施磷對玉米籽粒中磷含量及積累的影響

施磷對玉米籽粒中磷含量及積累的影響

玉米是主要的飼料之一，在畜牧業(yè)中發(fā)揮著重要作用。磷是作物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一,植酸磷作為磷的一種形態(tài)主要儲存在籽粒中。植酸又稱肌醇-6-磷酸,是谷物和豆類籽粒中廣泛存在的一種有機(jī)酸,它有12個(gè)可解離的氫原子,并可與陽離子結(jié)合成植酸鹽,人和單胃動物(如豬、禽類等)體內(nèi)缺乏可以分解植酸的酶而不能對其中的磷吸收和利用。玉米籽粒中總磷含量約為0.25%,其中60%～80%以植酸磷形式存在,動物只能吸收利用10%～12%的磷,其他的磷都以糞磷形式排出體外,造成了嚴(yán)重的磷污染。因此,降低玉米籽粒中植酸磷的含量就成為減少磷素污染的重要途徑。近年來,通過遺傳育種手段降低玉米籽粒植酸磷含量的研究受到重視,國內(nèi)外相繼開展了玉米低植酸(lpa)突變體選育和研究。植物磷素積累除與品種特性有關(guān)外,還受到磷素供應(yīng)的影響,然而,磷素供應(yīng)與植酸磷積累的關(guān)系卻少見報(bào)道。為此,通過田間試驗(yàn),探討磷肥施用對玉米籽粒植酸磷積累的影響,研究玉米生長期間磷素分配、轉(zhuǎn)移與植酸磷積累的關(guān)系,從而為降低玉米籽粒植酸磷含量提供依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)土壤和食物田間試驗(yàn)在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)標(biāo)本園進(jìn)行。0～20cm土壤速效磷9mg/kg。玉米品種金海5(高植酸磷)和浚單20(低植酸磷)。1.2玉米地肥2.2p2o5磷肥設(shè)3個(gè)水平,分別為不施磷肥(以下簡稱P2O50),中量施磷肥(120kg/hm2P2O5,簡稱P2O5120),高量施磷肥(240kg/hm2P2O5,簡稱P2O5240),采用裂區(qū)設(shè)計(jì),施磷量為主區(qū),品種為副區(qū),重復(fù)3次。磷肥采用過磷酸鈣(含P2O514%),播種時(shí)在每行玉米左右兩邊10～15cm處開溝施入。同時(shí),施用氮肥(尿素)180kg/hm2N,30%作底肥,70%在大喇叭口期;鉀肥(氯化鉀)90kg/hm2K2O作底肥;底肥在播種前均勻撒施翻入地下。2007年4月20號播種,2007年8月30日收獲。1.3植株養(yǎng)分含量測定樣品采集:5月19號(苗期)第一次取樣,分為地上部與地下部;6月12號(拔節(jié)期)第二次取樣,分為葉、莖稈、根;7月5號(抽雄期)第三次取樣,分為上部葉、穗位葉、下部葉、穗軸、根、莖稈、苞葉、籽粒;8月7號(乳熟期)第四次取樣,所分的部位同第三次取樣;8月30號(完熟期)第五次取樣,所分的部位同第三次取樣。樣品處理:植株鮮樣殺青(105℃,30min)后,在70℃下烘干至恒重,并稱重。粉碎后裝入密封塑料袋內(nèi),用于測定養(yǎng)分含量。樣品分析:采用H2SO4-H2O2消煮,釩鉬黃比色法于450nm波長下測定其中磷的含量;采用國標(biāo)GB/T5009.153-2003植物性食品中植酸的測定方法測定植酸含量,折算成植酸磷。1.4數(shù)據(jù)處理方法采用SPSS11.5和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。1.5生育期磷素積累量計(jì)算玉米不同部位的磷素轉(zhuǎn)移率的含義是玉米整個(gè)生育期某部位磷素積累量最大值與最后完熟期積累量的差值占生育期磷素磷素最大值的百分比。其計(jì)算公式如下:某部位磷素轉(zhuǎn)移率(%)=(磷素積累量最大值-完熟期積累量)/磷素積累量最大值×100;各部位磷向籽粒轉(zhuǎn)移量占籽粒磷積累量的百分比計(jì)算如下:總磷轉(zhuǎn)移量占籽粒磷積累量的百分比(%)=(磷素積累量最大值-完熟期積累量)/籽粒完熟期的磷積累量。2結(jié)果與分析2.1施磷水平對植物磷積累的影響從表1可以看出,施磷顯著提高了兩個(gè)品種籽粒、穗軸、莖稈中磷含量以及浚單20苞葉的磷含量,其他部位受施磷影響不顯著;兩個(gè)供磷水平間也沒有顯著差異。兩個(gè)品種比較,除了金海5號籽粒磷含量高于浚單20外,其他部位也沒有顯著差異。