全 文 ：第 33卷　第 8期 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) Vo l. 33 No . 8
2005年 8月 Jour. of No rthw est Sci-Tech Univ . of Ag ri. and For. ( Na t. Sci. Ed. ) Aug . 2005
施用有机物料和氮肥对平邑甜茶实生苗
生物学效应的灰色系统评价
许　衡1, 2 ,杨和生 2 ,束怀瑞 1
( 1山东农业大学 园艺科学与工程学院 ,山东泰安 271018; 2嘉应学院 生物系 ,广东 梅州 514015)
　　 [摘　要 ]　以平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd. )当年生实生苗为试材 ,探讨了有机物料和氮肥对苹果生物学
效应的影响 ,并对相关指标进行了灰色关联和通径分析。结果表明 , 6%有机物料+ 100, 200 mg /kg氮肥和 3%有机
物料+ 200 mg /kg氮肥处理中植株生长及生理的综合指标较好 ,说明有机物料和氮素化肥结合施用对植株生长发
育有重要作用 ,在生产上可以使用茎粗和生长量作为平邑甜茶实生苗品质的评判指标。
[关键词 ]　平邑甜茶 ;氮 ;有机物料 ;生物学效应 ;灰色关联
[中图分类号 ]　 S661. 106+ . 2　　　　 [文献标识码 ]　 A [文章编号 ]　 1671-9387( 2005) 08-0086-05
　　我国的苹果栽培面积与产量居世界首位 ,但由
于果品色泽差、不耐贮、风味淡、病害多 ,在国际市场
上缺乏竞争力 ,这也与生产上大量施用氮肥有重要
关系。 我国 65%果树种植在土壤瘠薄的丘陵薄地 ,
土壤有机质含量低 (一般在 6～ 8 g /kg ) ,树势弱、产
量极不稳定 [1 ]。为了追求产量 ,氮肥的施用量逐年增
加。国外果园一般每年施纯氮 100～ 150 kg /hm2 [2 ] ,
而国内高产苹果园在 400 kg /hm2以上 [3 ]。增施有机
物料可以提高土壤有机质含量、改善土壤缓冲性能
与稳定性 ,正确施用氮素可以通过调节果树的新陈
代谢、形态构建等过程促进果树良好发育。 为此 ,本
研究以平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd. )当年生
实生苗为试材 ,用灰色系统评价氮肥与有机物料及
二者结合施用对果树苗木的生物学效应 ,建立培养
优质壮树、科学施肥的生物学诊断技术体系 ,为指导
生产及营养生物学的深入研究提供依据。
1　材料与方法
1. 1　材料与方法
　　试验于 2001～ 2003年在山东农业大学园艺科
学与工程学院根系实验室进行。 供试材料为平邑甜
茶当年生实生苗。 试验用有机物料为腐熟好的玉米
秸 ,氮肥为分析纯 ( N H4 ) 2 SO4 ,以砂质褐土为基本介
质。供试土壤有机质 3. 8 g /kg ,速效氮 38. 63
mg /kg , 速效 磷 10. 48 mg /kg , 速 效 钾 40. 11
mg /kg。
( N H4 ) 2 SO4折合成纯 N,设为 4个水平 ,分别是
土壤干重的 0, 100, 200, 500 mg /kg ,有机物料施用
量为土壤干重的 0% , 3% , 6%。采用完全区组设计 ,
共 12个处理 (表 1)。将平邑甜茶种子低温层积 55 d
后 ,直播于温室中 ,待长出 3～ 4片真叶时 ,选出生长
一致的实生苗进行移栽。 有机物料在实生苗移栽时
一并施入 ,在缓苗 2周后将相应氮肥溶于 1 000 mL
水中一次施入 ,另外每盆施 KH2 PO4 2 g。 每盆定植
平邑甜茶实生苗 5株 ,正常田间管理 ,施肥 5个月后
取样测定。
表 1　平邑甜茶有机物料和氮肥试验设计
Table 1　 Organic materials and nitr og en experiment
on Malus hupehensis Rehd.
