不同養分供應方式對盆栽桃樹生長及其氮素吸收、分配的影響

張守仕， 彭福田， 齊玉吉， 李 勇

(1山東農業大學園藝科學與工程學院， 山東泰安 271018；2河南農業職業學院園藝園林系， 河南鄭州 451450)

不同養分供應方式對盆栽桃樹生長及其氮素吸收、分配的影響

張守仕1,2， 彭福田1*， 齊玉吉1， 李 勇1

(1山東農業大學園藝科學與工程學院， 山東泰安 271018；2河南農業職業學院園藝園林系， 河南鄭州 451450)

【目的】氮素分配隨生長中心轉移而轉移，生長中心器官和非中心器官間差異較大。控釋肥、滴灌施肥等技術在果園中的應用使果樹養分穩定供應成為現實。研究等氮量施肥條件下不同養分供應方式對桃樹生長及氮素吸收、分配的影響，探討吸收的氮素在生長中心器官和非中心器官之間分配差異的原因，以期為桃樹合理施肥提供依據。【方法】以1年生桃樹幼苗為試材，利用沙培盆栽，設袋控緩釋施肥(養分穩定供應，SS)和分次撒施施肥(養分非穩定供應，nSS)以及對照(不施大量元素, CK)3個處理，將桃樹新梢按照在主干上著生位置分為上部和下部，調查分析施肥后不同時期桃樹的生長狀況；利用15N同位素示蹤技術研究不同養分供應方式對氮素吸收和上、下部新梢間分配的影響。【結果】 SS處理后30 d、150 d桃樹生物量分別為63.49 g/plant和160.74 g/plant，上、下部生物量之比分別為1.8和1.3，新梢長度分別為169.73 cm/plant和306.55 cm/plant，處理后150 d各處理之間生物量差異顯著，新梢長度差異極顯著。各處理新梢生物量在兩次取樣間隔內上部增量分別為對照42%、養分非穩定供應93%、養分穩定供應98%；下部增量分別為8%、45%和177%。在此期間上、下部新梢生物量的差異對照處理由5.0變化為6.6、養分非穩定供應處理由2.8變為3.7、養分穩定供應處理由1.8變為1.3。氮素吸收量隨處理時間的推移逐漸增大，養分穩定供應處理在施肥后30 d 、150 d分別為12.7 mg/plant和76.9 mg/plant，養分非穩定供應處理在施肥后30 d、150 d分別為4.0 mg/plant和27.3 mg/plant。處理后150 d 的氮素利用率以養分穩定供應處理最高，達12.96%，養分非穩定供應處理只有4.6%。處理后150 d養分穩定供應處理和養分非穩定供應處理的上、下部梢葉氮素濃度、Ndff%(來自肥料中的氮占總氮的比率)、Ndff(來自肥料中的氮)差異極顯著，各處理同一植株上、下部梢葉氮素濃度、Ndff% 相似。吸收氮素在上、下部新梢葉間分配的差異大，上、下部新梢葉間氮素分配之比養分穩定供應處理和養分非穩定供應處理分別為1.54和4.03。【結論】養分穩定供應下，桃樹生長極性差異變小，氮素吸收量增多，氮素利用率高，氮素在生長中心器官和非中心器官間分配的差異變小，氮素分配差異受生物量的影響大。

