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苦荞Fagopyrum. tataricum (L.) Gaertner起源于中国，是一种重要的特色杂粮作物.我国苦荞麦种植面积居世界第一位[1-2]，主要分布在云南和四川相邻的大、小凉山及贵州西北的毕节等地区，在青海高原、甘肃甘南、云贵高原、川鄂湘黔边境山地丘陵和秦巴山区南麓也有大量分布[3].由于苦荞含有丰富的生物类黄酮(芦丁、槲皮素等)、荞麦糖醇(D-手性肌醇)、多酚等活性功能成分，具有重要的营养保健价值[4].近年来，由于人们健康观念的增强，苦荞及其功能制品越来越受到人们的青睐，开发潜力巨大，苦荞原料的市场需求量日益增加[5].
与其他主要作物相比，苦荞种植技术研究严重滞后，加之其主要分布于边远的高寒山区，生产条件落后，种植管理粗放，严重影响了荞麦的生产和发展.前人研究发现，苦荞是一种养分需求量较大的作物，合理的养分供应有利于正常生长及优质高产[6].合理施用氮肥可以促进苦荞产量和品质的增加[7]，有机无机复合肥也有利于苦荞的高产[8].尽管前人就不同的条件获得了最佳的施肥水平及控制条件，但有关苦荞整个生育期的养分吸收积累动态变化及需求情况目前尚不清楚.本文研究了苦荞整个生育期的干物质积累情况和养分吸收积累动态变化，旨在探讨养分在苦荞各器官的积累分配及转运情况，从而指导合理施肥，为苦荞麦的优质高产栽培技术提供理论依据和技术支持.
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试验布置在成都大学教学试验农场(30°65′N，104°19′E)进行，该地区海拔499 m，属亚热带季风性湿润气候，温暖多雨，年降雨量为1 124.6 mm，年均气温17.5 ℃，年日照时数为1 227 h.试验地土壤为砂壤土，0~20 cm土层的基础养分情况为有机质11.7 g/kg、全氮0.72 g/kg、全磷0.49 g/kg、全钾15.9 g/kg、碱解氮51.0 mg/kg、速效钾32.9 mg/kg、有效磷23.2 mg/kg.
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试验采用品种为生产上大面积推广的西荞1号，由成都大学国家杂粮加工技术研发分中心提供.于2014年3-6月在成都大学教学农场进行，3月20日播种，采用穴播，行距20 cm，穴距16 cm，每穴播种6~7粒种子，待幼苗长出3枚真叶后，进行定苗，查缺补漏，使苗分布均匀，每穴保留4株(选取长势较一致的).播种前一次性施入底肥氮(尿素N≥46%)、磷(过磷酸钙P2O5≥12%)和钾(硫酸钾K2O≥51%)，用量分别为120 kg/hm2，120 kg/hm2和60 kg/hm2，先施入氮肥，然后覆土2~3 cm，磷、钾肥在播种时一同施入，其他管理同大田生产.
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于荞麦播种前全田取0~20 cm土层样5个混合为混合样，参照鲍士旦[9]方法测定土壤理化性状，其中有机质采用K2Cr2O7容量法；全N采用凯氏法；碱解N采用碱解扩散法；全P和速效P采用钼锑抗比色法；全K和速效K采用火焰光度计法.
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于苦荞播种后15，30，45，60，75 d(分别为苗期、现蕾期、盛花期、灌浆期和成熟期)时取样，每次随机取20株，3次重复，取样间隔15 d.取样时将整个植株带根挖出，洗净，分器官于105 ℃杀青30 min，65 ℃恒温烘干称质量.磨细过0.5 mm筛，测定氮、磷和钾养分百分比[10].先用浓硫酸-双氧水消煮，采用凯氏定氮法测定氮百分比，钼锑抗比色法测定磷百分比，火焰光度计法测定钾百分比.
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养分积累量(kg/hm2)=干物质量(kg/hm2)×养分百分比(%)/100；
养分转运量(kg/hm2)=某一器官花期养分积累量(kg/hm2)－该器官成熟期养分积累量(kg/hm2)；
养分转运率(%)=养分转运量(kg/hm2)/花期养分积累量(kg/hm2)×100；
转运养分的贡献率(%)=养分转运量(kg/hm2)/籽粒养分积累量(kg/hm2)×100.
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利用Excel 2010和DPS14.5软件对数据进行处理.
