于鐵峰，劉曉靜，郝鳳

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室,甘肅省草業(yè)工程實驗室,中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心, 甘肅 蘭州 730070)

磷在植物的碳、氮代謝中發(fā)揮著極其重要的作用[1]，它參與葉綠體能量轉(zhuǎn)化和代謝、光合同化力形成和Calvin循環(huán)，能加強(qiáng)光合作用和碳水化合物的合成與運轉(zhuǎn)，可促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物的運輸[2]；并且磷能促進(jìn)植物對氮素的吸收和轉(zhuǎn)化，是植物氮代謝過程中氮吸收同化關(guān)鍵酶——硝酸還原酶(nitrate reductase, NR)等的組分之一。硝酸還原酶是NO3--N同化步驟中的第一個酶，也是限速酶，它催化硝態(tài)氮還原為亞硝酸，再還原為氨[3]。谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)是NH4+-N同化的關(guān)鍵酶，主要催化氨轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺[4]。研究表明，磷與 NR、GS等氮代謝相關(guān)酶活性呈極顯著正相關(guān)，施磷可提高小麥(Triticumaestivum)灌漿前期和中期旗葉 NR 和 GS 的活性，同時也提高可溶性蛋白和游離氨基酸的含量，有利于蛋白積累與再分配[5-6]。吳明才等[7]對大豆(Glycinemax)的研究也表明磷可顯著提高固氮酶、NR活性和光合作用，有利于種子氨基酸、蛋白質(zhì)的積累，促進(jìn)大豆的形態(tài)建成。由此可見，磷對增強(qiáng)植物，尤其是豆科植物的氮素吸收、積累和轉(zhuǎn)化，促進(jìn)其植物性蛋白生產(chǎn)具有重要作用。

紫花苜蓿(Medicagosativa)是西北干旱半干旱地區(qū)人工種植面積最大的優(yōu)質(zhì)多年生豆科牧草[8]，也是畜牧業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的植物蛋白資源[9]。在土壤氮磷貧瘠的西北地區(qū)，紫花苜蓿的生產(chǎn)潛能僅靠施氮還不能得到充分發(fā)揮。有研究表明，在氮充足的條件下，施磷能促進(jìn)牧草生長，提高蛋白質(zhì)含量和改善牧草飼用價值[10]。另有一些研究表明磷對紫花苜蓿生產(chǎn)性狀、營養(yǎng)品質(zhì)等有改善作用，且還能促進(jìn)紫花苜蓿對其他營養(yǎng)元素的吸收利用[11-13]。目前在紫花苜蓿生產(chǎn)實踐中，為獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源，增施氮肥已得到重視，尤其是高產(chǎn)苜蓿生產(chǎn)中氮肥的施用已得到普遍認(rèn)可，根據(jù)植物營養(yǎng)的“最小養(yǎng)分律”原理[14]，在氮營養(yǎng)狀況良好的苜蓿生產(chǎn)中磷營養(yǎng)對苜蓿的高效優(yōu)質(zhì)作用更為關(guān)鍵，但在生產(chǎn)中尤其是高產(chǎn)苜蓿田磷肥施用還沒有引起廣泛關(guān)注。為此，本研究在前期研究的基礎(chǔ)上選用適宜的氮肥施用量，研究施磷對紫花苜蓿增產(chǎn)效應(yīng)、蛋白質(zhì)積累的影響，同時由于在氮代謝中NR和GS活性起著決定性的作用，其活躍程度可直接反映在品質(zhì)和生物量上，因此通過研究NR和GS活性從生理學(xué)的角度來分析施磷對紫花苜蓿蛋白質(zhì)合成、積累影響的原因，為生產(chǎn)實踐中合理施磷，促進(jìn)紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行，試驗區(qū)年均溫8.9 ℃，年降水量330 mm，屬溫帶半干旱大陸性氣候，供試土壤為砂壤，其理化性質(zhì)見表1。供試紫花苜蓿品種為“甘農(nóng)3號”，2015年4月18日播種，于第2年刈割4次(分別在6月15日、7月20日、8月25日和9月27日進(jìn)行)，供試氮肥為尿素CO(NH2)2(N≥46%)，磷肥為過磷酸鈣Ca(H2PO4)2(P2O5≥12%)。