油桃； 養分穩定供應； 非穩定供應； 氮吸收； 氮分配

氮在植物生長、發育中起重要作用，植物主要由根系從土壤中吸收氮素，運輸至各個器官間。氮的吸收和合理分配對果樹生長發育，果實產量和品質起重要作用[1]。因此，氮素的吸收和分配一直是果樹生產研究的熱點[2-4]。通過合理施肥提高氮素利用率[5]、促進果樹生長發育、構建良好樹形[6]、實現果園優質高產是果樹氮素管理的主要目的。為提高氮素利用率，以往施氮多采用生長季內關鍵物候期一次或分次大量施氮的方法[7-9]，每次施肥后土壤中速效態氮濃度變化劇烈，前期濃度高，隨時間延長逐漸降低，甚至出現氮肥供應斷線。在這種施肥方式下，果樹氮素的分配在生長季內表現出往極性器官內分配的特點，即分配中心隨生長中心器官的轉移而轉移[10-12]，生長中心器官和非中心器官分配差異大。近年來，緩控釋氮肥以及灌溉施肥技術在果園生產中得到應用，使氮素養分供應得到控制，實現了氮素養分的穩定供應，提高了氮素利用率[13]，不同于以往的分次撒施施肥方法，這種施肥方式使整個果樹在生長季內，土壤中速效態氮濃度的變化較小[14-15]，這種供氮方式稱為氮素養分穩定供應，以往的分次撒施稱為氮素養分非穩定供應。目前在盆栽和大田試驗中均有養分穩定供應下施肥時期[4,7, 9]對果樹生長發育及氮素吸收、分配的影響方面的研究，養分非穩定供應下氮素吸收分配的研究[16-18]報導也很多，但是在相同施氮量條件下，養分穩定供應和非穩定供應方式對氮素吸收、分配影響的比較尚未見報道，另外吸收的氮素在生長中心器官與非生長中心器官間分配差異的原因尚不明確。因此，本文采用盆栽沙培的方法，研究養分穩定供應和非穩定供應方式對盆栽桃樹的生長以及氮素吸收、分配的影響，以期為桃樹合理施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2011年4月初，將大小均勻一致的60株一年生桃苗(魯星一號，砧木為毛桃)栽培到50 L的塑料盆中，栽后定干40 cm，塑料盆中裝有30 kg干凈的河沙，4月底從中挑選出長勢一致的36株，分為3組。

1.2 試驗方法

試驗設養分穩定供應(SS)、養分非穩定供應(nSS)和對照(CK)3個處理，每處理12次重復，單株小區。為防止雨水等影響，平時各塑料盆均用塑料板蓋住；為防止盆內根系長出，在盆底外面墊磚塊。

試驗中桃苗生長所需大量營養元素由改良的Hoagland溶液配方中大量元素試劑提供。1L溶液中含有大量元素Ca(NO3)2·4H2O 945 mg、KNO3506 mg、NH4NO380 mg、KH2PO4136 mg、MgSO4493 mg。其中Ca(NO3)2用69.5 mg豐度10.25%的15N -Ca(NO3)2代替100 mg Ca(NO3)2·4H2O。將相當于25 L改良的Hoagland溶液所含的這些大量元素的試劑做成袋控緩釋肥，袋控緩釋肥養分釋放期設計為180 d，由袋控緩釋肥穩定供應養分。養分穩定供應處理，在5月15日將2袋袋控緩釋肥對稱埋入距離樹干15 cm、深20 cm處。養分非穩定供應處理分別在5月15日、8月13日、9月12日將等量的大量元素試劑依次按照10%、80%、10%的量分3次施入。對照處理，去掉大量元素試劑，只補充微量元素。預試驗表明盆內河沙每周兩次，每次緩慢均勻澆水2000 mL可以潤濕盆內全部沙子，且不流失。各處理中鐵鹽及微量元素配成母液，使用時稀釋在2000 mL水中澆施。

分別在初次施肥后30 d(2011年6月15日，新梢第一次旺盛生長結束)和150 d(10月16日，新梢停止生長)調查各處理植株新梢長度，每個處理隨機選取4株，將其解析為細根、粗根、樹干、新梢、葉片，新梢根據在中心干上著生位置分為上部新梢(中心干上1/2)和下部新梢(中心干下1/2)，110℃殺青后，80℃烘干至恒重，計算生物量。不銹鋼電磨粉碎后過0.25 mm篩，測全氮、全磷、全鉀含量和15N豐度。

長度用米尺測量(精確至mm)，生物量用天平稱量(精確至0.01 g)，樣品用濃硫酸—過氧化氫消煮，全氮用凱氏定氮法測定，用鉬藍比色法測定全磷；火焰分光光度法測定全鉀；15N豐度在中國農業科學院原子能利用研究所用MAT-251型超精度同位素質譜儀測定。

1.3 數據處理與統計分析

Ndff%指植株器官從肥料中吸收的15N 量對該器官全氮量的貢獻率，反映植株器官對肥料15N的吸收征調能力，計算公式為： Ndff%= [樣品中的15N 豐度%-自然豐度(0.366%)]/[肥料中15N的豐度%-自然豐度(0.366%)]×100；

總氮量(g)=干物質質量(g)×氮濃度；

吸收15N 量(mg)=總氮量(g)×Ndff%×1000；

氮肥利用率(%)=Ndff%×植株總氮量(g)/施氮量(g)×100。

文中所有數據和圖使用Excel 2003和采用DPS V6.5軟件分析，不同處理間差異性分析采用Duncan新復極差法檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同養分供應方式對桃樹生長的影響

