全 文 ：中国生态农业学报 2013年 7月 第 21卷 第 7期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jul. 2013, 21(7): 801−809
* 国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(2009CB11866)、河南省教育厅自然科学研究项目(2011B210026)和农业部公益性行业专项
(201103003)资助
** 通讯作者: 叶优良(1968—), 男, 博士, 教授, 主要从事养分资源管理研究。E-mail: ylye2004@163.com
张立花(1988—), 女, 硕士研究生, 主要从事磷资源管理研究。E-mail: ZLH_925@163.com
收稿日期: 2012−11−15 接受日期: 2013−03−05
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2013.00801
施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的
影响及其相关性*
张立花 1 张 辉 1 黄玉芳 1 叶优良 1** 张占胜 2 詹宗立 2
(1. 河南农业大学资源与环境学院 郑州 450002; 2. 偃师市土壤肥料工作站 偃师 471900)
摘 要 为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg−1)上, 通过田间试验, 研究了
施磷 0(T0)、50 kg(P2O5)·hm−2(T1)、100 kg(P2O5)·hm−2(T2)、200 kg(P2O5)·hm−2(T3)、1 000 kg(P2O5)·hm−2(T4)对两
个玉米品种“鲁单 9002” (LD9002)、“先玉 335”(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果
表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为 T1
到最高, 而施磷 1 000 kg(P2O5)·hm−2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。
XY335 的花后磷转移量小于 LD9002。相关分析表明, LD9002 根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量
之间显著相关, 以播种后 79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而 XY335根际
土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后 47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物
量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和 XY335分别在播种后 79 d和 47 d时是植株对
磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在 79 d时最大吸磷
量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为 54.95 mg·kg−1、32.99 mg·kg−1, XY335品种在 47 d时最大吸磷
量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为 51.24 mg·kg−1、35.35 mg·kg−1; 施磷量 1 000 kg(P2O5)·hm−2处理
两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量 100~200 kg(P2O5)·hm−2处理没有显著差异。
关键词 玉米 施磷量 根际磷 吸磷量 产量
中图分类号: S513.06 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2013)07-0801-09
Effect of phosphorus application on soil available phosphorus and maize
phosphorus uptake and yield
ZHANG Li-Hua1, ZHANG Hui1, HUANG Yu-Fang1, YE You-Liang1,
ZHANG Zhan-Sheng2, ZHAN Zong-Li2
(1. College of Resources and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;
2. Yanshi Soil and Fertilizer Station, Yanshi 471900, China)
Abstract To simultaneously enhance maize yield and phosphorus fertilizer efficiency, the effects of phosphorus application on
maize phosphorus uptake and utilization, yield, and the dynamic changes of rhizosphere phosphorus were studied in a field
experiment. The study was conducted in low soil phosphorus (Olsen-P 4.9 mg·kg−1) condition at Henan Province with two maize
varieties — “Ludan 9002” (LD9002) and “Xianyu 335” (XY335). The application rates of the P fertilizers were 0 (T0), 50
kg(P2O5)·hm−2 (T1) ,100 kg(P2O5)·hm−2 (T2), 200 kg(P2O5)·hm−2 (T3) and 1 000 kg(P2O5)·hm−2 (T4), respectively. The results showed
that the order of available phosphorus contents in rhizosphere and non-rhizosphere soils of the two maize varieties at different growth
stages was T1 < T2 < T3 < T4. The highest phosphorus transformation rate from non-rhizosphere to rhizosphere soils was at 61 d after
maize planting under 200 kg(P2O5)·hm−2 (T3). Also treatment T3 had the highest biomass, grain yield and phosphorus transformation
802 中国生态农业学报 2013 第 21卷
rate. Under 1 000 kg(P2O5)·hm−2 phosphorus fertilizer application (T4), no significant increase was noted in biomass and grain yield
compared to intermediate phosphorus level. However, maize phosphorus uptake was much higher under treatment T4. Phosphorus
transformation rate of XY335 after flowering was lower than that of LD9002, suggesting higher phosphorus use efficiency by
LD9002. Correlation analysis showed significant relationships among available phosphorus contents of rhizosphere and
non-rhizosphere soils and phosphorus accumulation in stems and leaves of LD9002, especially at 79 d after planting. Also significant
relationships were noted among available phosphorus content of rhizosphere and non-rhizosphere soils and those of stems and leaves
of XY335, especially at 47 d after planting. This suggested that 79 d and 47 d after planting were key phosphorus demand periods
after planting in LD9002 and XY335, respectively. Available phosphorus content of rhizosphere and non-rhizosphere soils reflected
the capacity of the soils to release phosphorus. Suitable phosphorus concentration of rhizosphere and non-rhizosphere soils for the
highest phosphorus uptake were respectively 54.95 mg·kg−1 and 32.99 mg·kg−1 at 79 d after planting LD9002. The corresponding
values for XY335 were respectively 51.24 mg·kg−1 and 35.35 mg·kg−1 at 47 d after planting. When phosphorus application rate
increased to 1 000 kg(P2O5)·hm−2, no significant difference existed in terms of yield, biomass and phosphorus uptake compared with
those under phosphorus application rate of 100~200 kg(P2O5)·hm−2.
