摘要 在华南红黄壤地区，由于高温多雨造成磷的淋失以及土壤对磷素的固持作用，土壤缺磷已经成为华南地区大豆(Glycinemax(L.)Merr.)生产的主要限制因素之一。引种一些磷高效基因型大豆是解决土壤缺磷问题、提高大豆产量的有效途径。本研究选取4个不同磷效率基因型大豆品种：巴西10号(BX10)、巴西11号(BX11)、广东3号(GD3)和本地2号(BD2)。在两个磷肥水平：低磷(不施磷肥)和高磷(80kgP/hm2)下进行大田试验、土柱试验和盆栽试验，研究不同基因型大豆的基本生理生态特性差异，对系统磷素养分平衡和环境的影响，土壤磷素含量的动态变化以及不同基因型对磷素的利用机制。测定了植株高度、生物量、产量、根系形态、植株P含量、土壤速效磷和全磷含量、土壤溶液磷素含量、土壤酸性磷酸酶活性、土壤微生物量磷含量等有关指标。研究结果旨在为华南地区引种磷高效基因型大豆提供理论和实践依据。主要结果如下： (1)大田试验和土柱试验表明，4个基因型大豆施用磷肥后株高、生物量和产量均比不施磷肥的有所增加，这说明在土壤缺磷情况下，增施磷肥能有效缓解大豆植株对土壤磷素的饥渴，有利于大豆的生长发育和提高大豆的生物量和产量。施用磷肥后4季平均每公顷产量顺序大小为BX10(924.81kg)、GD3(829.11kg)、BD2(793.95kg)、BX11(755.21kg)，分别增产27.98％、31.07％、56.72％、20.45％。经过4季大田的种植发现，在土壤磷素缺乏的条件下增施磷肥能有效改善根系生长环境，促进根系的伸长生长和根表面积的增加，根系的平均直径没有显著变化，根总体积的变化趋势与根表面积基本相同。BX10和BX11比GD3和BD2具有较高的磷吸收效率和磷利用效率，但磷的再转移效率则刚好相反。磷的转移效率则基因型间和磷处理间无显著差异。 (2)对不同季节、在高低磷处理条件下种植不同基因型大豆对作物-土壤生态系统的磷素养分平衡进行了研究。系统的磷素养分输入包括化肥的输入，根茬带入的磷素，雨水和灌溉水中磷素的输入，种子带入的磷素养分；系统的磷素输出主要包括作物收获后带走的磷素，作物生长消耗的磷素，渗漏和水土流失损失的磷素。研究表明，不施磷肥处理条件下，在种植所有基因型大豆土壤系统中磷素一直处于亏缺状态，BX10土壤系统的亏缺量在4个基因型中是最大的，4季平均系统磷素亏缺量大小顺序分别为BX10(-49.97kg/hm2)＞BX11(-43.17kg/hm2)＞GD3(-25.65kg/hm2)＞BD2(-22.50kg/hm2)。通过施用磷肥后，增加系统的输入量，所有基因型品种土壤系统磷素均处于盈余状态，盈余大小顺序为BD2(49.51kg/hm2)＞GD3(42.89kg/hm2)＞BX11(41.18kg/hm2)＞BX10(20.07kg/hm2)。 (3)4季大田试验表明，低磷处理条件下，不同基因型土壤上层(0-20cm)和下层(20-40cm)全磷和速效磷含量均有下降趋势，基因型间差异不大，说明磷高效基因型品种通过根系的作用，能活化土壤中的难溶性磷并转化为可溶性磷从而增加养分的吸收利用，与低效型品种相比土壤磷素养分并没有明显差别。高磷处理条件下，不同基因型上层土壤(0-20cm)全磷和速效磷含量均有所增加，与BD2相比，BX10上层土壤速效磷和全磷含量相对较低，而下层土壤不同基因型则差异不大，通过磷肥施用能有效地保持土壤的磷素肥力。土柱试验表明，在整个生育期内，BX10和BD2无论是低磷还是高磷处理，土柱上层(0-30cm)、中层(30-60cm)、下层(60-100cm)土壤溶液中磷素含量均小于0.05mg/L，因此种植磷高效基因型大豆对水体不会造成不良影响。 (4)磷的吸收转化实验表明，土壤与根粉混合后，巴西10号不同生育期土壤速效磷含量均显著高于本地2号的土壤，巴西10号具有更强的将有机磷转化为可以吸收和利用的磷的功能。 (5)低磷处理条件下，不同基因型土壤酸性磷酸酶活性在2004年下半年和2005年下半年存在显著差异，而高磷处理则在2004年下半年和2005年上半年基因型间存在显著差异。总的来说，BX10和BX11比GD3和BD2具有较高的土壤酸性磷酸酶活性。盆栽实验也有类似结果，即在高低磷条件下均是巴西10号大于本地2号。盆栽实验表明，高磷处理条件下，成熟期BX10的微生物P量显著大于BD2，其大小分别为173.22419.03mg/kg和86.74±39.16mg/kg。 本试验经过4季的大田种植，初步表明通过合理施用一定量的磷肥，种植高效基因型大豆可以获得较高产量，能够维持土壤中磷素的相对平衡，不会引起土壤磷素的亏缺，同时不会引起环境问题。