養分穩定供應下盆栽桃幼樹生物量最大，施肥后30 d、150 d分別為63.49 g和160.74g，其次為養分非穩定供應，分別為55.38 g和149.21 g，對照處理最小分別為45.95 g和86.61 g。施肥后30 d養分穩定供應處理與對照處理間差異顯著，與養分非穩定供應處理間差異不顯著；施肥后150 d養分穩定供應處理與對照處理間差異極顯著，與養分非穩定供應間差異顯著(表1)。

養分穩定供應下新梢長度最大，施肥后30 d、150 d分別為169.73 cm和306.55 cm，其次為養分非穩定供應,分別為157.68 cm和245.60 cm，對照處理最小分別為122.34 cm和141.77 cm。施肥后30 d養分穩定供應處理與對照處理間差異顯著，與養分非穩定供應處理間差異不顯著；施肥后150 d養分穩定供應處理、對照處理及養分非穩定供應處理間差異達極顯著水平(圖1)。

養分穩定供應與非穩定供應處理新梢生物量隨取樣時間而逐漸增大，上部與下部新梢生物量各處理間差異較大。兩次取樣都表現出養分穩定供應處理上、下部新梢生物量差異小，上下比值分別為1.8和1.3；對照處理上、下部新梢生物量差異最大，上下比值分別為5.0和6.6；養分非穩定供應處理上下部新梢生物量之比分別為2.8和3.7(表1)。

各處理間新梢生長量和生物量的變化不僅體現在總量上，而且也表現在其增量的比例上，各處理在兩次取樣間隔內，上部新梢生物量增量對照為 42%，養分非穩定供應處理為93%， 養分穩定供應處理為98%，下部增量對照為8%， 養分非穩定供應處理為45%，養分穩定供應處理為177%。這表明對照和養分非穩定供應處理取樣間隔期內生長中心在上部，極性生長變大，養分非穩定供應處理生長中心在上部但極性生長變小。

注(Note): 表內數據為4株桃幼樹平均值Data represent the mean of 4 replicates. 同列數據后不同小、大寫字母分別表示同一部位處理間差異達5%和1%顯著水平 Values followed by different small and capital letters for the same part in same column mean significant at the 5% and 1% levels, respectively.

2.2 不同養分供應方式對桃樹氮素吸收的影響

盆栽桃樹氮素吸收量隨生長時間延長而逐漸增多，養分穩定供應處理由施肥后30 d的12.7 mg/plant 增加到施肥后150 d的76.9 mg/plant，養分非穩定供應處理由施肥后30 d的4.0 mg/plant增加到施肥后150 d的27.3 mg/plant，養分穩定供應下盆栽桃樹氮素吸收量明顯高于養分非穩定供應(圖2)。

從氮素利用率來看，養分穩定供應處理在施肥后30 d時氮素利用率只有2.14%，明顯低于養分非穩定供應處理的6.77%。但是到施肥后150 d，養分穩定供應處理的氮素利用率可達12.96%，而養分非穩定供應處理僅為4.6%(圖3)。

2.3 不同養分供應方式對桃樹氮素分配的影響

盆栽桃樹總生物量以及上部和下部新梢生物量、長度各處理有差異，且各處理的氮素吸收量不同，氮素分配也有明顯差異，葉片和粗根是氮素分配的主要部位。各處理上、下部新梢及葉片Ndff%的結果表明，同一處理上、下部新梢及葉片之間對15N的征調能力差異不大，不同處理相同部位的新梢和葉片之間的Ndff%相近。養分穩定供應處理各部位器官的Ndff%最高，且與養分非穩定供應處理間差異極顯著(表2)。由于新梢生物量上下部的差異，雖然Ndff%上下部差異不大，但10月份取樣時，吸收氮素在上部和下部新梢間的分配并不均衡。上部新梢分配的氮素多，表現出極性生長的特點。養分穩定供應處理上部分配量為下部1.54倍，非穩定供應處理上部分配量為下部4.03倍。不同于Ndff%，氮素分配率均是葉片高于新梢。養分穩定供應和非穩定供應兩處理間氮素分配率下部新梢和葉片均達極顯著差異水平，上部新梢的差異不顯著，上部葉片的差異顯著(表2)。

注(Note): Ndff—來自肥料中的氮；同列數據后不同小、大寫字母分別表示同一部位處理間差異達5%和1%顯著水平 Values followed by different small and capital letters for the same part in same column mean significant at the 5% and 1% levels, respectively.

