全 文 ：中国生态农业学报 2009年 3月 第 17卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2009, 17(2): 273−276
* 国家自然科学基金项目(40771103)资助
** 通讯作者: 汪金舫(1962～), 男, 汉族, 研究员, 从事农田土壤养分利用与管理方面的研究。E-mail:jfwang@issas.ac.cn
田凤娇(1981~), 女, 汉族, 硕士, 主要从事土壤-植物体系中磷形态方面的研究。E-mail: fjtian2009@sohu.com
收稿日期: 2008-07-23 接受日期: 2008-10-22
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00273
长期施肥对小麦体内各形态磷含量的影响*
田凤娇 汪金舫** 陈军平
(中国科学院南京土壤研究所 南京 210008)
摘 要 利用长期定位施肥试验, 研究了不同施肥处理下小麦体内各种形态磷含量的变化。结果表明: 不同施
肥处理的小麦籽粒各形态磷含量均明显高于茎秆。籽粒磷脂态磷含量最高, 平均为 1.19 g·kg−1, 其次为活性
有机磷、活性无机磷, 未知形态磷含量最少, 平均为 0.348 g·kg−1。 茎秆中活性无机磷含量最高, 为 0.142
g·kg−1, 活性有机磷含量最低, 为 0.034 g·kg−1。单施有机肥处理小麦茎秆活性有机磷含量显著低于对照及其
他处理。除此之外, 施磷处理(PK、NP、NPK、OM 和 1/2OM+1/2NPK)的小麦体内其他各形态磷含量均高于
不施磷处理(CK、NK)。与对照相比, 单施有机肥能显著增加小麦籽粒各形态磷、全磷和茎秆活性无机磷、未
知形态磷、全磷含量; NP 处理茎秆有机磷(活性有机磷、磷脂磷)含量显著高于其他处理。不同施肥处理下, 小
麦籽粒中各形态磷含量与籽粒全磷含量间均呈显著正相关。
关键词 长期定位施肥 磷形态 小麦 籽粒 茎秆
中图分类号: S158.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)02-0273-04
Effect of long-term fertilization on the content of different forms of
phosphorus in wheat
TIAN Feng-Jiao, WANG Jin-Fang, CHEN Jun-Ping
(Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)
Abstract Based on a long-term fertilization experiment, the effect of different fertilizations on the content of different forms of
phosphorus in wheat was investigated. The results indicate that under different treatments, the contents of different forms of phos-
phorus in wheat grain are higher than those in the stem. In wheat grain, lecithoid phosphorus is the highest (1.19 g·kg−1), followed by
labile organic and inorganic phosphorus; whereas the content of unknown forms of phosphorus is lowest (0.348 g·kg−1). In the stem,
the content of labile inorganic phosphorus is highest (0.142 g·kg−1) while that of labile organic phosphorus is lowest (0.034 g·kg−1).
The content of labile organic phosphorus in wheat stem under organic manure (OM) treatment is significantly lower than in the con-
trol treatment. Also the content of the other forms of phosphorus is higher under P (PK, NP, NPK, OM & 1/2OM + 1/2NPK) treat-
ments than under non-P (CK, NK) treatments. Compared with the control treatment, the content of the different phosphorus forms
and total phosphorus in wheat grain and labile inorganic P, unknown forms of P and total phosphorus in stems increases significantly
under OM treatment. In wheat stem, the content of labile organic phosphorus and lecithoid phosphorus under NP treatment is higher
than under other treatments. There is a significant positive correlation between the different forms of phosphorus and total phospho-
rus content in the grain.
