施磷对玉米籽粒中磷含量及积累的影响

施磷对玉米籽粒中磷含量及积累的影响

玉米是主要的饲料之一，在畜牧业中发挥着重要作用。磷是作物生长发育的必需营养元素之一,植酸磷作为磷的一种形态主要储存在籽粒中。植酸又称肌醇-6-磷酸,是谷物和豆类籽粒中广泛存在的一种有机酸,它有12个可解离的氢原子,并可与阳离子结合成植酸盐,人和单胃动物(如猪、禽类等)体内缺乏可以分解植酸的酶而不能对其中的磷吸收和利用。玉米籽粒中总磷含量约为0.25%,其中60%～80%以植酸磷形式存在,动物只能吸收利用10%～12%的磷,其他的磷都以粪磷形式排出体外,造成了严重的磷污染。因此,降低玉米籽粒中植酸磷的含量就成为减少磷素污染的重要途径。近年来,通过遗传育种手段降低玉米籽粒植酸磷含量的研究受到重视,国内外相继开展了玉米低植酸(lpa)突变体选育和研究。植物磷素积累除与品种特性有关外,还受到磷素供应的影响,然而,磷素供应与植酸磷积累的关系却少见报道。为此,通过田间试验,探讨磷肥施用对玉米籽粒植酸磷积累的影响,研究玉米生长期间磷素分配、转移与植酸磷积累的关系,从而为降低玉米籽粒植酸磷含量提供依据。1材料和方法1.1试验土壤和食物田间试验在河北农业大学标本园进行。0～20cm土壤速效磷9mg/kg。玉米品种金海5(高植酸磷)和浚单20(低植酸磷)。1.2玉米地肥2.2p2o5磷肥设3个水平,分别为不施磷肥(以下简称P2O50),中量施磷肥(120kg/hm2P2O5,简称P2O5120),高量施磷肥(240kg/hm2P2O5,简称P2O5240),采用裂区设计,施磷量为主区,品种为副区,重复3次。磷肥采用过磷酸钙(含P2O514%),播种时在每行玉米左右两边10～15cm处开沟施入。同时,施用氮肥(尿素)180kg/hm2N,30%作底肥,70%在大喇叭口期;钾肥(氯化钾)90kg/hm2K2O作底肥;底肥在播种前均匀撒施翻入地下。2007年4月20号播种,2007年8月30日收获。1.3植株养分含量测定样品采集:5月19号(苗期)第一次取样,分为地上部与地下部;6月12号(拔节期)第二次取样,分为叶、茎秆、根;7月5号(抽雄期)第三次取样,分为上部叶、穗位叶、下部叶、穗轴、根、茎秆、苞叶、籽粒;8月7号(乳熟期)第四次取样,所分的部位同第三次取样;8月30号(完熟期)第五次取样,所分的部位同第三次取样。样品处理:植株鲜样杀青(105℃,30min)后,在70℃下烘干至恒重,并称重。粉碎后装入密封塑料袋内,用于测定养分含量。样品分析:采用H2SO4-H2O2消煮,钒钼黄比色法于450nm波长下测定其中磷的含量;采用国标GB/T5009.153-2003植物性食品中植酸的测定方法测定植酸含量,折算成植酸磷。1.4数据处理方法采用SPSS11.5和Excel软件进行数据统计处理。1.5生育期磷素积累量计算玉米不同部位的磷素转移率的含义是玉米整个生育期某部位磷素积累量最大值与最后完熟期积累量的差值占生育期磷素磷素最大值的百分比。其计算公式如下:某部位磷素转移率(%)=(磷素积累量最大值-完熟期积累量)/磷素积累量最大值×100;各部位磷向籽粒转移量占籽粒磷积累量的百分比计算如下:总磷转移量占籽粒磷积累量的百分比(%)=(磷素积累量最大值-完熟期积累量)/籽粒完熟期的磷积累量。2结果与分析2.1施磷水平对植物磷积累的影响从表1可以看出,施磷显著提高了两个品种籽粒、穗轴、茎秆中磷含量以及浚单20苞叶的磷含量,其他部位受施磷影响不显著;两个供磷水平间也没有显著差异。两个品种比较,除了金海5号籽粒磷含量高于浚单20外,其他部位也没有显著差异。