剑麻施肥研究的农学论文

农学中，施用化肥是植物优质高产的保证，关于剑麻生产施肥量、肥料配比、增产和品质改善等方面的研究已有一些报道，但总体较少，主要集中在20世纪八九十年代[2-4]，而随着社会的发展，肥料施用量和施用方法都有所变化。其中，磷素是作物生长发育、产量和品质形成必不可少的大量营养元素，对促进植物的生长发育和新陈代谢起着非常重要的作用[5-6]。但磷在土壤中易被固定，使作物难以吸收利用，磷肥利用效率下降。因此，研究磷肥用法用量对作物生产有重要意义。研究发现，施用磷肥可显著提高剑麻的鲜叶产量，不同磷水平对剑麻根系形态和生理活性有一定的影响，并促进磷素在剑麻叶片和根系的积累[7-8]。为进一步探索剑麻植株的磷营养吸收特性和肥料利用效率，笔者以龙舌兰H.11648为材料，进行盆栽试验，参考当地剑麻生产用肥量，设置不施磷、低磷、中磷、高磷4个不同施磷水平，观察测定不同施肥水平对剑麻生物学形态、养分吸收和累积量的影响，以期获得剑麻生产最佳磷肥施用量，增强农学科学种植的能力。

1材料与方法

1.1材料

试验用剑麻（Agavesisalana）幼苗均为龙舌兰H.11648品种吸芽，大小为(0.35±0.05)kg，2012年8月中旬于广西山圩农场高产剑麻园采集。供试土壤为沙壤土，有机质含量9.20g/kg，pH4.7，碱解氮24.77mg/kg，速效磷11.18mg/kg，速效钾42.04mg/kg。市售黑色环保塑料袋及盆口径为23cm，高30cm的塑料盆。供试肥料为尿素（含N46％），过磷酸钙(含P2O516％)，氯化钾(含K2O60％)，均为市售化肥。

1.2方法

1.2.1测定项目与方法

试验于海南儋州市中国热带农业科学院环植所基地大棚进行。选取长势正常一致的剑麻幼苗进行盆栽试验。每盆装土5kg，每盆1株。2012年8月31日种下，每隔10d浇1次水，每次200mL。以当地生产施磷水平为中磷水平，设置不施磷、低磷、中磷、高磷4个处理，4次重复，分别施用过磷酸钙（以P2O5计）0、0.16、0.21、0.26g。氮钾肥施用量一致，每盆施用尿素(以N计)0.45g，氯化钾(以K2O计)0.70g。2012年10月15日，于盆中挖两小沟，将过磷酸钙、尿素和氯化钾一次性施入，覆土，施肥后正常管理。试验期间观察记录剑麻植株的生长情况，于2013年6月13日采集植株，测量地上部以及根系相关指标：株鲜重、株干重、叶片数、株高、叶片长度、叶片宽度、叶片厚度以及根数、根长、根粗、根鲜重，根干重，并测定剑麻植株地上部和根系N、P、K含量。测定方法[9]：样品经过H2SO4-H2O2消化后，N用奈氏比色法测定，P用钼锑抗比色法，K用火焰光度法。

1.2.2养分吸收、利用效率的表示方法

有关肥料效率的计算公式如下[10-11]：植株磷素积累量=冠含磷量×冠干重+根含磷量×根干重；磷肥回收率=（施磷处理植株磷素积累量-不施磷处理植株磷素积累量）/施磷量×100％；磷肥农学利用率=（施磷处理鲜叶产量-不施磷处理鲜叶产量）/施磷量×100％；磷肥偏生产力=施磷处理鲜叶产量/施磷量；磷肥生理利用率=（施磷处理鲜叶产量-不施磷处理鲜叶产量）/（施磷处理植株磷素积累量-不施磷处理植株磷素积累量）×100％；

1.3数据统计与分析

采用Excel2003、SAS9.0软件统计数据，进行方差分析并作显著性检验。

2结果与分析

2.1不同磷水平对剑麻生物学性状的影响

从表1可见，施磷处理剑麻株高、叶片长度和叶片厚度都显著高于不施磷处理，但施磷处理间差异不显著。根粗则随着施磷水平的增加显著减小，但低磷和中磷处理差异不显著，高磷处理根粗显著小于不施磷对照。而不同处理叶片数、叶片宽度、根条数和最长根差异不显著，其中，叶片宽度和根数在中、高磷条件下呈增加趋势，低磷处理P1最长根最大。除根粗外，施磷处理各项指标平均都高于对照，其中，叶片厚度、叶片长度和最长根增加较明显。可见，在幼苗期，磷对剑麻株高、叶片长度、叶片厚度和根粗影响较明显，而对剑麻叶片数、叶片宽度、根条数影响不大。施磷处理平均株高、叶片长度、叶片厚度和最长根增加较明显，分别比不施磷处理P0增加8.8％、12.3％、27.07％、10.8％，而施磷处理根粗平均比不施磷处理P0减小20.97％。

