施磷量處理膜下滴灌馬鈴薯磷素吸收分配規(guī)律研究

現(xiàn)在，干旱是內(nèi)蒙古中部地區(qū)紅薯發(fā)展的主要?dú)夂蛞蛩?。紅薯對(duì)水的需求非常敏感。節(jié)水栽培逐漸成為高產(chǎn)甘薯的首選。最快的推廣是產(chǎn)生高效的節(jié)水甘薯水的方法，主要是膜下注射。磷是植物必需的礦質(zhì)元素,據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界約有43%的耕地缺磷,其中我國(guó)占2/3。以往對(duì)馬鈴薯與磷營(yíng)養(yǎng)的研究得出:馬鈴薯磷素吸收速率、磷素濃度及磷的積累量均較低。磷元素在馬鈴薯植株體內(nèi)流動(dòng)性較大,磷營(yíng)養(yǎng)水平與塊莖膨大密切相關(guān),塊莖是磷素的最終貯存庫(kù)。馬鈴薯對(duì)磷素的吸收速率在整個(gè)生育期間呈單峰曲線變化,塊莖快速增長(zhǎng)期是葉片、地上莖和塊莖磷素濃度的最高值,是馬鈴薯對(duì)磷需求最多的時(shí)期,塊莖形成后,大量的磷向塊莖轉(zhuǎn)移。磷還可以增加磷酸鹽與淀粉羥基間的脂化作用,脂化越高,淀粉黏性越大,品質(zhì)越好。適當(dāng)?shù)厥┯昧追室部梢源龠M(jìn)氮肥的吸收,從而提高氮肥利用率,同時(shí)促進(jìn)馬鈴薯植株各種代謝的正常進(jìn)行,使其發(fā)育良好,參與植株的呼吸和光合代謝以及ATP的形成,從而影響到產(chǎn)量的形成。馬鈴薯對(duì)磷素的需求量雖少,但磷素對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育,特別是光合源的建成影響較大,在膜下滴灌模式下研究馬鈴薯磷素營(yíng)養(yǎng)對(duì)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)化栽培具有重要意義。本試驗(yàn)針對(duì)內(nèi)蒙古武川縣地區(qū)的水分氣候特點(diǎn),研究了膜下滴灌栽培模式下不同品種馬鈴薯在整個(gè)生育時(shí)期磷素養(yǎng)分吸收、磷素吸收累積動(dòng)態(tài)變化及磷素分配規(guī)律,為馬鈴薯生產(chǎn)中磷肥的合理施用提供新的途徑和方法,為膜下滴灌方式種植模式下馬鈴薯磷肥管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1材料和方法1.1過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀試驗(yàn)供試馬鈴薯品種為紫花白(普通型)、費(fèi)烏瑞它(早熟型),供試肥料為尿素、重過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀。試驗(yàn)于2011年在武川縣哈樂(lè)鄉(xiāng)大豆鋪村進(jìn)行。土壤為沙壤土,前茬是馬鈴薯。供試土壤0~40cm有機(jī)質(zhì)含量15.43g/kg,堿解氮134.84mg/kg,全磷0.73g/kg,速效鉀129.01mg/kg,pH值為8.61。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及計(jì)量膜下滴灌設(shè)五種施磷量(Pkg/667m2):0、5.0、10.0、15.0、20.0,分別用P1、P2、P3、P4、P5表示。試驗(yàn)統(tǒng)一底施尿素33.8kg/667m2,硫酸鉀35.3kg/667m2,尿素、硫酸鉀全部底施。磷肥于播種后按小區(qū)用量人工打孔施入。紫花白每小區(qū)10行(5膜),小區(qū)面積28.5m2。