处理
Treatm ents
有机物料 /%
Org anic
material s
氮肥 /
( mg· kg- 1 )
Ni t rogen
CK 0 0
T1 0 100
T2 0 200
T3 0 500
T4 3 0
T5 3 100
T6 3 200
T7 3 500
T8 6 0
T9 6 100
T10 6 200
T11 6 500
[收稿日期 ]　 2004-11-04
[作者简介 ]　许　衡 ( 1975- ) ,女 ,山东烟台人 ,讲师 ,博士 ,主要从事植物育种和生理生化研究。
[通讯作者 ]　束怀瑞 ( 1929- ) ,男 ,山东淄博人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事果树生物学研究。
DOI : 10. 13207 /j . cnki . jnwaf u. 2005. 08. 017
1. 2　测定项目和方法
1. 2. 1　植株生物量的测定　植株的株高、茎粗用直
接测量法 ,叶面积用台式扫描仪 (国产 NU Scan700)
扫描 ,并用图像分析软件 ( Deta-TSCAN, Delta-T
Devices Lad, Camv ridge, U. K. )进行计算 ,各器官
生物量用常规法测定。
1. 2. 2　叶绿素含量的测定　取 0. 2 g新鲜叶片 ,用
体积分数 95%乙醇浸提 , 24 h后待叶绿素浸提完全
后 ,在 665, 649和 470 nm下比色 ,根据公式求得叶
绿素含量 [4 ]。
1. 2. 3　根系呼吸速率的测定　取根时将盆倒扣 ,用
自来水小心冲洗 ,以避免发生伤根现象 ,洗净后仔细
将吸收根、生长根、木质根分开。 根系呼吸速率测定
用美国产生物氧检测器 ( YSI53)和英国 HAN SAT-
ECH公司生产的 Oxy-Lab氧电极自动测定系统测
定。测量前将反应杯用蒸馏水冲洗 3次 ,并把搅拌子
冲洗干净放入反应杯 ,杯内准确加入 1. 5 mL蒸馏
水。将根系用蒸馏水冲洗 2～ 3次 ,用吸水纸吸干 ,迅
速用百分之一电子天平准确称取 0. 1 g左右、用双
面刀片切成 2 mm长的根段 ,放入反应杯 ,加盖 ,排
气并启动测量程序。 反应杯中液体温度用恒温浴控
制在 25℃。待反应曲线稳定并达到一定长度后 ,停
止反应。 在曲线上截取理想长度 ,记取数据。
2　结果与分析
平邑甜茶实生苗各项生理指标见表 2,表 3。
表 2　平邑甜茶实生苗生长生理指标 (Ⅰ )
T able 2　 Grow ing and physio lo gica l indexes o f Malus hupehensis Rehd. seedling s(Ⅰ )
处理
Treat-
men ts
功能叶 Functional leaves
干重 /g
Dry
w eigh t
面积 /m m2
Area
比叶重 /
( g· cm- 2 )
SLW
叶绿素含量 /
(mg· g- 1 )
Chlo roph yll
con tent
茎粗 /cm
Diam eter
of stalk
茎干重 / g
Dry w eigh t
of s talk
株高 / cm
Height
总叶干重 /g
Dry w eigh t
of total
leav es
CK 0. 178 1 673 0. 010 6 1. 58 0. 307 0. 39 20. 5 0. 96
T1 0. 206 1 844 0. 011 2 2. 05 0. 351 0. 61 26. 7 1. 62
T2 0. 224 1 907 0. 011 7 2. 33 0. 372 0. 71 28. 5 1. 81
T3 0. 196 1 756 0. 011 2 2. 11 0. 344 0. 52 22. 9 1. 46
T4 0. 247 1 995 0. 012 4 2. 19 0. 368 0. 89 27. 6 1. 43
T5 0. 271 2 091 0. 013 2. 27 0. 381 1. 06 30. 5 1. 81
T6 0. 286 2 187 0. 013 1 2. 41 0. 399 1. 22 32. 8 2. 01
T7 0. 299 2 294 0. 013 2. 51 0. 413 1. 39 34. 1 2. 13
T8 0. 285 2 170 0. 013 1 2. 26 0. 383 0. 96 29. 9 1. 65
T9 0. 304 2 298 0. 013 2 2. 48 0. 406 1. 24 32. 1 1. 92
T10 0. 331 2 451 0. 013 5 2. 65 0. 422 1. 36 35. 6 2. 14
T11 0. 352 2 605 0. 013 5 2. 76 0. 439 1. 44 36. 7 2. 33
表 3　平邑甜茶实生苗生长生理指标 (Ⅱ )
T able 3　 Grow ing and physio lo gica l indexes o f Malus hupehensis Rehd. seedling s(Ⅱ )