1.2 試驗設(shè)計

在施氮(103.5 kg·hm-2)基礎(chǔ)上設(shè)計3個磷水平，施磷量分別為0，126和252 kg·hm-2，即過磷酸鈣施用量分別為0，900和1800 kg·hm-2，記為P0，P1，P2。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積為4 m2(2 m×2 m)，小區(qū)間以小田埂分開并用聚乙烯膜做防測滲處理，播種量為15 kg·hm-2，播種深度為2～4 cm，條播，行距為20 cm。每小區(qū)施尿素225 kg·hm-2，其中磷肥作底肥一次性施入，氮肥分別于返青期和每次刈割后施入，除磷肥水平不同外，其他條件與管理各小區(qū)相同，管理措施與大田一致。

表1 試驗地土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of test soil

1.3 測定項目與方法

在紫花苜蓿初花期刈割測產(chǎn)，測量株高，留茬3～5 cm，每茬草刈割后每7 d測量株高，直至下次刈割，再生速度為刈割后14 d內(nèi)的平均增長高度[15]。刈割后立即稱鮮重，同時，分別取樣約500 g自然風(fēng)干恒重，計算鮮干比，折算干草產(chǎn)量，年草產(chǎn)量為每次刈割產(chǎn)量之和[16]。然后將植物樣品在105 ℃殺青15 min，70 ℃烘干，分為莖、葉與整株樣品，測定干物質(zhì)量，計算莖葉比。粉碎后用H2SO4-H2O2法[17]消煮，半微量凱氏定氮法[17]測定粗蛋白(crude protein, CP)含量，鉬銻抗比色法測全磷[17]，Van Soest等[18]的方法測定中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)。硝酸還原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性根據(jù)鄒琦[17]的方法測定。相關(guān)公式如下[19-23]：

蛋白積累量(total protein, TP， kg·hm-2)=刈割期干草產(chǎn)量(kg·hm-2)×植株粗蛋白含量(g·kg-1)/1000

吸收效率(uptake efficiency, UE， kg·kg-1)=植株地上部某物質(zhì)積累量(kg·hm-2)/施該物質(zhì)量(kg·hm-2)

生產(chǎn)效率(production efficiency, PE， kg·kg-1)=地上部干物質(zhì)產(chǎn)量(kg·hm-2)/該物質(zhì)積累量(kg·hm-2)

肥料利用率(utilization rate, UR， %)=(施肥作物物質(zhì)積累量-不施肥作物物質(zhì)積累量)(kg·hm-2)/肥料投入量(kg·hm-2)×100%

肥料農(nóng)學(xué)效率(agronomy efficiency, AE， kg·kg-1)=(施肥作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-不施肥作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量)(kg·hm-2)/肥料投入量(kg·hm-2)

相對飼用價值(relative feed value, RFV)=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29

DMI(dry matter intake)與DDM(digestible dry matter)的預(yù)測模型分別為：

干物質(zhì)采食量(DMI, %BW)=120/NDF(%DM)

可消化的干物質(zhì)(DDM, %DM)=88.9-0.779ADF(%DM)

式中：DMI單位為占體重的百分比，即%BW。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件Duncan法對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較，Excel 2007進(jìn)行圖表繪制。所有數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同磷肥水平對紫花苜蓿再生速度及產(chǎn)量的影響

2.1.1再生速度 4茬的再生速度均以P0最低，分別為2.2、2.7、2.6和1.4 cm·d-1，均顯著低于施磷處理(P<0.05)；P1處理最高，分別為2.6、3.0、2.8和1.6 cm·d-1，除第4茬外，其余茬次P1與P2處理差異均不顯著(P>0.05)；4次刈割各施磷處理再生速度比P0增加了3.8%～18.2%。可見，磷肥的施入可促進(jìn)紫花苜蓿的生長，加快植株的再生速度(圖1)。

圖1 施用磷肥對紫花苜蓿再生速度的影響Fig.1 Effects of phosphate fertilizer application on regeneration speed of alfalfa 不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters mean significant differences at the 0.05 level. The same below.

