论文部分内容阅读
摘要 [目的]探讨红壤上玉米适宜的磷肥施用量。[方法]通过盆栽试验，研究了0、60、120、180、240 kg/hm2磷肥施用量对玉米生长、养分积累及红壤中全磷和有效磷含量变化的影响。[结果]磷肥施用量为120 kg/hm2时，红壤中玉米株高、茎粗均优于其他处理，磷肥施用量为120、180 kg/hm2时促进玉米生物量的积累，提高植株磷养分含量。土壤有效磷含量和全磷含量随着磷肥施用量的增加而增加。[结论]红壤中玉米的适宜磷用量为120 kg/hm2。
关键词 磷；红壤；玉米；生长发育；养分积累
中图分类号 S513；S143.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）25-0034-03
Abstract [Objective]The suitable phosphate fertilizer rates on corn in red soil were discussed.[Method]A pot experiment was conducted to investigate the effects of different phosphorous fertilizer rates（0，60，120，180，240 kg/hm2）
on the maize growth，nutrient accumulation，soil total phosphorus and soil available phosphorus in red soil.[Result]The maize height and stem diameter were superior to other treatments when the phosphate fertilizer application rate was 120 kg/hm2.It could improve corn biomass accumulation and plant phosphorous when the phosphorous fertilizer rates were 120 kg/hm2and 180 kg/hm2.It was found that soil total phosphorus and soil available phosphorus were increased with increasing the phosphorous fertilizer.[Conclusion]Applying 120 kg/hm2 phosphorus fertilizer is the most rational dosage.
Key words Phosphorus；Red soil；Corn；Growth and development；Nutrient accumulation
磷是植物生長必需的大量营养元素之一，是体内许多重要化合物的组分，其以多种途径参与新陈代谢，是玉米所需三大营养元素之一[1-3]。施用磷肥不仅可以提高玉米光合生产率和产量，而且可以促进玉米对氮磷钾养分的吸收，改善玉米品质[4-5]。但是，若大量施磷，则磷肥的增产效益和利用率降低[6]。我国南方高温多雨，土壤风化强烈，富铝化作用明显，大多数土壤呈酸性或强酸性[7]。玉米是我国主要粮食作物之一，需肥量较大，是对磷肥较为敏感的作物。很多学者就有关玉米对磷的吸收机理、磷肥利用率等方面进行了研究[8-9]，也有关于磷肥施用方式对玉米磷素吸收和产量影响的研究[1，10-11]，而针对红壤中磷肥施用量的研究鲜见报道。笔者通过盆栽试验研究不同梯度磷施用量对红壤玉米生长、磷元素吸收积累及土壤有效磷、全磷含量的影响，旨在探明红壤上玉米生长的适宜磷用量，为玉米养分管理提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地与材料
试验于2015年4—6月在华南农业大学资源环境学院温室进行。供试土壤为红壤，取自广东省湛江市，土壤pH为5.56，电导率为0.61 mS/cm，有机质含量为12.80 g/kg，碱解氮为72.30 mg/kg，速效磷含量为0.79 mg/kg，速效钾含量为110.00 mg/kg。供试作物为玉米，品种为郑单958。供试肥料为尿素（含N 46%）、磷酸二氢钾（含P2O5 52%，K2O 34%）、氯化钾（含K2O 63%）。
1.2 试验设计与实施
试验在等氮、钾施肥量条件下，根据不同磷用量设置5个处理，每处理3次重复，各处理见表1。5个处理的氮、钾施用量相同。
于2015年4月17日播种，4月26日移苗定植，6月5日收获。施肥时将各处理肥料分成5等份共5次施用，施肥时间从移苗后的第5天开始，每7 d施肥1次，施肥方式为将肥料稀释100倍淋施。