处理
Treat-
men ts
总根干重 /g
Dry w eigh t
of total
root s
占总根干重百分比 /%
Th e percen tage of the d ry w eigh t of to tal roots
呼吸速率 /(μmol· g- 1· min- 1)
Respi rato ry intensity
木质根
Ligneous
roots
生长根
Growing
root s
吸收根
Abso rbing
root s
木质根
Ligneous
roo ts
生长根
Growing
root s
吸收根
Abso rbing
roots
CK 1. 371 86. 1 4. 3 9. 6 0. 104 0. 146 0. 163
T1 1. 446 85. 5 4. 4 10. 0 0. 107 0. 153 0. 177
T2 1. 530 84. 6 5. 0 10. 4 0. 109 0. 186 0. 191
T3 1. 520 85. 6 5. 3 9. 1 0. 110 0. 171 0. 179
T4 1. 767 78. 6 5. 1 16. 3 0. 112 0. 176 0. 203
T5 1. 843 77. 1 6. 6 16. 3 0. 116 0. 199 0. 225
T6 1. 936 76. 1 7. 7 16. 2 0. 118 0. 204 0. 248
T7 2. 007 75. 6 8. 0 16. 4 0. 119 0. 222 0. 304
T8 1. 862 77. 4 5. 7 16. 9 0. 118 0. 203 0. 261
T9 1. 979 76. 7 6. 3 17. 0 0. 120 0. 221 0. 287
T10 2. 081 75. 3 7. 5 17. 2 0. 120 0. 237 0. 310
T11 2. 132 74. 8 7. 9 17. 3 0. 122 0. 244 0. 334
87第 8期 许　衡等:施用有机物料和氮肥对平邑甜茶实生苗生物学效应的灰色系统评价
2. 1　平邑甜茶实生苗各生长指标的灰色系统评价
用灰色系统评价方法对平邑甜茶当年生实生苗
地上部指标 (功能叶干重、面积、比叶重、叶绿素含量
和株高、茎粗、茎干重 )和地下部指标 (总根干重 ,木
质根、生长根、吸收根占总根干重的百分比以及相应
的呼吸速率 )进行综合评价并排序 ,结果见表 4。由
表 4可以看出 ,平邑甜茶实生苗地上部和地下部各
器官之间存在较一致的相关性。 均以 6%有机物
料+ 500 mg /kg氮肥处理 ( T11 )居关联序第一位 ,表
明该处理植株的生理综合性状最好 ;其次是 6%有
机物料+ 200 mg /kg氮肥 ( T10 )、 3%有机物料+
500 mg /kg氮肥 ( T7 )处理 ;以单施氮肥各处理和 CK
最差。证明有机物料和氮肥的结合施用对植株生长
发育有重要作用。
表 4　平邑甜茶实生苗地上部和地下部生长生理指标综合评价值
Table 4　 Comprehensiv e eva luation of g rowing and phy siological indexes of Malus hupehensis Rehd. seedlings
处理
Treat-
men ts
地上部 Above g round par t 地下部 Roots
加权值
AC
关联序
RG
等权值
ARC
关联序
RG
加权值
AC
关联序
RG
等权值
ARC
关联序
RG
CK 0. 453 12 0. 432 3 12 0. 426 12 0. 446 12
T1 0. 527 10 0. 510 0 10 0. 444 11 0. 465 11
T2 0. 574 9 0. 554 6 9 0. 480 9 0. 497 9
T3 0. 512 11 0. 487 6 11 0. 458 10 0. 480 10
T4 0. 581 8 0. 563 6 8 0. 582 8 0. 592 8
T5 0. 637 6 0. 629 5 6 0. 627 7 0. 636 7
T6 0. 689 5 0. 689 3 4 0. 655 6 0. 668 6
T7 0. 731 3 0. 740 8 3 0. 735 3 0. 732 3
T8 0. 622 7 0. 607 0 7 0. 669 5 0. 670 5
T9 0. 693 4 0. 687 5 5 0. 730 4 0. 726 4
T10 0. 763 2 0. 765 4 2 0. 803 2 0. 788 2
T11 0. 836 1 0. 853 3 1 0. 868 1 0. 844
　　注: AC.加权值 ; RG.关联序 ; ARC.等权值。
Note: AC is addi tional coeff icien t; RG is relational grade; ARC is average relational coef fi cient.
