陳益，王正銀*，唐靜，張曉玲，楊東，向華輝，李戎

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716；2.重慶市九龍坡區(qū)農(nóng)林水電局，重慶 400700)

磷肥用量對石灰性紫色土壤油麥菜產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分形態(tài)的影響

陳益1，王正銀1*，唐靜1，張曉玲1，楊東1，向華輝2，李戎2

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716；2.重慶市九龍坡區(qū)農(nóng)林水電局，重慶 400700)

摘要：通過大田試驗研究了兩種磷含量石灰性紫色菜園土不同磷(0，45，90，135，180，270 kg/hm2)施肥水平對油麥菜產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分形態(tài)的影響。結(jié)果表明，兩個試驗點施用磷肥均能顯著提高油麥菜產(chǎn)量，增產(chǎn)率分別為9.5%～26.7%和8.1%～21.3%，均以P4(180 kg P2O5/hm2)最高，且施用磷肥對油麥菜的增產(chǎn)效果以試驗點1(含湖村)優(yōu)于試驗點2(含金村)。磷肥施用量與油麥菜產(chǎn)量存在極顯著的二次回歸關(guān)系，試驗點1油麥菜最高產(chǎn)量和經(jīng)濟最佳產(chǎn)量施磷量為219和215 kg/hm2，試驗點2為195和191 kg/hm2。試驗點1各處理維生素C、氨基酸和可溶性糖含量均呈下降趨勢，以P2降幅最大(達15.8%，27.8%和14.0%)，而硝酸鹽含量呈上升趨勢；試驗點2各處理油麥菜維生素C含量呈上升趨勢，以P4、P5增幅較大(為6.3%和20.4%)，氨基酸和可溶性糖含量呈降低趨勢，以P4降幅最大(為35.0%和8.3%)，硝酸鹽含量呈下降趨勢，以P2降幅最大(6.9%)。兩個試驗點油麥菜全氮磷含量均以P4最高，氮磷鉀養(yǎng)分形態(tài)均分別以蛋白氮、非蛋白磷、非蛋白鉀為主。各養(yǎng)分以鉀素與油麥菜品質(zhì)間的關(guān)系更為密切，試驗點1油麥菜全鉀含量與維生素C、氨基酸含量均呈顯著正相關(guān)，而試驗點2油麥菜蛋白鉀含量與維生素C含量呈顯著負(fù)相關(guān)。兩個試驗點油麥菜磷素利用率均以P1最高(8.14%和9.38%)，P4次之(4.64%和7.42%)。綜合油麥菜各指標(biāo)效應(yīng)認(rèn)為，在本研究區(qū)域有效磷(30～60 mg/kg)缺乏的石灰性紫色菜園土壤環(huán)境條件下，推薦施磷量為180 kg P2O5/hm2。

關(guān)鍵詞：石灰性紫色土；磷肥；油麥菜；產(chǎn)量；品質(zhì)

Effects of phosphate fertilizer on yield, quality and plant nutrient form in lettuce in ‘calcareous purple’ soil

CHEN Yi1, WANG Zheng-Yin1*,TANG Jing1, ZHANG Xiao-Ling1, YANG Dong1, XIANG Hua-Hui2, LI Rong2

1.CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400716，China; 2.AgriculturalBureauofJiulongpoChongqing,Chongqing400700，China

