全 文 ：植物生态学报 2012, 36 (2): 169–176 doi: 10.3724/SP.J.1258.2012.00169
Chinese Journal of Plant Ecology http://www.plant-ecology.com
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收稿日期Received: 2011-09-13 接受日期Accepted: 2011-11-27
* 通讯作者Author for correspondence (E-mail: ymjiang@sdau.edu.cn)
秸秆和氮肥不同配比影响平邑甜茶幼苗的生长和
对氮素的吸收、分配和利用
崔同丽 姜远茂* 彭福田 魏绍冲
山东农业大学园艺科学与工程学院, 山东农业大学作物生物学国家重点实验室, 泰安 271018
摘 要 为探讨秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶(Malus hupehensis)植株生长和氮素吸收、分配和利用的影响, 采用15N同位素
示踪技术, 以二年生盆栽平邑甜茶为试材, 研究了不同秸秆和氮肥配比条件下平邑甜茶的生长、15N尿素吸收利用和土壤碳氮
比等参数, 发现秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株的生长及15N-尿素的吸收、分配和利用具有不同的影响。园土和秸秆比
在45:1的水平, 同时配施氮肥(N 300 mg·kg–1)时, 植株株高、茎粗和植株总干重的值最高, 分别为85.33 cm、8.05 mm和74.68 g;
植株的全氮、15N吸收量和利用率也最大, 分别为0.938 g、0.029 g和9.74%。不加秸秆而仅施加氮肥(N 200 mg·kg–1)的对照(CK)
的根冠比最大, 为1.54, 显著高于其他各种处理。各试验处理地上部分从肥料中吸收分配到的15N量对地上部分全氮量的贡献
率(Ndff)均大于地下部分, 且CK各器官Ndff值最高, 地上部分和地下部分分别为7.94%和4.69%。除CK外, 各处理15N分配率均
是地上部>地下部。秸秆的施用显著提高了土壤的有机质、全氮含量和土壤有机质C/N比。相关性分析结果表明, 土壤有机质
C/N比与植株地下部分Ndff值有极显著负相关性(p < 0.01), 与植株整株Ndff值有显著负相关性(p < 0.05)。建议果园秸秆配施
氮肥时, 控制秸秆施用量在45:1水平, 氮肥在200–300 mg·kg–1之间较好。
关键词 吸收, 分配, 平邑甜茶, 氮素, 秸秆, 利用率
Effects of different ratios of straw to N-fertilizer on growth of Malus hupehensis seedling and
its absorption, distribution and utilization of nitrogen
CUI Tong-Li, JIANG Yuan-Mao*, PENG Fu-Tian, and WEI Shao-Chong
College of Horticulture Science and Engineering, State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China
Abstract
Aims The study was to explore the effects of different ratios of straw to N-fertilizer on growth of Malus hupe-
hensis seedlings and 15 N absorption, distribution and utilization in them.
Methods Using 15N trace technique, we measured growth parameters (plant height, basal stem diameter and dry
weight) and 15N parameters (absorption, N derived from fertilizer, distribution and utilization) of two-year-old M.
hupehensis seedlings and C/N ratio in soil organic matter under different straw-nitrogen fertilizer treatments.
Important findings Seedlings grew best under the condition of 45 : 1 of soil to straw and 300 mg·kg–1 N addi-
tion, showing the greatest height, basal stem diameter and total dry weight: 85.33 cm, 8.05 mm and 74.68 g, re-
spectively. Total nitrogen, the 15N uptake and 15N utilization were also greatest: 0.938 g, 29.2 mg and 9.7%, re-
spectively. The root/shoot ratio of seedlings without addition of straw (the control treatment) was 1.54, higher than
those of other treatments. The 15N derived from fertilizer (Ndff) values of the aboveground parts for all the treat-
ments were higher than those of the belowground parts, and the control showed the highest Ndff values in both
