習(xí)金根等

摘 要 采用盆栽試驗(yàn)，研究4個(gè)不同施磷（P2O5）水平（0、0.16、0.21、0.26 g）對(duì)劍麻幼苗生物學(xué)性狀、產(chǎn)量、肥料利用效率和養(yǎng)分積累量的影響。結(jié)果表明，施用磷肥顯著提高劍麻株高、葉片長(zhǎng)度和葉片厚度。施磷處理劍麻地上部和根系生物量有所增加。在施用尿素（以N計(jì)）0.45 g/株、氯化鉀（以K2O計(jì)）0.70 g/株基礎(chǔ)上，施用過磷酸鈣0.21 g/株時(shí)，劍麻地上部鮮重最大，為644.7 g/株，比不施磷處理增加39.6%，且其磷肥回收率和農(nóng)學(xué)利用率也最大。施磷處理劍麻葉片和根系全磷含量均比不施磷處理P0高，葉片全氮含量和根系全磷含量明顯隨著施磷量的增加而增加。劍麻整株氮素積累量隨著施磷水平的增加而增加，磷素和鉀素積累量總體上隨著施磷水平的增加呈先增后減的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 劍麻；磷水平；生長(zhǎng)；磷肥效率

中圖分類號(hào) S563.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract A pot experiment was used to explore the effects of different phosphorus levels on the biological character， yield， phosphorus utilization and nutrient uptake of sisal seedling. The result showed that plant height， leaf length， leaf thickness， leaf fresh/dry weight， root fresh/dry weight increased significantly when phosphorus fertilizer was used.When the dosage was 0.21 g per plant， the leaf fresh weight was the largest， which was 644.7 g per plant， increased by 39.6% compared to the check. The rate of phosphorus recovery and agronomic efficiency were the highest. And the P conten of leaf and root was higher than the control. The amount of nitrogen accumulation of sisal increased with the increasing of phosphorus fertilization utilization. The amount of phosphorus and potassium accumulation of sisal increased at first and then decreased.

Key words Sisal； Phosphorus fertilizer； Growth； Phosphorus utilization

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.002

劍麻（Agave sisalana）是龍舌蘭科龍舌蘭屬多年生熱帶硬質(zhì)葉纖維作物，其纖維拉力強(qiáng)，具耐磨、耐酸、耐堿、耐腐蝕等特性，廣泛用于制作繩纜、鋼索繩心和編織劍麻地毯、工藝品等，是國(guó)防、漁業(yè)、航海、石油、工礦等領(lǐng)域的重要原料。近年來中國(guó)的劍麻生產(chǎn)種植具有較大規(guī)模，產(chǎn)量與收獲面積都維持在穩(wěn)定的水平[1]。施用化肥是劍麻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的保證，關(guān)于劍麻生產(chǎn)施肥量、肥料配比、增產(chǎn)和品質(zhì)改善等方面的研究已有一些報(bào)道，但總體較少，主要集中在20世紀(jì)八九十年代[2-4]，而隨著社會(huì)的發(fā)展，肥料施用量和施用方法都有所變化。其中，磷素是作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成必不可少的大量營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝起著非常重要的作用[5-6]。但磷在土壤中易被固定，使作物難以吸收利用，磷肥利用效率下降。因此，研究磷肥用法用量對(duì)作物生產(chǎn)有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，施用磷肥可顯著提高劍麻的鮮葉產(chǎn)量，不同磷水平對(duì)劍麻根系形態(tài)和生理活性有一定的影響，并促進(jìn)磷素在劍麻葉片和根系的積累[7-8]。為進(jìn)一步探索劍麻植株的磷營(yíng)養(yǎng)吸收特性和肥料利用效率，筆者以龍舌蘭H.11648為材料，進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，參考當(dāng)?shù)貏β樯a(chǎn)用肥量，設(shè)置不施磷、低磷、中磷、高磷4個(gè)不同施磷水平，觀察測(cè)定不同施肥水平對(duì)劍麻生物學(xué)形態(tài)、養(yǎng)分吸收和累積量的影響，以期獲得劍麻生產(chǎn)最佳磷肥施用量。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用劍麻（Agave sisalana）幼苗均為龍舌蘭H.11648品種吸芽，大小為（0.35±0.05）kg，2012年8月中旬于廣西山圩農(nóng)場(chǎng)高產(chǎn)劍麻園采集。供試土壤為沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量9.20 g/kg，pH4.7，堿解氮24.77 mg/kg，速效磷11.18 mg/kg，速效鉀42.04 mg/kg。市售黑色環(huán)保塑料袋及盆口徑為23 cm，高30 cm的塑料盆。供試肥料為尿素（含N 46%），過磷酸鈣（含P2O5 16%），氯化鉀（含K2O 60%），均為市售化肥。