Abstract:Field experiments were conducted to examine lettuce production in ‘calcareous purple’ soils with six different phosphate (P) levels (0, 45, 90, 135, 180 and 270 kg/ha P2O5) at two sites (1. Hanhu village and 2. Hanjin village) in order to investigate effects of the different P fertilizer levels on yield, quality and plant nutrient form in lettuce. Yields of lettuce for the two sites were significantly increased (9.5%-26.7% and 8.1%-21.3%, respectively) by application of P fertilizer and maximum yields were obtained from the P4treatment (180 kg P2O5/ha). There was a significant quadratic regression relationship between P fertilizer rates and yields of lettuce, the maximum yield and economic optimum application rates were, respectively, 219 and 215 kg/ha (P2O5) for site No.1, and 195 and 191 kg/ha for experimental site No.2. Contents of vitamin C, amino acids and soluble sugar of lettuce were reduced in all treatments and in the P2treatment were decreased, respectively, by 15.8%, 27.8% and 14.0% for site No.1. At site No. 2, nitrate contents of the lettuce were decreased and vitamin C contents were improved in all treatments and were increased by 6.3% and 20.4% in P4and P5treatments, respectively. Levels of amino acids and soluble sugar were reduced in all treatments and for the P4treatment were decreased by 35.0% and 8.3%, respectively. Nitrate contents were reduced, with the P2treatment decreased by 6.9%. The highest contents of total-N and total-P of lettuce were achieved in the P4treatment for both experimental sites. With respect to forms of plant nutrients: N, P and K were mainly present as protein-N, non-protein-P and non-protein-K, respectively in the lettuce. K levels correlated more closely with lettuce quality than did N and P levels. Total-K showed a significantly positive correlation with vitamin C and amino acid levels for site No.1, but protein-K showed a negative correlation with vitamin C for site No.2. The maximum P use efficiency was obtained from the P1treatment (8.14% and 9.38%, respectively), followed by the P4treatment (4.64% and 7.42%, respectively), for the two experimental sites. Overall, from this study, the recommended application rate of P fertilizer for P-deficient ‘calcareous purple soil’ used for vegetable production was 180 kg/ha (P2O5) under these conditions.

Key words:calcareous purple soil；phosphate fertilizer；lettuce；yield；quality

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹参镄允称?，隨著生活水平的提高，人們對蔬菜的需求量日益增加，對蔬菜的品質(zhì)要求也越來越高。油麥菜(Lactucasativa)是一種常見的綠葉蔬菜，其質(zhì)地脆嫩，風(fēng)味獨特，富含多種維生素和礦物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)價值，且抗病性強[1]。在蔬菜生產(chǎn)中，土壤磷素虧缺影響植株生長，影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。通常情況下，根據(jù)土壤有效磷含量確定磷肥施用量是一個十分有效的方法。然而迄今對菜園土壤有效磷缺乏臨界指標(biāo)研究較少，特別是石灰性紫色菜園土壤的有效磷易被碳酸鹽固定，化學(xué)方法測定的土壤有效磷生物有效性低，雖已有研究者提出菜園土壤有效磷的缺乏范圍[3]，但對此開展的驗證研究工作甚少，尚難廣泛用于指導(dǎo)菜園土壤合理施用磷肥。

近年來隨著蔬菜生產(chǎn)的快速發(fā)展和經(jīng)濟效益的提高，菜農(nóng)過量施肥和盲目施肥的現(xiàn)象較為普遍，即使是葉類蔬菜生產(chǎn)中也常常采用通用型(1∶1∶1)的高濃度復(fù)合肥料，且施肥量大，以致肥料磷素當(dāng)季利用效率低，菜園土壤磷素累積現(xiàn)象明顯[4]。我國磷肥資源特別是高濃度磷礦資源十分有限[5]，過量施用磷肥加速磷礦資源消耗[6]，導(dǎo)致土壤有效磷過高[7]，進而增大土壤磷素向水體流失造成富營養(yǎng)化的生態(tài)環(huán)境問題[8-11]。研究表明，施磷量在一定的范圍內(nèi)，蔬菜產(chǎn)量隨施磷量的增加呈先升高后略有降低的變化趨勢[12]，且蔬菜種類、種植模式和菜園土壤類型等不同,是導(dǎo)致施磷量差異大的原因之一[13]。通常葉類蔬菜根系分布較淺，要求土壤中的有效養(yǎng)分特別是磷素養(yǎng)分含量高才能滿足生長的需要[14]。重慶地區(qū)新近發(fā)展的蔬菜基地有不少系石灰性紫色土壤，這類土壤施用水溶性磷肥后很易形成難溶性磷酸鈣鹽而失去有效性，而如何根據(jù)土壤有效磷含量確定磷肥的適宜施用量，已成為該地區(qū)蔬菜生產(chǎn)中需要迫切解決的一個問題。

