吸收的
P2O5 变动于 0151~1. 43 kg ,平均为 1. 03 kg。施磷
处理的 PUE变化在 151~351 gΠg 之间 ,平均为 230 gΠ
g ,变异系数为 21 %。每生产 100 kg 籽粒需要吸收
的 P2O5 变动于 0165~1. 52 kg ,平均为 1. 00 kg。从
各品种 (系)比较来看 ,在低磷条件下 ,PUE较高的前
10 个品种是宁农 1 号、宁春 26、宁春 4 号、宁春 25、
宁春 16、V309AΠ3136、宁春 18、宁农 2 号、94N4412、新
春 6 号等 ;在高磷条件下 ,PUE 较高的前 10 个品种
是宁农 1 号、宁春 26、94N4364、中 81995、宁春 4 号、
V309AΠ3136、宁春 16、宁农 2 号、宁春 25、新春 6 号
等。
在地上部干物质中 ,低磷处理的 PUE 变化在
333~ 898 gΠg 之间 ,平均为 458 gΠg ,变异系数为
23 % ;高磷处理的 PUE变化在 358~746 gΠg 之间 ,平
均为 482 gΠg ,变异系数为 19 %。从各基因型平均
PUE来看 ,高磷处理较低磷处理为高。从各品种
(系)比较来看 ,在低磷条件下 ,PUE在 500gΠg 以上的
品种有 94N4364、宁农 1 号、甘 94J64、青春 891、宁春
18、永 2814、宁春 10、95N621、宁春 25、DH455、春高塬
602、宁春 26、宁春 16、宁春 4 号、94N4412、新春 6 号
等 ;在高磷条件下 , PUE 在 500gΠg 以上的品种有 20
个 ,它们是 8122、J18、中 81995、DH455、宁春 16、
431    作   物   学   报 30 卷  

94N4261、94N4364、94N4444、春高塬 602、永 2814、宁
农 1 号、V309Π3136、宁春 25、95N675、巴盟 9 号、永
509、宁春 26、94N4364、宁农 2 号、宁春 4 号、新春 6
号、永良 15 等。
由此可见 ,不施磷肥条件下 ,在籽粒和地上部干
物质生产中 PUE 均较高的品种有宁农 1 号、宁春
26、宁春 4 号、宁春 25、宁春 16、宁春 18、94N4412、新
春 6 号。施磷肥条件下 ,在籽粒和地上部干物质生
产中 PUE 均较高的品种有宁农 1 号、宁春 26、
94N4364、中 81995、宁春 4 号、V309AΠ3136、宁春 16、
宁农 2 号、宁春 25、新春 6 号。将两个处理的利用效
率进行平均 ,重新排序 ,PUE 均较高的品种有宁农 1
号、宁春 26、宁春 4 号、宁春 25、宁春 16、新春 6 号。
表 6 春小麦磷利用效率的基因型差异
Table 6 Genotypic differences in phosphorus utilization
efficiency among spring wheat cultivars
处理
Treatment
平均
Mean
(gΠg) 最大值Maximum(gΠg) 最小值Minimum(gΠg) 变异系数CV( %)
利用效率 (籽粒) - P 223 448 160 23
PUE(grain) + P 230 351 151 21
利用效率 (地上部总干物质) - P 458 898 333 23
PUE(biological yield) + P 482 746 358 19
  注 :表中数据均为 3 次重复之均值。Note : Each data in the table
was the mean of 3 replicates.
表 7 筛选出的高产高效品种
Table 7 Some wheat cultivars of both high yield
and high phosphorus utilization efficiency
处理
Treat2
ment
品种
Cultivar
茎叶 P %
P % in
stem
籽粒 P %
P % in
grain
籽粒产量
Grain yield
(kgΠm2) 磷利用效率PUE(gΠg)
- P 宁春 4 号 Ningchun 4 0103 0144 01660 29014
新春 6 号 Xinchun 6 0104 0141 01653 298. 2
宁春 16 Ningchun 16 0104 0142 01641 298. 0
宁农 1 号 Ningnong 1 0104 0135 01632 308. 3
宁春 26 Ningchun 26 0104 0135 01629 31011
V309Π3136 0104 0146 01627 283. 4
宁农 2 号 Ningnong 2 0104 0140 01623 279. 6
宁春 18ΠNingchun 18 0105 0137 01618 251. 4
新春 6 号 Xinchun 6 0105 0136 01787 331. 4
宁春 4 号 Ningchun 4 0104 0140 01774 291. 5
+ P 宁春 26 Ningchun 26 0105 0134 01743 323. 4
宁农 1 号 Ningnong 1 0105 0133 01741 329. 4
宁春 16 Ningchun 16 0105 0140 01731 316. 4
V309Π3136 0106 0134 01730 297. 6
永良 15 Yongliang 15 0107 0137 01704 265. 6
  注 :表中数据均为 3 次重复之均值。
Note : Each data in the table was the mean of 3 replicates.