表2表明,两个玉米品种单株磷素积累量也受到施磷的影响,施用磷肥显著增加了金海5号根、茎秆、穗位叶、下部叶、苞叶、穗轴及整个植株体的磷素积累量;同时,施磷肥显著增加了浚单20茎秆、上部叶、雄穗、穗轴及整个植株的磷素积累量,其他部位没有显著差异。两个品种比较,金海5号整株磷积累量高于浚单20。由表3可以看出,施磷肥水平对植酸磷含量和植酸磷积累量有影响,完熟时期两品种植酸含量与积累量随着施磷肥的提高而增加。金海5号的植酸磷含量与积累量均高于浚单20。植酸磷占全磷的比例在50%～62%之间,高植酸品种金海5号略高于低植酸品种20。2.2施磷水平对穗轴转移率的影响从表4可以看出,随着施磷肥水平的增加,降低了2个品种根、雄穗、穗轴等部位的磷转移率。两个品种的磷素转移率不同,金海5号的根、雄穗转移率高于浚单20;但其上部叶、苞叶、穗轴转移率小于浚单20;其他部位如穗位叶、下部叶、茎秆的转移率大至相似。各部位相比,上部叶、穗位叶、下部叶、茎秆转移率较大,其次为雄穗、穗轴、根和苞叶。表5可以看出,随着施磷肥水平的增加,各部位转移到籽粒中的总磷的比例有变化,但差别不是很大。金海5号的上部叶、茎秆、苞叶、穗轴的磷转移量占籽粒磷积累量的百分略低于浚单20,穗位叶、下部叶、苞叶两个品种的差别不明显,而金海5号的根高于浚单20。两个品种的上部叶、茎秆的磷转移量占籽粒磷含量的百分比最大,其次是下部叶、穗位叶、穗轴,根、苞叶、雄穗最小。2.3成熟阶段的谷物和酸积累与各部分的磷含量和积累之间的关系2.3.1不同部位磷含量的相关性由表6可知,玉米幼苗期地上部与地下部磷含量与籽粒植酸磷积累量无相关性,拔节期茎秆磷含量与籽粒植酸磷积累量有显著正相关,其它部位磷含量与籽粒植酸磷积累量无显著相关性;抽雄期不同部位磷含量与籽粒植酸磷积累量无显著相关性;乳熟期穗位叶和苞叶含量与籽粒植酸磷积累量呈显著;完熟期玉米籽粒磷含量与籽粒植酸磷积累量成显著正相关。2.3.2各部位磷积累量与籽粒植酸磷积累量的关系由表7可以看出,玉米幼苗期地上部与地下部磷积累量与籽粒植酸磷积累量无显著相关;拔节期上部叶磷积累量与籽粒植酸磷积累量显著正相关,其它部位磷积累量与籽粒植酸磷积累量无显著相关;抽雄期各部位磷含量与籽粒植酸磷积累量无显著相关性;乳熟期根、上部叶、穗位叶、下部叶和雄穗磷积累量与籽粒植酸磷积累量呈显著正相关,其它部位无显著相关;完熟期玉米根上部叶、穗位叶、下部叶、苞叶和籽粒磷积累量与籽粒磷积累量显著正相关。3施磷水平对不同时期、不同部位磷转移率及积累量的影响(1)供磷水平提高可以在一定程度上增加玉米籽粒磷中植酸磷与总磷的含量和积累量,说明通过调整磷肥管理策略可以改变玉米籽粒植酸磷含量。两个品种比较,金海5号籽粒磷含量与积累量均高于浚单20,与卞芬茹对两个品种种子植酸磷的研究结果一致,说明种子植酸磷含量高的品种,其生产的玉米籽粒植酸磷也高。植酸磷占全磷的比例在50%～62%之间,高植酸品种金海5号略高于低植酸品种20。(2)施磷肥对不同部位的磷转移率有一定的影响,随着施磷肥水平的增加,降低了2个品种根、雄穗、穗轴等部位的磷转移率,但各部位转移到籽粒中的总磷的比例受施磷影响较小。不同部位磷转移率不同,上部叶、穗位叶、下部叶、茎秆转移率值较大,其次为雄穗、穗轴、根和苞叶。上部叶、茎秆的磷转移量占籽粒磷含量的百分比最大,其次下部叶、穗位叶、穗轴的百分比低于前者,根、苞叶、雄穗的百分比最小。与佟屏亚等人的研究趋势大致一样,但数据略有差异,可能是因为取样时期的选取不同从而使转移率跟百分比不同。(3)不同时期、不同部位磷含量和积累量与完熟时期籽粒植酸磷积累量的相关性不同。拔节期茎秆磷含量,乳熟期穗位叶和苞