目前國內(nèi)對于作物施用磷肥的研究大多針對水稻(Oryzasativa)、玉米(Zeamays)、小麥(Triticumaestivum)、油菜(Brassicacampestris)等糧食和經(jīng)濟作物[15-18]，而蔬菜特別是葉類蔬菜磷肥用量的研究更少，且已有的研究多側(cè)重于對作物產(chǎn)量效應(yīng)，很少結(jié)合作物品質(zhì)、養(yǎng)分形態(tài)、利用效率等開展磷肥適宜施用量的系統(tǒng)研究[19]。有鑒于此，選擇重慶地區(qū)蔬菜基地兩種有效磷含量的石灰性紫色土壤，研究不同施磷水平對油麥菜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分形態(tài)和利用效率的影響，以期為石灰性紫色菜園土壤發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜生產(chǎn)和合理利用磷肥資源以及保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1　供試材料

供試土壤為侏羅紀(jì)遂寧組紫色頁巖風(fēng)化物發(fā)育的紅棕紫泥土，其基本理化性狀列于表1。供試蔬菜品種為云南油麥菜。供試肥料為尿素(N，46%)、磷酸二氫鉀(P2O5，52.6%；K2O，34%)、氯化鉀(K2O，60%)、菜籽粕(全N，5.243%；全P，1.120%；全K，1.434%)。

表1　供試土壤基本理化性狀

1.2　試驗設(shè)計

田間小區(qū)試驗均于2011年3-5月分別在重慶市九龍坡區(qū)含谷鎮(zhèn)含湖村(試驗點1)和含金村(試驗點2)蔬菜基地進行，試驗點1地處29°51′ N、106°37′ E，海拔294 m，試驗點2地處29°53′ N、106°32′ E，海拔303 m。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，試驗設(shè)6個處理，即施磷(P2O5)量0，45，90，135，180，270 kg/hm2，分別用P0，P1，P2，P3，P4，P5表示。各處理均施氮(N)300 kg/hm2、施鉀(K2O)150 kg/hm2和施菜籽粕150 kg/hm2，4次重復(fù)，小區(qū)面積分別為8 m2(8 m×1 m)和11.25 m2(7.5 m×1.5 m)。移栽前將菜籽粕、磷肥、鉀肥作為底肥一次性施入各小區(qū)，氮肥做追肥施用，分別在蓮座期追施30%、開盤期追施40%、旺長期追施30%，同時進行田間管理及病蟲害防治。收獲記錄油麥菜產(chǎn)量，同時取樣測定品質(zhì)及養(yǎng)分含量。

1.3　測定內(nèi)容和方法

土壤pH、有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀采用常規(guī)方法測定[20]。油麥菜可食部分品質(zhì)指標(biāo)中可溶性糖采用3,5-二硝基水楊酸顯色分光光度法測定，維生素C 采用2,6-二氯靛酚法測定，游離氨基酸采用水合茚三酮顯色分光光度法測定，硝酸鹽采用紫外分光光度法測定[21]。油麥菜植株全氮磷鉀養(yǎng)分采用H2SO4-H2O2消化，蒸餾法測定全氮，釩鉬黃顯色分光光度法測定全磷，火焰光度法測定全鉀[20]。油麥菜植株蛋白氮、磷、鉀和非蛋白氮、磷、鉀用三氯乙酸沉淀樣品中的蛋白質(zhì)、過濾，使兩者分離，分別用濃H2SO4-H2O2消化，采用蒸餾法測氮、釩鉬酸顯色分光光度法測磷、火焰光度法測鉀[21]。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 18.0[22]進行統(tǒng)計分析。

1.4　磷肥利用效率的計算

磷肥偏生產(chǎn)力(PFPP)=施磷處理油麥菜產(chǎn)量/磷肥用量。式中，偏生產(chǎn)力單位為kg/kg，產(chǎn)量單位為kg/hm2，磷肥用量單位為kg/hm2。

磷肥農(nóng)學(xué)效率(AEP)=(施磷處理油麥菜產(chǎn)量-不施磷處理油麥菜產(chǎn)量)/磷肥用量。式中，農(nóng)學(xué)效率單位為kg/kg，產(chǎn)量單位為kg/hm2，磷肥用量單位為kg/hm2。

磷肥當(dāng)季利用率(UEP)=(施磷處理油麥菜磷積累量-不施磷處理油麥菜磷積累量)/磷肥用量×100。式中，利用率單位為%，磷累積量單位為kg/hm2，磷肥用量單位為kg/hm2。

