趙永偉 李瑛 高玉紅 馬偉民 李文珍 劉寶文 汪國鋒 王一帆

摘要：為明確胡麻品種對磷肥梯度的響應(yīng)，完善胡麻平衡施肥技術(shù)，以胡麻品種輪選2號和定亞22號為指示品種，在定西旱地梯田研究了不同磷肥水平（P2O5為0、45、90、135 kg/hm2）對胡麻不同品種各器官干物質(zhì)積累、籽粒產(chǎn)量以及磷肥農(nóng)學(xué)利用率的影響。結(jié)果表明，在現(xiàn)蕾期，輪選2號施P2O5 135 kg/hm2時莖、葉和蕾的干物質(zhì)積累量均較高;而定亞22號施P2O5 45 kg/hm2時蕾的干物質(zhì)積累量較高，但莖、葉的干物質(zhì)積累量較低。在盛花期，輪選2號的中磷處理（施P2O5 90 kg/hm2）、定亞22號的高磷處理（施P2O5 135 kg/hm2）和低磷處理（施P2O5 45 kg/hm2）均具有顯著提高胡麻各器官干物質(zhì)積累量的優(yōu)勢。成熟期，輪選2號施P2O5 90 kg/hm2時有利于莖干物質(zhì)量的積累，施磷水平對胡麻成熟期葉片干物質(zhì)積累量影響不顯著，高磷處理（施P2O5 135 kg/hm2）抑制了胡麻蒴果干物質(zhì)的積累。高磷處理和中磷處理對輪選2號和定亞22號的莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均具有促進(jìn)作用，不施磷處理不利于莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。定亞22號施P2O5 45 kg/hm2時，莖稈磷含量在盛花期增加，而在成熟期降低，從而增加了莖稈的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量，顯著提高了磷肥利用率，使胡麻籽粒產(chǎn)量提高。綜合考慮干物質(zhì)積累量、籽粒產(chǎn)量、磷肥農(nóng)學(xué)利用率及環(huán)境污染等因素，適宜當(dāng)?shù)胤N植的胡麻品種為定亞22號，施磷（P2O5）量以45 kg/hm2為宜。

關(guān)鍵詞：胡麻;磷肥梯度;干物質(zhì)積累量;產(chǎn)量;磷肥農(nóng)學(xué)利用

中圖分類號：S562.3;S147.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1001-1463（2021）01-0015-08

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.01.004

Abstract：In order to clarify the response of flax cultivars to the gradient of phosphate fertilizer and perfect the balanced fertilization technology. Lunxuan 2 and Dingya 22 were used as test cultivars to study the dry matter accumulation in different organs under different phosphate fertilizer levels （P2O5 0 kg/hm2， 45 kg/hm2， 90 kg/hm2， 135 kg/hm2） on dry matter accumulation， grain yield and agronomic utilization rate of different cultivars of flax were studied in the terra. The results showed that the dry matter accumulation of stem， leaf and bud was higher when the phosphorus application amount is P2O5 135 kg /hm2 at the budding stage， while that of bud was higher when the phosphorus application amount is P2O5 45 kg/hm2， but the dry matter accumulation of stem and leaf was lower. At the full flowering stage， the treatments of medium phosphorus（P2O5 90 kg/hm2）， high phosphorus P2O5 135 kg/hm2 and low phosphorus（P2O5 45 kg/hm2） have the advantage of significantly increasing the dry matter accumulation in various organs of flax. In mature stage， it is beneficial to the accumulation of stem dry matter. Phosphorus has no significant effect on the accumulation of leaf dry matter when P2O5 was 90 kg/hm2. High phosphorus treatment（P2O5 135 kg/hm2） inhibits the accumulation of flax capsule dry matter. The treatments of high phosphorus and medium phosphorus promoted the dry matter transportation of the two cultivars and the without phosphorus treatment was not conducive to dry matter transportation. When P2O5 45 kg/hm2 was applied to Dingya 22， the phosphorus content in flax stems at full flowering stage， but decreased at mature stage thus increasing phosphorus transport in the stems， the utilization rate of phosphate fertilizer was significantly improved， and the grain yield was increased. Considering factors such as dry matter accumulation， grain yield，agronomy utilization rate of phosphate fertilizer and environmental pollution， the flax cultivar suitable for local cultivation is Dingya 22， and the phosphorus（P2O5） application amount is 45 kg/hm2.

