楊威等
摘 要:磷素是一切動(dòng)植物賴以生存的物質(zhì)之一,磷肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的養(yǎng)料。該文綜述了磷肥對(duì)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以期為磷肥的合理施用提供建議。
關(guān)鍵詞:磷肥;農(nóng)作物;產(chǎn)量;品質(zhì)
中圖分類號(hào) S143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)20-66-03
Abstract:Phosphorus (P)is one of the substances that human and all animals and plants depend on for existence. P is an indispensable nutrients in agricultural production.The effects of P fertilizer on yield and quality of crop, economic crop and vegetable crop were reviewed in this paper, in order to provide the suggestions for the reasonable application of P fertilizer.
Key words:P fertilizer;Crop;Yield;Qualilty
磷肥全稱磷素肥料,指具有磷標(biāo)明量,以給作物提供磷養(yǎng)分為主要功效的單元肥料。磷是作物生長過程中必需的三大元素(氮、磷、鉀)之一,是重要的營養(yǎng)元素。磷是組成細(xì)胞核、原生質(zhì)的重要元素,是核酸及核苷酸的組成部分。另外,磷幾乎參與了作物光合作用各個(gè)階段的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)和能量傳遞,是作物生長發(fā)育過程中必不可少的養(yǎng)分,對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等具有重要影響。
合理的施用磷肥能使作物莖枝堅(jiān)韌,促使花芽形成,果實(shí)早熟,并能使作物生長發(fā)育良好,多發(fā)新根,提高抗寒、抗旱能力;磷肥施用不足則造成作物生長緩慢,花果小,成熟晚,缺磷時(shí)通常老葉先出現(xiàn)病癥。磷肥對(duì)于作物的影響有多方面,如對(duì)根系生長、營養(yǎng)生長、作物體內(nèi)激素含量以及作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響等。本文主要從磷肥對(duì)我國主要糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面進(jìn)行綜述,以期為磷肥的合理施用提供一定的依據(jù)。
1 磷肥對(duì)糧食作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響
糧食作物是指以收獲成熟果實(shí)為目的,經(jīng)過去殼、碾磨等加工程序后成為人類基本食量的一類作物,主要包括玉米、小麥、水稻、豆類、薯類、青稞和蠶豆等,其中,前3種作物總量超過世界食物的1/2,是人類的主要食物來源。
玉米是我國各地區(qū)的主要糧食作物之一,也是典型的磷敏感型作物。在低磷水平下,對(duì)吉林省北部半干旱區(qū)春玉米葉綠素a的合成影響較小,而高磷水平下,則有利于葉綠素b的合成,且適當(dāng)?shù)卦黾恿追适┯昧浚砂l(fā)揮葉綠素光合作用的潛能[1]。磷肥對(duì)春玉米籽粒中的淀粉含量和容重影響較大,對(duì)于籽粒中的脂肪和蛋白質(zhì)含量影響較小,在高油玉米的拔節(jié)期至灌漿期,施磷量越高,莖粗增速越快,穗位高度增幅越大;磷肥對(duì)于葉面積指數(shù)的前期影響有限,對(duì)開花期和灌漿期的影響明顯[2]。氮、磷、鉀肥對(duì)玉米生長的影響程度從大到小依次為氮肥、鉀肥和磷肥。由于大部分地區(qū)玉米主要偏施氮肥,導(dǎo)致玉米增產(chǎn)幅度變小,甚至出現(xiàn)減產(chǎn),應(yīng)做到合理配施磷肥才能獲得較好效果。在江漢平原的研究表明,施用磷肥不但能提高玉米產(chǎn)量,還明顯地提高了其經(jīng)濟(jì)收益[3]。