從氮素濃度上看，下部新梢和下部葉片均高于上部新梢和上部葉片，葉片又高于新梢。上下部葉片氮素濃度各處理之間的差異極顯著；上、下部新梢的氮素濃度各處理間差異也達極顯著水平。

3 討論

按照Ingestad 等的植物穩態礦質營養理論，在養分穩定供應下可以實現植物的最適生長，充分挖掘植物的生長潛力[19]。試驗中氮素養分穩定供應處理新梢生長量顯著高于養分非穩定供應處理，生物量也大，表明養分穩定供應對幼樹生長有促進作用。桃樹在生長過程中由于外圍部分光照條件、營養條件好，容易造成上部、外圍部位生長勢強，下部、內堂部位長勢弱[20]，從而不利于均衡營養和立體結果。養分穩定供應方式縮小了極性部位和非極性部位的生物量差異，有利于改善這種狀況。

落葉果樹生長季早期的生長所需氮素主要靠從貯藏器官重新移動的氮素，當年吸收氮素對前期生長影響不大[21-22]。施肥后150 d的試驗結果表明，桃幼樹生長受當年供應氮素的影響較大。這主要是因為所用桃樹為一年生幼樹，樹體貯藏養分有限，因此受當年氮素供應的影響較大，這與Cheng等[28]的研究結果相同。各處理新梢生物量的變化顯示養分穩定供應條件下上、下部新梢同時增加，但非穩定供應處理上部新梢生物量增加較快，下部新梢生物量僅略有增加(表1)。由于頂端優勢的原因，上部新梢是生長中心，表明在氮素養分穩定供應條件下，生長中心與非生長中心生長的差異比非穩定供應下小。

氮素的吸收隨桃樹迅速生長而逐漸增多，氮素吸收量均是養分穩定供應處理高于非穩定供應處理，但氮素利用率在施肥后30 d時養分非穩定供應處理高于穩定供應處理，這主要是因為養分非穩定供應處理5月份的氮肥施用量僅為養分穩定供應處理10%。10月份取樣時由于施肥間隔時間長，且施肥總量兩個處理相同，養分非穩定供應的氮素利用率僅為穩定供應1/3，這與大田桃幼樹試驗的結果相同[15]。結果說明分次施肥對短期內提高氮素利用率非常重要[7]，但是養分穩定供應對桃樹生長影響的結果表明，養分濃度的變化容易引起極性生長[24]。因此，保持氮素濃度變化在一個合理的范圍之內，在生長季內像滴灌施肥一樣使之處于一個較低范圍內[25]，是控制極性生長的重要方法。考慮到澆水時各處理均沒有氮素滲漏損失，實際生產中氮素養分滲漏是肥料利用率降低的一個重要方面，袋控緩釋肥因養分釋放緩慢從而減少了滲漏損失，因此果樹生產中氮素利用率可能比本試驗的結果更低。

氮素具有很好的移動性，不同施肥時期的試驗結果表明，當年吸收氮素主要供應生長中心器官[3,10,12,16]。李洪波的研究發現在春季土壤施尿素的情況下，不同物候期生長中心器官與非生長中心器官氮素的分配率差異較大[26]，本研究中養分非穩定供應處理上、下部新梢和葉片的氮素分配率和分配量的結果與此相同。Moreno Toselli等[27]研究發現，不同施肥時期造成中心生長器官和非中心生長器官的Ndff%差異大，本試驗中桃樹幼苗生長中心和非生長中心的Ndff%在各處理的差異并不大，這與我們試驗中上、下部新梢雖然生長極性有差異但都是當年新生器官，對氮素的競爭能力相差不大有關。Moreno Toselli等[27]的研究結果表明生長季內吸收的氮素主要分配到葉片中，本研究結果與此相一致。氮素分配量與生物量、氮素濃度和Ndff%有關，各處理上、下部新稍和葉片間的氮素濃度、Ndff%差異都不大，也就是說氮素分配量的差異主要由生物量造成，推斷養分穩定供應對非結構性碳水化合物分配的影響更大[28]，這方面需要進一步研究。