Key words：Flax;Phosphate fertilizer gradient;Accumulation of dry matter;Yield;Agronomic utilization efficiency of phosphate fertilizer

磷素是作物生長的必要元素之一，參與許多重要物質(zhì)組成和生命代謝活動，具有增強(qiáng)作物抗旱和抗寒的能力，并對作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成有重要影響[1 - 2 ]。作物缺磷會顯著影響植株對其他養(yǎng)分的吸收，抑制生長，從而降低籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)[3 ]，而過量施磷易造成植株呼吸作用加強(qiáng)，養(yǎng)分大量消耗，不利于干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的形成[4 ]。

胡麻（Linum usitatissimum Linn）是我國北方地區(qū)的重要油料作物，具有較強(qiáng)的耐旱、耐寒、耐瘠薄能力[5 - 7 ]。甘肅省種植面積10.09萬hm2，約占全國面積的16%[8 ]，是我國最大的胡麻種植區(qū)。研究表明，施磷有效地促進(jìn)了胡麻植株地上部干物質(zhì)的積累，對苗期和樅形期胡麻葉片和莖稈干物質(zhì)積累均具有促進(jìn)作用，而且提高了苗期、樅形期胡麻葉片干物質(zhì)分配比率。隨著胡麻生育進(jìn)程推進(jìn)，施磷促進(jìn)了盛花期莖稈干物質(zhì)分配比率的增加，達(dá)到全生育期最大值[9 ]。另外，磷肥的施用有助于其他肥料的高效利用。高氮處理下花后胡麻莖中累積了較多的淀粉，而適當(dāng)施磷后花后胡麻莖中淀粉含量較低;施氮造成了花后胡麻莖中淀粉殘留量的提高，在一定程度上限制了其向籽粒的轉(zhuǎn)移，施磷保證了現(xiàn)蕾期葉片功能的延續(xù)，促進(jìn)了營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒的輸送[10 ]。磷肥的施用與作物葉綠素合成有直接關(guān)系[11 ]，磷肥促使葉綠素含量升高，增強(qiáng)了光合能力，進(jìn)而提高產(chǎn)量[12 ]。葉綠素為胡麻籽粒含油率、籽粒中粗蛋白和亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)化生成提供了一定物質(zhì)基礎(chǔ)[13 ]。然而在生產(chǎn)實際中存在重氮肥、輕磷肥的現(xiàn)象，造成產(chǎn)量不穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)效益低等問題。我們在不同磷肥梯度下，研究了不同胡麻品種在關(guān)鍵生育時期干物質(zhì)積累和磷素利用特征，以期為旱地胡麻平衡施肥提供依據(jù)。

1? ?材料和方法

1.1? ?試驗地概況

試驗于2017年在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院西寨油料試驗站進(jìn)行。地處黃土高原丘陵溝壑區(qū)，海拔2 050 m，年平均氣溫6 ℃，年日照時數(shù)2 453 h，無霜期213 d，年降水量390 mm，2017年及多年月平均降水量和氣溫如圖1所示。試驗地為梯田，土壤屬黃綿土，肥力中等均勻，前茬小麥。土壤耕層含有機(jī)質(zhì)9.12 g/kg、全氮0.99 g/kg、速效氮48.99 g/kg、全磷0.67 g/kg、速效磷27.11 g/kg、速效鉀107.99 g/kg，pH 8.17。

1.2? ?供試材料

指示胡麻品種為輪選2號和定亞22號，均由西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。供試磷肥為普通過磷酸鈣（含P2O5 12%），由甘肅白銀虎豹化工有限公司生產(chǎn)并提供;氮肥為尿素（含N 46%），由甘肅劉家峽化工集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供。

1.3? ?試驗方法

試驗采用雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)2個胡麻品種，分別為輪選2號（V1）和定亞22號（V2）。設(shè)4個磷肥施用水平，分別為P0（P2O5 0 kg/hm2）、P1（P2O5 45 kg/hm2）、P2（P2O5 90 kg/hm2）、P3（P2O5 135 kg/hm2）。試驗共設(shè)8個處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2（5 m×4 m）。小區(qū)間間隔50 cm，四周設(shè)1 m的保護(hù)行。胡麻種植密度為50萬株/hm2，條播，播深3 cm，行距20 cm。磷肥全部按試驗設(shè)計做基肥施入，各處理均施N 120 kg/hm2，其中2/3作基肥施入，1/3在現(xiàn)蕾期追肥。其余田間管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锵嗤?/p>