aboveground and belowground parts, which were 7.94% and 4.69%, respectively. The 15N distribution ratios of
the aboveground parts were higher than those of belowground parts in all treatments except the control. Straw ad-
ditions could obviously increase the contents of organic matter and total nitrogen in soil and increase C/N ratio of
soil organic matter. The correlation analysis showed that the C/N ratio of soil organic matter was significantly
negatively correlated with the Ndff value of the belowground parts, as well as in the whole plant. Our findings
suggest that it is better to apply nitrogen at rates between 200 and 300 mg·kg–1 when corn straw is added into or-
chard soil.
Key words absorption, distribution, Malus hupehensis, nitrogenous, straw, utilization
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氮素是果树必需矿质元素中的关键元素之一,
氮素供应水平直接影响到果树器官的分化以及树
体形态建成(顾曼如等, 1981)。目前, 欧美等国家苹
果园每hm2纯氮施用量仅150 kg左右, 而中国苹果
主产区每hm2纯氮施用量高达400–600 kg , 过量施
用氮肥现象严重(彭福田和姜远茂, 2006)。我国各大
苹果产区土壤全氮含量高达0.8–1.3 g·kg–1, 而土壤
有机质含量仅在1%左右(彭福田和姜远茂, 2006;
王悦梅和杨扎根, 2008; 杨雨林等, 2008)。苹果果园
土壤碳氮比严重失调, 这是导致果园土壤质量退
化、土壤微生态失调、土壤微生物多样性下降、土
传病害严重、果品产量品质下降的重要原因(束怀
瑞, 2003)。
秸秆属于高碳氮比有机物料, 土壤中施入秸秆
可以调节土壤的碳氮比, 改良土壤的理化性质和微
生物特性(Insam et al., 1991; 徐新宇等, 1991; Wit et
al., 2000; 劳秀荣等, 2003)。关于秸秆还田与氮肥配
施的培肥及增产效果在大田作物上已有较多报道
(Eagle et al., 2000; 霍竹等, 2006; 徐国伟等, 2007),
然而在果园中的相应的报道较少。平邑甜茶(Malus
hupehensis)为苹果常用砧木, 本研究利用15N同位素
示踪技术, 研究了秸秆与氮肥配施调节土壤碳氮比
对平邑甜茶的生长和氮素的吸收、分配和利用特性
的影响, 以期为秸秆和氮肥配施在苹果园的应用提
供理论依据。
1 试材和方法
1.1 试验设计
试验于2010年4–9月在山东农业大学园艺试验
站进行, 供试土壤采自试验站内, 质地为黏壤土。
土壤含水量控制在18%左右, 土壤最大田间持水量
为27%。土壤基本理化性质见表1。
试验共设8个处理, 每个处理3次重复, 随机排
列。在200 mg·kg–1氮素水平下设置5个玉米秸秆梯
度 (园土与秸秆质量比 )处理 , 分别为不加秸秆
(CK)、60:1 (S1N2)、45:1 (S2N2)、30:1 (S3N2)和15:1
(S4N2)。在45:1秸秆水平下设4个氮肥水平处理, 分
别为100 mg·kg–1 N (S2N1)、200 mg·kg–1 N (S2N2)、
300 mg·kg–1 N (S2N3)和400 mg·kg–1 N (S2N4)。试验
采用普通陶盆, 每盆装风干土12 kg。供试玉米秸秆,
有机碳含量496 g·kg–1, 全N 8.76 g·kg–1, 全P (P2O5)
1.24 g·kg–1, 全K (K2O) 14.01 g·kg–1, C/N比为56.60。
供试化肥分别为尿素(含N 460 g·kg–1)、过磷酸钙(含
P2O5 160 g·kg–1)和硫酸钾(含K2O 500 g·kg–1)。于
2010年3月28日, 选生长基本一致的二年生平邑甜
茶实生苗为实验材料, 秸秆在栽植时混入土壤, 化
肥在4月25日一次性施入(磷钾肥分别按P2O5和K2O
计算, 均以200 mg·kg–1水平施入), 同时每盆施入
0.3 g用15N标记的尿素(10.25 atom% 15N, 上海化工
研究院)。
1.2 测定项目和方法
处理后每10天测量一次植株的株高、茎(基茎)
粗和新梢长度。
于8月25日, 破坏性整株取样, 整株解析为地
上部(茎和叶)和地下部(根系)两部分。样品按清水→
洗涤剂→清水→1%盐酸→3次去离子水顺序冲洗
后, 立即在105 ℃下杀青30 min, 随后在80 ℃下烘
干至恒重, 称量各部分干重。各部分样品在不锈钢
电磨粉碎后过60目筛, 混合装袋备用。土壤样品采
集0–20 cm土层土壤, 每个处理取3盆, 单盆重复,
剔除砾石等杂物。风干后每个土样分两份, 一份过1
mm筛用于土壤脲酶的测定, 一份过0.15 mm筛用于
土壤全氮和有机质的测定。
土壤脲酶活性采用靛酚比色法测定, 以每克干
土24 h产生的NH3-N毫克数表示(关松荫, 1986); 有
机质用重铬酸钾滴定法分析; 植株和土壤全氮用凯
氏定氮法测定(鲍士旦, 2000); 用MAT-251质谱仪
(Finnigan, Bremen, Germany)测定(中国农业科学院
原子能研究所)植株样品的15N/14N (顾曼如, 1990)。
1.3 计算公式
植株器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器
官全氮量的贡献率(Ndff), 反映了植株器官对肥料