从磷肥利用率来看 ,变化在 6 %~27 %之间 ,平
均为 13. 8 % ,变异系数为 42 % ,供试小麦品种 (系)
间存在极显著差异 ( P < 0101) 。当季磷肥利用率在
15 %以上的品种 (系)有宁春 18 号、新春 6 号、宁农 2
号、宁农 1 号、宁春 4 号、宁春 15、V309Π3136、宁春
16、永良 15、94N4364 等 10 个。
2. 4  高产高效品种的筛选
在不同供磷土壤条件下 ,按照籽粒产量和磷利
用效率 2 个指标同时进行筛选 ,可分别筛选出低磷
和高磷高产高效品种 (表 7) 。在不施磷肥条件下 ,
籽粒产量在 0160 kgΠm2 以上且磷利用效率在 250 gΠg
以上的有宁春 4 号等 8 个品种 ,即低磷高产高效品
种。在施足量磷肥条件下 ,籽粒产量在 01675 kgΠm2
以上且磷利用效率在 265 gΠg 以上的有新春 6 号等 7
个品种 ,即高磷高产高效品种。
2. 5  不同供磷条件下春小麦磷利用效率与其营养
性状之间的相关性
相关分析结果表明 (表 8) ,以籽粒计 ,不论施磷
与否 ,磷利用效率 ( PUE) 与茎叶含磷量、籽粒含磷
量、籽粒中磷累积量、整个地上部磷吸收累积量间均
呈极显著负相关。表明茎叶和籽粒中含磷量愈高磷
累积愈多 ,则 PUE 愈低 ;反之亦然。在不施磷条件
下 ,PUE还与籽粒产量、生物学产量间呈极显著或显
著正相关 ,表明在低磷条件下 PUE 高则籽粒产量和
生物学产量均高 ,反之亦然。在施磷肥条件下 ,PUE
还与收获指数呈显著正相关 ,表明在较高供磷条件
下 ,提高 PUE则可以提高小麦的收获指数。
以地上部干物质计 ,在不施磷肥条件下 ,PUE 与
茎叶含磷量间呈极显著负相关 ,而与磷收获指数、籽
粒产量、穗粒数、收获指数之间呈极显著或显著正相
关。表明茎叶含磷量越低 ,穗粒数、籽粒产量、收获
指数、磷收获指数愈高 ,则 PUE 愈高。在施磷条件
下 ,PUE与茎叶含磷量、籽粒含磷量、籽粒中磷累积
量、整个地上部磷吸收累积量间均呈极显著负相关。
表明在供磷较高条件下茎叶和籽粒中含磷量愈高磷
累积愈多 ,则 PUE愈低 ;反之亦然。
因此 ,若选育低磷高效品种 ,在低磷条件下 ,筛
选茎叶和籽粒含磷量均较低、籽粒产量、生物学产
量、收获指数和磷收获指数均较高、穗粒数较多的品
种 ,有利于提高 PUE。若选育高磷高效品种 ,在供磷
丰富条件下 ,筛选收获指数较高、茎叶和籽粒含磷量
均较低的品种 ,有利于提高 PUE。
531 2 期 何文寿 :宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异    

表 8 不同供磷条件下不同基因型春小麦磷利用效率与其营养性状之间的相关系数
Table 8 Correlation coefficients of phosphorus utilization efficiency( PUE) and some
characteristics of spring wheat with different genotypes under different levels of phosphorus supply
利用效率 (籽粒)
PUE(grain)
利用效率 (地上部总干物质)
PUE(biological yield)
- P + P - P + P
茎叶含 P % P % in stem with leaves - 01413 3 - 01730 3 3 - 01887 3 3 - 01633 3 3
籽粒含 P % P % in grain - 01943 3 3 - 01957 3 3 - 01245 - 01943 3 3
籽粒磷累积量 P accumulated in grain - 01648 3 3 - 01767 3 3 01145 - 01840 3 3
地上部磷累积量 P accumulated in shoot - 01731 3 3 - 01896 3 3 - 01144 - 01892 3 3
磷收获指数 P harvest index - 01150 01340 01781 3 3 01113
籽粒产量 Grain yield 01458 3 3 01357 01544 3 3 01188
生物产量 Biological yield 01392 3 - 01015 01364 01130
收获指数 Harvest index 01179 01410 3 01379 3 01077
公顷穗数 Ear number per hectare 01149 01236 - 01181 01152
穗粒数 Grains per ear 01298 01059 01612 3 3 01004
千粒重 Weight of 1 000 grains 01212 01258 - 01186 01226
  注 : 3 , 3 3 分别表示 P = 0105 ,0101 的显著水平。Note : 3 , 3 3 significant at 5 % and 1 % ,respectively.