Key words Maize, Phosphorus application amount, Rhizosphere phosphorus, Phosphorus uptake, Yield
(Received Nov. 15, 2012; accepted Mar. 5, 2013)
改革开放 30 年以来, 我国磷肥用量持续增长,
从 1980年的 273.3万 t增加到 2011年的 805.6万 t, 增
长约 1.9 倍 , 平均年增长率达 5.6%(不包括复合
肥)[1]。土壤有效磷含量从 20 世纪 80 年代第 2 次土
壤普查的 6.84 mg·kg−1增加到 27.4 mg·kg−1[2], 增加
3.01 倍。而目前我国粮食作物的磷肥利用率仅为
11.6%[3]。在土壤磷含量增加的同时, 生产中缺磷土
壤依然存在。根据第 2 次全国土壤普查资料, 中国
耕地严重缺磷土壤(有效磷<5 mg·kg−1)占全国耕地面
积的 50%左右, 缺磷土壤(有效磷 5~10 mg·kg−1)面积
30%左右, 其中尤以华北地区较为严重, 而 2005 年
以来的测土配方施肥数据表明, 河南缺磷面积就已
经达到 30.87%[4]。
玉米是需磷较多的作物, 对磷也非常敏感, 施磷
可以增加玉米株高、穗长、籽粒重[5−6]、茎、叶、穗
轴、籽粒和整株干重[6−7]、叶片数、茎围和叶面积[8−9]
及磷含量 [7,10−11], 显著增加玉米产量和改善其品
质[6−7,10−14]; 但过量施磷条件下, 土壤 Olsen-P 含量
显著增加 , 产量则下降 [6,15]或增加 [12], 土壤磷向水
体流失的风险和流失量增加[16]。根际是养分从土壤
进入作物系统的门户, 根际过程决定了磷活性和有
效性, 提高根际磷活性可以促进植物对磷的吸收利
用, 也是提高磷肥利用效率的关键。前人对玉米根
际磷研究多在玉米苗期[17−18], 且多是为了筛选磷高
效基因型生理生化指标的研究, 而对低磷条件下玉
米土壤磷动态与地上部磷积累量之间的相关性以及
在高磷条件下物质积累、植株、土壤的磷动态的研
究却鲜有报道。因此本研究对低磷土壤上的不同磷
水平下夏玉米生长、磷素的吸收利用、产量及根际
与非根际土壤中速效磷的动态变化, 及其与土壤磷
之间相关性进行了研究, 以期为玉米磷素营养诊断
和根际磷调控, 提高磷肥利用率提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2011年在河南省偃师市首阳山镇城东村
(34°72′N, 112°71′E)进行, 土壤为潮褐土, 玉米播前
0~20 cm 土壤基本性状为有机质 16.5 g·kg−1, 全氮
1.16 g·kg−1, 全磷 0.45 g·kg−1, Olsen-P 4.90 mg·kg−1,
速效钾 145 mg·kg−1, pH 7.5。
试验设 5 个施磷量[0、50 kg(P2O5)·hm−2、100
kg(P2O5)·hm−2、200 kg(P2O5)·hm−2、1 000 kg(P2O5)·hm−2],
分别用 T0、T1、T2、T3、T4表示。选用抗逆性较强
品种 “鲁单 9002”(LD9002)和高产稳定品种“先玉
335”(XY335)两个玉米品种, 小区面积为 40 m2, 重
复 3次, 随机排列。6月 12日施肥、翻耕、播种, 6
月 20日出苗, 留苗密度 60 000株·hm−2, 9月 26日收
获。其他栽培管理同一般大田。
氮肥用量 225 kg·hm−2, 1/3基施, 2/3在拔节期追
施; 钾肥 K2O用量 90 kg·hm−2, 一次性基施。肥料用