1.2 方法

1.2.1 測(cè)定項(xiàng)目與方法 試驗(yàn)于海南儋州市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)植所基地大棚進(jìn)行。選取長(zhǎng)勢(shì)正常一致的劍麻幼苗進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。每盆裝土5 kg，每盆1株。2012年8月31日種下，每隔10 d澆1次水，每次200 mL。以當(dāng)?shù)厣a(chǎn)施磷水平為中磷水平，設(shè)置不施磷、低磷、中磷、高磷4個(gè)處理，4次重復(fù)，分別施用過磷酸鈣（以P2O5計(jì)）0、0.16、0.21、0.26 g。氮鉀肥施用量一致，每盆施用尿素（以N計(jì)）0.45 g，氯化鉀（以K2O計(jì)）0.70 g。2012年10月15日，于盆中挖兩小溝，將過磷酸鈣、尿素和氯化鉀一次性施入，覆土，施肥后正常管理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磷水平對(duì)劍麻生物學(xué)性狀的影響

從表1可見，施磷處理劍麻株高、葉片長(zhǎng)度和葉片厚度都顯著高于不施磷處理，但施磷處理間差異不顯著。根粗則隨著施磷水平的增加顯著減小，但低磷和中磷處理差異不顯著，高磷處理根粗顯著小于不施磷對(duì)照。而不同處理葉片數(shù)、葉片寬度、根條數(shù)和最長(zhǎng)根差異不顯著，其中，葉片寬度和根數(shù)在中、高磷條件下呈增加趨勢(shì)，低磷處理P1最長(zhǎng)根最大。除根粗外，施磷處理各項(xiàng)指標(biāo)平均都高于對(duì)照，其中，葉片厚度、葉片長(zhǎng)度和最長(zhǎng)根增加較明顯。可見，在幼苗期，磷對(duì)劍麻株高、葉片長(zhǎng)度、葉片厚度和根粗影響較明顯，而對(duì)劍麻葉片數(shù)、葉片寬度、根條數(shù)影響不大。施磷處理平均株高、葉片長(zhǎng)度、葉片厚度和最長(zhǎng)根增加較明顯，分別比不施磷處理P0增加8.8%、12.3%、27.07%、10.8%，而施磷處理根粗平均比不施磷處理P0減小20.97%。

2.2 不同磷水平對(duì)劍麻生物量的影響

生物量是衡量植物生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，與植物的光合作用密切相關(guān)，植物不同器官生物量的大小表明了光合產(chǎn)物分配的多少[12]。從表2可見，施磷處理劍麻地上部鮮重和干重都比不施磷處理高，總體上隨著施磷水平的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)。其中地上部鮮重中磷處理P2最大，為644.7 g，比處理P0增加39.6%，顯著高于處理P0，而低磷處理P1和高磷處理P3與處理P0差異不顯著。地上部干重各處理間差異不顯著。根鮮重高磷處理P3最大，低磷處理P1最小，而根干重中磷P2處理最大，高磷處理P3次之，低磷處理P1和處理P0相差不大，但各處理間差異不顯著。施磷處理劍麻平均地上部鮮重、地上部干重、根鮮重和根干重分別比不施磷處理增加27.1%、28.10%、2.7%和9.19%。不同處理劍麻地上部水量、根含水量和根冠比差異不明顯。可見，施用磷肥可提高劍麻地上部生物量，中磷處理P2施肥水平條件下，劍麻地上部生物量最大，而高磷水平處理P3劍麻地上部生物量反而有所下降。本試驗(yàn)條件下，不同磷水平處理對(duì)劍麻地上部含水量、根含水量和根冠比影響不大。

2.3 不同磷水平對(duì)劍麻磷肥利用效率的影響

肥料回收率反映了作物對(duì)施入土壤中肥料養(yǎng)分的回收效率，反映作物對(duì)化肥養(yǎng)分的吸收狀況。而肥料農(nóng)學(xué)利用率是指單位施肥量所增加的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，評(píng)價(jià)肥料增產(chǎn)效應(yīng)較為準(zhǔn)確的指標(biāo)。偏生產(chǎn)力是指單位投入的肥料氮所能生產(chǎn)的作物產(chǎn)量。生理利用率則指作物地上部每吸收單位肥料中養(yǎng)分所獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的增加量，說明植物體內(nèi)養(yǎng)分的利用效率[11]。從表3可見，劍麻磷肥回收率和農(nóng)學(xué)利用率中磷處理P2最大，分別為10.53%、871.59 kg/kg，從低磷水平到中磷水平呈增加趨勢(shì)。但高磷處理P3磷肥回收率和農(nóng)學(xué)利用率比處理P2小，說明隨著施磷水平的增加劍麻磷肥回收率和農(nóng)學(xué)利用率呈先增大后減小的趨勢(shì)。而劍麻偏生產(chǎn)力則隨著施磷水平的增加呈遞減趨勢(shì)，生理利用率隨著施磷水平的增加而增加。說明在中磷水平條件下，肥料中磷素的回收效率最高，對(duì)磷肥的吸收利用效果最佳。中磷水平條件下，單位投入的磷肥對(duì)劍麻的增產(chǎn)效果最好，是生產(chǎn)中的最佳施磷水平。