表1 供试土壤基本理化性质
Table 1 Basic physiochemical properties of the test soil
有机质
Organic matter
(g·kg–1)
全氮
Total nitrogen
(g·kg–1)
碱解氮
Alkali-hydrolysable N
(g·kg–1)
速效磷
Available P
(g·kg–1)
速效钾
Available K
(g·kg–1)
粘粒含量(< 2 μm)
Clay (< 2 μm) (%)
pH
12.09 1.340 86.60 58.55 166.3 18.4 7.05
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15N的吸收征调能力, Ndff (%) =植物样品中15N原子
百分超(%)/肥料中15N原子百分超(%)×100; 原子百
分超(%)=样品中15N丰度(%)–自然丰度(%); 氮肥分
配率(%)=各器官从氮肥中吸收的氮量(g)/总吸收氮
量(g) × 100; 氮肥利用率(%) = (Ndff (%) ×器官全氮
量(g))/施肥量(g) × 100 (顾曼如, 1990)。
1.4 数据处理
应用Microsoft Excel 2003软件进行表格绘制,
应用DPS 7.05软件进行数据统计分析, 采用单因素
方差分析中的LSD法进行差异性分析。
2 结果和分析
2.1 秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株生长的
影响
不同秸秆和氮肥配比显著影响平邑甜茶植株
的生长。处理S2N3的株高、茎粗、地上部干重、地
下部干重和总干重值最高, 分别为85.33 cm、8.05
mm、39.71 g、34.96 g和74.68 g, 其次为S2N4处理,
与其余处理差异显著(表2)。
氮肥在200 mg·kg–1 (N2)水平, 植株株高和茎粗
随秸秆施用量增加呈现先降低后升高的趋势, S3N2
处理与其余3组处理有显著差异, 其余3组处理之间
差异不显著。秸秆在45:1 (S2)水平, 植株株高和茎
粗随氮肥浓度升高呈现先升高后降低的趋势, S2N3
和S2N4两组处理之间株高和茎粗无显著差异, 但
与S2N1和S2N2这两组处理差异显著。表明与秸秆
施用量相比, 氮肥施用量对植株生长影响更大, 但
高浓度氮肥处理(S2N4)对植株生长的促进作用减
弱。
除S4N2处理地下部干重值小于CK外, 各处理
的地上部干重和地下部干重均显著高于CK。氮肥在
200 mg·kg–1 (N2)水平, 植株地上部干重随秸秆施用
量增加呈现先降低后升高趋势, S1N2处理与其余3
组有显著差异, 其余3组之间差异不显著; 地下部
干重随秸秆含量增加依次降低, S4N2处理与其余3
组有显著差异, 其余3组之间差异不显著。秸秆在
45:1 (S2)水平, 地上地下部干重均随氮肥浓度增加
呈先升高后降低趋势, 并且处理间差异达显著水
平。CK处理的根冠比显著高于其他处理。氮肥在200
mg·kg–1 (N2)水平, 根冠比随秸秆含量增加先升高
后降低, 并且变化幅度较大; 秸秆在45:1 (S2)水平,
植株根冠比随氮肥用量增加无规律性变化, 并且各
处理之间无显著差异。由此可见, 秸秆施用量越高
越不利于地下部生长和地上地下部的平衡, 一方面
由于过高的秸秆用量使土壤质地变得疏松, 孔隙度
增大, 保水保肥能力变差影响了根系的正常生长;
另一方面, 过高的秸秆用量使施肥前期土壤微生物
大量增殖, 导致施入的氮肥为微生物所固持, 植株
生长早期缺乏氮素, 影响植株的正常生长。秸秆量
一定时, 施氮量增加同时促进地上地下部的生长,
所以根冠比变化不大。
各个处理的植株总干重显著高于CK。氮肥在