2結(jié)果與分析

2.1　磷肥對油麥菜產(chǎn)量的影響

圖1可知，在兩個試驗點不同施磷量處理油麥菜產(chǎn)量均較無磷(P0)處理顯著提高，增產(chǎn)率分別為9.5%～26.7%和8.1%～21.3%，表明磷肥能顯著提高油麥菜的產(chǎn)量。試驗點1增產(chǎn)率以P4>P5>P3>P2>P1，試驗點2增產(chǎn)率以P4>P3>P5>P2>P1，可見，兩個試驗點土壤上磷肥不同施用水平對油麥菜產(chǎn)量的影響規(guī)律基本相似，均以P4處理增產(chǎn)率最高，增產(chǎn)率分別為26.7%和21.3%。隨著磷肥用量的增加，兩個試驗點油麥菜產(chǎn)量均出現(xiàn)先增加后減少的趨勢，P5處理施磷量最高，但其增產(chǎn)作用顯著低于P4處理，表明本試驗中兩個試驗點土壤上油麥菜適宜的磷肥施用量均為180 kg/hm2，過量施用磷肥反而會造成油麥菜增產(chǎn)作用降低。試驗點2各處理的油麥菜產(chǎn)量均比試驗點1高，施磷的相對增產(chǎn)幅度卻相反，這可能與試驗點2土壤有效磷含量較高有關(guān)(表1)，試驗點1土壤可使磷肥最大程度的發(fā)揮作用，而試驗點2土壤則反之，因此磷肥增產(chǎn)效應(yīng)降低。

圖1　不同磷肥處理對油麥菜產(chǎn)量的影響Fig.1　Effect of different P fertilizer treatments on yields of lettuce 　　　

產(chǎn)量均以鮮基計算；圖1中數(shù)據(jù)為4次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；采用LSD多重比較進行差異顯著性檢驗，小寫字母代表不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。The data in Fig.1 are calculated by fresh weight and are the mean values±standard error of 4 replications. A test of significance was examined by LSD’s multiple comparison. Values in the same column followed by different lowercase letters indicate significant differences at P<0.05 between treatments，the same below.

對兩個試驗點施磷量(x)與油麥菜產(chǎn)量(y)進行回歸分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在著極顯著的二次回歸關(guān)系：試驗點1，y=27151+65.686x-0.1501x2(R2=0.9937**)；試驗點2，y=33280+70.680x-0.1813x2(R2=0.9569**)(圖2)。根據(jù)方程可得到油麥菜最高產(chǎn)量和經(jīng)濟最佳產(chǎn)量的施磷量。兩個試驗點土壤基本理化性質(zhì)不同，磷肥作用效果有差異，試驗點1土壤最高產(chǎn)量施磷量219 kg/hm2，經(jīng)濟最佳產(chǎn)量的施磷量(油麥菜價格1.60元/kg、磷肥價格1.56元/kg)215 kg/hm2；試驗點2土壤最高產(chǎn)量施磷量195 kg/hm2，經(jīng)濟最佳產(chǎn)量的施磷量191 kg/hm2。這些結(jié)果可為油麥菜不同生產(chǎn)目標(biāo)合理施用磷肥提供參考。

圖2　施磷量與油麥菜產(chǎn)量的關(guān)系Fig.2　Relation between amount of P fertilizer and yields of lettuce

根據(jù)施磷量與油麥菜產(chǎn)量的回歸方程得到兩個試驗點土壤的邊際產(chǎn)量方程，進而計算出各處理油麥菜施用磷肥的邊際產(chǎn)量(圖3)。從圖3可知，除P1處理外其余各處理試驗點1油麥菜邊際產(chǎn)量均高于試驗點2，表明在試驗點1土壤上增施單位量磷肥對油麥菜的增產(chǎn)效果優(yōu)于試驗點2，即試驗點1土壤施用磷肥的相對增產(chǎn)潛力(作用)更大，而在兩個試驗點上油麥菜的邊際產(chǎn)量均隨施肥量的增加而逐漸降低。

圖3　施磷量與油麥菜邊際產(chǎn)量的關(guān)系Fig.3　Relation between amount of P fertilizer and marginal yield of lettuce