Key words Long-term fertilization, Phosphorus form, Wheat, Grain, Stem
(Received July 23, 2008; accepted Oct. 22, 2008)
磷是植物生长发育不可缺少的营养元素, 它既
是植物体内许多重要有机化合物的组成成分, 又以
多种方式参与植物体内各种代谢过程。磷对作物高
产及保持品种的优良特性有重要作用, 尤其是形成
磷脂的那部分磷, 对作物品质有很大影响。目前, 关
于一些药类植物、保健品中磷脂的作用和含量分析
274 中国生态农业学报 2009 第 17卷
已有很多报道 [1−4]; 对一些油类作物籽粒中磷脂的
含量与提取也有不少研究[5,6], 但对于禾谷类作物体
内磷脂态磷的研究却鲜有报道。大量研究证明, 在
一定范围内, 随施磷量增加, 作物对磷的吸收量增
加[7−9]。另外, 有研究发现, 随施磷量增加, 小麦不
同生育时期的植株体内无机磷含量明显增加[10]。作
物体内磷的形态不同, 作用也不同, 但目前的研究
均局限在施磷量对植物体内磷的影响上, 且很少涉
及植物体内不同形态的磷。因此, 本研究以 17年长
期定位施肥试验为基础, 探讨不同施肥处理下小麦
体内各种形态磷含量的变化, 以期为合理施用磷肥,
改善作物品质, 提高磷肥利用率提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
肥料长期定位试验设在中国科学院封丘农业生
态实验站, 土壤为轻壤质黄潮土。试验始于 1989年
秋, 采用小麦-玉米 1 年 2 熟轮作制。试验开始前耕
层土壤(0～20 cm)理化性质为全氮 0.445 g·kg−1, 全
磷 0.5 g·kg−1,有机磷 22.35 m g·kg−1, pH 8.65。
试验设 CK(对照, 不施肥)、NK、PK、NP、NPK、
OM(有机肥)和 1/2OM+1/2NPK 7个处理, 4次重复。
小区面积 47.5 m2, 分 4 个区组, 随机排列。肥料品
种氮肥为尿素 , 磷肥为过磷酸钙 , 钾肥为硫酸钾 ,
有机肥以粉碎的麦秆为主。NK、NP、NPK和 1/2OM+
1/2NPK 处理均施基肥和追肥; PK 处理因不施氮肥,
磷、钾肥只作基肥, 不施追肥; OM处理全季肥料作
基肥一次施入。试验以等 N 量为标准, 计算各处理
肥料施用量; 有机肥每季施用量约 4 500 kg·hm−2
(以鲜重计), 配施适量的大豆饼和棉仁饼, 以提高有
机肥含氮量, 施用前分析 N、P、K养分含量, P、K
不足部分用 P、K化肥补足到等量(表 1)[11]。
表 1 试验田肥料用量
Tab. 1 Fertilizer rates of experiment plots kg·hm−2
施肥时期
Fertilization time
氮肥(N)
N fertilizer
磷肥(P2O5)
P fertilizer
钾肥(K2O)
K fertilizer
基肥 Base fertilizer 90 75 150
追肥 Dressing fertilizer 60 0 0
1.2 分析方法
于小麦成熟期, 在各小区按“S”型路线多点采
集 20株代表性植株样品, 将籽粒和茎秆分开。籽粒
风干、粉碎并过 0.5~1 mm筛, 备用。茎秆于 105 ℃
杀青 30 min, 75 ℃烘至恒重, 粉碎, 存于广口瓶中,
备用。全磷测定采用 H2SO4-H2O2 消化法[12]; 活性
无机磷测定采用 Olsen 法[12]; 活性有机磷测定采用
Bowman-Cole 分组方法[13]; 磷脂磷测定采用 GB/T
5537－85 植物油脂检验磷脂测定法; 植物未知形态
磷为植物全磷减去植物活性无机磷、活性有机磷和
磷脂磷的差值。数据处理采用 SPSS11.5统计软件。
2 结果与分析
2.1 小麦体内活性无机磷含量的变化
由表 2 可知, 小麦籽粒活性无机磷平均含量为
0.389 g·kg−1, 低于磷脂磷和活性有机磷。不同施肥
处理中, OM 处理的小麦籽粒活性无机磷含量最高,
为 0.454 g·kg−1, 与 CK 及其他施肥处理间差异显
著, 其他施肥处理及 CK间差异均不显著。说明施用
有机肥能促进籽粒中活性无机磷的积累。
小麦茎秆中活性无机磷平均含量为 0.142
g·kg−1, 明显低于同处理的籽粒活性无机磷含量。