3  小结与讨论
从本试验结果来看 ,在不施磷肥土壤条件下 ,籽
粒产量和生物产量在小麦基因型间均存在极显著差
异 ( P < 0101) ;而在施磷肥土壤条件下 ,籽粒产量和
生物产量在小麦基因型间均存在显著差异 ( P <
0105) 。表明在不同供磷土壤条件下 ,小麦籽粒产量
和生物产量均存在明显基因型差异 ,但从差异显著
性和变异系数来看 ,在较高供磷条件下这种差异有
变小的趋势。从施磷肥增产率来看 ,不同基因型之
间的变异系数高达 81. 6 % ,差异极显著 ( P < 0101) 。
从收获指数来看 ,不论施磷肥与否 ,在基因型间的差
异较小 ,仅达到 10 %的显著水平。施磷肥后 ,收获
指数略有降低。
在不同供磷条件下 ,小麦籽粒和茎叶中的含磷
量以及磷吸收累积量在不同基因型间均存在极显著
差异 ( P < 0101) ,特别是茎叶中的差异更为明显 ,变
异系数较大。施磷肥处理较不施磷肥处理茎叶中含
磷量 ( %)有所提高 ,但籽粒中含磷量 ( %)有所降低 ,
这可能是由于施磷增产后稀释效应所致 ,但因产量
和总干物质量增加 ,籽粒、茎叶和整个地上部的磷吸
收累积量明显增加。小麦磷收获指数在基因型间的
差异较小 ,变异系数平均为 6. 5 %。施磷与否对磷
收获指数的影响很小 ,差异不显著 ,不施磷处理的磷
收获指数平均为 0185 ,施磷处理的为 0183。
在籽粒和地上部干物质生产中 ,磷利用效率在
基因型间均存在极显著差异 ,而且这种差异在低磷
条件下较为明显。在低磷条件下 ,籽粒生产中的磷
利用效率平均为 223. 1 gΠg ,变异系数为 23. 0 % ;地
上部干物质生产中的磷利用效率平均为 458. 4 gΠg ,
变异系数为 22. 6 %。每生产 100 kg 籽粒需要吸收
的 P2O5 平均为 1. 03 kg。在高磷条件下 ,籽粒生产
中的磷利用效率平均为 229. 8 gΠg ,变异系数为
2016 % ;地上部干物质生产中的磷利用效率平均为
482. 1 gΠg ,变异系数为 18. 8 % ,每生产 100 kg 籽粒需
要吸收的 P2O5 平均为 1. 00 kg。可见 ,施磷可明显
提高地上部干物质生产中的磷利用效率。从磷肥利
用率来看 ,供试小麦品种 (系) 间存在极显著差异
( P < 0101) 。
通过对供试 100 个基因型的产量和磷利用效率
等指标的系统筛选 ,遴选出一批高产高效品种 (系) 。
其中 ,低磷高产高效品种有新春 6 号、宁春 4 号、宁
春 16、宁农 1 号、宁春 26、V309Π3136、宁春 18、宁农 2
号等 8 个 ;高磷高产高效品种有新春 6 号、宁农 1
号、宁春 26、宁春 4 号、宁春 16、V309Π3136、宁春 25
等 7 个。在低磷和高磷条件下 ,产量和磷利用效率
均较高的品种有新春 6 号、宁春 4 号、宁春 16、宁农
1 号、宁春 26、V309Π3136 等 6 个。
通过相关分析 ,初步得出培育低磷高效和高磷
高效品种的有用性状指标和主攻方向。在低磷条件
下 ,筛选茎叶和籽粒含磷量均较低、籽粒产量、生物
学产量、收获指数均较高 ,穗粒数较多的品种 ,有望
提高磷利用效率。在供磷丰富条件下 ,筛选收获指
数较高、茎叶和籽粒含磷量均较低的品种 ,有望提高
磷利用效率。
References
[1 ] Liu Z2Y(刘芷宇) . Phosphorus of plants and bioavailability of soil phos2
phorous. Soils (土壤) ,1992 ,24 (2) :97 —101
[2 ] Xiong Y(熊毅) ,Li J (李锦) . The Soil Atlas of China (中国土壤图
631    作   物   学   报 30 卷  

集) . Beijing :Cartographic Publishing House ,1986. 35—38
[3 ] He W2S(何文寿) . The role ,existing problem and strategy of fertilizer in
sustainable development of agriculture in Ningxia. Journal of Ningxia Ag2
ricultural College (宁夏农学院学报) ,2000 ,21 (3 ,suppl) :77 —81
[ 4 ] Wang Q2R(王庆仁) ,Li Z2S(李振声) . Studies on plant nutrition of effi2
cient utility for soil phosphorous. Acta Ecologica Sinica (生态学报) ,
1999 ,19 (3) :416 —421
[5 ] Li Q2K(李庆逵) , Zhu Z2L (朱兆良) , Yu T2R (于天仁) . Fertilizer
Problems in Sustainable Development of Agriculture in China(中国农业
持续发展中的肥料问题) . Jiangxi :Jiangxi Sci & Tech Press ,1998.