4 結論

通過氮肥袋控緩釋達到養分穩定供應目的，與傳統的氮肥分次撒施即養分非穩定供應相比，氮肥穩定供應下桃樹植株生物量大，極性生長變小，氮素吸收量增多，氮素利用率高，吸收的氮養分在植株不同部位分配的差異變小，極性分配特性得到一定程度的削弱。

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Effects of different nutrition supply on growth, nitrogen uptake and partitioning of pot cultured nectarine

ZHANG Shou-shi1,2, PENG Fu-tian1*, QI Yu-ji1, LI Yong1

(1CollegeofHorticultureScienceandEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an,Shandong271018,China;2DepartmentofHorticulture,HenanVocationalCollegeofAgriculture,Zhengzhou451450,China)

【Objectives】 Nitrogen partitioning coordinates with growth center of fruit trees, obvious differences in the N partition exist between organs of growing center and non-growing center with traditional base plus dressing fertilizer method. Use of controlled release fertilizer and drip fertilization make a steady nutrition supply comes true. Effects of different nutrition supply methods on potted culture nectarine growth, nitrogen uptake and partitioning at the same amount of nitrogen fertilizer input were studied for better understanding of new fertilization technology in nectarine production. 【Methods】 One-year old nectarine trees (PrunuspersicaBatsch, var. nectarine) of cv. Luxingyihao were planted in pots filled with 40 L of siliceous sand. Steady nutrition supply (SS) was obtained through packing fertilizer inside a bag with holes. Non-steady nutrition supply (nSS) was from the conventional splitting application of commercial fertilizer. Shoots were divided into two parts (upper and lower parts) as their location in stems. Nitrogen uptake and partitioning of upper and lower shoots after 30 days and 150 days of the processing were determined with15N isotope tracer technique. 【Results】 Thirty days and one hundred and fifty days after the steady nutrition supply, the biomass amounts of nectarine plants are 63.49 g per tree and 160.74 g per tree respectively, the ratios of upper and lower part shoots biomass are 1.8 and 1.3 respectively, and the longest lengths of new shoots are 169.73 cm per tree and 306.55 cm per tree respectively. One hundred and fifty days after different fertilization methods treated, the differences in the new shoot length and their biomass among the treatments are significant and extremely significant, respectively. The biomass of upper shoots under the steady nutrition supply is increased by 98% between two sampling intervals, the biomass amounts under the non-steady nutrition supply and the control are increased by 93% and 42%, respectively, and the biomass amounts of lower shoots under the steady nutrition supply, non-steady nutrition supply and control are increased by 177%, 45% and 8%, respectively. During this period the ratios of upper to lower biomass of the control treatment, nutrition non-steady supply and nutrition steady supply are changed from 5.0 to 6.6, 2.8 to 3.7 and 1.8 to 1.3, respectively. The plant nitrogen uptake amounts under the steady nutrition supply are 12.7 and 76.9 mg per plant at the 30 days and 150 days after the processing, and those are 4.0 and 27.3 mg per plant treated with non-steady nutrition supply. The highest nitrogen use efficiency is obtained with the steady nutrition supply treatment, which reaches 12.96%, and that with the non-steady nutrition supply only reaches 4.6%. The nitrogen contents in upper shoots and leaves and the percentages of nitrogen derived from fertilizer are higher than those in lower shoots and leaves. The differences in nitrogen concentration of shoots and leaves between the upper part and lower part are extremely different (P≤0.01) 150 days after the treatment. The nitrogen derived from fertilizer and the nitrogen concentration are same between upper and lower shoots and leaves of the same plant, and are different atP≤0.01 of the steady and non-steady treatments when sampled after processing 150 days. Partitioning ratios of the nitrogen uptake between upper and lower are significantly different under the steady and non-steady nutrition supply treatments and are 1.54 and 4.03 respectively. 【Conclusions】 Compared with non-steady nutrition supply, the polar growth is little, and nitrogen uptake increases, nitrogen recovery rate increases, and the nitrogen partitioning difference between growth center and non-growth center decreases under the nutrition steady supply.

nectarine; steady nutrition supply; non-steady nutrition supply; N uptake; N partition

2013-11-20 接受日期： 2014-08-01

國家現代農業產業技術體系專項資金(CARS-31-3-03)資助。

張守仕(1981—)，男，山東莒南人，博士研究生，主要從事果樹礦質營養研究。E-mail: zhangxie626@163.com * 通信作者 E-mail: pft@sdau.edu.cn

S662.1.601; S606+.2

A

1008-505X(2015)01-0156-08