表2 不同处理对植株生长量的影响
Table 2 Effects of different treatments on the value of plant growth
处理
Treatment

株高
Height (cm)

基径
Basal stem
diameter (mm)
地上部干重
Aboveground parts dry
weight (g)
地下部干重
Underground parts dry
weight (g)
根冠比
Root/shoot
ratio
总干重
Total dry
weight (g)
CK 46.92d 5.59d 13.08e 19.70de 1.54a 32.78d
N2 S1 77.50ab 7.58ab 31.44b 26.51bc 0.84bc 57.94b
S2 72.67b 6.98bc 23.57cd 23.29cd 1.01b 46.86c
S3 59.83c 5.73d 23.22cd 22.39cd 0.96bc 45.61c
S4 74.22b 7.56ab 24.15c 18.10e 0.75c 42.25cd
S2 N1 58.67c 6.51cd 20.28d 20.44de 0.99b 40.72cd
N2 72.67b 6.98bc 23.57cd 23.29cd 1.01b 46.86c
N3 85.33a 8.05a 39.71a 34.96a 0.88bc 74.68a
N4 79.17ab 7.78ab 31.65b 29.25b 0.92bc 60.91b
CK, 不加秸秆单施氮肥处理; S1N2–S4N2, 氮肥200 mg·kg–1水平上设60 : 1、45 : 1、30 : 1和15 : 1 (土/秸秆) 4个秸秆梯度处理; S2N1–S2N4, 秸
秆在45:1水平上设100、200、300和400 mg·kg–1 4个氮肥水平处理。同一列中不同字母表示差异显著(p < 0.05)。
CK, nitrogen treatment without straw. S1N2– S4N2, at the 200 mg·kg–1 nitrogen level, set four soil to straw ratio treatments: 60 : 1, 45 : 1, 30 : 1,
15 : 1. S2N1–S2N4, under the condition of 45 : 1 (soil/straw), four nitrogen level treatments were set: 100, 200, 300 and 400 mg·kg–1. Data in the
same column with different letter indicate significant difference (p < 0.05).
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200 mg·kg–1 (N2)水平, 植株总干重随秸秆施用量增
加呈降低趋势, S1N2处理与其余3组之间有显著差
异, 其余3组之间差异不显著。秸秆在45:1 (S2)水平,
植株干重随氮肥浓度增加呈现先升高后降低的趋
势, 各处理之间差异显著。并且, 植株总干重随氮
肥浓度增加变化幅度较大。说明施氮量一定时, 秸
秆施用量越高, 越不利于植株干物质的积累。与秸
秆施用量相比, 施氮量对植株干物质的积累影响较
大。植株干物质积累量随氮肥浓度增加而增加, 氮
肥浓度超过一定范围后, 干物质量则开始降低。
2.2 秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株氮素吸
收、分配和利用的影响
2.2.1 秸秆和氮肥不同配比处理对平邑甜茶植株
氮素吸收的影响
植株全氮量、15N吸收量和利用率均是S2N3处
理最大, 分别为938.10 mg、29.20 mg和9.74%, 其次
为S2N4处理, CK最小, 分别为376.90 mg、15.90 mg
和5.29% (表3)。氮肥在200 mg·kg–1 (N2)水平, 植株
全氮随秸秆施用量增加大体呈降低趋势, 且S2N2、
S3N2和S4N2这3组处理之间无显著差异; 15N总吸
收量和利用率随秸秆施用量增加呈先增加后降低
的趋势, 且S1N2、S3N2和S4N2这3组处理之间无显
著差异。秸秆在45:1 (S2)水平, 植株全氮、15N总吸
收量和利用率均随氮肥浓度增加呈先增加后降低
的趋势, 且S2N3和S2N4之间无显著差异。
以上结果表明, 氮肥在200 mg·kg–1水平, 适当
增加秸秆施用量有利于植株对15N肥料的吸收利用,
秸秆施用量过高反而使植株对氮肥的吸收量下降。
秸秆在45:1水平, 适当增加氮肥施用量有利于植株
对15N肥料的吸收利用。而高浓度氮肥(N4)处理, 植
株对肥料氮的利用率开始下降。在本实验条件下,
秸秆含量为45:1, 配施300 mg·kg–1 N, 植株的全氮
量、15N吸收量和利用率最大。
2.2.2 秸秆和氮肥不同配比处理平邑甜茶植株各
器官Ndff与15N分配率
本研究中各组处理的Ndff值均表现为地上部>
地下部(表4), 这说明二年生平邑甜茶实生苗植株地
上部对吸收的氮素的征调能力大于地下部, 当年吸
收的氮素主要用于地上部的生长。各处理的地上地
下部Ndff值均小于CK, 这表明添加秸秆使植株从
肥料中吸收的15N占植株氮素吸收量的比例降低。
氮肥在200 mg·kg–1 (N2)水平, 随秸秆施用量增
加地上地下部的Ndff值均呈现先升高后降低的趋
势, 处理间有显著差异, 且变化幅度较大。这说明
秸秆施用量对植株的氮素征调能力影响较大, 土壤
中适量增加秸秆有利于植株对肥料氮的吸收。
秸秆在45:1 (S2)水平, 随氮肥浓度增加地上部的
Ndff值呈现先降低后升高的趋势, 处理间无显著差
异。地下部的Ndff值无显著规律性变化, 处理S2N2与
S2N3、S2N4之间有显著差异。并且, 氮肥施用量较
低的植株吸收的15N占氮素吸收量的比例较高, 反
之, 较低。这是由于较高的氮肥施用量对15N的稀释,
致使吸收的15N占氮素总吸收量的比例较小。
各器官中15N占全株15N总量的百分率反映了肥
料氮在树体内的分布及在各器官迁移的规律(徐季
娥等, 1993)。由表4可知, 除CK处理外, 其他处理均



表3 不同处对理植株的氮素吸收和利用的影响(平均值±标准误差)
Table 3 Effects of different treatments on nitrogen absorption and utilization of plant (mean ± SE)
处理
Treatment
植株全氮
Total nitrogen of plant (mg)
15N吸收量
15N uptake amount (mg)
15N利用率
15N utilization ratio (%)
CK 376.90 ± 59.40e 15.90 ± 1.70d 5.29 ± 0.95d
N2 S1 778.40 ± 52.30bc 17.60 ± 1.00cd 5.87 ± 0.59cd
S2 604.40 ± 3.50d 21.80 ± 1.00b 7.28 ± 0.57b
S3 626.80 ± 26.80cd 20.40 ± 1.80bc 6.79 ± 1.03bc
S4 597.60 ± 65.40d 17.70 ± 1.50cd 5.88 ± 0.85cd
S2 N1 525.90 ± 59.90de 17.90 ± 0.60cd 5.96 ± 0.35cd
N2 604.40 ± 3.50d 21.80 ± 1.00b 7.28 ± 0.57b
N3 938.10 ± 52.40a 29.20 ± 0.90a 9.74 ± 0.52a
N4 834.50 ± 53.80ab 27.10 ± 1.20a 9.02 ± 0.67a
表注同表2。
Notes see Table 2.
崔同丽等: 秸秆和氮肥不同配比影响平邑甜茶幼苗的生长和对氮素的吸收、分配和利用 173

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表4 不同处理下不同器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)与15N分配率(平均值±标准误差)
Table 4 Effects of different treatments on 15N derived from fertilizer (Ndff) and 15N distribution ratio of different organs (mean ±
SE)
表注同表2。
Notes see Table 2.