1.3 测定项目及方法
株高：地表至植株最高点，测量3次取均值；茎粗：用游标卡尺测量距地10 cm处玉米直径；玉米植株生物量：样品收获后，将茎叶和根系剪断分开，在105 ℃下杀青30 min后，70～ 80 ℃烘干至恒重并称重；H2SO4-H2O2联合消煮后，采用钼锑抗比色法测定全磷和有效磷含量[12]。
1.4 数据处理
该试验所有数据均用Excel 2003进行平均数和标准差计算，并且利用SAS9.0统计软件进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 不同磷施用量对玉米生长的影响
2.1.1 株高。由图1可知，第1次测定时T5处理玉米的株高显著低于其他处理，T3、T4处理与T2处理间差异显著。第2次测定时，T5处理玉米的株高仍显著低于其他处理，T1、T2、T3、T4处理间差异不显著。第3次测定时，T3处理显著高于T1、T4和T5处理，与T2处理间差异不显著。该研究表明在红壤上不同磷用量会对玉米株高产生一定影响，磷施用量为120 kg/hm2处理的效果优于其他处理，磷施用量过高时抑制玉米的生长。 2.1.2 茎粗。由图2可知，第1次测定时T1、T2、T3和T4处理茎粗显著大于T5处理。第2次测定时，玉米茎粗表现为T3>T2（T1）>T4（T5），T3处理玉米茎粗显著大于其他处理。第3次测定时，玉米茎粗表现为T3>T2（T4）>T1（T5）。随着玉米的生长发育，T3处理与其他处理间的差异越来越明显。
2.1.3 生物量。从表2可以看出，不同施磷量处理玉米茎叶、根系和整株生物量存在差异。T2、T3和T4处理茎叶干重显著高于T5和T1处理，T5与T1处理间差异显著，其中T2、T3、T4处理茎叶干重分别是T1处理的1.93倍、1.93倍、1.95倍。T4处理根系干重显著高于T1、T2、T3处理，与T5处理间差异不显著。玉米整株干重变化规律与茎叶干重一致，其中T2、T3、T4处理玉米整株干重分别比T1处理高9.04、9.09、9.35 g。磷肥施用量为60～120 kg/hm2处理玉米单株生物量高于不施磷和磷施用量过高的处理，为较适宜的磷肥施用量范围。
2.2 不同磷施用量对玉米磷养分含量的影响
从表3可以看出，茎叶中磷含量表现为T5>T4>T3>T2>T1，T3、T4、T5处理茎叶磷含量分别是T1处理磷含量的2.96倍、3.12倍和3.80倍。T1处理根系中磷含量显著低于其他处理，其他各处理间差异不显著。说明在红壤中随着施磷量的增加，玉米植株中磷含量增加。
2.3 不同磷施用量对红壤中土壤磷的影响
玉米盆栽试验后红壤中土壤磷状况因磷施用量不同而表现出一定的差异性。由表4可知，土壤有效磷含量表现为T5>T4>T3>T2>T1，T5、T4处理显著高于其他处理。T5处理土壤全磷含量显著高于其他处理，T4处理土壤全磷含量低于T5处理，但显著高于其余3个处理，T3处理土壤全磷含量显著高于T1处理，与T2处理差异不显著。土壤有效磷的增幅高于土壤全磷增幅，如T5处理土壤有效磷和全磷含量的增幅分别为T1处理的11.47倍和1.86倍。结果表明，磷肥施用量的增加可以提高土壤有效磷和全磷含量，其中有效磷含量增加更为明显。
3 结论与讨论
在红壤中进行玉米种植时，磷施用量不仅能促进玉米的生长发育和养分积累，还能增加土壤中有效磷和全磷含量，更适宜作物生长。该试验条件下，在红壤中，磷施用量为120 kg/hm2效果最佳，玉米株高、茎粗均优于其他处理，生物量也较高，植株茎叶和根系中磷含量在适宜范围。玉米对磷存在“奢侈吸收”现象[13]，当磷施用量为180 kg/hm2时，开始出现植株矮小的磷过量症状。研究表明在辽宁棕壤中玉米最高产施磷量为89～116 kg/hm2[6]，在新疆灰漠土中施磷量为75～150 kg/hm2时，玉米产量最高[14]；在河北潮土中磷肥施用量为88.1 kg/hm2时，玉米产量最高[15]；我国磷肥推荐用量平均为75 kg/hm2[16]。由于土壤和环境存在差异，不同土壤中玉米对磷元素的需求量不同，红壤中磷适宜施用量较棕壤和潮土高。因此，在玉米种植过程中应因地制宜施用适量的磷肥，保证满足玉米生长需求而不过量。研究表明，施用磷肥使土壤有效磷、全磷含量显著增加，与前人研究结果一致[17-18]。
植物生长状况受气候、土壤、肥料种類、水肥管理措施等多因素的影响。当选择其他玉米品种或种植其他作物时，红壤中适宜的磷肥施用量有待于进一步研究。
参考文献
[1]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.
[2] 沙晓晴，王西志，魏新燕，等.磷对不同玉米幼苗生长及根际磷素转化的影响[J].河北农业大学学报，2011，34（2）：13-17.