2.1.2產(chǎn)量 P0處理的年總產(chǎn)量最低，為27077.8kg·hm-2，P1和P2處理與P0相比均有不同程度的增產(chǎn)，且差異顯著(P<0.05)，增產(chǎn)范圍為4014.2～6234.5 kg·hm-2，增產(chǎn)率為14.8%～23.2%。P1處理年總產(chǎn)量最高，為33312.3 kg·hm-2，顯著高于P0和P2處理(P<0.05)。第1茬P1和P2處理鮮草產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)，顯著高于P0處理(P<0.05)，P1處理干草產(chǎn)量顯著高于P0和P2處理(P<0.05)，第2茬P1處理鮮、干草產(chǎn)量顯著高于P0和P2處理(P<0.05)，第3茬和第4茬P1處理鮮、干草產(chǎn)量最高，但與P2處理差異不顯著(P>0.05)?？梢?，施用氮肥的基礎(chǔ)上，增施磷肥可顯著提高鮮、干草產(chǎn)量(表2)。

表2 施用磷肥對紫花苜蓿產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of phosphate fertilizer application on yield of alfalfa (kg·hm-2)

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Different lowercase letters in the same column mean significant differences at theP<0.05 level. The same below.

2.2 不同磷肥水平對紫花苜蓿品質(zhì)的影響

2.2.1粗蛋白(CP)及蛋白總量(TP) 4茬P0處理的CP和TP均為最低，P1和P2處理與P0相比均有不同程度的增加，且差異顯著(P<0.05)，增加率分別為7.4%～29.4%和13.4%～95.0%。4茬P1處理CP和TP均最高，且與P0和P2處理的差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。可見，在最優(yōu)氮肥的基礎(chǔ)上，增施磷肥可顯著提高粗蛋白含量和總蛋白產(chǎn)出量，即磷肥可有效促進(jìn)紫花苜蓿對氮的吸收，提高營養(yǎng)價值(圖2)。

2.2.2酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和相對飼用價值 相對飼用價值是根據(jù)牧草的可消化干物質(zhì)和潛在的干物質(zhì)采食量來進(jìn)行牧草品質(zhì)評定的方法。如表3所示，4茬P0處理RFV均為最低，顯著低于P1處理(P<0.05)，但第2～4茬P1與P2處理差異不顯著(P>0.05)。2個磷處理相比，P1處理RFV均最高分別為153.40%、149.40%、152.80%和149.82%，顯著高于P2處理(P<0.05)，各處理間RFV表現(xiàn)為：P1>P2>P0。4茬P0處理ADF均為最高，第1茬和第3茬顯著高于P1和P2處理(P<0.05)，第2茬和第4茬與P1和P2處理差異不顯著(P>0.05)。2個磷處理相比，P1處理ADF均最低，但與P2處理差異不顯著(P>0.05)，各處理間ADF表現(xiàn)為：P10.05)。2個磷處理相比，P1處理NDF均最低，第1茬和第2茬與P2處理差異不顯著(P>0.05)，第3茬和第4茬顯著低于P2處理(P<0.05)，各處理間NDF表現(xiàn)為：P1

圖2 施用磷肥對紫花苜蓿粗蛋白和蛋白總量的影響Fig.2 Effects of phosphate fertilizer application on CP and TP of alfalfa

項目Item處理Treatment酸性洗滌纖維Aciddetergentfiber(ADF)中性洗滌纖維Neutraldetergentfiber(NDF)可消化的干物質(zhì)Digestibledrymatter(DDM)干物質(zhì)的采食量Drymatterintake(DMI)相對飼用價值Relativefeedvalue(RFV)第1茬FirstcuttingP036．01±0．88a40．30±0．69a60．85±0．69b2．98±0．05a140．46±2．94bP134．08±0．94b38．00±3．23a62．36±0．73a3．17±0．28a153．40±13．74aP234．30±0．12b38．28±2．26a62．18±0．10a3．14±0．19a151．46±9．01a第2茬SecondcuttingP033．18±1．39a41．99±0．70a63．05±1．08a2．86±0．46b139．72±4．26bP132．27±0．86a39．71±0．94b63．76±0．66a3．02±0．74a149．40±2．02aP232．41±0．47a41．07±1．34ab63．65±0．36a2．93±0．10ab144．25±4．04ab第3茬ThirdcuttingP037．89±1．14a42．54±0．54a59．39±0．89b2．82±0．04b129．86±2．29bP133．09±0．43b38．44±0．89b63．12±0．34a3．12±0．07a152．80±4．10aP233．29±0．69b42．06±2．10a62．96±0．53a2．86±0．15b139．55±8．15b第4茬FourthcuttingP035．87±1．75a41．88±1．21a60．96±1．36a2．87±0．09b135．53±6．81bP135．08±1．70a38．34±1．15b61．57±1．32a3．13±0．10a149．82±4．29aP235．25±1．71a41．21±1．48a61．44±1．32a2．92±0．10b138．70±2．01b