　　对平邑甜茶当年生实生苗的功能叶干重、面积、
比叶重、茎干重、根冠比 (即地上部与根系的干重
比 )、根干重以及 3类根分别占总根干重的百分比和
呼吸速率等 12项指标进行综合评价 ,结果见表 5。
在这些指标中 ,除根冠比和木质根占总根干重的百
分比是负向作用指标 (在引入灰色系统评价时将其
转换为互补值 )外 ,其余各项指标均为正向作用指
标。根据各性状的关联度系数分别给各指标以相应
的权重系数 ,对等权关联系数 ( X )和加权关联系数
(Y )进行相关分析表明 , Y= 1. 040 3X - 0. 039 6,
r= 0. 994 7
* * ,说明灰色关联是可信的。
如表 5所示 ,若以 6%有机物料+ 500 mg /kg
氮肥处理加权值的评价值作为 100分 ,则 6%有机
物料+ 200 mg /kg氮肥、 3%有机物料+ 500 mg /kg
氮肥、 6%有机物料+ 100 mg /kg氮肥、 3%有机物
料+ 200 mg /kg氮肥处理分别为 91. 6, 90. 0, 82. 3,
81. 1分。 由此可以看出 ,当施用氮肥量超过 200
mg /kg时 ,肥效降低。考虑到过高呼吸带来的营养
消耗以及高量施氮的利用率低、污染环境等因素 ,
6%有机物料+ 100, 200 mg /kg氮肥和 3%有机物
料+ 200 mg /kg氮肥的施肥组合较为理想。
表 5　平邑甜茶实生苗生长生理指标综合评价值
Table 5　 Comprehensiv e eva luation of the g r owing
and physio lo gica l indexes o f Malus hupeh-
ensis Rehd. seedling s
处理
Treat-
ments
加权值
AC
关联序
RG
等权值
ARC
关联序
RG
CK 0. 469 7( 50. 9) 12 0. 481 9( 52. 1) 12
T1 0. 521 2( 56. 5) 10 0. 548 7( 59. 3) 10
T2 0. 580 8( 62. 9) 9 0. 612 9( 66. 2) 9
T3 0. 517 8( 56. 1) 11 0. 537 0( 58. 0) 11
T4 0. 610 7( 66. 2) 8 0. 622 9( 67. 3) 8
T5 0. 685 9( 74. 3) 6 0. 704 2( 76. 1) 6
T6 0. 748 6( 81. 1) 5 0. 770 9( 83. 3) 4
T7 0. 830 1( 90. 0) 3 0. 840 8( 90. 9) 3
T8 0. 680 9( 73. 8) 7 0. 686 0( 74. 1) 7
T9 0. 759 6( 82. 3) 4 0. 766 3( 82. 8) 5
T10 0. 845 0( 91. 6) 2 0. 845 3( 91. 3) 2
T11 0. 922 8( 100. 0) 1 0. 925 4( 100. 0) 1
　　注:括号内数值表示各处理与 T11的百分比。
Note: The data in brack et indicates percentage of /T11.
88 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 33卷
2. 2　平邑甜茶壮苗指数的通径分析
利用所作出的灰色评价对生产中常用的壮苗指
数 ,如生长量 (本文中指植株重量并取其函数 )、功能
叶面积及叶绿素含量、株高和茎粗进行通径分析 ,其
中茎粗和生长量函数与灰色综合评价的相关系数高
(表 6) ,直接通径系数大 (表 7) ,且为正效应值 ,可以
作为平邑甜茶当年生实生苗品质的评判指标。
表 6　平邑甜茶壮苗指数与灰色评价的相关性
Table 6　 Co rr elation betw een the index for v ig o rous seedling s and g ray evalua tion
性状
Character
X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 Y
X 1 1. 000 0
X 2 0. 936 8* * 1. 000 0
X 3 0. 968 7* * 0. 913 6* * 1. 000 0
X 4 0. 983 6* * 0. 961 6* * 0. 945 9* * 1. 000 0
X 5 0. 988 4* * 0. 970 2* * 0. 978 5* * 0. 985 3* * 1. 000 0
Y 0. 947 9* * 0. 985 6* * 0. 911 4* * 0. 963 1* * 0. 969 7* * 1. 000 0
　　注: 1.* 显著相关 , * * 极显著相关 ; 2. X 1.生长量函数 ,X 2.功能叶面积 , X 3.功能叶叶绿素含量 ,X 4.株高 , X 5.茎粗 ,Y .灰色评价。 下表
同。
Note: 1. * Signifi cant at 0. 05 level ,* * Signifi cant at 0. 01 level; 2 X 1. LnG, X 2. Area of fu nctional leaves, X 3. Chloroph yll conten t of
funct ional leaves ,X 4. Heigh t ,X 5. Diameter of stalk, Y . Gray evaluation.
