梅 坤，康万利，揭雨成，2* ，杜晓华，邢虎成，2

(1湖南农业大学苎麻研究所，长沙410128;2湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室，长沙410128)

磷是苎麻生长发育中不可缺少的营养元素，对苎麻有一定的增产作用。磷是细胞中核酸、核蛋白、磷脂类的重要成分，它与细胞分裂活动密切相关［1～5］。磷也是酶的重要成分，它与光合作用、呼吸作用以及碳水化合物的代谢和运转都有关系。特别是ATP等含磷化合物，它们是细胞中能量的贮存、传递与利用的主要媒介。缺磷对植物生长发育有很大影响。苎麻缺磷时的外形变化与其他作物一样，植株比较矮小，叶片呈暗绿色至紫红色，叶面积较小，叶片症状明显的出现在下部叶片上［1］。一般作物对磷肥的利用率很低，通常情况下当季作物只有5%～15%，加上后效一般不超过25%。利用植物基因型间磷素吸收利用效率的差异，筛选和培育磷高效基因型作物对于提高磷素利用效率、节约磷矿资源具有重要意义［6～8］。对苎麻磷营养的研究，前人主要集中在施肥对苎麻生长的影响方面，而有关不同磷效率基因型苎麻对磷素的吸收规律及其生理机制的研究还缺乏系统报道。本研究对10个苎麻种质生物量、磷积累量和磷利用效率进行了研究，以期筛选出磷肥利用效率高的种质，提高磷肥利用效率，减少肥料浪费和防止环境污染。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为长沙野麻、浏阳野麻、冷水江野麻、中苎1号、湘苎3号、湘苎X1、湘苎X3、湘苎X2、湘苎XB、多倍体1号，均来自湖南农业大学苎麻种质资源圃。

1.2 试验设计

1.2.1 旱地试验

旱地试验于2010年5月～2010年12月在湖南农业大学耘园基地进行。土壤全氮1.23 g/kg，碱解氮84 mg/kg，速效磷 19.38 mg/kg，速效钾 90.95 mg/kg。试验小区施肥量为尿素 240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、氯化钾240 kg/hm2。每个种质3次重复，小区规格为2.5 m×4 m。5月1日移栽苎麻，株行距0.5 m×0.5 m，采用正常田间管理。

1.2.2 坡地试验

坡地试验于2010年5月～2010年12月在湖南农业大学新运动场道路护坡地进行。土壤全氮0.82 g/kg，碱解氮 47 mg/kg，速效磷 13.27 mg/kg，速效钾67.03 mg/kg，土壤很瘠薄。试验小区施肥量为尿素240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、氯化钾240 kg/hm2。每个种质3次重复，小区规格为3 m×10 m。5月17日移栽苎麻，株行距0.5 m×0.5 m，采用正常田间管理。

1.2.3 盆栽试验

每盆施肥量为尿素2.14 g、P2O51.2 g、氯化钾2.14 g，每个种质5次重复。试验土壤为深层瘠薄土壤，全氮 0.84 g/kg，碱解氮 51 mg/kg，速效磷17.54 mg/kg，速效钾40.77 mg/kg。每盆装20 kg土壤，5月份栽植，每盆栽3株，放置在湖南农业大学智能温室内。

1.3 测定指标及测定方法

纤维成熟期收获，在105℃下杀青15 min，然后在65℃下烘至恒重，然后称量干物质重。将干样品粉碎后，采用混合酸消化，用钒钼黄比色法测定样品中的含磷量。磷素利用效率用植株地上部吸收单位磷素生产的收获物产量表示，单位为kg/kg。

试验数据采用Excel和DPS软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 苎麻种质农艺性状的基因型差异

表1为旱地、坡地、盆栽试验10个苎麻种质的农艺性状各指标表现。旱地试验株高、茎粗、分蘖数平均值为168.3 cm、9.86 mm、5.85株;坡地试验株高、茎粗、分蘖数平均值为101.76 cm、7.54 mm、5.79株;盆栽试验株高、茎粗、分蘖数平均值为60.48 cm、6.38 mm、8.14株。综合分析3个试验可知，不同种质资源在相同磷素水平下，在农艺性状方面表现存在差异，优异的种质为多倍体1号、湘苎X1、湘苎3号、中苎1号，表现中等的为湘苎X2、湘苎X3、湘苎XB，长沙野麻、浏阳野麻、冷水江野麻表现较差。