2.2　磷肥對油麥菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.2.1維生素C表2可知，與無磷(P0)處理相比，試驗點1除P2和P3處理顯著降低油麥菜維生素C含量外，其余處理的影響不大；試驗點2除P5處理顯著提高油麥菜維生素C含量，增幅為20.3%，其余處理影響不大。試驗點2油麥菜維生素C含量整體遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于試驗點1，這可能與該土壤基礎(chǔ)肥力較高有關(guān)，已有研究表明，基礎(chǔ)肥力高的土壤上油菜葉片、葉柄和蕪菁葉片的維生素C含量明顯高于低肥力土壤[23]。表明試驗點1磷肥對油麥菜維生素C含量影響不明顯，而試驗點2磷肥對提高油麥菜維生素C含量作用明顯，其原因可能是蔬菜生長土壤磷素供應(yīng)充足時，有利于蔬菜根系發(fā)育，促進蔬菜對養(yǎng)分的吸收，增加蔬菜光合產(chǎn)物累積量，而光合作物累積量的多少直接影響著維生素C的形成，光合產(chǎn)物累積量越多，維生素C含量越高[14]。

2.2.2氨基酸試驗點1除P1處理顯著提高油麥菜氨基酸含量，其余處理均顯著降低油麥菜氨基酸含量；試驗點2除P4和P5處理顯著降低油麥菜氨基酸含量外，降幅為16.7%和35.0%(表2)，其余各處理影響不大。表明在施用一定氮肥和鉀肥的基礎(chǔ)上適量增施磷肥對油麥菜吸收氨基酸有一定的促進作用，而過量施用磷肥對油麥菜氨基酸含量表現(xiàn)為降低效應(yīng)，其原因可能是施用磷肥有利于氨基酸向蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化[24]，相對降低了氨基酸含量。

2.2.3可溶性糖試驗點1除P2、P5處理、試驗點2除P3、P4處理顯著降低可溶性糖含量外，其余各處理的影響不顯著(表2)。表明在氮肥和鉀肥水平不變的情況下增施磷肥對油麥菜可溶性糖含量無明顯影響。

2.2.4硝酸鹽表2可以看出，試驗點1除P2、P5處理、試驗點2除P4、P5處理顯著提高硝酸鹽含量和試驗點1除P1、P2處理顯著降低硝酸鹽含量外，其余各處理的影響不顯著。兩個試驗點油麥菜硝酸鹽含量范圍分別為2165～2465 mg/kg和2866～3283 mg/kg。試驗點2油麥菜硝酸鹽含量均高于試驗點1，其原因可能是試驗點2的土壤堿解氮高于試驗點1(表1)，在植物生長過程中提供了較多的無機N(主要是NO3--N)，磷素可增強植物對硝態(tài)氮的吸收，當(dāng)植物體內(nèi)的NO3--N吸收速率大于還原速率時，硝酸鹽累積。

表2　不同磷肥處理油麥菜品質(zhì)

注：數(shù)據(jù)以鮮基計算。不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: The data are calculated by fresh weight. Different letters mean significant difference atP<0.05. The same below.

2.3　磷肥對油麥菜養(yǎng)分形態(tài)的影響

2.3.1氮素形態(tài)表3可知，試驗點1和試驗點2各處理油麥菜全氮含量差異均不顯著。兩個試驗點均以P4處理油麥菜全氮含量最高(分別為5.65%和4.55%)。

表3可知，試驗點1各處理較無磷處理降低了油麥菜蛋白氮占全氮的百分比；試驗點2除P5處理外其余處理較無磷處理也均不同程度降低了蛋白氮占全氮的百分比，非蛋白氮含量則相反，但兩個試驗點油麥菜氮素形態(tài)仍以蛋白氮為主(表3)。由此認(rèn)為，施用磷肥有利于蛋白氮向非蛋白氮轉(zhuǎn)變，即促進非蛋白氮的合成，表明磷在油麥菜含氮化合物的代謝中有重要作用。

表3　不同磷肥處理油麥菜氮素養(yǎng)分形態(tài)

注：數(shù)據(jù)以干基計算。

Note: The data are calculated by dry weight.