不同施肥处理中, OM处理的小麦茎秆活性无机磷含
量最高, 其次为 PK处理。统计结果表明, OM和 PK
处理的茎秆活性无机磷含量均显著高于 CK 和其他
施肥处理, 其余施肥处理及 CK间差异不显著。
2.2 小麦体内活性有机磷含量的变化
小麦籽粒中活性有机磷平均含量为 1.060
g·kg−1, 仅次于磷脂磷(表 2)。统计结果表明, 6种施
肥处理的籽粒活性有机磷含量均与 CK 间差异显著,
无机肥处理间及其与有机肥处理(OM 和 1/2OM+
1/2NPK)间差异显著。说明施肥处理对小麦籽粒活性
有机磷影响较明显。所有施磷处理的小麦籽粒活性
有机磷含量均显著高于 CK。说明无论是施有机肥还
是施无机磷肥, 对小麦籽粒中活性有机磷的积累都
有促进作用。NK处理籽粒活性有机磷显著低于 CK。
小麦茎秆活性有机磷含量明显低于籽粒。不同
施肥处理中只有 OM 处理活性有机磷含量低于 CK;
NP处理活性有机磷含量最高, 为 0.052 g·kg−1; PK
处理次之; 这 3种处理与 CK间差异显著, 其他处理
间及其与 CK间差异均不显著。上述结果说明 NP处
理对促进小麦茎秆中活性有机磷的积累有显著效果,
而单施有机肥则可能有利于茎秆中活性有机磷向籽
粒中转运或者转化成稳定性有机磷。
2.3 小麦体内磷脂磷含量的变化
小麦体内磷脂磷的含量因部位不同而有很大差
异。不同施肥处理中, 籽粒磷脂磷含量均明显高于
茎秆(表 2)。从表 2 可以看出, 6 种施肥处理中, 除
NK 和 NPK 处理外, 其他处理的小麦籽粒磷脂磷含
量均高于 CK, 其中 OM处理最高, 为 1.49 g·kg−1,
比对照 CK增加 35.5%。统计结果表明, 6种施肥处
理的小麦籽粒磷脂磷含量只有 OM 处理与 CK 差异
达显著水平, 其他处理间及其与 CK 间差异均不显
著。说明施有机肥有利于小麦籽粒中磷脂磷的积累。
第 2期 田凤娇等: 长期施肥对小麦体内各形态磷含量的影响 275
表 2 不同施肥处理小麦体内各种形态磷的含量
Tab. 2 Contents of different forms-P in wheat under different fertilization treatments g·kg−1
活性无机磷
Labile inorganic-P
活性有机磷
Labile organic-P
磷脂磷
Lecithoid -P
未知形态的磷
Unkown forms-P
全磷
Total-P 处理
Treatment 籽粒
Grain
茎秆
Stem
籽粒
Grain
茎秆
Stem
籽粒
Grain
茎秆
Stem
籽粒
Grain
茎秆
Stem
籽粒
Grain
茎秆
Stem
CK 0.378b 0.100c 0.814e 0.027c 1.10bc 0.077bc 0.221d 0.047b 2.51de 0.252d
NK 0.373b 0.099c 0.699f 0.036bc 1.07c 0.073c 0.231d 0.062ab 2.37e 0.270d
PK 0.370b 0.201b 1.431a 0.041b 1.27ab 0.043bc 0.655a 0.082ab 3.73a 0.368b
NP 0.402b 0.129c 1.040c 0.052a 1.22bc 0.146a 0.122d 0.044b 2.79c 0.372b
NPK 0.367b 0.107c 0.911d 0.032bc 1.03c 0.073bc 0.275c 0.106a 2.58d 0.318c
OM 0.454a 0.236a 1.290b 0.017d 1.49a 0.090bc 0.508b 0.089a 3.74a 0.432a
1/2OM+1/2NPK 0.380b 0.124c 1.235b 0.033bc 1.15bc 0.121b 0.423c 0.070ab 3.19b 0.349bc
平均值Mean 0.389 0.142 1.060 0.034 1.19 0.089 0.348 0.072 2.99 0.337
表中同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。Figures in one column followed by different letters are significantly different at 5% level.