[3] 袁硕，李春俭，彭正萍，等.磷对不同玉米品种生长、体内磷循环和分配的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17（2）：310-316.
[4] IBRIKCI H，RYAN J，ULGER A C，et al.Maintenance of phosphorus fertilizer and residual phosphorus effect on corn production[J].Nutrient cycling in agroecosystems，2005，72（3）：279-286.
[5] BARBER S A，MACKAY A D.Root growth and phosphorus and potassium uptake by two corn genotypes in the field [J].Fertilizer research，1986，10（3）：217-230.
[6] 邢月华，汪仁，包红静，等.不同磷肥用量对玉米产量·效益及养分吸收的影响[J].安徽农业科学，2011，39（32）：19834-19835，19923.
[7] 邱燕，张鼎华.南方酸性土壤磷素化学研究进展[J].福建稻麦科技，2003，21（3）：14-17.
[8] 曹敏建，戴俊英，贾方伟，等.玉米苗期磷锌营养研究[J].土壤通报，1992，23（4）：165-167.
[9] LI R G，BARBER S A.Effect of phosphorus and potassium fertilizer on crop response and soil fertility in a longterm experiment[J].Fertilizer research，1988，15（2）：123-136.
[10] 耿玉辉，曹国军，叶青，等.磷肥不同施用方式对土壤速效磷及春玉米磷素吸收和产量的影响[J].华南农业大学学报，2013，34（4）：470-474.
[11] 张国桥，王静，刘涛，等.水肥一体化施磷对滴灌玉米产量、磷素营养及磷肥利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报，2014，20（5）：1103-1109.
[12] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000：54-55.
[13] 杜雄，边秀举，刘梦星，等.磷素营养对青饲玉米产量品质形成与肥水利用效果的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（3）：484-489.
[14] 赵靓，侯振安，李水仙，等.磷肥用量对土壤速效磷及玉米产量和养分吸收的影响[J].玉米科学，2014，22（2）：123-128.
[15] 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.
[16] 吴良泉，武良，崔振岭，等.中国玉米区域氮磷钾肥推荐用量及肥料配方研究[J].土壤学报，2015，52（4）：802-817.
[17] 赵靓.氮、磷化肥用量对土壤养分和玉米产量的影响[D].石河子：石河子大学，2014.
[18] 柴颖.氮磷肥配施对土壤速效养分及玉米产量的影响[D].石河子：石河子大学，2015.
关键词 磷；红壤；玉米；生长发育；养分积累
中图分类号 S513；S143.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）25-0034-03
Abstract [Objective]The suitable phosphate fertilizer rates on corn in red soil were discussed.[Method]A pot experiment was conducted to investigate the effects of different phosphorous fertilizer rates（0，60，120，180，240 kg/hm2）
on the maize growth，nutrient accumulation，soil total phosphorus and soil available phosphorus in red soil.[Result]The maize height and stem diameter were superior to other treatments when the phosphate fertilizer application rate was 120 kg/hm2.It could improve corn biomass accumulation and plant phosphorous when the phosphorous fertilizer rates were 120 kg/hm2and 180 kg/hm2.It was found that soil total phosphorus and soil available phosphorus were increased with increasing the phosphorous fertilizer.[Conclusion]Applying 120 kg/hm2 phosphorus fertilizer is the most rational dosage.