尿素 (N 46%)、过磷酸钙 (P2O516%)和氯化钾 (K2O
60%)。
1.2 样品采集及测定
分别于玉米五叶期(7月 8日)、大喇叭口期(7月
28日)、吐丝期(8月 11日)、乳熟期(8月 29日)和成
熟期(9月 26日)取植株样, 收获玉米地上部后, 挖取
根系, 采用抖根分离法取根系所粘土壤为根际土壤,
同时取相应植株行间土壤为非根际土壤[19], 每个小
区两次重复。土壤过 2 mm 筛后, 装入聚乙烯塑料
袋。植株地上部每个小区选取有代表性的玉米 3株,
称鲜重, 分茎鞘与叶两部分, 分别杀青 30 min, 70 ℃
下烘干至恒重, 称干重。成熟期植株样分茎鞘、叶
和籽粒 3部分, 在每个小区收获 10 m2计产。
土壤速效磷用 Olsen 法测定, 土壤全磷用氢氧
第 7期 张立花等: 施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性 803
化钠熔融 −钼锑抗比色法测定 , 植株全磷用
H2SO4-H2O2消化, 钼锑抗比色法测定[20]。
土壤速效磷转化率=(根际土速效磷含量−非根际土
速效磷含量)/非根际土速效磷含量×100% (1)
花后磷转移量(kg·hm−2)=(茎+叶)开花期吸磷量−
(茎+叶)成熟期吸磷量[21] (2)
数据用 Excel和 SPSS处理, Duncan法进行方差
分析, P<0.05。
2 结果与分析
2.1 施磷对玉米根际土壤速效磷含量的影响
随着磷肥用量增加, LD9002和XY335两个品种
玉米根际、非根际土壤速效磷含量都明显增加 ,
LD9002 品种在播种后 61 d 时达到最高, 而 XY335
品种在播种后 27 d达到最高, 并且两品种与施磷量
之间呈显著相关(图 1)。LD9002 施磷量与非根际土
速效磷含量在播种后 47 d、61 d、79 d、107 d的相
关系数分别为 0.941**、0.991**、0.976**、0.944**, 与
根际土速效磷含量之间的相关系数分别为 0.940**、
0.996**、0.992**、0.967**。XY335 品种的施磷量与
非根际土速效磷含量之间的相关系数在播种后 47 d、
61 d、79 d、107 d的相关系数分别为 0.995**、0.996**、
0.935**、0.929**, 与根际土速效磷含量之间的相关系
数分别为 0.996**、0.973**、0.980**、0.998**。
图 1 播种后不同时间不同施磷量处理对玉米“鲁单 9002”(a)和“先玉 335”(b)根际和非根际土壤速效磷含量的影响
Fig. 1 Effect of P application rate on available P concentration of rhizosphere and non-rhizoshphere soil of maize LD9002 (a) and
XY335 (b) at different stages
T0、T1、T2、T3和 T4分别表示施磷量 0、50 kg(P2O5)·hm−2、100 kg(P2O5)·hm−2、200 kg(P2O5)·hm−2、1 000 kg(P2O5)·hm−2, 下同。
T0, T1, T2, T3 and T4 represent application rates of phosphorus with 0, 50 kg(P2O5)·hm−2, 100 kg(P2O5)·hm−2, 200 kg(P2O5)·hm−2, 1 000
kg(P2O5)·hm−2. The same below.
