葡聚糖改性磷肥对冬小麦产量和肥料利用率的影响

【目的】研究不同聚合度葡聚糖与磷肥反应制备的葡聚糖改性磷肥对小麦生长和土壤磷有效性的影响,以期为葡聚糖在磷肥上的应用提供科学支撑和理论依据。【方法】将葡萄糖(单体)、麦芽糖(2聚)、低聚麦芽糖(≈5聚)和聚葡萄糖(≈20聚)按1%添加量加入磷酸与氢氧化钾混合液中,利用反应法制备葡萄糖改性磷肥(GP)、麦芽糖改性磷肥(MP)、低聚麦芽糖改性磷肥(OP)和聚葡萄糖改性磷肥(PP),同时,制备仅反应不添加葡聚糖的普通磷肥(P)。利用傅里叶红外变换光谱(FTIR)和31P核磁共振波谱(31P NMR)探究葡聚糖与磷肥反应的结构特征,按照等磷量原则分别设置P、GP、MP、OP和PP等5个处理,以仅施氮钾肥处理为对照(CK),通过土柱栽培试验明晰不同聚合度葡聚糖改性磷肥对小麦产量和肥料利用率的影响。【结果】(1)与P处理相比,葡聚糖改性磷肥的FTIR谱图在975 cm^(-1)处出现新的振动峰,31P NMR波谱在3.09—4.51 ppm出现新的位移峰,可能是葡聚糖的羟基与磷酸发生反应生成正磷酸单酯。(2)不同聚合度葡聚糖改性磷肥(GP、MP、OP和PP)处理的小麦产量分别较P处理提高5.1%、9.3%、11.2%和1.4%,主要通过增加穗数实现增产,其次是穗粒数。(3)与P处理相比,不同聚合度葡聚糖改性磷肥处理的小麦磷素总吸收量显著提高8.2%—21.4%,其中,OP处理显著高于其他处理。(4)葡聚糖改性磷肥处理的磷肥表观利用率较P处理提高4.4—11.5个百分点,磷肥偏生产力、磷肥农学效率分别提高1.4%—11.2%和1.6%—13.1%。MP和OP处理的磷肥利用率均显著高于P处理。(5)葡聚糖改性磷肥处理的土壤速效磷含量较P处理显著提高10.2%—29.9%,且OP处理显著高于其他聚糖改性磷肥处理。【结论】与普通磷肥相比,不同聚合度葡聚糖改性磷肥均能提高小麦产量,促进小麦对磷素的吸收利用,提高土壤速效磷含量,减少磷肥固定。随着葡聚糖聚合度的增加,小麦产量和磷肥表观利用率均先增加后降低。葡聚糖聚合度为4—6时,其对磷肥的改性效果最佳。