2.3.2磷素形態(tài)表4可知，試驗點1和試驗點2均以P1和P4處理較無磷處理顯著提高油麥菜全磷含量；試驗點2以P2處理顯著降低油麥菜全磷含量，其他處理影響不大，且均以P4處理油麥菜全磷含量最高(分別為0.723%和0.594%)。

表4可知，試驗點1除P4處理外其余處理較無磷處理均提高了油麥菜蛋白磷占全磷的百分比；試驗點2除P2、P3處理外其余處理較無磷處理均不同程度地降低了蛋白磷占全磷的百分比，非蛋白磷含量則相反。與P0處理相比，兩個試驗點P2和P3處理均提高了油麥菜蛋白磷占全磷的百分比，而P4處理均降低了油麥菜蛋白磷占全磷的百分比。兩個試驗點油麥菜磷素形態(tài)均以非蛋白磷為主。由此看出，本試驗不同磷肥用量對油麥菜磷素形態(tài)的影響各異，磷素形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化的可變性不同于氮素，表明植物體內(nèi)的蛋白磷和非蛋白磷在不斷改變和相互轉(zhuǎn)化。

表4　不同磷肥處理油麥菜磷素養(yǎng)分形態(tài)

注：數(shù)據(jù)以干基計算。

Note: The data are calculated by dry weight.

2.3.3鉀素形態(tài)表5可知，試驗點1以P1、P4和P5處理顯著提高油麥菜全鉀含量，其中P1處理增幅最大，P2處理顯著降低油麥菜全鉀含量；試驗點2除P3處理外其余處理均顯著降低全鉀含量，原因可能是在試驗點2土壤上施用磷肥后油麥菜產(chǎn)量顯著提高(圖1)，從而對油麥菜含鉀量產(chǎn)生稀釋作用。

表5可知，試驗點1除P3、P4處理外其余處理較無磷處理均提高了油麥菜蛋白鉀占全鉀的百分比；試驗點2除P4、P5處理外其余處理較無磷處理均不同程度地提高了蛋白鉀占全鉀的百分比，非蛋白鉀含量則相反。與P0處理相比，兩個試驗點P1和P2處理均提高了油麥菜蛋白鉀占全鉀的百分比，而P4處理均降低了油麥菜蛋白鉀占全鉀的百分比。兩個試驗點油麥菜非蛋白鉀分別占全鉀97.1%～99.0%和98.7%～99.2%，而蛋白鉀僅占全鉀的1.00%～2.86%和0.82%～1.27%。

2.4　油麥菜養(yǎng)分形態(tài)與品質(zhì)的關(guān)系

試驗點1，不同磷肥處理維生素C含量與氨基酸含量呈顯著正相關(guān)，表明蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)成分間關(guān)系密切，而油麥菜硝酸鹽含量與可溶性糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)(表6)，其原因在于硝酸鹽在植物體內(nèi)的過量積累會產(chǎn)生過多的有機酸，如草酸等，致使蔬菜的可滴定酸度顯著增加，糖酸比下降，口感變差，品質(zhì)惡化[14]，表明硝酸鹽的累積一定程度上降低了油麥菜的營養(yǎng)品質(zhì)。此外，蔬菜體內(nèi)氮磷鉀素的代謝具有協(xié)調(diào)性和一致性，蔬菜硝酸鹽不僅是氮素代謝的重要組成部分，也和磷、鉀的代謝關(guān)系密切，受氮磷鉀代謝水平的調(diào)控。不同磷肥處理油麥菜氮磷鉀養(yǎng)分中僅全鉀含量與維生素C、氨基酸含量呈顯著正相關(guān)(表6)，表明鉀素與油麥菜品質(zhì)間關(guān)系密切，其原因在于鉀作為蔬菜品質(zhì)元素，它廣泛參與蔬菜氮磷鉀代謝，對蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成重要調(diào)控作用[25]。試驗點2，不同磷肥處理油麥菜氮磷鉀養(yǎng)分中全氮含量與氨基酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(表7)， 其原因是在施用氮肥時，氨基酸總

表5　不同磷肥處理油麥菜鉀素養(yǎng)分形態(tài)

注：數(shù)據(jù)以干基計算。

Note: The data are calculated by dry weight.

表6　試驗點1油麥菜養(yǎng)分形態(tài)與品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)(r)

*：P<0.05，**：P<0.01；n=6。下同。The same below.