施磷后两个品种玉米根际和非根际土壤速效磷
含量都显著增加, 在播种后 61 d, 根际、非根际土壤
速效磷含量变化较大。与 T0处理相比, LD9002 T1、
T2、T3、T4处理非根际土速效磷含量分别增加 0.41
倍、0.82 倍、1.50 倍和 5.24 倍, 根际土速效磷含量
分别增加 0.78倍、2.30倍、6.72倍和 15.92倍; XY335
T1、T2、T3、T4 处理非根际土速效磷含量分别提高
0.40倍、0.85倍、1.50倍和 7.00倍, T1、T2、T3、T4
处理根际土速效磷含量分别提高 0.99倍、1.35倍、
2.62 倍和 9.85 倍; 两品种都是以高磷处理(T4)增幅
最大。进一步用土壤磷转化量来衡量非根际土向根
际土磷的转化程度可以看出 , 在播种后 61 d 时 ,
LD9002 T0、T1、T2、T3、T4处理的土壤转化率分别
为−9.52%、13.99%、64.08%、178.60%和 145.15%, 而
XY335的 T0、T1、T2、T3、T4处理的土壤转化率分
别为 2.67%、46.27%、30.00%、48.97%和 39.27%, 都
是在中磷处理(T3)下转化率较高, 并且 LD9002品种的
非根际土向根际土速效磷转化率比 XY335品种高。
804 中国生态农业学报 2013 第 21卷
2.2 施磷对玉米不同生育时期干物质累积及籽粒
产量的影响
两个品种玉米生物量均随着生育期的延伸而增
加(图 2), 但两品种不同时期生物量积累能力不同。
播种后 47~61 d内, T0、T1、T2、T3、T4处理 XY335
生物量日增长量分别为 165.2 kg·hm−2、 184.1
kg·hm−2、 231.0 kg·hm−2、 179.7 kg·hm−2 和 211.0
kg·hm−2, 而 LD9002 生物量日增长量分别为 108.9
kg·hm−2、131.3 kg·hm−2、179.3 kg·hm−2、185.9 kg·hm−2
和 143.9 kg·hm−2; XY335以 T2处理生物量日增长量
最高 , 而 LD9002 则以 T3 处理增长量最高 , 且
XY335日累积量大于 LD9002。LD9002在播种后 79 d
时不同处理之间差异最大, T1、T2、T3、T4处理分别
比 T0处理增加 6.9%、10.1%、30.0%和 27.1%; 而对
于 XY335, 播种后 107 d时各处理变异最大, T1、T2、
T3、T4处理分别比 T0处理提高 27.0%、35.8%、39.5%
和 14.9%。说明磷肥用量超过 200 kg·hm−2时, 生物
量没有显著增加, 增加速率有所下降, 且 LD9002的
下降幅度小于 XY335品种。LD9002在播种后 79 d
时开始出现差异, 而 XY335品种则是在 107 d差异
最大, 说明两品种的敏感时期也不同。
与 T0相比, 两个品种玉米施磷后产量分别增加
8.88%~43.89%和 16.95%~35.51%, 都以 T3处理产量
最高, LD9002增产效果比 XY335显著, 但磷肥用量
超过 200 kg(P2O5)·hm−2(T3)后两个品种玉米产量都
没有显著增加, 甚至较 T3有所下降(图 3)。
图 2 不同玉米品种不同施磷量处理地上部生物量的动态变化
Fig. 2 Dynamic change of shoot biomass for two maize varieties under different P application rates
图 3 不同磷水平下 2个玉米品种产量的变化
Fig. 3 Grain yield of two maize varieties under different P
application rates
2.3 施磷对玉米不同生育期植株磷浓度与吸磷量
的影响
随着玉米生育期的延伸, 其地上部吸磷量也逐步
增加, 至 107 d达到最大(图 4)。施磷处理玉米植磷积
累量都显著大于不施磷处理, 但两玉米品种施磷处理
都是在播种后 79 d 时开始出现显著差异, 在播种后
107 d 差异达到最大。不同品种对磷的积累规律不同,
在播种后 47 d、61 d LD9002施磷处理比 T0处理分别
增加 28.4%~71.6%、16.7%~43.1%, XY335施磷处理比
T0处理分别增加 65.2%~109.4%、43.4%~88.0%, 以 T3、
T4处理增幅最大, XY335施磷处理增幅大于 LD9002。