表5 不同处理对土壤碳氮比及脲酶活性的影响
Table 5 Effects of different treatments on C/N ratio and urease activity of soil
处理
Treatment
有机质
Organic matter
(g·kg–1)
全氮
Total nitrogen
(g·kg–1)
脲酶活性
Urease activity
(mg NH3-N·g–1·d–1)
土壤有机质C/N比
C/N ratio of soil organic matter
CK 13.53g 1.065g 1.12d 7.25e
N2 S1 18.52c 1.086f 1.21d 9.88a
S2 17.19f 1.112de 1.42c 8.97d
S3 20.50b 1.259b 1.82a 9.44b
S4 24.97a 1.578a 1.86a 9.18c
S2 N1 18.06e 1.083f 1.46b 9.84a
N2 17.19f 1.112de 1.42c 8.97d
N3 18.17de 1.153c 1.62b 9.14cd
N4 18.16de 1.103e 1.50bc 9.55b
表注同表2。
Notes see Table 2.


是地上部15N分配率大于地下部。说明秸秆配施氮肥
对植株15N分配率的影响是一致的, 各试验处理平
邑甜茶植株吸收的氮素主要分配于地上部, 用于地
上部器官的建造。而CK处理, 由于土壤中未添加秸
秆, 一方面由于土壤质地比较黏重, 根系生长受到
胁迫, 进而影响到了植株地上部的生长和对氮素的
吸收分配, 表现为地下部的15N分配率大于地上部;
另一方面由于土壤微生物活性不如其余处理, 施肥
前期微生物对氮肥的固持量较少, 造成前期一部分
氮肥损失, 植株生长中后期氮素供应不足, 植株通
过增大根冠比以增加对养分的获取。
秸秆与氮肥配比不同, 地上部和地下部15N分
配比值介于1.16–1.91之间。与氮肥浓度相比, 比值
随秸秆施用量变化, 且变动幅度较大, 说明秸秆施
用量对氮素在植株体内的分配影响较大。秸秆含量
从45:1水平到15:1水平, 比值依次递增, 可见在一
定范围内, 增加秸秆施用量有利于氮素向地上部的
分配。从植株生长指标综合来看, 地上地下部15N分
配比值在1.50左右最佳。
2.2.3 秸秆和氮肥不同配比处理对土壤碳氮比及
脲酶活性的影响
由表5可知, 各处理的土壤有机质、全氮、脲酶
活性和土壤有机质C/N比均显著高于CK。这说明秸
秆和氮肥配施显著提高了土壤有机质、全氮含量、
土壤脲酶活性和土壤有机质C/N比。
氮肥在200 mg·kg–1 (N2)水平, 秸秆施用量增
地上部 Aboveground portion 地下部 Underground portion 处理
Treatment Ndff (%)

15N分配率
15N distribution ratio (%)
Ndff (%)

15N分配率
15N distribution ratio (%)
地上部/地下部
Aboveground portion
/underground portion
CK 7.94a 42.27 ± 8.39c 4.69a 57.73 ± 8.39a 0.73 ± 0.27c
N2 S1 4.81c 64.91 ± 7.24ab 1.98d 35.09 ± 7.24bc 1.85 ± 0.50a
S2 6.92ab 53.73 ± 9.52bc 3.34b 46.27 ± 9.52ab 1.16 ± 0.38bc
S3 6.68b 59.73 ± 7.57ab 2.87c 40.27 ± 7.57bc 1.48 ± 0.37ab
S4 6.36b 65.60 ± 3.45a 2.31d 34.40 ± 3.45c 1.91 ± 0.27a
S2 N1 7.72ab 62.68 ± 2.65ab 3.04bc 37.32 ± 2.65bc 1.68 ± 0.18ab
N2 6.92ab 53.73 ± 9.52bc 3.34b 46.27 ± 9.52ab 1.16 ± 0.38bc
N3 6.46b 60.05 ± 2.49ab 2.78c 39.95 ± 2.49bc 1.50 ± 0.15ab
N4 6.77ab 60.68 ± 6.44ab 2.89c 39.32 ± 6.44bc 1.54 ± 0.36ab
174 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2012, 36 (2): 169–176