表7　試驗點2油麥菜養(yǎng)分形態(tài)與品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)(r)

量增加，非蛋白氮占全氮比值增大，植株氮代謝紊亂，阻止蛋白質(zhì)的形成，從而降低全氮含量[26]；而蛋白鉀含量與維生素C含量呈顯著負(fù)相關(guān)(表7)，其具體原因待進一步研究。兩個試驗點油麥菜形態(tài)與品質(zhì)的相關(guān)關(guān)系存在一定的差異，其原因可能是兩個試驗點土壤有效磷含量存在差異，不同處理不同施肥量導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量發(fā)生了變化，從而影響油麥菜養(yǎng)分形態(tài)和品質(zhì)。

2.5　不同磷肥用量對油麥菜磷素利用效率的影響

表8可以看出，兩個試驗點磷肥偏生產(chǎn)力和磷肥農(nóng)學(xué)效率均隨施肥量增加呈顯著下降，這可能與磷肥施用量增幅較大有關(guān)。兩個試驗點磷素利用率均以P1處理最高、P4處理次之、P5處理最低，其變化范圍分別為1.73%～8.14%和3.53%～9.38%，均明顯低于我國磷肥一般利用率10%～25%[4]。兩個試驗點施磷量與油麥菜磷素養(yǎng)分利用率沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，原因可能是一方面油麥菜為非喜磷作物，對磷素的需求量低；另一方面可能是供試土壤為微堿性(表1)的石灰性紫色土壤，兩個試驗點土壤碳酸鹽含量分別為42.4和38.5 g/kg(表1)，水溶性磷肥施入該土壤中容易與碳酸鹽反應(yīng)而被固定，因此磷肥有效性降低，以致作物的當(dāng)季利用率低。

表8　不同磷肥處理油麥菜磷素利用效率

3討論與結(jié)論

本研究中兩個試驗點施磷處理較不施磷肥顯著提高油麥菜田間產(chǎn)量，而其土壤有效磷分別為41.3和58.2 mg/kg，顯示該石灰性紫色菜園土壤有效磷處于缺乏水平，這與章永松等對菜園土壤有效磷分級指標(biāo)中缺乏范圍30～60 mg/kg[3]相一致，表明該分級指標(biāo)具有合理性和實用性。兩個試驗點油麥菜產(chǎn)量在施磷量為180 kg P2O5/hm2(P4)時達到最高，繼續(xù)提高施磷量使油麥菜產(chǎn)量顯著降低，說明該施磷量是本試驗條件下的適宜施用量。王蘇影等[15]研究雙季早、晚稻產(chǎn)量隨施磷量的增加而增加，超過一定量以后產(chǎn)量下降；李廷亮等[17]研究在一定范圍內(nèi)施磷可有效提高當(dāng)?shù)睾底餍←湲a(chǎn)量，而施磷過量時，產(chǎn)量反而下降。顯然，施用磷肥對作物的產(chǎn)量效應(yīng)與其他肥料相似，均會在過量時降低產(chǎn)量，因而如何獲得最適施肥量對蔬菜高產(chǎn)高效生產(chǎn)是十分重要的。本研究結(jié)果表明，兩個試驗點磷肥施用量與油麥菜產(chǎn)量呈顯著的二次回歸效應(yīng)方程，根據(jù)該效應(yīng)方程可得到油麥菜最高產(chǎn)量和經(jīng)濟最佳產(chǎn)量施磷量，可作為石灰性紫色菜園土壤種植油麥菜施用磷肥的參考。

隨著社會發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對蔬菜品質(zhì)特別是硝酸鹽含量高低的要求也越來越高。硝酸鹽含量的高低是衡量蔬菜質(zhì)量的一個重要指標(biāo)[27]。蔬菜體內(nèi)硝酸鹽累積過多雖無害于植株，卻對食用后的人體健康構(gòu)成潛在威脅。磷對作物氮素代謝的影響具有雙重性，施磷既能促進蔬菜生長，又能促進蔬菜對硝態(tài)氮的吸收和還原，因生長而產(chǎn)生的稀釋效應(yīng)和因轉(zhuǎn)化而引起的硝態(tài)氮總量減少是降低蔬菜硝態(tài)氮累積的因素，因吸收而導(dǎo)致硝態(tài)氮總量增加又是促進和提高蔬菜硝態(tài)氮累積的因素[28]。本試驗結(jié)果，兩個試驗點油麥菜硝酸鹽含量范圍分別為2165～2465 mg/kg和2866～3283 mg/kg，不同土壤肥力、不同磷肥用量對油麥菜硝酸鹽含量的影響表現(xiàn)各異。造成這種差異的主要原因是油麥菜的生長量與硝酸鹽累積量不同步，當(dāng)油麥菜生長量大于硝酸鹽積累量時，因稀釋效應(yīng)油麥菜體內(nèi)硝酸鹽含量增加，反之會因濃縮效應(yīng)而增加。

