磷肥對(duì)藜麥生長及養(yǎng)分吸收的影響

惠 薇，李麗君，王 斌，霍曉蘭，趙圓峰，劉 平

（1.山西大學(xué)生物工程學(xué)院，山西太原030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原030031）

藜麥（Chenopodium quinoa）是一種原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)的雙子葉莧科植物[1-2]。其不僅含有多酚、黃酮、不飽和脂肪酸等營養(yǎng)功能因子，可滿足人們基本營養(yǎng)需求[3]，而且具有抗氧化、抗衰老、降血脂、增強(qiáng)免疫等生理功效，可以降低某些慢性疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[4-5]。聯(lián)合國國際糧農(nóng)組織（FAO）把藜麥認(rèn)定為唯一一種能夠滿足人體基本營養(yǎng)需求的單體植物，國際營養(yǎng)學(xué)家把藜麥稱之為“超級(jí)谷物”，并推薦其為最適宜人類的完美“全營養(yǎng)食品”[6-8]。近年來，因其營養(yǎng)的全面性和廣泛的生態(tài)適應(yīng)性引起世界范圍的關(guān)注。我國藜麥種植分布在西藏、山西及青海等西北地區(qū)，并在2008 年大規(guī)模種植于山西省靜樂縣[9]。

磷是作物生長發(fā)育必需的元素[10]，是一種植物體內(nèi)一些重要有機(jī)化合物的組分，在植物新陳代謝中發(fā)揮重要作用，適當(dāng)施用磷肥對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面有顯著作用[11-13]。近年來，有關(guān)氮肥用量對(duì)藜麥生長和氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收等方面的研究已有不少報(bào)道[14-18]，而磷肥用量對(duì)藜麥生長和氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收等方面的研究尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)在前期研究基礎(chǔ)上，探討了磷肥用量對(duì)藜麥生長和氮、磷、鉀養(yǎng)分累積吸收的影響，為藜麥種植期間科學(xué)施肥、規(guī)范化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物為藜麥（白藜），來自山西靜樂縣。供試肥料為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O544%）和硫酸鉀（K2O 54%）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院日光溫室進(jìn)行。供試土壤為山西靜樂縣黃綿土，其理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量12.3 g/kg、全氮含量0.75 g/kg、有效磷含量4.4 mg/kg、速效鉀含量96 mg/kg、pH 值8.57。藜麥于3 月9 日播種，8 月9 日收獲。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽試驗(yàn)，按照磷肥施用量共設(shè)5 個(gè)處理，分別為0（P0）、25.5（P1）、51.0（P2）、76.5（P3）、102.0 kg/hm2（P4），每個(gè)處理8 個(gè)重復(fù)。各處理氮肥、鉀肥施用量一致（N 112.5 kg/hm2，K2O 63 kg/hm2）。試驗(yàn)所用塑料盆，底部直徑24 cm，上口直徑30 cm，盆深30 cm。每盆裝風(fēng)干土18 kg，每盆等距播種10 穴，每穴播種10 粒，共100 粒。待幼苗長到三葉一心時(shí)，每盆均定苗10 株。氮、磷、鉀肥在播種前均以基肥一次性施入。藜麥生長期間，在不同時(shí)期采集植株樣品，記錄農(nóng)藝性狀，并進(jìn)行生物量及植株氮、磷、鉀含量測定。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

藜麥生長期間，在 生長60（5 月9 日）、91（6 月9 日）、121（7 月9 日）、152 d（8 月9 日）進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查、生長指標(biāo)的測定及植株養(yǎng)分的測定。

1.4.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查 在藜麥生長不同時(shí)期測定株高、莖粗。株高采用卷尺測量莖基部到植株頂部的垂直高度。莖粗采用精度為0.01 mm 的游標(biāo)卡尺直接測量。

1.4.2 生長指標(biāo)測定 在藜麥生長不同時(shí)期，將藜麥用蒸餾水洗凈后，用吸水紙擦干，并用分析天平稱鮮質(zhì)量；然后將植株裝進(jìn)牛皮紙袋，105 ℃殺青1 h后于80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測定藜麥生物量。

1.4.3 植株養(yǎng)分測定 藜麥生長指標(biāo)測定完成后，用粉碎機(jī)將植株樣品粉碎后進(jìn)行消煮，全氮測定采用凱氏定氮法，全磷測定采用釩鉬黃比色法，全鉀測定采用火焰光度計(jì)法。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 20.0 軟件及Excel 2018 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析及作圖，檢驗(yàn)差異顯著性采用最小顯著差數(shù)法（LSD 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥對(duì)藜麥農(nóng)藝性狀的影響