小麦茎秆磷脂磷的含量明显低于籽粒, 平均值
为 0.089 g·kg−1。各施肥处理中, NP处理的小麦茎
秆磷脂磷含量最高, 与 CK差异显著, 其他处理间及
其与 CK间差异基本不显著。研究结果表明, 施有机
肥茎秆磷脂磷含量并不比施无机磷肥高, 说明施有
机肥对增加茎秆中磷脂磷含量无显著效果。
2.4 小麦体内未知形态磷含量的变化
从表 2 的数据结果分析可知, 小麦籽粒中未知
形态磷的含量明显高于茎秆中的含量。6 种施肥处
理中, 除 NK、NP 处理外, 其他 4 种施肥处理小麦
籽粒中未知形态磷含量均高于 CK, 且与 CK间差异
显著。不同施肥处理中, PK处理未知形态磷含量最
高(0.655 g·kg−1), 其次为 OM处理。
6 种施肥处理中, 只有 NPK 和 OM 处理小麦茎
秆未知形态磷含量与 CK 间差异显著, 其他处理与
CK间差异不显著。说明无机肥配施或单施有机肥可
促进小麦茎秆中未知形态磷的积累。
2.5 全磷含量的变化
从表 2 可知, 不同施肥处理的小麦籽粒全磷含
量明显高于茎秆。除 NK处理外, 5种施肥处理小麦
籽粒全磷含量均较 CK高, 其中, OM处理全磷含量
最高, 为 3.74 g·kg−1, 比 CK增 加 49.0%。统计结
果显示, 除 NK、NPK处理外, 其他施肥处理小麦籽
粒全磷含量均与 CK 间差异显著。这说明施肥处理
同样影响小麦籽粒中全磷的含量。除 PK处理外, 有
机肥处理籽粒全磷含量均较无机肥处理高。
小麦茎秆中全磷含量变化与籽粒基本相同。从
表 2可以看出, 除 NK处理外, 其他施肥处理小麦茎
秆全磷含量均显著高于 CK。不同施肥处理中, OM
处理茎秆全磷含量最高, 为 0.432 g·kg−1, 与其他处
理间差异显著。说明施磷可以增加茎秆中全磷含量,
施有机肥效果更好。这与前人研究结果一致[14]。
2.6 小麦体内各形态磷含量间的关系
对不同施肥处理下小麦体内各形态磷含量之间
的相关分析表明(表 3), 小麦籽粒中磷脂磷、活性有
机磷、未知形态磷与籽粒全磷呈极显著正相关, 活
性无机磷与籽粒全磷呈显著正相关。籽粒中磷脂磷
与其他 3 种形态磷之间均有相关性。但在茎秆中,
只有活性无机磷与全磷之间达显著正相关, 其他形
态磷间及与全磷间均无相关性。
3 讨论与结论
植物体内的磷因存在部位不同, 其形态和含量亦不
同。本研究发现, 在小麦成熟期, 植株体内的磷大部
分集中在籽粒部分。籽粒全磷的含量占植株体内总
磷量的 90%左右。这是因为小麦开花后籽粒成为主
要的磷库, 成熟期籽粒中的磷可占地上部总磷含量
的 90%, 因此导致茎秆中各形态磷含量降低[15]。不
同施肥处理下, 各形态磷在籽粒中的含量均明显高
于茎秆,说明其在各部位的积累量与施肥方式无关。
本研究还发现, 小麦籽粒中磷脂磷含量最高, 而茎
秆中活性无机磷含量最高。这可能是由于小麦成熟
期, 生殖器官中的磷大部分以有机态贮存起来, 以
供给种子的生理需求, 而该期茎秆中的磷要供给生
殖器官的需要, 故以可移动的无机磷为主。相关分
析表明, 小麦籽粒各形态磷与全磷间显著相关, 说
明不同施肥处理下, 小麦籽粒中各形态磷的变化与
其全磷的变化一致。籽粒磷脂磷与其他 3 种形态磷
显著相关 , 说明在作物籽粒磷的整个循环过程中 ,
磷脂磷与其他形态磷之间存在一个动态平衡过程 ,
它们之间存在着一定程度的相互影响和制约, 以维
持作物生理所需。
施肥对作物生长、产量和品质均有重要影响。