2.2不同磷水平对剑麻生物量的影响

生物量是衡量植物生产力的重要指标，与植物的光合作用密切相关，植物不同器官生物量的大小表明了光合产物分配的多少[12]。从表2可见，施磷处理剑麻地上部鲜重和干重都比不施磷处理高，总体上随着施磷水平的增加呈先增大后减小的趋势。其中地上部鲜重中磷处理P2最大，为644.7g，比处理P0增加39.6％，显著高于处理P0，而低磷处理P1和高磷处理P3与处理P0差异不显著。地上部干重各处理间差异不显著。根鲜重高磷处理P3最大，低磷处理P1最小，而根干重中磷P2处理最大，高磷处理P3次之，低磷处理P1和处理P0相差不大，但各处理间差异不显著。施磷处理剑麻平均地上部鲜重、地上部干重、根鲜重和根干重分别比不施磷处理增加27.1％、28.10％、2.7％和9.19％。不同处理剑麻地上部水量、根含水量和根冠比差异不明显。可见，施用磷肥可提高剑麻地上部生物量，中磷处理P2施肥水平条件下，剑麻地上部生物量最大，而高磷水平处理P3剑麻地上部生物量反而有所下降。本试验条件下，不同磷水平处理对剑麻地上部含水量、根含水量和根冠比影响不大。

2.3不同磷水平对剑麻磷肥利用效率的影响

肥料回收率反映了作物对施入土壤中肥料养分的回收效率，反映作物对化肥养分的吸收状况。而肥料农学利用率是指单位施肥量所增加的作物经济产量，评价肥料增产效应较为准确的指标。偏生产力是指单位投入的肥料氮所能生产的作物产量。生理利用率则指作物地上部每吸收单位肥料中养分所获得经济产量的增加量，说明植物体内养分的利用效率[11]。从表3可见，剑麻磷肥回收率和农学利用率中磷处理P2最大，分别为10.53％、871.59kg/kg，从低磷水平到中磷水平呈增加趋势。但高磷处理P3磷肥回收率和农学利用率比处理P2小，说明随着施磷水平的增加剑麻磷肥回收率和农学利用率呈先增大后减小的趋势。而剑麻偏生产力则随着施磷水平的增加呈递减趋势，生理利用率随着施磷水平的增加而增加。说明在中磷水平条件下，肥料中磷素的回收效率最高，对磷肥的吸收利用效果最佳。中磷水平条件下，单位投入的磷肥对剑麻的增产效果最好，是生产中的最佳施磷水平。

2.4不同磷水平对剑麻地上部和根系养分含量的影响

养分含量测定结果表明，不同磷水平对剑麻地上部和根系养分含量有一定影响（表4）。施磷处理剑麻地上部和根系全磷含量都比不施磷处理P0高。其中，处理P1地上部含磷量最大，显著高于处理P0，处理P2次之。但除处理P1外，其余施磷处理与不施磷处理P0差异不显著，施磷处理间差异也不显著。根系含磷量总体上随着施磷水平的增加而增加，处理P3最大。但除处理P3外，其余施磷处理与不施磷处理P0差异也不显著，施磷处理间差异也不显著。施磷处理地上部全氮含量都大于不施磷处理P0，总体上随着施磷水平的增加呈升高趋势。但除处理P3外，其余施磷处理与不施磷处理P0差异不显著，施磷处理间差异也不显著。而根系含氮量各处理间差异不明显。地上部含钾量各处理间差异不明显，而根系含钾量总体上随着施磷水平的增加呈升高趋势。施磷处理剑麻地上部平均全氮、全磷含量比不施磷处理分别增加26.41％、35.40％，而根全磷、全钾含量分别增加70.00％、67.00％，根全氮含量则减小3.76％。

2.5不同磷水平对剑麻N、P、K素积累量的影响

不同磷水平对剑麻磷素积累量有一定影响。剑麻植株地上部氮素积累量总体上随着施磷水平的增加而增加，而根系吸氮量变化不明显。高磷水平处理P3整株氮素积累量为834.95mg/株，比不施磷处理P0增加51.66％。而地上部磷素积累量总体上随着施磷水平的增加呈先增大后减小的趋势，而根系吸磷量则随着施磷水平的增加呈升高趋势。整株磷素积累量中磷水平处理P2最大，为73.46mg/株，比处理P0增加40.69％。地上部钾素积累量呈先增大后减小的趋势，而根系吸钾量变化不明显。其中，处理P2钾素积累量最大，为1422.35mg/株，比处理P0增加14.30％（见图1～3）。