表 7　平邑甜茶壮苗指标与灰色评价的通径系数
Table 7　 Pa th coefficient betw een th e index fo r v igo rous seedling s and g ray evaluation
X 1 X 2 X 3 X 4 X 5
X 1-( X 1-X 5) 0. 761 4 0. 468 7 - 0. 552 2 - 0. 240 4 1. 110 4
X 2-( X 1-X 5) 0. 151 2 0. 500 3 - 0. 520 9 - 0. 235 0 1. 089 9
X 3-( X 1-X 5) 0. 156 4 0. 457 1 - 0. 570 1 - 0. 231 2 1. 099 3
X 4-( X 1-X 5) 0. 158 8 0. 481 1 - 0. 539 3 - 0. 244 4 - 1. 106 9
X 5-( X 1-X 5) 0. 159 6 0. 485 4 - 0. 557 9 - 0. 240 8 1. 123 4
3　讨　论
壮树的培养是果树优质丰产的保证 ,有关壮树
的一些生理生化指标 ,前人已作了大量的研究。束怀
瑞 [5 ]关于植株类型对碳素同化物分配的研究表明 ,
与弱树相比 ,壮树的碳素同化物在年周期内根部的
供应有稳定增加的趋势 ,在花芽分化期向当年生枝
分配的碳素同化物是弱树的 3倍。果树贮藏碳素营
养水平的高低取决于果树的生长发育水平 ,壮树分
配到根系的碳素同化物分别是弱树和多果树的 1. 67
和 4. 2倍。对生长指标的调查可知 ,壮树延长枝的芽
内叶原数可达 11～ 13片 ,叶面积较大 ,比叶重高 ,春
梢芽外叶各节大小比较整齐 [5 ]。 顾曼如等 [ 6]研究发
现 ,壮树的氮素贮藏水平高 ,各部位数量差异小。侯
立群 [ 7 ]研究了果树优质发育的评价指标 ,认为壮树
生长的指标是: 生长节律为春秋 2次 ,新梢长度为
30～ 60 cm ,新生根为每 kg土 0. 72～ 0. 80 g,根冠比
为 0. 65～ 0. 85,枝组根为每 kg土 0. 8～ 1条。 相应
的生理指标是:叶片的 N、 P、 K含量分别为 21～ 22,
2. 2和 15～ 20 g /kg ,三者比例为 1∶ 0. 1∶ 0. 5～
0. 8,可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和叶绿素含
量分别为 32. 0～ 34. 0, 6. 0, 0. 5和 2. 6～ 2. 8 mg /g,
光合速率 > 10μmol / ( m2· s ) ; 根的 N含量为
10. 3～ 13. 7 g /kg ,活跃表面积为 48. 5% ～ 50. 0%。
合理施肥是培养优质果树苗木的一项重要管理
措施 ,其中有机物料和氮肥的合理施用十分关键。毛
志泉等 [8, 9 ]研究发现 ,施用有机物料可影响果树的光
合特性以及根系结构和呼吸强度。本研究结果表明 ,
有机物料与氮肥结合施用的处理中 ,植株生长及生
理综合指标明显优于单纯施用氮肥或有机物料的各
处理和 CK。
生产上所需要的壮树应该是皮层发达、功能叶
质量高、细根特别是吸收根数量较多且功能强 ,地上
部和地下部物质分配均衡 ,生长前期不旺长 ,后期不
早衰 ,营养贮藏水平高。 通过对树体各指标的调查 ,
6%有机物料+ 100, 200 mg /kg氮肥和 3%有机物
料+ 200 mg /kg氮肥处理的植株符合这一指标 ,从
而证实了在本试验所设的各处理中 ,高量有机物
料+ 中、低量氮肥和中量有机物料+ 中量氮肥的施
肥组合是科学可行的。但本试验仅进行了平邑甜茶
89第 8期 许　衡等:施用有机物料和氮肥对平邑甜茶实生苗生物学效应的灰色系统评价
当年生实生苗的盆栽试验 ,对果园中大树的施肥方 案还需进一步探讨。
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Gray Sy stem Appraisal of Bio logical Effects of the Application
o f N and Organic Materials on Malus hupehensis Rehd.
XU Heng1, 2 , YANGHe-sheng2 , SHU Huai-rui1
( 1 College of Horticulture , Shandong Agricultural Universit y , Taian, Shandong 271018,China;
2 Department of Biology , J iay ing Universit y ,Meizhou, Guangdong 514015,China)
Abstract: Bio logical effects of the application of ni t rogen and o rg anic materials w ere analy zed w ith
Malus hupehensis Rehd. seedling s as ma terials. Related indexes w ere evaluated through g ra y coef ficient
analysis and path analysis. The resul ts show ed that the t reatment wi th 6% organic fertilizer+ 100, 200
mg /kg N ferti li zer and 3% organic fer ti li zer+ 200 mg /kg N fertili zer w ere bet ter, and proved the impo r-
tance of combina tion o f organic materials w ith N. The diameter of stalk and g row th can be used as quali ty
evaluation index o f Malus hapehensis Rehd. seedling s.
Key words: Malus hupehensis Rehd. ; nit rog en; o rganic ma terials; biological ef fect; g ray coefficient ana l-
y sis
90 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 33卷