Key words Phosphorus；Red soil；Corn；Growth and development；Nutrient accumulation
磷是植物生長必需的大量营养元素之一，是体内许多重要化合物的组分，其以多种途径参与新陈代谢，是玉米所需三大营养元素之一[1-3]。施用磷肥不仅可以提高玉米光合生产率和产量，而且可以促进玉米对氮磷钾养分的吸收，改善玉米品质[4-5]。但是，若大量施磷，则磷肥的增产效益和利用率降低[6]。我国南方高温多雨，土壤风化强烈，富铝化作用明显，大多数土壤呈酸性或强酸性[7]。玉米是我国主要粮食作物之一，需肥量较大，是对磷肥较为敏感的作物。很多学者就有关玉米对磷的吸收机理、磷肥利用率等方面进行了研究[8-9]，也有关于磷肥施用方式对玉米磷素吸收和产量影响的研究[1，10-11]，而针对红壤中磷肥施用量的研究鲜见报道。笔者通过盆栽试验研究不同梯度磷施用量对红壤玉米生长、磷元素吸收积累及土壤有效磷、全磷含量的影响，旨在探明红壤上玉米生长的适宜磷用量，为玉米养分管理提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地与材料
试验于2015年4—6月在华南农业大学资源环境学院温室进行。供试土壤为红壤，取自广东省湛江市，土壤pH为5.56，电导率为0.61 mS/cm，有机质含量为12.80 g/kg，碱解氮为72.30 mg/kg，速效磷含量为0.79 mg/kg，速效钾含量为110.00 mg/kg。供试作物为玉米，品种为郑单958。供试肥料为尿素（含N 46%）、磷酸二氢钾（含P2O5 52%，K2O 34%）、氯化钾（含K2O 63%）。
1.2 试验设计与实施
试验在等氮、钾施肥量条件下，根据不同磷用量设置5个处理，每处理3次重复，各处理见表1。5个处理的氮、钾施用量相同。
于2015年4月17日播种，4月26日移苗定植，6月5日收获。施肥时将各处理肥料分成5等份共5次施用，施肥时间从移苗后的第5天开始，每7 d施肥1次，施肥方式为将肥料稀释100倍淋施。
1.3 测定项目及方法
株高：地表至植株最高点，测量3次取均值；茎粗：用游标卡尺测量距地10 cm处玉米直径；玉米植株生物量：样品收获后，将茎叶和根系剪断分开，在105 ℃下杀青30 min后，70～ 80 ℃烘干至恒重并称重；H2SO4-H2O2联合消煮后，采用钼锑抗比色法测定全磷和有效磷含量[12]。
1.4 数据处理
该试验所有数据均用Excel 2003进行平均数和标准差计算，并且利用SAS9.0统计软件进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 不同磷施用量对玉米生长的影响
2.1.1 株高。由图1可知，第1次测定时T5处理玉米的株高显著低于其他处理，T3、T4处理与T2处理间差异显著。第2次测定时，T5处理玉米的株高仍显著低于其他处理，T1、T2、T3、T4处理间差异不显著。第3次测定时，T3处理显著高于T1、T4和T5处理，与T2处理间差异不显著。该研究表明在红壤上不同磷用量会对玉米株高产生一定影响，磷施用量为120 kg/hm2处理的效果优于其他处理，磷施用量过高时抑制玉米的生长。 2.1.2 茎粗。由图2可知，第1次测定时T1、T2、T3和T4处理茎粗显著大于T5处理。第2次测定时，玉米茎粗表现为T3>T2（T1）>T4（T5），T3处理玉米茎粗显著大于其他处理。第3次测定时，玉米茎粗表现为T3>T2（T4）>T1（T5）。随着玉米的生长发育，T3处理与其他处理间的差异越来越明显。
2.1.3 生物量。从表2可以看出，不同施磷量处理玉米茎叶、根系和整株生物量存在差异。T2、T3和T4处理茎叶干重显著高于T5和T1处理，T5与T1处理间差异显著，其中T2、T3、T4处理茎叶干重分别是T1处理的1.93倍、1.93倍、1.95倍。T4处理根系干重显著高于T1、T2、T3处理，与T5处理间差异不显著。玉米整株干重变化规律与茎叶干重一致，其中T2、T3、T4处理玉米整株干重分别比T1处理高9.04、9.09、9.35 g。磷肥施用量为60～120 kg/hm2处理玉米单株生物量高于不施磷和磷施用量过高的处理，为较适宜的磷肥施用量范围。
2.2 不同磷施用量对玉米磷养分含量的影响
从表3可以看出，茎叶中磷含量表现为T5>T4>T3>T2>T1，T3、T4、T5处理茎叶磷含量分别是T1处理磷含量的2.96倍、3.12倍和3.80倍。T1处理根系中磷含量显著低于其他处理，其他各处理间差异不显著。说明在红壤中随着施磷量的增加，玉米植株中磷含量增加。
2.3 不同磷施用量对红壤中土壤磷的影响
玉米盆栽试验后红壤中土壤磷状况因磷施用量不同而表现出一定的差异性。由表4可知，土壤有效磷含量表现为T5>T4>T3>T2>T1，T5、T4处理显著高于其他处理。T5处理土壤全磷含量显著高于其他处理，T4处理土壤全磷含量低于T5处理，但显著高于其余3个处理，T3处理土壤全磷含量显著高于T1处理，与T2处理差异不显著。土壤有效磷的增幅高于土壤全磷增幅，如T5处理土壤有效磷和全磷含量的增幅分别为T1处理的11.47倍和1.86倍。结果表明，磷肥施用量的增加可以提高土壤有效磷和全磷含量，其中有效磷含量增加更为明显。