1.4? ?測定項目和方法

1.4.1? ? 干物質(zhì)積累量? ? 于現(xiàn)蕾期、盛花期、成熟期進(jìn)行植株取樣，每個小區(qū)選取具有代表性且長勢基本一致的植株30株，分為葉、莖、非籽粒（包括花蕾、花、蒴果等）3部分。于烘箱中105 ℃殺青30 min后在80 ℃烘干至恒重，稱重得到干物質(zhì)。

干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量=開花期干重-成熟期干重

1.4.2? ? 籽粒產(chǎn)量? ? 按小區(qū)計產(chǎn)，去除邊行單收獲得小區(qū)產(chǎn)量，并計算小區(qū)平均產(chǎn)量和折合產(chǎn)量。

1.4.3? ? 磷含量、磷素積累量和轉(zhuǎn)運(yùn)量及磷肥農(nóng)學(xué)利用效率? ? 烘干樣用不銹鋼旋風(fēng)粉碎機(jī)粉碎后，用濃H2SO4-H2O2消煮，并用釩鉬黃比色法測定磷含量[14 ]。

磷素積累量=干物重×磷素含量;

磷素運(yùn)轉(zhuǎn)量=盛花期莖磷素積累量-完熟期莖磷素的積累量;

磷肥農(nóng)學(xué)利用效率=（施肥區(qū)產(chǎn)量-未施肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量。

1.5? ?數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016和SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和差異顯著性分析[15 ]。

2? ?結(jié)果分析

2.1? ?磷梯度對不同胡麻品種不同時期干物質(zhì)積累的影響

2.1.1? ? 現(xiàn)蕾期? ? 不同品種和磷梯度對胡麻現(xiàn)蕾期干物質(zhì)積累量的影響差異均顯著，二者互作顯著（圖2）。V1P0處理的莖干物質(zhì)積累量最高，較V2P0處理、V2P1處理、V2P2處理分別高9.6%、11.2%、9.9%，與其余處理差異不顯著。V2P3處理葉片干物質(zhì)積累量最高，較V1P2處理、V2P1處理分別提高12.3%、10.8%，與其余處理差異不顯著。V1P3處理和V2P1處理蕾的干物質(zhì)積累量無顯著差異，較V1P0處理、V1P1處理、V1P2處理、V2P0處理、V2P2處理、V2P3處理分別提高34.8%、24.5%、30.6%、52.4%、40.6%、55.3%。綜上所述，現(xiàn)蕾期，V1P3處理下的胡麻莖、葉和蕾的干物質(zhì)積累量均較高，而V2P1處理下胡麻蕾的干物質(zhì)積累量較高，但其莖、葉干物質(zhì)積累量較低。

2.1.2? ? 盛花期? ? 不同品種和磷梯度對胡麻盛花期干物質(zhì)積累量的影響差異顯著，二者互作不顯著（圖3）。高磷處理（P3）和中磷處理（P2）均能顯著提高胡麻莖的干物質(zhì)含量，V1品種下，高磷處理和中磷處理無顯著差異，平均較低磷處理（P1）和不施磷處理（P0）莖干物質(zhì)分別提高25.2%和33.1%;V2品種下，高磷處理、中磷處理和低磷處理莖干物質(zhì)積累量均無顯著差異，較不施磷處理分別提高36.2%、17.2%、30.7%。V1品種下，中磷處理顯著提高了葉片干物質(zhì)積累量，高磷處理具有抑制作用，V1P2處理較V1P3處理、V1P1處理、V1P0處理葉片干物質(zhì)積累量分別提高10.2%、39.8%、30.1%;V2品種下，低磷處理和高磷處理的葉片干物質(zhì)積累量無顯著差異，平均較中磷處理和不施磷處理分別提高22.1%、19.7%。蕾干物質(zhì)積累量表現(xiàn)出V1品種下中磷處理最高，與高磷處理無顯著差異，較低磷處理和不施磷處理分別提高21.3%、15.6%;V2品種下，不同磷梯度處理間無顯著差異，較不施磷處理分別提高31.2%、26.3%、45.8%。蒴果干物質(zhì)積累量表現(xiàn)V1品種下不同施磷處理間無顯著差異，中磷處理較不施磷處理增幅最大，為17.3%;V2品種下中磷處理最低，高磷處理、低磷處理、不施磷處理分別較中磷處理提高40.1%、33.8%、34.7%。綜上分析認(rèn)為，V1品種下中磷處理、V2品種下高磷處理和低磷處理均具有顯著提高胡麻盛花期各器官干物質(zhì)積累量的優(yōu)勢。