費(fèi)烏瑞它每小區(qū)12行(6膜),小區(qū)面積34.2m2。大行距100cm,小行距50cm,行長(zhǎng)3.8m。試驗(yàn)小區(qū)株距統(tǒng)一為26cm,株數(shù)3419株/667m2,共占地1313m2。馬鈴薯生長(zhǎng)期間進(jìn)行兩次灌水,其它管理同大田生產(chǎn)。1.3地上部生物學(xué)性狀測(cè)定馬鈴薯生育期間分別于苗期(7月8日)、塊莖形成期(7月25日)、塊莖增長(zhǎng)期(8月13日、8月25日)、淀粉累積期(9月5日)、成熟期(9月18日)取樣6次,每次選取有代表性的植株3株(苗期5株),分別記錄植株地上部生物學(xué)性狀,并分葉片、地上莖和塊莖分別計(jì)鮮重,于105℃殺青30min后在80℃下烘干至恒重,分別計(jì)干重并裝袋保存。將各器官分別粉碎后測(cè)定各個(gè)時(shí)期馬鈴薯植株磷素含量及淀粉含量,植物全磷量的測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法。1.4數(shù)據(jù)處理方法所有數(shù)據(jù)采用Excel2003和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析處理,計(jì)算公式如下:磷素累積吸收量(mg/株)=磷素含量(g/kg)×干物質(zhì)重(g/株)2結(jié)果分析2.1不同的磷用量對(duì)膜下酪氨酸酶的吸收和分配有影響2.1.1不同時(shí)期各器官磷素含量的變化磷在植物體內(nèi)的分布和運(yùn)轉(zhuǎn)與植物的代謝和生長(zhǎng)中心轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系,且受供磷水平的影響,在馬鈴薯植株體內(nèi)的流動(dòng)性較大。雖然馬鈴薯對(duì)磷的需求量少,但磷素對(duì)馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大。磷在植物體中大部分構(gòu)成有機(jī)物的成分,也有一部分以無(wú)機(jī)磷酸的形式存在,各器官中磷含量的變化標(biāo)志著植物代謝的強(qiáng)弱。由表1、表2和圖1可以看出,隨著生育時(shí)期的推進(jìn),不同施磷量、不同品種地上莖、塊莖的磷素含量均呈不同程度的下降趨勢(shì),葉片的磷素含量在后期都有所升高。苗期含量最高,該時(shí)期馬鈴薯對(duì)磷的需求量最大,以保證后期有充足的磷素供應(yīng),是獲得高產(chǎn)的前提。費(fèi)烏瑞它和紫花白各器官磷素含量均表現(xiàn)為:葉片>地上莖>塊莖,全株磷素含量表現(xiàn)為:費(fèi)烏瑞它>紫花白,整個(gè)生育期全株磷素平均含量均表現(xiàn)為:P5>P4>P3>P2>P1。施磷量的增加使磷素的平均含量也有所增加,與對(duì)照相比,磷素含量均有所提高。費(fèi)烏瑞它全株磷素含量各施磷處理之間P5與P2、P3、P4處理相比,均達(dá)到0.05顯著水平,P2、P3、P4處理之間差異不顯著,各施磷處理與不施磷處理(P1)相比,P4、P5處理顯著高于P1處理;紫花白全株磷素含量各施磷處理之間P3、P4、P5處理極顯著地高于P2處理,P3、P4處理之間差異不顯著,各施磷處理與不施磷處理(P1)相比,除P2外,其余各處理均極顯著地高于P1處理。不同品種比較,費(fèi)烏瑞它磷素含量在塊莖形成期到淀粉積累期下降較快,而紫花白的磷素含量在此時(shí)期下降緩慢。費(fèi)烏瑞它全株平均磷素含量P5、P4、P3、P2處理比P1分別增加0.48g/kg、0.19g/kg、0.16g/kg、0.02g/kg;紫花白增加0.49g/kg、0.32g/kg、0.30g/kg、0.11g/kg。