表1 不同處理下各生育期藜麥農(nóng)藝性狀比較

由表1 可知，在藜麥整個(gè)生長期內(nèi)，藜麥株高隨生長期的推進(jìn)呈增加的趨勢且在生長152 d 最高。P1、P2、P3 和P4 處理的藜麥株高均高于P0 處理，且差異顯著，但P1、P2、P3 和P4 處理間的株高差異不顯著。藜麥株高隨磷肥施用量的增加呈增加的趨勢，且磷肥用量為P4 處理（102.0 kg/hm2）時(shí)株高最高。從生長60 d 開始，P1～P4 處理的株高較P0 處理增加速度明顯加快，在生長91 d 時(shí)，P1～P4 處理的株高較P0 處理的增幅最大，高達(dá)172.5%～192.3%。

藜麥莖粗隨生長期的推進(jìn)呈增加的趨勢。從生長60 d 開始，P1、P2、P3 和P4 處理的莖粗較P0 處理增加速度明顯加快，在生長152 d 時(shí)，P1～P4 處理的莖粗較P0 處理的增幅最大，范圍在107.4%～118.5%。P1、P2、P3 和P4 處理的藜麥莖粗均顯著高于P0 處理，且差異顯著。施磷肥處理中，P3 處理莖粗最粗，在60、152 d，P3 處理莖粗與P1、P2、P4 處理間差異顯著，在91 d，P3 處理與P1、P2、P4 處理之間差異不顯著，在121 d 時(shí)，P3 與P1、P4 處理間差異顯著，與P2 處理間差異不顯著。藜麥莖粗隨磷肥施用量的升高呈先增加后減少的趨勢，當(dāng)磷肥用量在0～76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗隨著磷肥用量的增加而增加，且在76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗達(dá)到最大值。當(dāng)磷肥用量在102.0 kg/hm2時(shí)，藜麥莖粗下降。

2.2 磷肥對(duì)藜麥生物量的影響

由表2 可知，在藜麥生長期間，P1、P2、P3 和P4處理的藜麥生物量均高于P0 處理，且差異顯著。P3、P4 處理與其他處理生物量相比，差異顯著且P3處理生物量最高。從生長91 d 開始，P1、P2、P3 和P4 處理的生物量較P0 處理增加速度明顯加快。在藜麥整個(gè)生長期內(nèi)，不同磷肥水平下藜麥生物量均隨生長期的推進(jìn)呈增加的趨勢，且在152 d 最大。隨著磷肥施用量的增加，藜麥生物量呈先增加后降低的趨勢。當(dāng)磷肥用量在0～76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥生物量隨著磷肥用量的增加而提高。當(dāng)磷肥用量在76.5 kg/hm2時(shí)，生物量達(dá)到最高值，分別為0.48、1.31、2.91、6.25 g/株。當(dāng)磷肥用量在102.0 kg/hm2時(shí)，藜麥生物量下降。除生長60、152 d 外，P0 處理生物量階段累積率小于P1～P4 處理，且差異顯著。在藜麥生長152 d 時(shí)，P0～P4 處理都處于生物量階段累積率高峰期，范圍在47.4%～56.2%，差異不顯著。藜麥在整個(gè)生長期中，磷肥用量為76.5 kg/hm2時(shí)，生物量的范圍在0.48～6.25 g/株，生物量階段累積率的范圍為7.7%～53.4%，均保持相對(duì)較高、較穩(wěn)定的水平。

表2 不同處理下各生育期藜麥生物量比較

2.3 磷肥對(duì)藜麥氮、磷、鉀素累積吸收的影響

從圖1 可以看出，適量施用磷肥能促進(jìn)藜麥對(duì)氮素、磷素和鉀素的吸收，P0 處理的氮素累積吸收量小于所有施用磷肥處理，且差異顯著。磷素、鉀素累積吸收量（除生長60 d 外）與氮素累積吸收量規(guī)律一致。各處理藜麥氮素、磷素、鉀素累積吸收量均隨生長期的推進(jìn)呈慢—慢—快的增加趨勢，在121～152 d 時(shí)，氮、磷、鉀累積吸收最多，各處理的氮素吸收量占總氮素累積吸收量的25.0%～51.6%，各處理的磷素吸收量占總磷素累積吸收量的50.3%～68.8%，各處理的鉀素吸收量占總鉀素累積吸收量的51.7%～59.7%。

在生長60 d 時(shí)，植株氮素累積吸收量隨磷肥施用量的增加呈增加趨勢，且P0 處理與P3、P4 處理間差異顯著，與P1、P2 處理間差異不顯著；磷素累積吸收量隨磷肥用量的增加而提高，但差異不顯著；鉀素累積吸收量隨磷肥施用量的增加而提高，且P4 處理與其他施肥處理間差異顯著。在生長91、121、152 d 時(shí)，藜麥植株氮、磷、鉀累積吸收量在磷肥用量為0～76.5 kg/hm2時(shí)，均隨磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量超過76.5 kg/hm2時(shí)，植株的氮、磷、鉀素累積吸收量下降；當(dāng)磷肥用量為76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥植株氮素、磷素、鉀素累積吸收量均達(dá)到最高值，分別為8.6、1.2、22.3 g/株。綜上所述，藜麥在121～152 d 時(shí)，P3 處理（76.5 kg/hm2）氮、磷、鉀的平均吸收增量最大，分別占總平均累積吸收量的45.3%、50.3%、56.1%。