植物體內(nèi)的氮、磷、鉀化合物可分為蛋白態(tài)和非蛋白態(tài)，兩者的含量與占全量的比例常隨著植物的生理狀況及環(huán)境條件而變化，反映出植物對氮、磷、鉀素的吸收、運輸與利用[29]。本試驗結(jié)果，油麥菜氮素養(yǎng)分形態(tài)以蛋白氮為主，施用磷肥促進非蛋白氮的合成，其原因可能是磷是酶的主要成分之一[14]，施磷有助于蛋白氮向非蛋白氮轉(zhuǎn)變。兩個試驗點油麥菜非蛋白鉀分別占全鉀97.1%～99.0%和98.7%～99.2%，而蛋白鉀僅占全鉀的1.00%～2.86%和0.82%～1.27%，這是由于植物葉片中的鉀大多數(shù)以離子態(tài)存在，難以形成有機化合物，特別難以與蛋白質(zhì)結(jié)合，因此兩個試驗點油麥菜鉀素形態(tài)均以非蛋白鉀為主。相關(guān)研究也證實非蛋白鉀是全鉀的主要組分，也是油麥菜植株中鉀的主要形態(tài)[30]。

磷肥利用率的高低與蔬菜品種、土壤養(yǎng)分水分狀況、磷肥種類及用量等有關(guān)[31]。顏曉等[19]研究認(rèn)為，不同施肥處理土壤磷素均有不同程度的盈余，表現(xiàn)為施磷量越多，土壤磷素盈余越多。本試驗結(jié)果，兩個試驗點油麥菜磷素利用率均以P1處理最高、P4處理次之，其變化范圍分別為1.73%～8.14%和3.53%～9.38%。磷肥當(dāng)季作物利用率太低，原因可能是供試土壤為石灰性紫色菜園土壤，施入磷肥后水溶性磷迅速釋放到土壤中[32]，土壤有效磷會迅速升高，施入土壤中的磷短期內(nèi)以Ca2-P形式存在，然而隨時間推移將逐步轉(zhuǎn)化為難溶態(tài)的Ca8-P及Ca10-P[4]，其次是Al-P和Fe-P，導(dǎo)致大部分磷素殘留在土壤中，因此作物的當(dāng)季利用率低。而關(guān)于磷肥施入土壤后轉(zhuǎn)化為難溶態(tài)磷的速率及比例與具體土壤磷飽和度、有機質(zhì)含量及土壤質(zhì)地等多種因素有關(guān)[17]。

綜上所述，兩個試驗點施用磷肥顯著提高油麥菜田間產(chǎn)量，均以180 kg P2O5/hm2(P4)產(chǎn)量最高。油麥菜營養(yǎng)品質(zhì)，試驗點1以P1(45 kg P2O5/hm2)處理效果較好，試驗點2以P1和P2(90 kg P2O5/hm2)處理效果較好；硝酸鹽含量，試驗點1以P3處理、試驗點2以P2處理最低。油麥菜全氮磷含量均以P4處理最高，不同磷肥用量對蛋白氮有提高作用，而對磷、鉀素形態(tài)的效應(yīng)不一致；各養(yǎng)分形態(tài)與油麥菜品質(zhì)關(guān)系密切，以鉀素形態(tài)的作用更突出。油麥菜磷肥效率均隨磷肥用量增加明顯降低，磷素利用率以P1處理最高、P4處理次之。綜合考慮油麥菜產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分形態(tài)和磷肥效率，土壤有效磷缺乏(30～60 mg/kg)的石灰性紫色菜園土壤以P4處理(180 kg P2O5/hm2)最優(yōu)。

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通訊作者*Corresponding author. E-mail: wangzhengyin@163.com

作者簡介：陳益(1989-)，女，四川自貢人，在讀碩士。E-mail: chenyi1013@163.com

基金項目：國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203013-5)和國際植物營養(yǎng)研究所(IPNI)資助項目(2012-Chongqing-02)資助。

收稿日期：2014-11-13；改回日期：2015-01-04

DOI：10.11686/cyxb2014462