2.4 不同磷水平對(duì)劍麻地上部和根系養(yǎng)分含量的影響

養(yǎng)分含量測(cè)定結(jié)果表明，不同磷水平對(duì)劍麻地上部和根系養(yǎng)分含量有一定影響（表4）。施磷處理劍麻地上部和根系全磷含量都比不施磷處理P0高。其中，處理P1地上部含磷量最大，顯著高于處理P0，處理P2次之。但除處理P1外，其余施磷處理與不施磷處理P0差異不顯著，施磷處理間差異也不顯著。根系含磷量總體上隨著施磷水平的增加而增加，處理P3最大。但除處理P3外，其余施磷處理與不施磷處理P0差異也不顯著，施磷處理間差異也不顯著。施磷處理地上部全氮含量都大于不施磷處理P0，總體上隨著施磷水平的增加呈升高趨勢(shì)。但除處理P3外，其余施磷處理與不施磷處理P0差異不顯著，施磷處理間差異也不顯著。而根系含氮量各處理間差異不明顯。地上部含鉀量各處理間差異不明顯，而根系含鉀量總體上隨著施磷水平的增加呈升高趨勢(shì)。施磷處理劍麻地上部平均全氮、全磷含量比不施磷處理分別增加26.41%、35.40%，而根全磷、全鉀含量分別增加70.00%、67.00%，根全氮含量則減小3.76%。

2.5 不同磷水平對(duì)劍麻N、P、K素積累量的影響

不同磷水平對(duì)劍麻磷素積累量有一定影響。劍麻植株地上部氮素積累量總體上隨著施磷水平的增加而增加，而根系吸氮量變化不明顯。高磷水平處理P3整株氮素積累量為834.95 mg/株，比不施磷處理P0增加51.66%。而地上部磷素積累量總體上隨著施磷水平的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，而根系吸磷量則隨著施磷水平的增加呈升高趨勢(shì)。整株磷素積累量中磷水平處理P2最大，為73.46 mg/株，比處理P0增加40.69%。地上部鉀素積累量呈先增大后減小的趨勢(shì)，而根系吸鉀量變化不明顯。其中，處理P2鉀素積累量最大，為1 422.35 mg/株，比處理P0增加14.30%（見圖1～3）。

2.6 不同磷水平對(duì)劍麻N、P、K平衡的影響

養(yǎng)分間的比值反映了各營(yíng)養(yǎng)元素的養(yǎng)分平衡狀況，是營(yíng)養(yǎng)診斷的一個(gè)重要指標(biāo)[11]。由圖4可見，隨著施磷水平增加，劍麻地上部養(yǎng)分比例K/P呈下降趨勢(shì)，由不施磷處理P0的25.21下降到高磷水平P3的21.06。而N/K呈升高趨勢(shì)，由不施磷處理P0的0.41升高到高磷水平P3的0.56，但增加幅度較小。N/P中磷處理P1最小，為8.71，高磷處理P3最大，為11.84，施磷處理總體上隨著磷水平的增加呈升高趨勢(shì)?？梢?，磷營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏，劍麻植株的氮磷和鉀磷營(yíng)養(yǎng)平衡也隨之變化。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同磷水平對(duì)劍麻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)參考劍麻生產(chǎn)用肥量，研究不同磷肥用量對(duì)劍麻生長(zhǎng)的影響。從試驗(yàn)結(jié)果可見，施用磷肥后，劍麻株高、葉片長(zhǎng)度和葉片厚度等農(nóng)藝性狀指標(biāo)有所提高，生物量增加，增產(chǎn)效果明顯。其中，中磷處理P2地上部鮮重比不施磷處理P0增加39.6%。但磷肥并非施用越多越好，過多的磷反而對(duì)劍麻生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。本試驗(yàn)中，高磷水平條件下劍麻葉片長(zhǎng)度、葉片寬度和葉片厚度與中磷水平條件下差異不大，而高磷水平下劍麻冠鮮重和冠干重反而比中磷水平下少，這與李海霞等[12]、沈乂暢等[13]、齊敏興等[14]在研究紅松幼苗、醉魚草、紫花苜蓿的結(jié)果一致。