52 —68
[6 ] Li S2X(李生秀) . The current state and prospect of plant nutrition and
fertilizer science. Plant Nutrition and Fertilizer Science (植物营养与肥
料学报) ,1999 ,5 (3) :193 —205
[ 7 ] Yan X2L (严小龙) ,Zhang F2S(张福锁) . Genetics of Plant Nutrition(植
物营养遗传学) . Beijing :Chinese Agriculture Press ,1997
[8 ] Wang Y(王艳) ,Li X2L (李晓林) . Progress in adaptive mechanisms of
different genotypic plants to low phosphorus stress. Eco2agriculture Re2
search (生态农业研究) ,2000 ,8 (4) :34 —36
[9 ] He W2S (何文寿) ,Li S2X (李生秀) ,Li H2T (李辉桃) . Current
progress of research on genetic characteristics of plant inorganic nutrition.
Journal of Ningxia Agricultural College (宁夏农学院学报) ,1993 ,14
(4) :64 —71
[10 ] Liu J2Z(刘建中) ,Li J2Y(李继云) . Utilization of plant potentialities to
enhance the bio2efficiency of phosphorus in soil . Eco2agriculture Re2
search (生态农业研究) ,1994 ,2 (1) :16 —23
[11 ] Baligar V C , Barber S A. Genotypic differences of corn for ion uptake.
Agronomy Journal ,1979 ,71 :870 —873
[12 ] Yan X2L (严小龙) ,Huang Z2W(黄志武) ,Lu R2J (卢仁骏) ,He Y2K
(何远康) . On the genetics of phosphorus efficiency of crops. Soils (土
壤) ,1992 ,24 (2) :102 —105
[13 ] Dai L2X(戴良香) ,Zhang Z2M(张志猛) ,Yu Y2Q(于玉桥) ,Liu D2Q
(刘东强) . A study on difference in P nutrition in winter wheat of vari2
ous genotypes. Chinese Journal of Soil Science (土壤通报) ,1995 ,26
(5) :213 —215
[14 ] Dai L2X(戴良香) , Yu Y2Q(于玉桥) . Characteristics of P availability
for various genotypes of winter wheat . Chinese Journal of Soil Science
(土壤通报) ,1999 ,30 (1) :35 —37
[15 ] Wang Q2R (王庆仁) ,Li Z2S(李振声) . Studies on critical values of
phosphorus in wheat genotypes with phosphorus efficiencies. Acta Bot
Boreal2Occident Sinica (西北植物学报) , 1999 ,19 (3) :363 —370
[16 ] Ding H(丁洪) ,Li S2X(李生秀) . Genetic difference of response of soy2
bean cultivars to low phosphorus stress and phosphorus fertilizer. Plant
Nutrition and Fertilizer Science (植物营养与肥料学报) ,1998 ,4 (3) :
257 —263
[17 ] Su D2C(苏德纯) ,Zou F2C(邹凤春) . Response of winter wheat geno2
types of different P efficiency to spatial distribution of soil P. Chinese
Journal of Soil science (土壤通报) ,1999 ,30 (6) :271 —273
[ 18 ] Batten GD. A review of phosphorus efficiency in wheat . Plant and Soil ,
1992 ,146 :163 —168
[19 ] Zhang G2P (张国平) , Zhang G2H (张光恒) . Studies on variation
among wheat genotypes in N utilization. Plant Nutrition and Fertilizer
Science (植物营养与肥料学报) , 1996 ,2 (4) :331 —336
[20 ] Tong Y2P(童依平) ,Li J2Y(李继云) . The mechanism behind genotyp2
ic differences for nitrogen use efficiency in crops. Eco2agriculture Re2
search (生态农业研究) ,1999 ,7 (2) :23 —27
[21 ] He W2S(何文寿) ,Li S2X(李生秀) ,Li H2T(李辉桃) . Characteris2
tics of absorbing ammonium and nitrate nitrogen of six crops at different