1.1. 试验区概况
1.2. 试验设计
1.3. 调查测定项目
1.3.1. 土壤养分测定
1.3.2. 植株养分百分比测定
1.3.3. 计算方法[11]
1.4. 数据处理与分析
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从图 1可以看出，苦荞生育期总干物质积累呈“S”形曲线变化，0~30 d(苗期)积累量较小，仅占整个生育期的36.0%，64%的干物质积累集中在30~75 d(开花至成熟期)，积累速率达109.5 kg/(hm2·d).地上部总干物质的积累量变化趋势与总干物质积累量相同.根、茎和叶的干物质积累量均呈现出先升高后降低的变化趋势，根和茎以播种后60 d(灌浆期)最高，叶以播种后45 d(盛花期)最高，之后均呈现出下降趋势，降幅从大到小依次表现为叶、茎、根.籽粒的干物质积累呈一直上升的趋势，至成熟时达2 383.0 kg/hm2.
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从图 2可以看出，整个生育期苦荞根、茎和叶的氮素百分比均呈逐步降低趋势，15 d(幼苗期)各器官氮素百分比达到最大值，根、茎和叶中分别为0.95%，1.79%和4.28%，之后逐渐下降.籽粒的氮百分比在整个生育期呈逐渐上升的变化趋势，以成熟期最高，为2.38%.同生育期各器官的氮百分比从大到小依次表现为叶、籽粒、茎、根.
从图 3可以看出，整个生育期苦荞根、茎和叶的磷素百分比均呈先升高后降低的变化趋势，0~15 d(播种至幼苗期)氮养分在各器官中快速积累，其百分比达到最大值，根、茎和叶中分别为0.15%，0.28%和0.38%，之后逐渐下降.籽粒的磷百分比在整个生育期呈逐渐上升的变化趋势，以成熟期最高，为0.44%.在相同的生育时期，各器官的氮百分比表现从大到小依次为出籽粒、叶、茎、根.
从图 4可以看出，整个生育期苦荞根、茎和叶器官的钾养分含量均呈先升高后降低的变化趋势，0~15 d(播种至幼苗期)钾养分在各器官中快速积累，其含量达到最大值，根、茎和叶中分别为2.25%，7.15%和2.73%，之后逐渐下降.籽粒的磷含量在整个生育期呈逐渐下降的变化趋势，以播种后45 d时含量最高，为0.69%，成熟期时最低，降幅达0.25%.在相同的生育时期，各器官的氮百分比从大到小依次表现为茎、叶、根、籽粒.
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生育期植株氮素总积累量呈先升高后降低的变化趋势(图 5)，15~45 d逐步上升，积累量为133.55 kg/hm2，积累速率达4.45 kg/(hm2·d).地上部的氮积累量和茎、叶的氮积累量变化与总氮积累量相同.根、茎和叶的氮积累量均呈现出先升高后降低的变化趋势，茎和叶以播种后45 d最高，之后呈现出下降趋势，而根则以播种后60 d最高，达2.61 kg/hm2.籽粒的氮积累量一直呈上升趋势，播种后45 d高于根，播种后60 d则高于茎和根，至成熟时高于根、茎和叶，达到最高为56.63 kg/hm2.
磷素总积累量呈慢－快－慢升高的变化趋势(图 6)，0~15 d积累量较小，为0.87 kg/hm2，15~60 d时极速上升，积累量为18.05 kg/hm2，积累速率达0.40 kg/(hm2·d).地上部磷的积累量变化趋势与总磷积累量相同.分析各器官的氮积累特性发现，根、茎和叶的磷积累量均呈现出先升高后降低的变化趋势，叶以播种后45 d最高，为8.76 kg/hm2，之后呈现出下降趋势，而根和茎的磷积累量以播种后60 d最高，分别为0.31 kg/hm2和5.26 kg/hm2.籽粒的磷积累量一直呈上升趋势，播种后45 d高于根，低于茎和叶，而播种后60 d至成熟期(播种后75 d)均高于根、茎和叶，至成熟时达到最高为10.46 kg/hm2.
钾素的总积累量呈先升高后降低的变化趋势(图 7)，0~15 d积累量较小，为11.88 kg/hm2，15~60 d时极速上升，积累量为170.34 kg/hm2，积累速率达3.79 kg/(hm2·d)，地上部钾的积累量变化趋势与总钾积累量相同.分析各器官的钾积累特性发现，根、茎和叶的钾积累量均呈现出先升高后降低的变化趋势，各器官在同一生育时期的钾积累量从大到小依次为茎、叶、籽粒、根.叶以播种后45 d最高，为55.57 kg/hm2，之后呈现出下降趋势，而根和茎的钾积累量以播种后60 d最高，分别为4.81 kg/hm2和118.39 kg/hm2.籽粒的钾积累量一直呈上升趋势，始终高于根的积累量，但低于茎和叶的积累量，至成熟时(播种后75 d)达到最高，为10.45 kg/hm2.