表4 美國紫花苜蓿草產(chǎn)品的分級標(biāo)準(zhǔn)[23]Table 4 The classification standard of alfalfa grass products in America[23] (%)

2.3 不同磷肥水平對紫花苜蓿氮、磷效率的影響

2.3.1氮效率 不同施磷處理對苜蓿氮素吸收效率和氮素生產(chǎn)效率的影響均存在顯著差異(P<0.05)。隨著磷肥施入量的增加各指標(biāo)先增大后減小，P0處理的氮素吸收效率和氮素生產(chǎn)效率均為最低，分別為7.0 kg·kg-1和23.21 kg·kg-1，施磷處理氮素吸收效率均顯著高于P0處理(P<0.05)，分別增加了24.3%～51.4%和2.6%～3.8%。說明磷肥的施入可促進(jìn)氮素的吸收與利用，提高氮利用效率。各施磷處理的氮素吸收效率和氮素生產(chǎn)效率均以P1處理最高，為10.6 kg·kg-1和24.09 kg·kg-1，顯著高于P2處理(P<0.05)，增加了21.8%和1.2%(表5)。從磷肥的施用量來看，P1處理較P2處理更能有效地促進(jìn)苜蓿對氮素的吸收與利用，其氮素利用綜合效果最好，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益共贏。

2.3.2磷效率 不同施磷處理對苜蓿磷肥吸收效率、磷肥利用率和磷肥農(nóng)學(xué)效率的影響均存在顯著差異(P<0.05)。隨著磷肥施入量的增加各指標(biāo)呈下降趨勢，各施磷處理相比，P1處理的磷肥吸收效率、磷肥利用率和磷肥農(nóng)學(xué)效率均為最大值，分別為0.85 kg·kg-1、29.0%和41.6 kg·kg-1，顯著高于P2處理(P<0.05)，分別比P2處理增加了97.7%、100%和303.9%(表5)。從磷肥的施用量來看，P1處理較P2處理更能有效地促進(jìn)苜蓿對磷素的吸收與利用，說明磷肥施入量有適宜的范圍。從磷肥經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益來看，P1優(yōu)于P2處理，既節(jié)約成本又減少對土壤的污染，P1處理的綜合效益最佳。

表5 施用磷肥對紫花苜蓿氮、磷利用效率的影響Table 5 Effects of phosphate fertilizer application on nitrogen and phosphorus use efficiency of alfalfa

2.4 磷對紫花苜蓿氮同化關(guān)鍵酶活性的影響

圖3 施用磷肥對紫花苜蓿葉硝酸還原酶活性的影響Fig.3 Effects of phosphate fertilizer application on NR activity in leaf of alfalfa

2.4.1硝酸還原酶(NR)活性 施磷可顯著提高紫花苜蓿葉NR活性，并隨磷肥量的增加NR活性呈先增加后減小的趨勢。4茬P0處理的紫花苜蓿葉NR活性均最低，P1和P2處理與P0相比其活性均有不同程度的提高，且差異顯著(P<0.05)，說明施磷顯著提高了葉NR活性；2個磷處理相比，P1處理前3茬葉NR活性均顯著高于P2處理(P<0.05)，第4茬其活性差異不顯著(P>0.05)(圖3)。

2.4.2谷氨酰胺合成酶(GS)活性 施磷可顯著提高紫花苜蓿葉GS活性，并隨磷肥量的增加GS活性呈先增加后減小的趨勢。4茬P0處理的紫花苜蓿葉GS活性均最低，P1和P2處理與P0相比其活性均有不同程度的提高，且差異顯著(P<0.05)，說明施磷顯著提高了葉GS活性；2個磷處理相比，P1處理第1茬葉NR活性顯著高于P2處理(P<0.05)，后3茬其活性差異均不顯著(P>0.05)(圖4)。