2.1.3? ? 成熟期? ? 不同品種和磷梯度對胡麻成熟期干物質(zhì)積累量的影響差異顯著，二者互作顯著（圖4）。V1P2處理莖干物質(zhì)積累量最高，與V1P1處理和V2P0處理無顯著差異，較V1P0處理、V1P3處理、V2P1處理、V2P2處理、V2P3處理分別提高18.4%、22.7%、21.9%、49.3%、30.2%。葉片干物質(zhì)積累量各處理間無顯著差異。蒴果干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為V1P0處理、V1P1處理、V1P2處理、V2P0處理、V2P1處理間無顯著差異，且這幾個處理平均干物質(zhì)積累量分別較V1P3處理、V2P2處理、V2P3處理高24.3%、44.3%、40.5%。綜上所述，在胡麻成熟期，V1P2處理有利于莖干物質(zhì)量的積累，磷對胡麻成熟期葉片干物質(zhì)積累量影響不顯著，高磷處理抑制了胡麻蒴果干物質(zhì)積累。

2.2? ?磷梯度對不同品種胡麻莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

磷梯度和品種對胡麻盛花期至成熟期莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量的影響差異顯著，二者互作亦顯著（圖5）。平均V1P2、V1P3、V2P1、V2P2、

V2P3處理的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量無顯著差異，平均較V1P0處理、V1P1處理、V2P0處理分別高57.3%、39.4%、47.5%。高磷處理和中磷處理對2個品種的莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量均具有促進(jìn)作用，不施磷處理不利于莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。

2.3? ?磷梯度對不同品種胡麻各器官磷素含量及轉(zhuǎn)運(yùn)量的影響

從表1可以看出，磷梯度和品種對胡麻莖、葉磷含量的影響差異顯著，二者互作顯著。在現(xiàn)蕾期，V2P2處理、V2P3處理顯著提高莖的磷含量，平均較V1P0處理、V1P1處理、V1P2處理、V1P3處理、V2P0處理、V2P1處理分別提高164.2%、43.6%、194.3%、72.7%、398.2%、127.8%;葉片含磷量表現(xiàn)為V1P1處理最高，較V1P0處理提高90.6%，是其余處理含磷量的3倍以上。在盛花期，V2P1處理莖、葉含磷量均最高，莖磷含量較V1P0處理、V1P1處理、V1P2處理、V1P3處理、V2P0處理、V2P2處理、V2P3處理分別高206.2%、151.9%、62.1%、18.8%、41.8%、25.3%、40.3%;葉片含磷量較V1P0處理、V1P1處理顯著高65.4%、85.1%。在成熟期，V1P3處理莖含磷量最高，較V1P0處理、V1P1處理、V1P2處理分別高206.3%、196.0%、168.9%，較V2P0處理、V2P1處理、V2P2處理、V2P3處理分別高41.8%、46.5%、123.9%、40.9%。莖磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量表現(xiàn)為V2P1處理最高，V1P0處理和V1P1處理最低，較V2P1處理平均降低156.9%，V1P2處理、V1P3處理、V2P0處理、V2P2處理、V2P3處理間無顯著差異，較V2P1處理平均降低35.8%。綜上，V2P1處理使胡麻莖稈磷含量在盛花期增加，而在成熟期降低，從而提高了莖稈的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量。

2.4? ?磷梯度對不同品種胡麻籽粒產(chǎn)量和磷肥農(nóng)學(xué)利用效率的影響

磷肥梯度和品種對胡麻籽粒產(chǎn)量和磷肥農(nóng)學(xué)利用效率（PUE）影響差異顯著，二者存在互作效應(yīng)（圖6）。同一品種下，隨著施磷量的增加籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，在P1水平下達(dá)到最高。在同一施肥水平下，V1P0處理平均籽粒產(chǎn)量較V2P0處理增產(chǎn)23.7%，增產(chǎn)差異顯著;其他各處理間無顯著差異。V1P1處理、V1P2處理、V2P1處理、V2P2處理間籽粒產(chǎn)量無顯著差異，但以V1P1處理籽粒產(chǎn)量最高，較V1P3處理和V2P3處理分別增加13.5%、16.3%。同一品種下，隨施磷量的增加，磷肥農(nóng)學(xué)利用效率呈遞減趨勢。V2P1處理的磷肥農(nóng)學(xué)利用效率顯著高于V1P1處理，增幅為91.7%，且是其余處理的兩倍以上。綜上分析，V2P1處理顯著提高了胡麻磷肥農(nóng)學(xué)利用效率，同時使其籽粒產(chǎn)量提高。