2.6不同磷水平对剑麻N、P、K平衡的影响

养分间的比值反映了各营养元素的养分平衡状况，是营养诊断的一个重要指标[11]。由图4可见，随着施磷水平增加，剑麻地上部养分比例K/P呈下降趋势，由不施磷处理P0的25.21下降到高磷水平P3的21.06。而N/K呈升高趋势，由不施磷处理P0的0.41升高到高磷水平P3的0.56，但增加幅度较小。N/P中磷处理P1最小，为8.71，高磷处理P3最大，为11.84，施磷处理总体上随着磷水平的增加呈升高趋势。可见，磷营养元素的缺乏，剑麻植株的氮磷和钾磷营养平衡也随之变化。

3讨论与结论

3.1不同磷水平对剑麻生长和产量的影响

本试验参考剑麻生产用肥量，研究不同磷肥用量对剑麻生长的影响。从试验结果可见，施用磷肥后，剑麻株高、叶片长度和叶片厚度等农艺性状指标有所提高，生物量增加，增产效果明显。其中，中磷处理P2地上部鲜重比不施磷处理P0增加39.6％。但磷肥并非施用越多越好，过多的磷反而对剑麻生长产生抑制作用。本试验中，高磷水平条件下剑麻叶片长度、叶片宽度和叶片厚度与中磷水平条件下差异不大，而高磷水平下剑麻冠鲜重和冠干重反而比中磷水平下少，这与李海霞等[12]、沈乂畅等[13]、齐敏兴等[14]在研究红松幼苗、醉鱼草、紫花苜蓿的结果一致。一般来说，矿质养分的供应除了影响植物生物量的大小，还与生物量的分配有关，矿质养分受限时，光合物质的分配有利于地下生长[15]。尤其是作物根系形态、主根长度、根毛密度和侧根数量与植物对土壤磷的利用效率密切相关，磷胁迫下，植物通过增加根冠比、增加根毛的长度、密度和侧根的数量等来提高对土壤中磷的吸收能力[16]。但本试验中，不施磷处理P0根鲜重和根干重并没有明显增大，反而稍低于施磷处理，不同磷水平处理根冠比差异不明显，说明低磷水平条件对剑麻根系也有不利影响，这与樊卫国等[17]在纽荷尔脐橙幼树上的研究结果一致。叶片数量是剑麻产量构成的重要指标，但本试验周期内，不同处理剑麻长叶量差异不明显，而影响剑麻长叶量的因素还有待进一步研究。此外，不同处理剑麻叶宽、最长根长、根数等差异也不明显。可见，本试验不同施磷水平条件下剑麻各项生物学性状指标和生物量总体上差异不明显，可能与以下三方面因素有关：（1）试验设置肥料梯度相差不够大，导致不同处理剑麻生长差异不明显，各项农艺性状指标没有达到差异显著水平；（2）剑麻为多年生经济作物，生命周期达6～7a，割叶生产期为4～5[18]，本试验周期相对较短，肥料效应还未能完全体现，造成不同处理某些试验指标差异不显著；（3）试验用剑麻幼苗虽已经挑选，但仍无法达到完全一致，随机选取种植后，各处理剑麻幼苗长势和重量已经有所差异，这对试验结果及结果分析造成较大误差。

3.2不同磷水平对剑麻养分含量及肥料利用效率的影响

不同磷肥用量除了影响剑麻生物积累量外，还通过影响剑麻养分含量进而影响剑麻对矿质营养的吸收和肥料的利用效率。本研究中，施用磷肥不仅增加剑麻的生物量，剑麻地上部含氮量、根系含磷量和根系含钾量也随着施磷水平的增加而增加。因此，施用磷肥一定程度上促进了剑麻对N、P、K的积累，并使K/P比例下降，N/K比例小幅上升，而N/P比例变化规律不明显。但本试验中，剑麻地上部含磷量随着施磷水平的增加呈先增大好减小的趋势，不同施磷水平条件下地上部含钾量和根系含氮量差异不明显。

本试验中，剑麻磷肥回收率和农学利用率随着磷水平增加呈先增加后减小的趋势，说明随着施磷磷水平/（g/株）量的增加，磷肥效率有所提高，但当施磷量到一定值后，磷肥效率增加不显著，继续增加磷肥用量，反而造成磷肥利用效率的降低。这也是磷肥过量施用使土壤中残留大量的磷，造成资源浪费和环境污染的理论依据。这就要求在剑麻生产过程中，要适量施用磷肥，才能既提高磷肥利用效率，又避免对自然环境造成污染，保证农业生产持续发展。本试验只在剑麻幼苗期初步考察了不同磷肥用量对剑麻生长和磷肥利用效率的影响，而剑麻割叶投产期不同磷肥用量和施磷时期对剑麻产量和肥料利用效率的影响，剑麻磷素转运和分配动态，磷胁迫条件下剑麻的生理特性，以及剑麻生产中最佳磷肥施用基追比等还有待进一步研究。基于本试验所设置肥料梯度差异还不够明显的问题，剑麻生产中的磷肥施用量还可以进一步提高。

作者：郑旭媛 徐志刚 应瑞瑶 单位：南京农业大学经济管理学院