一般認(rèn)為,氮素可直接影響作物的光合作用,而磷素則通過改善作物體內(nèi)的水分關(guān)系、促進(jìn)根系吸收等間接影響其光合作用。在旱地施用磷肥,可以滿足小麥生產(chǎn)過程對(duì)營養(yǎng)元素的需求,并促進(jìn)其生長發(fā)育,提高光合速率[4-5]。施用磷肥能提高根系活躍吸收面積和根系活力,可明顯增強(qiáng)小麥對(duì)于干旱環(huán)境的適應(yīng)能力[6]。灌水與施磷均可促進(jìn)小麥的光合作用,降低胞間CO2濃度,增加氣孔導(dǎo)度。適宜的水分和磷肥配施可明顯改善小麥的光合狀況,緩解水分脅迫造成的影響。適宜的水分條件下,小麥葉面積指數(shù)和葉綠素含量隨磷肥施用量的增加而增加[7]。氮磷肥料的合理配施,可顯著提高小麥抽穗后的干物質(zhì)累積量,提高冬小麥小穗數(shù)和穗粒數(shù)[8]。另外,磷肥對(duì)于大麥籽粒的植酸積累也有一定調(diào)節(jié)作用。小麥?zhǔn)菍?duì)磷素反應(yīng)敏感的農(nóng)作物,在缺磷的土壤中施用磷肥可使小麥顯著增產(chǎn),且土壤速效磷含量月底,施磷后的增產(chǎn)效果越好,產(chǎn)量隨施磷量增加而提高[9]。
水稻屬于直接經(jīng)濟(jì)作物,是世界上1/3人口的主食。我國水稻主產(chǎn)區(qū)為東北地區(qū)、長江流域和珠江流域。隨著分蘗肥施用時(shí)期的后移,水稻生育期延遲,株高和空秕率逐漸增加,穗長、褐變發(fā)病率降低,穗頸瘟增加,倒伏程度沒有明顯變化,故建議在水稻返青后立即施用分蘗肥[10]。目前,水稻被認(rèn)為是鎘吸收最強(qiáng)的大宗谷類作物,稻田中還存在銅、鋅、鉛等多種重金屬復(fù)合污染的情況,而采取適宜的田間調(diào)控措施(如選擇適宜比例的氮、磷肥)可降低水稻對(duì)各種重金屬的吸收及其在稻米中的積累。施磷量的增加有利于提高單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率,但千粒重有下降趨勢(shì),適當(dāng)增施磷肥有利于提高水稻產(chǎn)量[11]。在磷水平較低的砂姜黑土上,增施磷肥可使稻谷增產(chǎn),且效果顯著[12]。
2 磷肥對(duì)經(jīng)濟(jì)作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響
經(jīng)濟(jì)作物又被稱為技術(shù)作物、工業(yè)原料作物,指具有某種特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)用途的農(nóng)作物。我國主要的經(jīng)濟(jì)作物包括棉花、花生、大豆、甘蔗、茶葉等。
棉花是需磷較多的作物,土壤中速效磷含量及施磷量對(duì)其生長發(fā)育具有重要影響。我國棉區(qū)范圍廣闊,可劃分為三大棉區(qū):長江流域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)和新疆棉區(qū)。棉花是新疆重要的經(jīng)濟(jì)作物,而磷素是新疆棉花高產(chǎn)的第二大限制因子。陳波浪等[13]對(duì)與新疆棉田的研究表明:增加磷肥施用量,可顯著增加棉田土壤速效磷和全磷含量、磷素活化系數(shù),并能增加棉花對(duì)于磷素的吸收和干物質(zhì)積累。在相同施磷量條件下,不同施肥方式與棉花品質(zhì)密切相關(guān),如對(duì)于棉花蕾期、花鈴期的單株生物量而言,條施過磷酸鈣比全部作基肥增加64.7%和53.8%,條施磷酸二銨比全部作基肥增加25.6%和17.3%[14];播種前底施磷肥360kg·hm-2,邯棉802的產(chǎn)量較高且纖維品質(zhì)最好,能夠?qū)崿F(xiàn)棉花產(chǎn)量與纖維品質(zhì)的最佳結(jié)合[15]。在灌水、中耕等措施基本相同的條件下,棉花產(chǎn)量與施磷肥方式密切相關(guān),增產(chǎn)效果依次為秋基深施磷肥>春基深施磷肥>春切施磷肥。秋基深施磷肥是奪取棉花高產(chǎn)、提高磷肥利用率的重要措施[16]。
大豆是我國的重要經(jīng)濟(jì)作物,黑龍江省是我國大豆的主產(chǎn)區(qū),大豆產(chǎn)量占我國大豆總產(chǎn)量的1/3左右。在有效磷含量較低的土壤中,施磷肥能顯著增加大豆產(chǎn)量,并使大豆蛋白質(zhì)含量增加1.0%~1.5%[17]。劉波[18]研究表明,施磷肥能提高大豆葉片GS活性,提高開花后SPS活性,有利于碳水化合物的合成和積累,提高后期可溶性糖含量,促進(jìn)籽粒灌漿;在施用磷肥前期,能促進(jìn)大豆根系發(fā)育,增加葉面積指數(shù),后期有利于干物質(zhì)的積累;施磷肥有利于提高大豆蛋白質(zhì)和脂肪的單位面積產(chǎn)量,卻降低了籽粒中脂肪含量;施磷肥可降低棕櫚酸和亞麻酸的含量,提高油酸含量。施磷肥能增強(qiáng)大豆品質(zhì),且在最佳的施磷量范圍內(nèi),可優(yōu)化大豆油分組成,但不同品種之間存在差異,如磷肥對(duì)高油大豆品種脂肪含量的影響高于高蛋白大豆品種;施磷量對(duì)不同大豆品種植株及各器官磷素含量有較大影響,高油大豆品種的需磷量多于中間型品種和高蛋白品種[19]。