3 討論與結(jié)論

圖4 施用磷肥對紫花苜蓿葉谷氨酰胺合成酶活性的影響Fig.4 Effects of phosphate fertilizer application on GS activity in leaf of alfalfa

生產(chǎn)性能主要表現(xiàn)在干草產(chǎn)量上，而生長速度、株高可直接影響紫花苜蓿的干草總量[24]。曾慶飛等[25]研究表明磷肥對株高的作用效果不明顯。姜慧新等[26]研究分析認(rèn)為施磷主要通過增加紫花苜蓿根頸部的分枝數(shù)來提高干物質(zhì)產(chǎn)量。本研究表明，磷肥的施入可加快植株的再生速度，和產(chǎn)量的變化趨勢相一致，這說明施用磷肥可顯著提高紫花苜蓿的生長速度，從而提高干草產(chǎn)量。較多研究發(fā)現(xiàn)在施用氮肥的基礎(chǔ)上，磷肥用量在一定范圍內(nèi)具有增產(chǎn)作用，過量或高量施磷會降低作物干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量[27-28]。本研究得出在適宜施氮的基礎(chǔ)上，磷肥的施入可顯著提高鮮、干草產(chǎn)量，在本研究中當(dāng)施磷量為126 kg·hm-2時，紫花苜蓿鮮、干草產(chǎn)量達(dá)到最大值。

本研究還表明磷肥的施入，顯著增加了粗蛋白(CP)和總蛋白(TP)產(chǎn)出量，降低酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)，其中施磷量為126 kg·hm-2對紫花苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)的增益效果最好，這說明磷素的供應(yīng)必不可少。根據(jù)本項目組采用的相對飼用價值(RFV)評價法[29]對其營養(yǎng)價值進(jìn)行評價發(fā)現(xiàn)，施磷可顯著提高紫花苜蓿的飼用價值，從磷肥施量對ADF、NDF和RFV的影響程度來看，三者的變化趨勢一致，施磷量為126 kg·hm-2時，ADF和NDF最低，RFV最高，且CP和TP也最高，此時紫花苜蓿的營養(yǎng)價值最高。對照紫花苜蓿草產(chǎn)品的分級標(biāo)準(zhǔn)(表4)，3個處理下的紫花苜蓿品質(zhì)均達(dá)1級水平，尤其是施磷量為126 kg·hm-2時，紫花苜蓿品質(zhì)最好，其RFV更接近于特級水平。由此可見，在氮營養(yǎng)充分的條件下，施用磷肥有利于提高紫花苜蓿生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)。