3? ?結(jié)論與討論

磷作為作物生長所需要的主要營養(yǎng)元素，對作物生長發(fā)育具有重要的影響[4 ]。磷肥的施用增加了胡麻對磷的吸收率和胡麻的生物量[16 ]，不同施磷量均有效地促進(jìn)了胡麻植株地上部干物質(zhì)的積累和營養(yǎng)生長期，以促進(jìn)莖稈和葉片干物質(zhì)積累為主，進(jìn)入生殖生長期后，以促進(jìn)蒴果及籽粒干物質(zhì)積累為主[9 ]。有研究表明，胡麻籽粒中38.07%～51.88%的磷素是由葉片轉(zhuǎn)運(yùn)而來[10 ]，本研究也有相似的發(fā)現(xiàn)。在盛花期，輪選2號施磷量為P2O5 90 kg /hm2時莖的干物質(zhì)積累量最大，而在成熟期，定亞22號施磷量為P2O5 90 kg/hm2時莖的干物質(zhì)積累量最小，盛花期至成熟期定亞22號施磷P2O5 45 kg /hm2的莖的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量最大。有研究認(rèn)為磷肥水平在67.5 kg/hm2時，胡麻地上部分干物質(zhì)積累最多[17 ]，本研究中適宜磷肥水平是45 kg/hm2，這種施肥量的差異可能是氣候及土壤條件引起的。

適當(dāng)施用磷肥，不僅能夠提高胡麻產(chǎn)量，而且使磷肥具有較高的肥料利用率，有效防止磷肥損失以及因施磷過量而帶來的環(huán)境問題[18 ]。施入土壤中的磷肥至少有70%～ 90%以不同形態(tài)的磷積累于土壤，難以被植物吸收和利用[19 ]，當(dāng)土壤中有效磷含量達(dá)到一定閾值時，作物產(chǎn)量將不再隨磷含量的增加而增加。長期施磷能提高土壤全磷和有效磷含量，補(bǔ)充土壤磷庫，保證作物產(chǎn)量[20 ]。長期施用磷肥能增加土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量，并顯著提高土壤磷素含量，全磷含量增加10.7%～64.5%，速效磷含量增加234.6%～667.3%[21 ]。本研究表明，低磷水平下胡麻不僅有較高的產(chǎn)量，且磷肥農(nóng)學(xué)利用效率較高。對于2個胡麻品種而言，定亞22號的磷肥農(nóng)學(xué)利用效率高于輪選2號，但二者籽粒產(chǎn)量無顯著差異。說明在相同低磷水平下，定亞2號是適合該地區(qū)的磷高效品種。高磷水平下兩品種磷肥農(nóng)學(xué)利用效率顯著降低，其產(chǎn)量無顯著提高，過量的磷肥施用不僅無益于產(chǎn)量提高，而且大部分磷未被當(dāng)季作物吸收利用而殘留在土壤中，淋洗出根層后會污染環(huán)境。磷肥增產(chǎn)效應(yīng)隨施磷量的升高而降低，低磷水平對胡麻的增產(chǎn)效應(yīng)最大。

定亞22號施P2O5 45 kg/hm2的處理提高了現(xiàn)蕾期蕾干物質(zhì)積累量，降低了莖、葉干物質(zhì)積累量，同時使胡麻莖稈磷含量在盛花期增加，而在成熟期降低，從而增加了莖稈的磷素轉(zhuǎn)運(yùn)量，提高了胡麻磷肥農(nóng)學(xué)利用效率，同時使其籽粒產(chǎn)量提高。綜合考慮干物質(zhì)積累量、籽粒產(chǎn)量、磷肥農(nóng)學(xué)利用效率及環(huán)境污染等因素，當(dāng)?shù)睾榉N植品種應(yīng)選定亞22號，施磷（P2O5 ）量以45 kg/hm2為宜。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）