3 結(jié)論與討論

研究表明，磷對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量有重要的影響，適量的磷肥能夠有效促進(jìn)農(nóng)作物的正常生長，但磷肥用量過多會(huì)引起磷素積累，進(jìn)而影響農(nóng)作物的生長發(fā)育[19-23]。曾洪玉等[22]研究表明，增施磷肥可促進(jìn)作物生長發(fā)育，對(duì)株高、莖粗、千粒質(zhì)量等均有顯著提高。郭豐輝等[23]研究表明，氮主要對(duì)植物的伸長產(chǎn)生影響，而磷主要對(duì)植物的發(fā)育產(chǎn)生影響。周全奎等[24]研究認(rèn)為，適量磷肥施用量可以顯著提高作物的產(chǎn)量，施用量嚴(yán)重超標(biāo)則會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。李月梅[25]研究表明，增施磷肥不僅可促進(jìn)作物生長發(fā)育，還對(duì)其產(chǎn)量、品質(zhì)均有重要的影響。這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致，合理施用磷肥能明顯提高藜麥株高、莖粗、生物量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，藜麥株高隨著磷肥用量的增加而增加，而藜麥莖粗與生物量在磷肥用量為0～76.5 kg/hm2時(shí)，均隨磷肥用量的增加而提高，當(dāng)磷肥用量為76.5 kg/hm2時(shí)莖粗與生物量均達(dá)最大值，當(dāng)磷肥用量從76.5 kg/hm2增至102.0 kg/hm2時(shí)，莖粗與生物量均下降。由此可知，當(dāng)磷肥施用量大于76.5 kg/hm2時(shí)，超過了藜麥對(duì)磷素的需求，反而不利于藜麥生長。這與劉文輝等[26]的研究類似，適量的磷肥用量不僅可以提高植物體內(nèi)磷素積累，促進(jìn)氮、鉀肥的吸收，而且可以促進(jìn)植物光合作用，從而有利于植物生物量累積，但過度施用磷肥，會(huì)造成植物體內(nèi)磷素過度集中，從而抑制生物量累積。

楊長琴等[27]研究表明，作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的前提是較高的生物量累積，而生物量累積和產(chǎn)量形成是以養(yǎng)分吸收為基礎(chǔ)的。在本試驗(yàn)中，藜麥植株氮、磷、鉀累積吸收量在磷肥用量為0～76.5 kg/hm2時(shí)，均隨磷肥用量的增加而提高，當(dāng)磷肥用量為76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量均達(dá)最高，當(dāng)磷肥用量從76.5 kg/hm2增至102.0 kg/hm2時(shí)，藜麥對(duì)氮、磷、鉀的累積吸收量均下降。這與生物量的變化趨勢相同，說明適量的施用磷肥可促進(jìn)藜麥體內(nèi)磷素的累積吸收，同時(shí)也促進(jìn)了氮、鉀素的累積吸收，推動(dòng)光合作用并促進(jìn)生物累積。當(dāng)施用磷肥過量，磷素積累過多抑制生物累積，表明適宜的生物累積量及合理的養(yǎng)分累積吸收量是促進(jìn)藜麥生長發(fā)育和實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要因素。

在本試驗(yàn)條件下，株高隨著磷肥用量的增加而增加；但莖粗、生物量在磷肥用量為0～76.5 kg/hm2時(shí)，隨著磷肥用量的增加而增加，當(dāng)磷肥用量超過76.5 kg/hm2時(shí)，莖粗、生物量均下降。藜麥植株氮、磷、鉀累積吸收量（除60 d 外）與生物量變化趨勢相同，在磷肥用量為0～76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥植株氮、磷、鉀累積吸收量均隨磷肥用量的增加而提高；當(dāng)磷肥用量超過76.5 kg/hm2時(shí)，植株的氮、磷、鉀素累積吸收量下降；當(dāng)磷肥用量為76.5 kg/hm2時(shí)，藜麥對(duì)氮、磷、鉀素累積吸收量均達(dá)到最高值，分別為8.6、22.3 g/株。因此，合理的施用磷肥能促進(jìn)藜麥的生長發(fā)育，改善藜麥全生育期的生長狀況；而過量的磷肥不僅導(dǎo)致藜麥生長受阻，而且造成磷素浪費(fèi)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，藜麥生長所需適宜磷肥（P2O5）用量為76.5 kg/hm2。