本研究表明, 施肥方式还影响着作物体内各形态磷
276 中国生态农业学报 2009 第 17卷
表 3 小麦体内各形态磷含量之间的相关性
Tab. 3 Correlation between different forms-P contents in wheat
全磷
Total-P
磷脂磷
Lecithoid-P
活性有机磷
Labile organic-P
活性无机磷
Labile inorganic-P
未知形态磷
Unkown forms-P
籽粒 Grain 磷脂磷 Lecithoid-P 0.729**
活性有机磷 Labile organic-P 0.928** 0.542*
活性无机磷 Labile inorganic-P 0.470* 0.480* 0.310
未知形态磷 Unkown forms-P 0.896** 0.595** 0.850** 0.296
茎秆 Stem 磷脂磷 Lecithoid-P 0.329
活性有机磷 Labile organic-P −0.040 −0.368
活性无机磷 Labile inorganic-P 0.819** 0.390 −0.266
未知形态磷 Unkown forms-P 0.211 −0.296 0.527* −0.181
*表示 0.05水平显著, **表示 0.01水平显著。* and ** mean that correlations are significant at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
的含量。已有研究证明, 施有机肥可以增加作物全
磷的含量[16], 本研究证明单施有机肥不但可以提高
小麦体内全磷的含量, 还可以促进小麦籽粒中各形
态磷的含量。这可能是由于施用有机肥明显增加了
土壤磷酸酶活性和作物根系活力 [17,18], 提高了土壤
磷的有效性, 促进了小麦对磷的吸收。由于磷脂磷
对作物品质有很大影响, 建议尽量多施有机肥, 以
提高作物品质。本研究还发现, 有机肥处理反而阻
碍了小麦茎秆中活性有机磷的积累, 产生这种现象
的机制尚不清楚 , 需进一步研究。有机无机配施
(1/2OM+1/2NPK)是公认的合理施肥方式, 但本文发
现, 其只对小麦全磷、未知态磷及籽粒活性有机磷
有较显著的促进作用。这说明有机无机配施对小麦
体内磷的形态影响效果不如单施有机肥明显。
4种无机肥处理(NK、PK、NP、NPK)对小麦体
内磷形态的影响没有有机肥处理明显。这是因为单
施无机肥土壤磷的有效性较低, 而施有机肥或有机
无机配施则可以提高土壤中有效磷的含量, 有利于
小麦籽粒中磷的积累。由于土壤本身富钾、缺磷, 因
此 NK 处理下, 小麦体内各形态磷的含量均低于其
他施肥处理, 大都与CK间无显著差异, 籽粒活性有
机磷甚至显著低于 CK, 这可能与过量施钾有关。PK
处理下, 籽粒全磷、活性有机磷、未知态磷均高于
其他无机肥处理, 这是由于土壤中严重缺氮, 作物
生长很差, 大量的磷被作物奢侈吸收, 积压在籽粒
和茎秆中, 所以 PK处理的磷含量较高。基于土壤富
钾、缺磷、缺氮的特点来说, NP处理是较合理的施
肥方式。研究发现, 与 CK及其他处理比, NP处理小
麦茎秆有机磷(活性有机磷、磷脂磷)显著增加, 而
NPK 处理则无明显优势。说明在该富钾土壤上, 可
以减少或不施钾肥以避免浪费。
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