在播种后 79 d、107 d时, LD9002品种各处理变异系数
分别为 22.19%、25.03%, 而 XY335品种各处理变异系
数分别为 19.60%、12.78%, 说明生育期后期 LD9002
品种各处理变异大于 XY335。在 79~107 d内, LD9002
日吸磷量表现为T3>T2>T4>T1>T0, 而XY335日吸磷量
表现为T2>T4>T3>T1>T0, 并且XY335的日吸磷量大于
LD9002。说明中磷处理(T2、T3)更有利于磷的吸收利
用, 并且 XY335前期对磷的感应能力比 LD9002品种
敏感, 后期则相反。
第 7期 张立花等: 施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性 805
图 4 不同磷水平下 2个玉米品种吸磷量的动态变化
Fig. 4 P uptake dynamics of two maize varieties under different P application rates
与植株总吸磷量相比, 茎、叶吸磷量随生育期
的变化不同(表 1), 在播种后 61 d达到最高, 随后下
降, 到 107 d时达到最低。茎叶对磷的感应程度因玉
米品种不同而不同, LD9002、XY335茎吸磷量分别
在播种后 79 d、61 d时差异最大, 叶吸磷量都在播种
后 47 d时差异最大。LD9002在播种后 79 d和 47 d
时 , 茎、叶吸磷量都表现为 T4>T2>T3>T1>T0, 而
XY335的茎吸磷量在播种后 61 d时 T4>T3>T2≈T1>T0,
叶吸磷量在 47 d时为 T2>T3>T4>T1>T0。对玉米茎叶
磷素向籽粒转移量计算表明(表 1), LD9002的花后
磷转移量 T0、T1、T2、T3、T4分别为 6.11 kg·hm−2、
6.74 kg·hm−2、6.77 kg·hm−2、6.95 kg·hm−2 和 6.42
kg·hm−2, 而 XY335 则分别为 3.07 kg·hm−2、5.25
kg·hm−2、5.90 kg·hm−2、7.07 kg·hm−2和 8.01 kg·hm−2。
说明 LD9002 在高磷处理(T4)下花后磷转移量较小,
中磷处理(T3、T2)幅度最大; 而 XY335 品种则是高
磷处理(T4)磷转移量最大, 其次是中磷处理(T3); 并
且 LD9002品种的花后磷转移量大于 XY335品种。
表 1 不同施磷量处理对茎、叶吸磷量的影响
Table 1 Effect of different P application rates on P uptake of stem and leaf and P translocation amount of two maize varieties
kg·hm−2
茎 Stem 叶 Leaf 品种
Variety
处理
Treatment 47 d 61 d 79 d 107 d 47 d 61 d 79 d 107 d
磷转移量
P translocation
amount
T0 0.96e 3.09c 1.55e 0.92c 3.64e 5.78c 3.54d 1.85d 6.11c
T1 1.15d 3.41bc 1.79d 1.14b 4.78d 6.84b 4.27c 2.37c 6.74a
T2 1.32c 3.98b 2.71b 1.77a 4.81c 7.46a 6.36ab 2.90b 6.77a
T3 1.26b 4.71a 2.45c 1.58a 5.04b 7.70a 5.74b 3.89a 6.95a
LD9002
T4 2.26a 4.68a 3.00a 1.77a 5.63a 7.51a 6.94a 4.01a 6.42b
T0 0.93d 3.76d 2.84c 2.50d 3.45e 4.93c 4.10c 2.81d 3.07c
T1 2.15c 4.88c 2.60c 1.90c 5.10d 6.85b 5.63b 3.84c 5.25b
T2 2.60b 4.07c 2.99c 3.12a 6.58a 8.80a 5.81b 4.07b 5.90b
T3 2.82a 5.61b 4.19a 2.67b 5.81b 8.04a 5.79b 4.46a 7.07a
XY335
T4 2.85b 6.62a 5.89b 2.78b 5.34c 8.29a 7.47a 4.12b 8.01a
2.4 土壤磷含量与玉米植株磷浓度、吸磷量及产量
的相关性