表1 苎麻种质农艺性状的基因型差异Tab.1 Genotypic differences of agronomic trait in ramie germplasm

2.2 产量和磷素积累量的基因型差异

由表2可知，旱地、坡地、盆栽试验中10个苎麻种质的总干重、磷含量、磷积累量变幅较大，说明各种质间肥料利用存在丰富的变异。旱地试验总干重和磷积累量平均值为6.002和0.0228 kg/小区，变幅分别为4.411～7.073和0.019～0.032 kg/小区;坡地试验总干重和磷积累量平均值为22.94和0.075 kg/小区，变幅分别为 13.653～43.618和0.045～0.132 kg/小区;盆栽试验总干重和磷积累量平均值为0.139和0.000 47 kg/小区，变幅分别为0.114～0.170和0.000 36～0.000 63 kg/小区。

表2 苎麻种质产量和磷素积累量的基因型差异Tab.2 Genotypic differences of yield and phosphorus uptake in ramie germplasm

2.3 磷素利用效率的基因型差异

由表3可知，不同种质磷利用效率存在极显著差异。旱地试验磷利用效率平均值为255.41 kg/kg，变幅为230.7～305.7 kg/kg;坡地试验磷利用效率平均值为308.19 kg/kg，变幅为215.8～347.2 kg/kg;盆栽试验磷利用效率平均值为301.34 kg/kg，变幅为264.4 ～343.2 kg/kg。

表3 苎麻种质磷素利用效率(kg/kg)的基因型差异Tab.3 Genotypic differences for phosphorus use efficiency in ramie germplasm

2.4 磷素吸收利用效率的分类与评定

由图1可知，旱地试验10个苎麻种质可以分为3类，其中中苎1号、湘苎X3、湘苎 X1、湘苎 X2磷肥利用效率较高;坡地试验10个苎麻种质可以分为4类，其中浏阳野麻、中苎1号、多倍体1号、湘苎X1、湘苎X2磷肥利用效率较高;盆栽试验10个苎麻种质可以分为4类，其中浏阳野麻、中苎1号、多倍体1号磷肥利用效率较高。综合三个试验，可将10个品种分为3类:磷肥利用效率较高的是浏阳野麻、中苎1号、湘苎X3、湘苎XB、湘苎X1，磷肥利用效率中等的是湘苎X2、湘苎3号、多倍体1号，磷肥利用效率较差的是冷水江野麻、长沙野麻。

图1 苎麻磷素利用效率聚类分析Fig.1 Clustering of ramie germplasm for phosphorus use efficiency

3 小结与讨论

选育磷高效利用基因型作物是解决当前农业生产中磷素不合理利用的有效途径之一。但相关研究多集中于耐低磷基因型的筛选等方面［8，11］。但就当前农业生产而言，多数仍然进行正常施肥，因而在磷素正常施用水平下选育磷素吸收利用能力较强的基因型对于作物的生产具有极其重要的意义。本研究结果表明，磷素积累量和磷利用效率都存在显著的基因型差异，这与前人在其他作物上的研究结果一致［12，13］，说明从现有的苎麻种质资源中直接筛选磷吸收和利用能力强的苎麻品系具有较大可行性。本研究综合旱地、坡地、盆栽3个试验，依据苎麻的农艺性状、生物产量、磷素积累量及磷素利用率可将10个苎麻种质分为3类:磷素吸收利用能力较强的是浏阳野麻、中苎1号、湘苎XB、湘苎X3、湘苎X1，磷素吸收利用能力中等的是湘苎X2、湘苎3号、多倍体1号，磷素吸收利用能力较差的是冷水江野麻、长沙野麻。

不同植物对养分胁迫的抗性能力存在很大的差异，主要原因是植物的遗传性和环境的影响［9］。苎麻种质间耐瘠能力存在显著差异［10］，说明苎麻对养分利用机制可能存在遗传差异，其差异机理有待进一步研究。本试验将田间试验、坡地试验和盆栽试验相结合，进行苎麻种质磷素吸收利用差异性研究，3个试验的结果存在一定差异，这可能与试验点之间土壤肥力差异有关。盆栽试验分类结果和3个试验的平均值分类结果，相差不大，以后工作中如需快速鉴定苎麻的耐瘠性可采用盆栽的方法，快速简便。

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