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加, 土壤有机质、全氮和脲酶活性总体呈递增趋势,
土壤有机质C/N比未呈现规律性变化。秸秆在45:1
(S2)水平, 氮肥浓度增加, 土壤全氮先升高后降低,
有机质、脲酶和土壤有机质C/N比均无规律性变化,
且各指标随施氮水平增加变化幅度均较小。可见,
与氮肥水平相比, 秸秆施用量更能影响土壤有机
质、全氮和脲酶活性。
相关性分析结果显示: 土壤有机质与全氮的相
关系数为0.90 (p < 0.01), 与脲酶活性的相关系数是
0.84 (p < 0.01)。土壤有机质C/N比与地下部Ndff值
相关系数为–0.86 (p < 0.01), 与地上部Ndff值相关
系数为–0.55, 与整株Ndff值相关系数为–0.73 (p <
0.05)。可见, 土壤碳氮含量与植株对肥料氮的吸收
显著负相关。土壤有机质C/N比越高, 植株吸收的肥
料氮占植株吸收氮素的比例越低。可能的原因是,
由于土壤有机质C/N比直接影响土壤微生物的活度
(庞欣等, 2000), 其升高, 土壤微生物大量增殖, 促
进土壤氮的矿化作用。由此, 来自于土壤的植物可
利用的氮增加, 对施入的15N起到了稀释作用, 致使
植株吸收的肥料氮占植株吸收氮素的比例降低。
3 讨论和结论
苹果根系和地上部是一个有机的整体, 根系生
长健壮与否必定对地上部产生影响(杨洪强和束怀
瑞, 2007)。本研究发现CK植株的根冠比显著大于其
余处理, 秸秆施用量从45:1水平上升到15:1水平,
植株根冠比依次降低。这一方面是由于植株生长在
较紧实的土壤中时, 根系生长受到抑制, 地上部生
长量减小的幅度大于根系所致(Carmi et al., 1983;
Masle & Passioura, 1987; Andrade et al., 1993; 宋家
祥等, 1997)。另一方面由于土壤微生物活性不如其
余处理, 施肥前期微生物对氮肥的固持量较少, 造
成前期氮素损失量较大, 植株生长中后期氮素供应
不足, 植株通过增大根冠比以增加对养分的获取。
一些研究认为高肥力有助于植株地上部器官的建
成, 使根冠比降低(Kang & van Iersel, 2004; 胡艳丽
等, 2010)。而本研究中氮肥浓度的增加对植株地上
地下部生长呈现出同步促进作用, 根冠比变化不
大。原因是秸秆的C/N比较高, 前期秸秆腐解土壤微
生物大量增殖, 对其中的部分氮素起到固持作用,
后期微生物固持的氮素又释放出来, 使植株在整个
生长期间的氮素供应水平始终处于比较适宜的范
围内。表现在秸秆的施用弱化了高量氮肥对植株地
上地下部促进作用的不平衡性, 使植株在高肥力条
件下稳健生长。本试验条件下, 秸秆施用量在45:1
水平, 配施高浓度氮肥(S2N3和S2N4处理)植株生
长状况较好。
本试验研究结果还显示, 秸秆配施氮肥明显提
高了土壤的有机质、全氮和脲酶活性, 这与前人的
研究结果一致(季立声等, 1992; 王小彬等, 2000; 洪
春来等, 2003)。秸秆加入土壤, 一方面增加土壤有
机质含量, 另一方面为土壤微生物提供了大量碳
源, 微生物大量增殖。而土壤微生物激增一方面可
分解和利用土壤中的有机质, 为植物生长提供原料
(陈伟和束怀瑞, 2008), 另一方面引发土壤氮矿化的
正激发效应和增强土壤酶活性, 从而提高了土壤的
供氮潜力和供氮能力(Mary et al., 1996; Recous et
al., 1998; 李贵桐等, 2002)。微生物对施入氮的固持
与释放, 主要受施入的碳(有机肥)和氮所支配(沈善
敏, 1986), 所以秸秆配施的氮肥浓度不同, 土壤中
微生物对氮素的矿化和对施入氮的“固持”强度也不
同。氮肥配施浓度太低, 由于土壤微生物固持, 表
现为施肥早期微生物与植物强烈“争氮”, 植物生长
早期因缺氮而生长不良; 配施浓度适中, 一部分氮
肥被土壤微生物固持, 同时施肥早期又不影响植物
对氮素的吸收; 配施浓度太大, 施入的氮素除被微
生物固持和被植物吸收外, 损失也较严重。本试验
中秸秆在45:1水平, 氮素利用率随氮肥浓度增大而
升高, 但氮肥浓度大于300 mg·kg–1时, 利用率开始
降低, 也是由于这个原因。研究还发现土壤有机质
C/N比与植株地下部Ndff值有极显著负相关, 与整
株Ndff值有显著负相关。更深层的原因还需进一步
的研究。
综合秸秆和氮肥不同配比条件下平邑甜茶植
株的生长及对氮素的吸收利用情况来看, 秸秆含量
在45:1水平, 配施较高浓度(≥300 mg·kg–1)的氮肥
时, 平邑甜茶植株的生长量、干物质积累量以及对
15N肥料的吸收利用率均有较大值, 并且与其他处
理的各项指标有显著差异。说明秸秆含量在45:1水
平, 控制施氮水平≥200 mg·kg–1, 对平邑甜茶植株
的生长和氮素的吸收利用均较好。
致谢 现代农业产业技术体系建设专项资金
(CARS-28)、公益性行业 (农业 )科研专项经费
(201103003)和山东省农业重大应用创新课题
崔同丽等: 秸秆和氮肥不同配比影响平邑甜茶幼苗的生长和对氮素的吸收、分配和利用 175