中國花生產(chǎn)區(qū)分布很廣,各地均有種植,其中山東省約占全國花生生產(chǎn)面積的1/4,占全國花生總產(chǎn)量的1/3。增施磷肥可促進(jìn)花生植株生長及干物質(zhì)積累,提高花生葉面積指數(shù),增加葉片的葉綠素含量,提高功能葉凈光合速率,增加光合產(chǎn)物的積累,為碳氮代謝提供充足的底物,并且能提高花生前期葉片中的蔗糖含量,同時(shí)花生莖、殼、籽仁中的蔗糖含量也有所增加;隨著施磷肥量的增加,花生籽仁中可溶性糖含量和粗蛋白含量均有所提高,脂肪含量在一定范圍內(nèi)隨施磷量增加而增加,過施反而降低[20]。花生施用生物磷肥后,出苗早、苗壯,成熟期提前,莢果飽滿。適量增施磷肥,能提高花生莢果產(chǎn)量和總生物量,提高花生經(jīng)濟(jì)系數(shù)。
3 磷肥對(duì)蔬菜作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響
隨著人民生活水平的提高,我國蔬菜種植面積大幅擴(kuò)大,已經(jīng)超過油料作物,成為僅次于糧食的第二大農(nóng)作物。目前我國主要的蔬菜作物有白菜、辣椒、黃瓜、番茄、茄子、蕓豆等。
白菜是我國的原產(chǎn)和特產(chǎn)蔬菜,在全國各地普遍栽培,在我國的蔬菜生產(chǎn)和消費(fèi)中占據(jù)重要地位。施用磷肥可顯著增加土壤灌溉滯留水中可溶態(tài)磷含量,并顯著增加白菜產(chǎn)量[21]。增施磷肥顯著增加了白菜地上部和根中全磷濃度,對(duì)全氮和全鉀濃度無顯著影響,卻顯著降低了白菜地上部鈣和鋅的濃度。孟娜[22]的研究表明:白菜土壤中的全磷和有機(jī)磷含量大于相鄰糧田土壤,隨著施磷量的增加,白菜土壤中的全磷含量顯著增加,Olsen-P含量也越來越高,土壤中有機(jī)磷含量逐漸增加,但其在全磷中所占比例逐漸降低,說明過高的磷肥用量抑制了白菜土壤中的有機(jī)磷含量。
番茄是需肥量較大的蔬菜之一,合理的養(yǎng)分供應(yīng)對(duì)提高番茄產(chǎn)量和品質(zhì)起著重要作用。施用生物磷肥,可顯著提高了番茄苗期葉片中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量,顯著提高植株根系活力,提高其生理活性[23]。適宜的磷肥用量,可提高番茄苗期光合能力,增加葉片葉綠素含量和可溶性糖含量,降低MDA含量,提高番茄抗性;而過量施用磷肥,則會(huì)降低番茄葉片的生理活性。宋君柳[24]研究表明,磷肥基肥與追肥配施且比例為6∶4時(shí),盆栽番茄中的可溶性糖含量、維生素C、可溶性固形物含量均有一定程度的提高,表明這種磷肥施用方式有利于提高番茄的營養(yǎng)價(jià)值。
劉藜等研究表明,不施磷肥使辣椒生長受到嚴(yán)重制約,產(chǎn)量只有正常施用磷肥的72.5%~11.6%;施用磷肥對(duì)辣椒的果實(shí)重量、果徑、分枝和產(chǎn)量均有明顯的促進(jìn)作用[25]。在一定的范圍內(nèi),增施磷肥能明顯促進(jìn)辣椒生長,提高辣椒產(chǎn)量。長期以來,辣椒施肥均以經(jīng)驗(yàn)施肥為主,重氮、輕磷、少鉀,致使肥料利用率低,辣椒生產(chǎn)成本高,從而降低了其經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)語
磷作為一種生命元素,對(duì)于動(dòng)植物生命體都具有重大意義,它參與生物體內(nèi)一系列的新陳代謝活動(dòng),自始至終貫穿于生物成長、繁衍的全過程,是生命活動(dòng)中必不可少的元素。在作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效栽培中,磷對(duì)于養(yǎng)分協(xié)調(diào)供應(yīng)具有不可取代的作用。在缺磷土壤中適量施用磷肥,對(duì)于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)具有正面影響,但過量施用磷肥對(duì)作物品質(zhì)和產(chǎn)量無益,今后應(yīng)該結(jié)合各地的生產(chǎn)實(shí)際,探索合理的磷肥使用方案,以更好地提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
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(責(zé)編:張宏民)