全 文 ：不同供磷水平对平邑甜茶生长及15 N －尿素吸收和利用的影响
丁 宁，姜远茂，陈 倩，彭福田，魏绍冲，刘建才，张大鹏
( 1．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，山东 泰安 271018)
摘要:以盆栽平邑甜茶为试材，采用15 N 示踪技术研究了 5 个磷( P2O5 ) 水平处理( 0、400、600、800、1000 mg /kg)
对平邑甜茶生长及15N －尿素吸收、分配和利用的影响。结果表明: 随着施磷量的增加，植株的株高、茎粗、干重
和叶面积均先增加后减少，400 mg /kg水平时植株正常生长，株高、茎粗、干重和叶面积最大，分别为 27． 72 cm、
0． 428 cm、8． 07 g和 15． 12 mm2 ; 1000 mg /kg水平时植株生长受抑制，株高、茎粗、干重和叶面积最小分别为 21．
86 cm、0． 318 cm、6． 13 g和 13． 73 mm2 ; 植株不同器官( 根、茎、叶) 的 Ndff 值也表现出同样趋势。植株全氮、15 N
吸收量、氮肥利用率随着施磷量的增加均表现出先增后减的趋势，400 mg /kg水平时植株全氮、15 N 吸收量和利
用率最大分别为 0． 1146 g、0． 0012 g和 4． 11%，600mg /kg水平时植株全氮，15N吸收量和利用率分别为 0． 1090 g、
0． 001 g和 3． 01% ; 800 kg /kg 水平时，植株全氮，15 N 吸收量和利用率分别为: 0． 0927 g、0． 0007 g 和 2． 23%，而
1000 mg /kg水平时全氮、15N吸收量和利用率最小分别为 0． 0847 g、0． 0007 g和 2． 04%。
关键词:磷;平邑甜茶; 15N;吸收;利用; 分配
中图分类号: S 571． 1 文献标识码: A 文章编号: 1000 － 2324( 2012) 02 － 0223 － 04
收稿日期: 2011 － 09 － 16
基金项目:现代苹果产业技术体系( MATS) ;公益性行业科研专项
作者简介:丁 宁( 1986 － ) ，男，山东泰安人，在读硕士，主要从事苹果氮素营养研究。
EFFECT OF PHOSPHORUS ON GROWTH AND 15N ABSORPTION AND
UTILIZATION OF MALUS HUPENHENSIS
DING Ning，JIANG Yuan － mao，CHEN Qian，PENG Fu － tian，
WEI Shao － chong，LIU Jian － cai，ZHANG Da － peng1
( College of Horticulture Science and Engineering，Shandong Agricultural University，State Key Laboratory of Crop Biology，
Shandong Agricultural University，Tai’an 271018，China)
Abstract: In order to find out the effect of phosphorus( P2O5 ) ongrowth and N absorption，disbytribution and uti-
lization，five phosphorus levels( 0 ～1000 mg /kg) in the potted Malus hupenhensis were designedbyusing 15N trace
technique． The results showed that plant height，stem diameter，dry weight and leaf area increased first with the
level，then recreased with the increased levels of phosphorus fertilizer． The value of height，stem diameter ，dry
weight and leaf area were highest ( 27． 72 cm、0． 428 cm、8． 07 g and 15． 12 mm2 ) at 400 mg /kg level while
the corresponding values of the plant parts were lowest ( 21． 86 cm、0． 318 cm、6． 13 g and 13． 73 mm2 ) at 1000
mg /kg level; Meanwhile，different parts of plant organ ( root，stem and leaf) Ndff values showed the same trend a-
mong the five different levels． Plant total nitrogen，15N uptake，nitrogen ratio were highest( 0． 1146 g、0． 0012 g