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氮、磷和钾的积累趋势表明，这3种养分在苦荞生育后期存在体内转移的特点.花期至成熟期，对氮而言，根、茎和叶成为“源”器官，大部分养分转移至生殖器官(籽粒)，但各器官的转运量明显不同，转运量从大到小依次表现为叶、茎、根.对磷而言，根和叶成为“源”器官，转移至茎和籽粒中，转运量表现为叶大于根.钾则以叶为“源”器官，根、茎和籽粒则为库器官，以叶积累最多，其次表现为籽粒和根(表 1).在本试验中，从花期至成熟期，氮有3.54 kg/hm2转移至苦荞体外.
2.1. 干物质积累的动态变化
2.2. 氮、磷、钾养分百分比动态变化
2.3. 氮、磷、钾养分积累量动态变化
2.4. 氮、磷、钾养分的转运特点
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苦荞整个生育期总干物质积累呈“S”形变化曲线，变化规律与其他作物相似[12-13].然而不同器官的干物质变化规律不同，根、茎和叶的干物质积累量均呈现出先升高后降低的变化趋势，以播种后45~60 d(灌浆期)达到最高(图 1)，各器官的养分积累量也在此阶段达到最大值.前人研究发现，叶片、茎秆及根系是作物主要的养分“源”器官，成熟籽粒中的物质和养分主要来自于营养器官(根、茎和叶片)的转移量[14].本试验结果发现，根、茎和叶中的氮、磷和钾素一样存在循环利用的现象(图 5、图 6、图 7).在前期保证苦荞充足的养分供给，使氮、磷和钾在“源”器官中最大限度地贮存，对后期苦荞籽粒的充实具有重要作用，这也是后期籽粒干物质量可以持续增长的重要原因.
本研究发现，苦荞各器官的氮、磷和钾养分的百分比随整个生育期的推进呈现出先升高后降低的变化趋势，播种后15 d内快速上升至最大值，之后逐渐减少，但同一养分在各器官中百分比的大小存在不同差异.根、茎和叶器官中氮、磷百分比在整个生育期均以叶最高，其次表现为茎和根，而钾百分比则从大到小依次表现为茎、叶、根(图 2、图 3、图 4).这说明苦荞对养分的积累在苗期快速增加，后期随着干物质量的不断积累，其百分比也随之被稀释呈现出相对减少的情况.前人研究也发现前期是作物百分比快速增加的时期，为生长发育奠定了良好的养分基础，后期随着生长发育的加快，相对百分比逐渐减少，绝对百分比增加[11, 15].
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研究表明，苦荞氮、磷和钾养分的积累在整个生育期都符合“S”形曲线变化，说明苦荞养分积累在不同生育期存在吸收速率差异.本试验发现3种养分最大积累量均在播种后60 d，说明最大吸收速率在60 d以前，具体时间还有待进一步分析和研究.侯迷红等[16]研究甜荞也发现，荞麦对钾素的吸收存在最大吸收速率，且钾肥的施用可以促进其对钾的吸收与积累；大豆研究也发现最大吸收速率出现在最大积累量之前[13].分析不同器官发现，苦荞籽粒中氮和磷积累量至成熟时一直处于上升状态，而钾则有所下降，说明钾在籽粒中可能存在转移，而氮、磷可能不存在转移或转移量较少.钾在苦荞器官积累中以茎最高，籽粒百分比最低，甜荞中表现也以茎中积累量高于籽粒[16].
苦荞在整个生育过程中叶片是主要的光合器官，在生育后期由于苦荞的生长习性，多数未结实的花逐渐褪掉，与叶片一样掉落于土壤中[17-18].本研究发现从花期至成熟期存在N，P和K养分的转移，P和K则主要是器官间的转移，而N有部分转移至体外.分析转移的N发现，其数量相当于当季N用量的2.33%，这些养分如何转化以及对当季、后茬作物的影响目前尚不清楚，因此明确其具体去向，从而指导苦荞合理施肥具有重要意义.同时，通过分析发现本试验中N，P，K最大需求量分别为152.1 kg/hm2，19.6 kg/hm2和182.2 kg/hm2，需肥比例分别为1.00:0.13:1.20.
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