doi: 10.3724/SP.J.1258.2012.00169
(201009)资助。
参考文献
Andrade A, Wolf DW, Fereres E (1993). Leaf expansion, pho-
tosynthesis, and water relations of sunflower plants
growth on compacted soil. Plant and Soil, 149, 175–184.
Bao SD (鲍士旦) (2000). Soil Agricultural-Chemical Analysis
(土壤农化分析) 3rd edn. China Agriculture Press, Bei-
jing. (in Chinese)
Carmi A, Hesketh JD, Enos WT, Peters DB (1983). Interrela-
tionships between shoot growth and photosynthesis, as af-
fected by root growth restriction. Photosynthetica, 17,
240–245.
Chen W (陈伟), Shu HR (束怀瑞) (2008). Effects of fertiliza-
tion on rhizosphere microorganisms of Malus hupehensis
Rehd. Plant Nutrition and Fertilizer Science (植物营养与
肥料学报), 14, 328–333. (in Chinese with English ab-
stract)
Eagle AJ, Bird JA, Horwath WR, Linquist BA, Brouder SM,
Hill JE, van Kessel C (2000). Rice yield and nitrogen
utilization efficiency under alternative straw management
practices. Agronomy Journal, 92, 1096–1103.
Gu MR (顾曼如) (1990). The application of 15N in the study of
nitrogen nutrition on apple tree. China Fruit (中国果树),
(2), 46–48. (in Chinese with English abstract)
Gu MR (顾曼如), Zhang RS (张若抒), Shu HR (束怀瑞), Li
WW (黎文文), Huang HC (黄化成) (1981). A study on
the nitrogen nutrition of apple tree―the variation of ni-
trogen nutrition within the plant in a year’s cycle. Acta
Horticulturae Sinica (园艺学报), 8(4), 21–28. (in Chinese
with English abstract)
Guan SY (关松荫) (1986). Soil Enzyme and Study Method (土
壤酶及其研究法). Agricultural Press, Beijing. 278–313.
(in Chinese)
Hong CL (洪春来), Wei YZ (魏幼璋), Huang JF (黄锦法),
Wang RY (王润屹), Yang XE (杨肖娥) (2003). Effects of
total crop straw return on soil fertility and field ecological
environment. Journal of Zhejiang University (Agriculture
& Life Sciences) (浙江大学学报 (农业与生命科学版)),
29, 627–633. (in Chinese with English abstract)
Hu YL (胡艳丽), Mao ZQ (毛志泉), Shen X (沈向), Zou YM
(邹岩梅), Shu HR (束怀瑞) (2010). The effects on root
and shoot of apples stocks development with different fer-
tility level. Journal of Shandong Agricultural University
(Natural Science) (山东农业大学学报 (自然科学版)),
41, 51–56. (in Chinese with English abstract)
Huo Z (霍竹), Wang P (王璞), Fu JF (付晋峰) (2006). Effects
of crop residues incorporation and N-fertilizer utilization
on the matter production of summer maize. Chinese
Journal of Eco-Agriculture (中国生态农业学报), 14,
95–98. (in Chinese with English abstract)
Insam H, Mitchel CC, Dormaar JF (1991). Relationship of soil
microbial biomass and activity with fertilization practice
and crop yield of three ultisols. Soil Biology & Biochemis-
try, 23, 459–464.
Ji LS (季立声), Jia JY (贾君永), Zhang SW (张圣武), Zhao
BQ (赵秉强 ) (1992). Biological effects of straw di-
rect-applicating into soil. Journal of Shandong Agricul-
tural University (Natural Science) (山东农业大学学报
(自然科学版)), 23, 375–379. (in Chinese with English ab-
stract)
Kang JG, van Iersel MW (2004). Nutrient solution concentra-
tion affects shoot: root ratio, leaf area ratio, and growth of
subirrigated salvia (Salvia splendens). Horticultural Sci-
ence, 39, 49–54.
Lao XR (劳秀荣), Sun WH (孙伟红), Wang Z (王真), Hao YR
(郝艳如), Zhang CA (张昌爱) (2003). Effect of matching
use of straw and chemical fertilizer on soil fertility. Acta
Pedologica Sinica (土壤学报), 40, 618–623. (in Chinese
with English abstract)
Li GT (李贵桐), Zhao ZJ (赵紫娟), Huang YF (黄元仿), Li
BG (李保国) (2002). Effect of straw returning on soil ni-
trogen transformation. Plant Nutrition and Fertilizer Sci-
ence (植物营养与肥料学报), 8, 162–167. (in Chinese
with English abstract)
Mary B, Recous S, Darwis D, Robin D (1996). Interactions
between decomposition of plant residues and nitrogen cy-
cling in soil. Plant Soil, 181, 71–82.
Masle J, Passioura JB (1987). The effect of soil strength on the
growth of young wheat plants. Australian Journal of Plant
Physiology, 14, 643–656.
Pang X (庞欣), Zhang FS (张福锁), Wang JG (王敬国) (2000).
Effect of different nitrogen levels on SMB-N and micro-
bial activity. Plant Nutrition and Fertilizer Science (植物
营养与肥料学报), 6, 476–480. (in Chinese with English
abstract)
Peng FT (彭福田), Jiang YM (姜远茂) (2006). Characteristics
of N, P, and K nutrition in different yield level apple or-
chards. Scientia Agricultura Sinica (中国农业科学), 39,
361–367. (in Chinese with English abstract)
Recous S, Aita C, Mary B (1998). In situ changes in gross N
transformations in bare soil after addition of straw. Soil
Biology & Biochemistry, 31, 119–133.
Shen SM (沈善敏) (1986). The effect of mineral nitrogen on
the mineralization and immobilization of soil nitrogen.
Acta Pedologica Sinica (土壤学报), 23, 10–16. (in Chi-
nese with English abstract)
Shu HR (束怀瑞) (2003). Development status of fruit industry
in China and several problems to be studied. Engineering
Science (中国工程科学), 5(2), 45–48. (in Chinese with
English abstract)
176 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2012, 36 (2): 169–176