表2表明,兩個(gè)玉米品種單株磷素積累量也受到施磷的影響,施用磷肥顯著增加了金海5號根、莖稈、穗位葉、下部葉、苞葉、穗軸及整個(gè)植株體的磷素積累量;同時(shí),施磷肥顯著增加了浚單20莖稈、上部葉、雄穗、穗軸及整個(gè)植株的磷素積累量,其他部位沒有顯著差異。兩個(gè)品種比較,金海5號整株磷積累量高于浚單20。由表3可以看出,施磷肥水平對植酸磷含量和植酸磷積累量有影響,完熟時(shí)期兩品種植酸含量與積累量隨著施磷肥的提高而增加。金海5號的植酸磷含量與積累量均高于浚單20。植酸磷占全磷的比例在50%～62%之間,高植酸品種金海5號略高于低植酸品種20。2.2施磷水平對穗軸轉(zhuǎn)移率的影響從表4可以看出,隨著施磷肥水平的增加,降低了2個(gè)品種根、雄穗、穗軸等部位的磷轉(zhuǎn)移率。兩個(gè)品種的磷素轉(zhuǎn)移率不同,金海5號的根、雄穗轉(zhuǎn)移率高于浚單20;但其上部葉、苞葉、穗軸轉(zhuǎn)移率小于浚單20;其他部位如穗位葉、下部葉、莖稈的轉(zhuǎn)移率大至相似。各部位相比,上部葉、穗位葉、下部葉、莖稈轉(zhuǎn)移率較大,其次為雄穗、穗軸、根和苞葉。表5可以看出,隨著施磷肥水平的增加,各部位轉(zhuǎn)移到籽粒中的總磷的比例有變化,但差別不是很大。金海5號的上部葉、莖稈、苞葉、穗軸的磷轉(zhuǎn)移量占籽粒磷積累量的百分略低于浚單20,穗位葉、下部葉、苞葉兩個(gè)品種的差別不明顯,而金海5號的根高于浚單20。兩個(gè)品種的上部葉、莖稈的磷轉(zhuǎn)移量占籽粒磷含量的百分比最大,其次是下部葉、穗位葉、穗軸,根、苞葉、雄穗最小。2.3成熟階段的谷物和酸積累與各部分的磷含量和積累之間的關(guān)系2.3.1不同部位磷含量的相關(guān)性由表6可知,玉米幼苗期地上部與地下部磷含量與籽粒植酸磷積累量無相關(guān)性,拔節(jié)期莖稈磷含量與籽粒植酸磷積累量有顯著正相關(guān),其它部位磷含量與籽粒植酸磷積累量無顯著相關(guān)性;抽雄期不同部位磷含量與籽粒植酸磷積累量無顯著相關(guān)性;乳熟期穗位葉和苞葉含量與籽粒植酸磷積累量呈顯著;完熟期玉米籽粒磷含量與籽粒植酸磷積累量成顯著正相關(guān)。2.3.2各部位磷積累量與籽粒植酸磷積累量的關(guān)系由表7可以看出,玉米幼苗期地上部與地下部磷積累量與籽粒植酸磷積累量無顯著相關(guān);拔節(jié)期上部葉磷積累量與籽粒植酸磷積累量顯著正相關(guān),其它部位磷積累量與籽粒植酸磷積累量無顯著相關(guān);抽雄期各部位磷含量與籽粒植酸磷積累量無顯著相關(guān)性;乳熟期根、上部葉、穗位葉、下部葉和雄穗磷積累量與籽粒植酸磷積累量呈顯著正相關(guān),其它部位無顯著相關(guān);完熟期玉米根上部葉、穗位葉、下部葉、苞葉和籽粒磷積累量與籽粒磷積累量顯著正相關(guān)。3施磷水平對不同時(shí)期、不同部位磷轉(zhuǎn)移率及積累量的影響(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與總磷的含量和積累量,說明通過調(diào)整磷肥管理策略可以改變玉米籽粒植酸磷含量。兩個(gè)品種比較,金海5號籽粒磷含量與積累量均高于浚單20,與卞芬茹對兩個(gè)品種種子植酸磷的研究結(jié)果一致,說明種子植酸磷含量高的品種,其生產(chǎn)的玉米籽粒植酸磷也高。植酸磷占全磷的比例在50%～62%之間,高植酸品種金海5號略高于低植酸品種20。(2)施磷肥對不同部位的磷轉(zhuǎn)移率有一定的影響,隨著施磷肥水平的增加,降低了2個(gè)品種根、雄穗、穗軸等部位的磷轉(zhuǎn)移率,但各部位轉(zhuǎn)移到籽粒中的總磷的比例受施磷影響較小。不同部位磷轉(zhuǎn)移率不同,上部葉、穗位葉、下部葉、莖稈轉(zhuǎn)移率值較大,其次為雄穗、穗軸、根和苞葉。上部葉、莖稈的磷轉(zhuǎn)移量占籽粒磷含量的百分比最大,其次下部葉、穗位葉、穗軸的百分比低于前者,根、苞葉、雄穗的百分比最小。與佟屏亞等人的研究趨勢大致一樣,但數(shù)據(jù)略有差異,可能是因?yàn)槿訒r(shí)期的選取不同從而使轉(zhuǎn)移率跟百分比不同。(3)不同時(shí)期、不同部位磷含量和積累量與完熟時(shí)期籽粒植酸磷積累量的相關(guān)性不同。拔節(jié)期莖稈磷含量,乳熟期穗位葉和苞