2.1.2生育時(shí)期馬鈴薯磷素吸收速率由表3、表4和圖2可知,兩品種隨著生育時(shí)期的推移,全株磷素吸收量均呈不同程度的上升趨勢(shì),在淀粉積累期到成熟期磷素吸收量趨于平緩,P5處理在淀粉積累期植株的全株磷素吸收量達(dá)到最大值,其余各處理均在淀粉積累期達(dá)到最大值。費(fèi)烏瑞它和紫花白在整個(gè)生育時(shí)期莖、葉、塊莖和全株的平均吸收累積量均表現(xiàn)為:P5>P4>P3>P2>P1,說(shuō)明增施磷肥可以提高馬鈴薯的磷素吸收量。費(fèi)烏瑞它全株平均吸收速率表現(xiàn)為:P4>P5>P3>P2>P1;紫花白的全株平均吸收速率表現(xiàn)為:P5>P4>P3>P2>P1,說(shuō)明馬鈴薯磷素吸收量多時(shí)相應(yīng)的吸收速率會(huì)加快,以滿足馬鈴薯對(duì)磷素的積累。兩品種比較,費(fèi)烏瑞它地上部磷素吸收量除P1外,其余處理均高于紫花白,而塊莖各處理磷素吸收量則均高于紫花白,說(shuō)明費(fèi)烏瑞它在整個(gè)生育時(shí)期對(duì)于磷素的需求量大于紫花白。費(fèi)烏瑞它P5、P4、P3、P2處理分別使全株磷素吸收量比P1增加74.66mg/株、63.29mg/株、49.73mg/株、30.75mg/株;紫花白增加70.54mg/株、54.85mg/株、41.33mg/株、26.45mg/株。2.1.3紫花白磷素在馬鈴薯生育期及地上莖中的分布由表5、表6可以看出,磷素在馬鈴薯各器官中的分布隨著生育時(shí)期的推進(jìn)發(fā)生了變化,費(fèi)烏瑞它磷素在馬鈴薯葉片和地上莖中的分配率均在苗期達(dá)到最大值,此后呈下降趨勢(shì),隨著生長(zhǎng)中心的變化,塊莖中磷素分配率在塊莖形成后不斷增加。紫花白磷素在馬鈴薯葉片中的分配率在苗期達(dá)到最大值,此后也呈下降趨勢(shì),磷素在地上莖中的分配率在塊莖形成期達(dá)到最大值,此后逐漸下降,而塊莖中磷素分配率也是在塊莖形成后不斷增加,說(shuō)明在塊莖形成以后,大量的磷素向塊莖發(fā)生了轉(zhuǎn)移。兩品種在苗期70%以上的磷素都集中分配給葉片,到了成熟期,只有5%~15%保留,其余轉(zhuǎn)移給塊莖。地上莖中的磷素在成熟期保持在2%~3%,說(shuō)明在馬鈴薯生育后期地上莖對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)比較小。在塊莖中,成熟期的磷素分配可以達(dá)到80%~90%,說(shuō)明磷素在植株的體內(nèi)流動(dòng)性比較大,磷素最終貯存在塊莖中。兩個(gè)品種比較,莖、葉中磷素的平均分配率為紫花白>費(fèi)烏瑞它,塊莖中磷素的平均分配率為費(fèi)烏瑞它>紫花白。3生育期馬鈴薯對(duì)磷素的吸收、分配馬鈴薯各器官磷素含量隨著生育時(shí)期的推進(jìn)呈下降趨勢(shì)苗期對(duì)磷養(yǎng)分的需求量最大,含量最高,植株的代謝水平較強(qiáng)費(fèi)烏瑞它和紫花白各器官磷素含量均表現(xiàn)為:葉片>地上莖>塊莖。施磷量的增加使磷素的平均含量也有所增加,與對(duì)照相比磷素含量均有所提高。整個(gè)生育期全株磷素平均含量、平均累積吸收量均表現(xiàn)為:P5>P4>P3>P2>P1。馬鈴薯全株磷素吸收量隨著生育時(shí)期的推進(jìn)呈不同程度的上升趨勢(shì),在淀粉積累期到成熟期磷素吸收量趨于平緩。增施磷肥可以提高馬鈴薯磷素吸收量,在成熟期達(dá)到最大值,塊莖逐漸成為磷素的最終貯存庫(kù),促進(jìn)塊莖的膨大。在馬鈴薯磷素吸收量多時(shí),吸收速率也會(huì)相應(yīng)加快,以滿足馬鈴薯對(duì)磷素的需求與積累。兩品種相比較,費(fèi)烏