www.plant-ecology.com
Song JX (宋家祥), Zhuang HY (庄恒扬), Chen HQ (陈后庆),
Liu SP (刘世平), Shen XP (沈新平), Lu JF (陆建飞)
(1997). Effect of soil compaction on root growth of cotton.
Acta Agronomica Sinica (作物学报), 23, 719–726. (in
Chinese with English abstract)
Wang XB (王小彬), Cai DX (蔡典雄), Zhang JQ (张镜清),
Gao XK (高绪科) (2000). Effects of corn stover incorpo-
rated in dry farmland on soil fertility. Scientia Agricultura
Sinica (中国农业科学), 33(4), 54–61. (in Chinese with
English abstract)
Wang YM (王悦梅), Yang ZG (杨扎根) (2008). Investigation
of nutritional status and fertigation management of or-
chard in apple growing district in Jingcheng City. Shaanxi
Journal of Agricultural Sciences (陕西农业科学), 54(4),
55–57. (in Chinese with English abstract)
Wit C, Cassman KG, Olk DC, Bike U, Liboon SP, Samson MI,
Ottow JCG (2000). Crop rotation and residue management
effects on carbon sequestration, nitrogen cycling and pro-
ductivity of irrigated rice systems. Plant and Soil, 225,
263–278.
Xu GW (徐国伟), Wu CF (吴长付), Liu H (刘辉), Wang ZQ
(王志琴), Zhang M (张敏), Yang JC (杨建昌) (2007).
Effects of wheat residue incorporation and nitrogen man-
agement techniques on formation of the grain yield of rice.
Acta Agronomica Sinica (作物学报), 33, 284–291. (in
Chinese with English abstract)
Xu JE (徐季娥), Lin YY (林裕益), Lü RJ (吕瑞江), Chen L
(陈良), Gao ZF (高占峰) (1993). Studies on the absorp-
tion and the distribution of 15N labelled urea to ‘Yali’ pear
trees following autumn application. Acta Horticulturae
Sinica (园艺学报), 20, 145–149. (in Chinese with English
abstract)
Xu XY (徐新宇), Zhang YM (张玉梅), Xiang H (向华), Hu JS
(胡济生) (1991). Effect of applying wheat stubble on
preservation and utilization of N-fertilizer by 15N trace
technique. China Nuclear Science and Technology Report
(中国核科技报告), (S3), 588–598. (in Chinese with Eng-
lish abstract)
Yang HQ (杨洪强), Shu HR (束怀瑞) (2007). Studies on Apple
Roots (苹果根系研究). Science Press, Beijing. 52–53. (in
Chinese)
Yang YL (杨雨林), Guo SL (郭胜利), Ma YH (马玉红), Che
SG (车升国), Sun WY (孙文艺) (2008). Changes of or-
chard soil carbon, nitrogen and phosphorus in gully region
of Loess Plateau. Plant Nutrition and Fertilizer Science
(植物营养与肥料学报), 14, 685–691. (in Chinese with
English abstract)


特邀编委: 刘菊秀 责任编辑: 李 敏

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作者更正

王鑫厅等发表于2009年33卷1期63–70页的《典型草原退化群落不同恢复演替阶段羊草种群空间格局的
比较》一文中存在一些错误，现更正如下:
1. 第67页表1中A样地的羊草种群领地密度“159.178”应改为“133.476”;
2. 第68页“结论与讨论”中“这主要是由羊草同其它种群间的竞争引起的, 而种内竞争则较弱。在恢复演
替第8年后的13 a间, 羊草种群领地密度降低了7.187株·m–2, 平均每年降低0.553株·m–2, 而在前8 a种群领地
密度降低了15.897株·m–2, 平均每年降低1.987株·m–2 (表1), 由此推断, 羊草种群在恢复演替达到最高点后
的种内竞争相对较弱, 虽然未知最高点出现在哪一年。”应改为“这主要是由羊草同其他种群间的竞争及种
内竞争所致, 因为在恢复演替第8年后的13年间, 羊草种群领地减少了32.29 m2, 种群领地密度降低了
32.889株·m–2 (表1)。”;
3. 第63页摘要中“而种间竞争占主导地位, 种内竞争相对较弱。”这一观点不确切, 应删除。

作者: 王鑫厅
2012年2月15日