相关分析表明(表 2), 两个品种玉米根际土与非
根际土速效磷含量与玉米茎吸磷量、总吸磷量相关性
结果表明, 播种后 47~79 d都达到显著水平。对于不
同玉米品种, LD9002根际土、非根际土在播种后 79 d
时与茎、叶磷浓度、吸磷量、产量之间的相关性最强,
而 XY335根际土、非根际土在播种后 47 d时与茎磷
浓度、吸磷量、产量之间的相关性较好。
进一步分析表明, 玉米根际土、非根际土速效
磷含量与植株吸磷量可用二次曲线拟合(图 5)。两品
种在播种后 47~107 d里, 根际土、非根际土速效磷
含量与吸磷量拟合曲线相关性显著, 由此计算出的
在低磷土壤上 LD9002品种在播种后 47 d、61 d、79 d、
806 中国生态农业学报 2013 第 21卷
107 d 时达到最高吸磷量的根际土的速效磷含量分别
为 46.97 mg·kg−1、93.63 mg·kg−1、54.95 mg·kg−1和 46.16
mg·kg−1, 非根际土的速效磷含量分别为 38.80
mg·kg−1、42.84 mg·kg−1、32.99 mg·kg−1和 48.26 mg·kg−1。
而 XY335 达到最高吸磷量的速效磷含量分别为 51.24
mg·kg−1、64.57 mg·kg−1、33.13 mg·kg−1和 43.91 mg·kg−1,
非根际土的速效磷含量分别为 35.35 mg·kg−1、48.41
mg·kg−1、32.88 mg·kg−1和 44.44 mg·kg−1。
表 2 土壤磷与玉米茎叶磷浓度、吸磷量、产量等性状的相关性(n=15)
Table 2 Correlation coefficients of soil P contents with P content and accumulation of stem and leaf, grain yield of maize
LD9002 XY335
项目 Item
47 d 61 d 79 d 47 d 61 d 79 d
茎磷浓度 P content in stem 0.929** 0.552* 0.762** 0.626* 0.575* 0.628*
茎吸磷量 Accumulative P in stem 0.980** 0.759** 0.814** 0.617* 0.792** 0.879**
叶磷浓度 P content in leaf 0.205 0.590* 0.722** 0.626* 0.716* 0.573*
叶吸磷量 Accumulative P in leaf 0.792** 0.581* 0.788** 0.994** 0.984** 0.618*
总吸磷量 Total accumulative P 0.575* 0.869** 0.733** 0.562* 0.704** 0.536*
根际土磷含量
Available P content
in rhizosphere soil
产量 Grain yield 0.586* 0.692** 0.675** 0.599* 0.395 0.366
茎磷浓度 P content in stem 0.947** 0.510 0.829** 0.616* 0.546* 0.743**
茎吸磷量 Accumulative P in stem 0.987** 0.673** 0.846** 0.541* 0.792** 0.776**
叶磷浓度 P content in leaf 0.208 0.565* 0.797** 0.616* 0.724** 0.653**
叶吸磷量 Accumulative P in leaf 0.800** 0.532* 0.832** 0.415 0.463 0.873**
总吸磷量 Total accumulative P 0.588** 0.885** 0.756** 0.541* 0.694** 0.687**
非根际土
Available P content
in non-rhizosphere soil
产量 Grain yield 0.599* 0.610* 0.681** 0.577* 0.382 0.490
3 讨论
磷与其他大量元素相比在大多数土壤中的可移
动性差, 因此常常成为植物生长的限制因子。根际
是养分从土壤进入作物系统的门户, 提高根际土壤
对磷元素的供给效率是提高磷利用的关键途径[22]。
本研究表明随着施磷量的增加, 根际土、非根际土
的速效磷含量随之增加, 并与施磷量显著相关; 在
播种后 47~107 d内根际土速效磷含量大于非根际土