growth stages. Acta Agronomica Sinica (作物学报) ,1999 ,25 (2) :
221 —226
[22 ] Kelly J T ,Bacon R K, Wells B R. Genetic variability in nitrogen utili2
zation at four growth stages in soft red winter wheat . Journal of Plant
Nutrition ,1995 ,18 (5) :969 —982
[ 23 ] He W2S(何文寿) ,Kang J2H(康建宏) ,Guo R2Y(郭瑞英) . Advances
in selection criteria and fertilization techniques for combining high grain
yield ,high protein concentration and high nitrogen use efficiency in spri2
ng wheat. Journal of Ningxia Agricultural College (宁夏农学院学报) ,
2001 ,22 (1) :58 —61
[24 ] Zou C2Q(邹春琴) ,Li J2Y(李继云) . Progress in efficiently utilization
of potassium in soil by plant . Eco2agriculture Research (生态农业研
究) ,1996 ,4 (3) :10 —14
[ 25 ] He W2S(何文寿) ,Chen S2S(陈素生) ,Kang J2H(康建宏) ,Chu Y2N
(储燕宁) , Zhang X2G(张晓岗) . Studies on genotypic differences in
NPK2efficiency among spring wheat genotypes. Ⅰ. Total variation in the
different evaluation indices and their relationships. Journal of Ningxia
Agricultural College (宁夏农学院学报) ,1998 ,19 (3) :7 —12
[ 26 ] He W2S(何文寿) ,Kang J2H(康建宏) ,Chu Y2N(储燕宁) ,Chen S2S
(陈素生) , Zhang X2G(张晓岗) . Studies on genotypic differences in
NPK2efficiency among spring wheat genotypes. Ⅱ. Comparison and
screening among spring wheat genotypes in NPK2efficiency. Journal of
Ningxia Agricultural College (宁夏农学院学报) ,1998 ,19 (4) :1 —6
[27 ] He W2S(何文寿) ,Zhang X2G(张晓岗) , Kang J2H(康建宏) ,Chu
Y2N(储燕宁) ,Chen S2S(陈素生) . Studies on genotypic differences in
NPK2efficiency among spring wheat genotypes. Ⅲ. Test and verification
on screening results of genotypic differences and study on different
mechanisms. Journal of Ningxia Agricultural College (宁夏农学院学
报) ,1999 ,20 (2) :12 —17
[28 ] He W2S(何文寿) ,Chen S2S(陈素生) , Kang J2H(康建宏) , Zhang
X2G(张晓岗) ,Chu Y2N(储燕宁) . Studies on genotypic differences in
NPK2efficiency among spring wheat genotypes. Ⅳ. Relationships between
the indices of NPK2nutrient efficiency and agronomical characteristics of
spring wheat genotypes. Journal of Ningxia Agricultural College (宁夏农
学院学报) ,1999 ,20 (4) :1 —7
[29 ] He W2S(何文寿) ,Chen S2S(陈素生) ,Kang J2H(康建宏) . Relation2
ships between the indices of NPK2nutrient efficiency and agronomical
characteristics of spring wheat genotypes. Agricultural Research in the Ar2
id Areas (干旱地区农业研究) ,2000 ,18 (3) :37 —43
[30 ] He W2S (何文寿) . The effect of anthropogenic2alluvial soil on phos2
phate fertilizer efficiency and recommendations for phosphate fertilizer
application in Ningxia. Chinese Journal of Soil Science (土壤通报) ,
1991 ,22 (4) :181 —183
[31 ] Chief compiled by Institute of Soil Science ,Academia Sinica(中国科学
院南京土壤研究所主编) . Analysis of Soil Physical and Chemical
Properties(土壤理化分析) . Shanghai : Shanghai Sci & Tech Press ,
1978. 62 —135 ,469 —507
731 2 期 何文寿 :宁夏不同基因型春小麦磷营养的差异