3 结论与讨论
在红壤中进行玉米种植时，磷施用量不仅能促进玉米的生长发育和养分积累，还能增加土壤中有效磷和全磷含量，更适宜作物生长。该试验条件下，在红壤中，磷施用量为120 kg/hm2效果最佳，玉米株高、茎粗均优于其他处理，生物量也较高，植株茎叶和根系中磷含量在适宜范围。玉米对磷存在“奢侈吸收”现象[13]，当磷施用量为180 kg/hm2时，开始出现植株矮小的磷过量症状。研究表明在辽宁棕壤中玉米最高产施磷量为89～116 kg/hm2[6]，在新疆灰漠土中施磷量为75～150 kg/hm2时，玉米产量最高[14]；在河北潮土中磷肥施用量为88.1 kg/hm2时，玉米产量最高[15]；我国磷肥推荐用量平均为75 kg/hm2[16]。由于土壤和环境存在差异，不同土壤中玉米对磷元素的需求量不同，红壤中磷适宜施用量较棕壤和潮土高。因此，在玉米种植过程中应因地制宜施用适量的磷肥，保证满足玉米生长需求而不过量。研究表明，施用磷肥使土壤有效磷、全磷含量显著增加，与前人研究结果一致[17-18]。
植物生长状况受气候、土壤、肥料种類、水肥管理措施等多因素的影响。当选择其他玉米品种或种植其他作物时，红壤中适宜的磷肥施用量有待于进一步研究。
参考文献
[1]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.
[2] 沙晓晴，王西志，魏新燕，等.磷对不同玉米幼苗生长及根际磷素转化的影响[J].河北农业大学学报，2011，34（2）：13-17.
[3] 袁硕，李春俭，彭正萍，等.磷对不同玉米品种生长、体内磷循环和分配的影响[J].植物营养与肥料学报，2011，17（2）：310-316.
[4] IBRIKCI H，RYAN J，ULGER A C，et al.Maintenance of phosphorus fertilizer and residual phosphorus effect on corn production[J].Nutrient cycling in agroecosystems，2005，72（3）：279-286.
[5] BARBER S A，MACKAY A D.Root growth and phosphorus and potassium uptake by two corn genotypes in the field [J].Fertilizer research，1986，10（3）：217-230.
[6] 邢月华，汪仁，包红静，等.不同磷肥用量对玉米产量·效益及养分吸收的影响[J].安徽农业科学，2011，39（32）：19834-19835，19923.
[7] 邱燕，张鼎华.南方酸性土壤磷素化学研究进展[J].福建稻麦科技，2003，21（3）：14-17.
[8] 曹敏建，戴俊英，贾方伟，等.玉米苗期磷锌营养研究[J].土壤通报，1992，23（4）：165-167.
[9] LI R G，BARBER S A.Effect of phosphorus and potassium fertilizer on crop response and soil fertility in a longterm experiment[J].Fertilizer research，1988，15（2）：123-136.
[10] 耿玉辉，曹国军，叶青，等.磷肥不同施用方式对土壤速效磷及春玉米磷素吸收和产量的影响[J].华南农业大学学报，2013，34（4）：470-474.
[11] 张国桥，王静，刘涛，等.水肥一体化施磷对滴灌玉米产量、磷素营养及磷肥利用效率的影响[J].植物营养与肥料学报，2014，20（5）：1103-1109.
[12] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000：54-55.
[13] 杜雄，边秀举，刘梦星，等.磷素营养对青饲玉米产量品质形成与肥水利用效果的影响[J].植物营养与肥料学报，2008，14（3）：484-489.
[14] 赵靓，侯振安，李水仙，等.磷肥用量对土壤速效磷及玉米产量和养分吸收的影响[J].玉米科学，2014，22（2）：123-128.
[15] 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.
[16] 吴良泉，武良，崔振岭，等.中国玉米区域氮磷钾肥推荐用量及肥料配方研究[J].土壤学报，2015，52（4）：802-817.
[17] 赵靓.氮、磷化肥用量对土壤养分和玉米产量的影响[D].石河子：石河子大学，2014.
[18] 柴颖.氮磷肥配施对土壤速效养分及玉米产量的影响[D].石河子：石河子大学，2015.