近年來，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮、磷肥施用量逐年增加，但其利用率仍然低下，不僅造成化肥資源的巨大浪費，更導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。由此，本研究目標(biāo)不僅在于探尋確保紫花苜蓿高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的磷營養(yǎng)機(jī)制，還要兼顧其養(yǎng)分效率的最大化，使施磷合理有效，減少浪費。研究結(jié)果表明，在氮營養(yǎng)適宜的條件下，施磷處理氮素吸收效率和氮素生產(chǎn)效率均高于對照，分別增加了24.3%～51.4%和2.6%～3.8%，說明磷肥的施入可進(jìn)一步促進(jìn)氮素的吸收與利用，提高氮利用效率，達(dá)到以磷促氮的目的，同時減少污染；從磷肥的施用量來看，施磷量為126 kg·hm-2更能有效地促進(jìn)苜蓿對氮素的吸收與利用，不僅生產(chǎn)效益最大，且氮素利用綜合效果最好。田忠孝等[30]研究認(rèn)為磷肥當(dāng)季利用率低，把后效包括在內(nèi)也不超過25%。本研究結(jié)果顯示施磷量為126 kg·hm-2的磷肥吸收效率、磷肥利用率和磷肥農(nóng)學(xué)效率均達(dá)最大，尤其磷肥利用率可達(dá)到29.0%。周寶庫等[31]通過長期定位施肥試驗也證明施磷可達(dá)到以磷促氮的效果。因此，本研究中當(dāng)磷施用量為126 kg·hm-2時可達(dá)到以磷促氮和以磷促磷，既節(jié)約成本又減少對土壤的污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益共贏的目的。當(dāng)施磷量為252 kg·hm-2時，鮮、干草產(chǎn)量均顯著下降。劉煥鮮等[32]、霍海麗等[10]和溫洋等[33]對紫花苜蓿的研究也證實施磷量在一定范圍內(nèi)，紫花苜蓿鮮、干草產(chǎn)量隨施磷量增加而增加，超出范圍后產(chǎn)量呈下降趨勢。從品質(zhì)來看，施磷量為252 kg·hm-2的營養(yǎng)品質(zhì)增益效果卻有所下降，這說明過量的磷素供應(yīng)會抑制紫花苜蓿對氮素的吸收利用，從而降低其營養(yǎng)品質(zhì)。楊恒山等[34]對紫花苜蓿的研究也得出相同的結(jié)論。從磷肥利用率來看，施磷量至252 kg·hm-2，其利用率反而降低，僅有14.5%。綜合以上結(jié)果，從產(chǎn)量、品質(zhì)和利用率的角度均表現(xiàn)為符合土壤學(xué)家米切里希提出的施肥的報酬遞減規(guī)律[35]，說明在生產(chǎn)中磷肥的施用量對紫花苜蓿的產(chǎn)量品質(zhì)影響存在閾值，并不是越多越好，在本研究的施磷水平中表現(xiàn)最優(yōu)的是126 kg·hm-2，但此水平是否為最佳量，由于此非本研究主要目標(biāo)，試驗所設(shè)磷濃度水平較少，且跨度較大，無法在此明確，本課題組將針對此問題開展專題研究，另文討論。

以上結(jié)果說明了磷肥可促進(jìn)植株對氮素的吸收與利用，從而提高紫花苜蓿生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)，分析其原因主要是植物根系吸收的氮素形態(tài)主要是硝態(tài)氮(NO3--N)和銨態(tài)氮(NH4+-N)，硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)在植物氮代謝中起關(guān)鍵作用[36]。本研究結(jié)果證實，磷可提高NR活性，促進(jìn)NO3--N的同化，為合成更多的蛋白質(zhì)提供了充足的NH4+-N；施磷顯著提高了GS活性，其變化趨勢與NR活性一致，且2個酶和營養(yǎng)品質(zhì)的各指標(biāo)對磷的響應(yīng)變化趨勢相同，說明磷能協(xié)同提高NR和GS的活性來促進(jìn)氮素的同化，從而為蛋白質(zhì)的合成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。近些年，關(guān)于磷營養(yǎng)與植物光合代謝之間的關(guān)系已經(jīng)有了較為成功的探討，光合過程中磷的供應(yīng)量及其循環(huán)速度又制約著植物葉片光合產(chǎn)物(蔗糖、淀粉、氨基酸)的合成速度[37]，適宜的磷濃度對于光合作用來說是極其重要的，磷濃度過高或過低均不利于光合作用的正常進(jìn)行[38]，從以上碳代謝的角度也說明了磷肥的投入存在適宜量，本研究的結(jié)果也與此一致。另施磷能提高紫花苜蓿根瘤的固氮活性，促進(jìn)根瘤的固氮能力進(jìn)而提高紫花苜蓿的飼草品質(zhì)和干草產(chǎn)量已得到公認(rèn)。尤其對豆科植物，紫花苜蓿體內(nèi)的氮素營養(yǎng)來源較豐富(土壤氮、肥料氮和根瘤氮)，因其獨特的氮素利用方式，與禾谷類作物相比它可以大大提高粗蛋白的產(chǎn)出，因此只要適宜的磷素促進(jìn)NR和GS活性達(dá)到臨界飽和點，突破限速，氮同化的速度得到極大提升，蛋白積累量會大大提高，其產(chǎn)出效益是禾本科作物無法比擬的。綜上所述，認(rèn)為適宜的磷素主要通過激發(fā)NR和GS酶活，將根系吸收的無機(jī)氮，特別是NO3--N快速同化，轉(zhuǎn)化成各種游離氨基酸，協(xié)同提供物質(zhì)基礎(chǔ)，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，最終通過加強(qiáng)自身的氮代謝能力促進(jìn)對氮素的吸收和同化，從而提高紫花苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)及氮素利用效率。

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