施磷量和品种特性对小麦-玉米磷吸收、利用及产量的影响

摘要

提高磷肥利用率是当今农田磷养分资源管理面临的难题，品种改良被认为是提高磷利用率的有效途径，但缺乏大田尤其是华北平原的小麦-玉米一年两熟制生产环境下的试验资料。本研究以传统高产品种组合石家庄8号（小麦）-农大108（玉米）为对照，在华北集约化生产条件下研究了磷吸收高效品种组合科农9204(小麦)-NE15（玉米）产量形成、磷吸收利用特性，从根形态的分布、酸性磷酸酶活性、pH等方面探讨其机制，同时研究了两品种组合对环境的影响。主要结果如下：
　　（1）随着施磷量的增加，轮作体系各季各时期生物量及各季产量均随之增加，总体来说品种组合间无显著差异，即科农+NE这个高效组合在集约化种植体系中产量与石麦+农大这个传统组合基本持平。产量构成因素中，高效组合的千粒重均显著低于传统组合。
　　（2）轮作体系高效品种组合的吸收效率均显著高于传统组合，但高效品种组合的利用效率低于传统组合，吸收效率随施磷量增加而显著增加，利用效率随施磷量增加而显著降低，两品种组合的土壤供磷随施磷量增加而增加，在品种组合间无显著差别。
　　（3）小麦高效品种的根长显著高于传统品种，玉米高效品种的根体积和根径显著低于传统品种，随着施磷量的增加，2010年小麦和玉米季根表面积和根体积显著增加。高效品种和传统品种在根系生物量和根冠比间无显著差别，随施磷量的增加，根系生物量均显著增加，根冠比无显著变化。根的剖面分布在品种间均无显著差异，随着施磷量的增加，根的剖面分布变化情况不存在显著差异。
　　（4）酸性磷酸酶活性在玉米大口期高效品种显著低于传统品种，在玉米灌浆期则无显著差别，随着施磷量的增加，酸性磷酸酶活性在大口期降低，在灌浆期增加，差异均不显著。土体土和根际土的pH相差不大，在品种和施磷量间均不存在显著差异，这表明在大量施磷情况下，酸性磷酸酶活性和根际pH变化可能不是高效品种大量吸磷的影响机制。
　　（5）两年试验对土壤磷库的影响为：随着施磷量的增加，土壤中无机磷的组分含量均增加，部分有机磷组分含量增加，高效品种的土壤无机磷总磷高于传统品种，对土壤的持续利用有利。随着施磷量的增加，环境风险显著增加，但种植高效品种土壤的环境风险比种植传统品种降低。
　　以上结果表明：磷高效品种的吸收效率高，但利用效率低，其吸收高效的主要机制可能为根长的增加、根径的减小。产量与传统品种大致持平，环境风险低于传统品种，经过两年的种植，土壤中无机磷组分含量及总量均增加。

目录

符号表

第1章 文献综述

1.1 磷吸收高效品种的选育

1.2 磷吸收高效品种磷利用能力及产量效应

1.3 磷吸收高效品种磷吸收高效的机理

1.4 磷吸收高效品种对土壤磷的利用特点

1.5 磷吸收高效品种的应用潜力

1.6 本研究的研究内容与研究思路

第2章 材料与方法

2.1 试验区域

2.2 供试作物

2.3 试验设计

2.4 取样指标及测定方法

2.5 数据分析

第3章 磷肥施用量和品种对小麦玉米生物量积累、产量及产量构成因素的影响

3.1 引言

3.2 结果与分析

3.3 小结

第4章 磷肥施用量和品种对磷吸收和利用效率的影响

4.1 引言

4.2 磷肥施用量和品种对吸磷量的影响

4.3 磷肥施用量和品种对磷收获指数的影响

4.4 磷肥施用量和品种对偏生产力的影响

4.5 磷肥施用量和品种对肥料利用率的影响

4.6 土壤供磷状况

4.7 小结

第5章 磷肥施用量和品种对根系形态学特性和根系在土壤剖面分布的影响

5.1 引言

5.2 磷肥施用量和品种对根系形态学特性的影响

5.3 磷肥施用量和品种对根系生物量和根冠比的影响

5.4 磷肥施用量和品种对根系在土壤剖面分布特征的影响

5.5 小结

第6章 磷肥施用量和品种对酸性磷酸酶和根际pH的影响

6.1 引言

6.2 磷肥施用量和品种特性对酸性磷酸酶的影响

6.3 磷肥施用量和品种特性对土壤pH的影响

6.4 小结

第7章 磷肥施用量和品种对磷组分构成及环境效应的影响

7.1 引言

7.2 磷肥施用量和品种对磷组分构成的影响

7.3 磷肥施用量和品种对水提取磷的影响

7.4 小结

第8章 讨论

第9章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果