速效磷含量。低磷处理与不施磷处理的变化规律相
似, 中磷 T2、T3 处理的变化幅度大于低磷处理, 小
于高磷 T4处理, 这与温林钦等[16]的结果相似。在播
种后 61 d, 中磷 T2、T3处理的非根际土壤磷转化成
根际土壤磷的量大于低磷处理; 高磷 T4处理的转化
量显著高于低磷处理, 与中磷(T3)处理差异不显著,
说明在施磷量超过 200 kg(P2O5)·hm−2时, 根际土、
非根际土速效磷含量显著高于中低磷水平, 但根际
土、非根际土的转化量没有显著增加, 土壤磷的利
用效率降低。不同磷水平下的非根际土与根际土之
间的转化量因品种不同而不同, 对于 LD9002 品种,
不施磷水平土壤磷转化量为−9.52%, 而施磷处理则
为正, 而 XY335品种的不施磷水平为 2.67%, T2、T3、
T4处理的转化量都小于 LD9002品种, 说明 LD9002
品种的根际磷转化能力大于 XY335品种。
磷和氮、钾相同, 是植物生长发育的必需营养
元素 , 也是植物体内相对移动较大的营养元素之
一。充足的磷供应有利于植物前期营养体的形成 ,
吸收的磷还可以再利用, 参与新生组织与代谢。施
磷后玉米不同生育期生物量、产量变化也说明了中
磷水平(T3)处理的生物量增量最大, 产量最高。高磷
处理(T4)玉米生物量、产量与中磷水平 T2、T3 差异
不大。不同品种对磷的吸收利用反应也不同, XY335
比 LD9002的生物量和产量高, XY335各时期茎、叶
吸磷量都高于 LD9002, XY335茎、叶吸磷量差异在
前期出现 , 而 LD9002 品种则出现在后期 , 并且
XY335 品种的茎、叶磷向籽粒器官的转移量小于
LD9002 品种。说明 XY335 品种的磷利用效率与吸
收效率大于 LD9002 品种, 但在磷的吸收分配上小
于 LD9002 品种。当施磷量为 1 000 kg(P2O5)·hm−2,
LD9002 品种的花后磷转移量显著低于 T1、T2、T3
处理, 而XY335品种的花后磷转移量则与 T3处理差
异不大, 但显著高于 T1、T2处理, 说明 XY335品种
在高磷条件下磷的再分配能力高于 LD9002 品种。
结合土壤磷利用状况来看, 在低磷土壤上, LD9002
品种在播种后 61 d 时, 土壤磷的转化能力较强, 尽
管前期的吸收量较小, 但后期植株磷向籽粒器官的
转移量均较 XY335 高, 表现为磷高效再分配基因
型。而 XY335品种不论在低磷还是高磷条件下, 对
磷的吸收和利用率都高于 LD9002 品种, 表现为磷
高效吸收基因型。
第 7期 张立花等: 施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性 807
在低磷土壤上对玉米植株磷浓度、积累量及土
壤磷浓度变化方面已有相关报道[7−8,10,12−13,23−29], 但
是针对低磷土壤在不同磷水平下土壤根际土、非根
际土速效磷含量与地上部磷积累量、生物量、产量
之间的研究较少。本研究结果表明, 土壤根际土、
非根际土速效磷含量与全磷积累量、茎积累量在各
图 5 播种后不同时间植株全磷积累量与根际土速效磷含量(上)、非根际土速效磷含量(下)的相关性分析
Fig. 5 Relations between total P accumulation in plant and available P in rhizosphere (upper) and non-rhizosphere (lower) soils
808 中国生态农业学报 2013 第 21卷
个时期都表现出显著的相关性, 在播种后 79 d、107 d
时, LD9002品种的根际土速效磷、非根际土速效磷
与茎、叶磷浓度、积累量、生物量、产量之间的相
关性较强, 而 XY335 品种则在播种后 47 d、107 d
时相关性较强, 因此, LD9002品种在播种后 79 d、
XY335 品种在播种后 47 d 时可以通过测试地上部
茎、叶磷浓度与吸磷量来诊断根际土、非根际土速
效磷的含量, 并预测其产量。通过对吸磷量与根际
土、非根际土速效磷含量之间的曲线拟合可以得出
适宜的根际土、非根际土速效磷含量。本研究得出
的结论与专家推荐施肥的的依据有差异, 可能与本
研究的结论主要针对根际土的速效磷含量的研究 ,
而前人研究则多关注于土壤耕层的速效磷研究。
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