一般來說，礦質(zhì)養(yǎng)分的供應(yīng)除了影響植物生物量的大小，還與生物量的分配有關(guān)，礦質(zhì)養(yǎng)分受限時(shí)，光合物質(zhì)的分配有利于地下生長(zhǎng)[15]。尤其是作物根系形態(tài)、主根長(zhǎng)度、根毛密度和側(cè)根數(shù)量與植物對(duì)土壤磷的利用效率密切相關(guān)，磷脅迫下，植物通過增加根冠比、增加根毛的長(zhǎng)度、密度和側(cè)根的數(shù)量等來提高對(duì)土壤中磷的吸收能力[16]。但本試驗(yàn)中，不施磷處理P0根鮮重和根干重并沒有明顯增大，反而稍低于施磷處理，不同磷水平處理根冠比差異不明顯，說明低磷水平條件對(duì)劍麻根系也有不利影響，這與樊衛(wèi)國(guó)等[17]在紐荷爾臍橙幼樹上的研究結(jié)果一致。

葉片數(shù)量是劍麻產(chǎn)量構(gòu)成的重要指標(biāo)，但本試驗(yàn)周期內(nèi)，不同處理劍麻長(zhǎng)葉量差異不明顯，而影響劍麻長(zhǎng)葉量的因素還有待進(jìn)一步研究。此外，不同處理劍麻葉寬、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、根數(shù)等差異也不明顯?？梢?，本試驗(yàn)不同施磷水平條件下劍麻各項(xiàng)生物學(xué)性狀指標(biāo)和生物量總體上差異不明顯，可能與以下三方面因素有關(guān)：（1）試驗(yàn)設(shè)置肥料梯度相差不夠大，導(dǎo)致不同處理劍麻生長(zhǎng)差異不明顯，各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)沒有達(dá)到差異顯著水平；（2）劍麻為多年生經(jīng)濟(jì)作物，生命周期達(dá)6～7 a，割葉生產(chǎn)期為4～5[18]，本試驗(yàn)周期相對(duì)較短，肥料效應(yīng)還未能完全體現(xiàn)，造成不同處理某些試驗(yàn)指標(biāo)差異不顯著；（3）試驗(yàn)用劍麻幼苗雖已經(jīng)挑選，但仍無法達(dá)到完全一致，隨機(jī)選取種植后，各處理劍麻幼苗長(zhǎng)勢(shì)和重量已經(jīng)有所差異，這對(duì)試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)果分析造成較大誤差。

3.2 不同磷水平對(duì)劍麻養(yǎng)分含量及肥料利用效率的影響

不同磷肥用量除了影響劍麻生物積累量外，還通過影響劍麻養(yǎng)分含量進(jìn)而影響劍麻對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和肥料的利用效率。本研究中，施用磷肥不僅增加劍麻的生物量，劍麻地上部含氮量、根系含磷量和根系含鉀量也隨著施磷水平的增加而增加。因此，施用磷肥一定程度上促進(jìn)了劍麻對(duì)N、P、K的積累，并使K/P比例下降，N/K比例小幅上升，而N/P比例變化規(guī)律不明顯。但本試驗(yàn)中，劍麻地上部含磷量隨著施磷水平的增加呈先增大好減小的趨勢(shì)，不同施磷水平條件下地上部含鉀量和根系含氮量差異不明顯。

本試驗(yàn)中，劍麻磷肥回收率和農(nóng)學(xué)利用率隨著磷水平增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，說明隨著施磷量的增加，磷肥效率有所提高，但當(dāng)施磷量到一定值后，磷肥效率增加不顯著，繼續(xù)增加磷肥用量，反而造成磷肥利用效率的降低。這也是磷肥過量施用使土壤中殘留大量的磷，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的理論依據(jù)。這就要求在劍麻生產(chǎn)過程中，要適量施用磷肥，才能既提高磷肥利用效率，又避免對(duì)自然環(huán)境造成污染，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展。

本試驗(yàn)只在劍麻幼苗期初步考察了不同磷肥用量對(duì)劍麻生長(zhǎng)和磷肥利用效率的影響，而劍麻割葉投產(chǎn)期不同磷肥用量和施磷時(shí)期對(duì)劍麻產(chǎn)量和肥料利用效率的影響，劍麻磷素轉(zhuǎn)運(yùn)和分配動(dòng)態(tài)，磷脅迫條件下劍麻的生理特性，以及劍麻生產(chǎn)中最佳磷肥施用基追比等還有待進(jìn)一步研究?；诒驹囼?yàn)所設(shè)置肥料梯度差異還不夠明顯的問題，劍麻生產(chǎn)中的磷肥施用量還可以進(jìn)一步提高。

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