and 4． 11% ) under 400 mg /kg treatment，while those values were lowest ( 0． 0847 g、0． 0007 g and 2． 04% )
at 1000 mg /kg level． Plant totalnitryen，15N uptake，nitrogen ratio were 0． 1090 g、0． 001 g and 3． 01%，under 600
mg /kg treatment，and 0． 0927 g，0． 0007g and 2． 23%，under 800 mg /kg treatment．
Key words: Phosphorus; Malus hupenhensis; 15N; absorption; distribution; utilization
磷是作物高产必须投入的大量营养元素之一，因此施用磷肥是提高农作物生产的重要措施，而磷肥的
当季利用率一般只有 10% ～ 25%，土壤对水溶性磷酸盐的吸附和固定是导致磷肥利用率不高的重要原
因［1 ～ 3］。磷是苹果生长发育、产量和品质形成的基础，施入土壤中的磷肥当季利用率一般低于 20%。上
山东农业大学学报 ( 自然科学版) ，2012，43 ( 2) : 223 － 226
Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science)
世纪 80 年代来农田生态系统中磷素投入量大大高于带出量，磷的盈余使得土壤中的总磷和有效磷水平不
断上升［4］。在一定磷浓度范围内，Langmuir方程能够较好地反映土壤对磷的吸附和解吸特征，以此作为该
土壤中提高磷肥有效性及确定磷肥合理用量的理论依据［5 ～ 7］。在磷素养分偏高或过量情况下，施磷肥是
否有效以及对其他养分吸收的影响没有依据。以往有关果树磷素的研究工作大多限于施磷肥对苹果产量
和品质的影响，以及果树磷素吸收、转运和分配等方面［8 ～ 10］。本试验采用15N示踪技术研究了不同供磷水
平对平邑甜茶生长及15N －尿素吸收、分配和利用的影响，以期为高磷条件下苹果植株合理施用氮肥提供
依据。
1 材料与方法
1． 1 试验设计
试验于 2010 年在山东农业大学园艺试验站进行，供试土壤为壤土，其有机质含量为 10． 231 g /kg，速
效磷含量为 24． 48 mg /kg，速效钾含量为 136． 57 mg /kg，硝态氮 21． 12 mg /kg，铵态氮 41． 28 mg /kg。试验
采用盆栽方法进行，每盆装风干土 1． 5 kg。于 2010 年 5 月 15 日将平邑甜茶幼苗移栽入盆中，每盆一株。
试验设 5 个处理，分别为 P0、P1、P2、P3 和 P4，代表磷 ( P2 O5 ) 5 个水平，5 个处理用量分别为 0、
400 mg /kg、600 mg /kg、800 mg /kg和 1000 mg /kg，每个处理重复 5 次，共 25 盆，于 2010 年 5 月 25 日一
次性施入，同时每盆施入 10． 25%的15N －尿素( 上海化工研究院生产) 0． 3 g和硫酸钾 1 g。
1． 2 测定方法及计算公式
于 9 月 15 日，测量植株的株高、茎粗、叶面积，记录数据并进行破坏性整株取样，整株解析为地上( 茎、
叶) 和地下( 根) 两部分，称量各部分鲜重。样品按清水→洗涤剂→清水→1%盐酸→3 次去离子水顺序洗
净后，立即在 105 ℃下杀青 30 min，随后在 75 ℃下烘至恒重，不锈钢电磨粉碎后过 60 目筛，混合装袋备
用。
样品全氮用凯氏定氮法测定［11］。15N 丰度用 ZHT － 03 ( 北京分析仪器厂) 质谱计( 中国农业科学院原
子能所) 测定。
Ndff指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，反映了植株器官对肥料15 N
的吸收征调能力［12］。计算公式为:
Ndff% = ( 植物样品中15N丰度% － 15N自然丰度% ) / ( 肥料中15N丰度% － 15N自然丰度% ) × 100
氮肥利用率 =［Ndff ×器官全氮量( g) ］/施肥量( g) × 100%。
1． 3 数据处理
应用 Microsoft Excel 2003 软件进行图表绘制，应用 DPS 7． 05 软件进行数据的统计分析，采用单因素
方差分析和差异性分析。
2 结果与分析
2． 1 不同供磷水平对植株生长的影响
表 1 不同供磷水平下株高、茎粗、叶面积和干重
Table 1 The height，stem diameter ，leaf area and dry weight under different phosphoric gradient
处理
Treatment
株高( cm)
Height
茎粗( cm)
Stem diameter
叶面积( mm2 )
Leaf area
干重( g)
Dry weight
P0 25． 43bAB 0． 40aA 15． 00a 8． 05aA
P1 27． 72aA 0． 42 aA 15． 12a 8． 07aAB
P2 25． 24bAB 0． 38 aA 14． 27ab 7． 29bBC
P3 23． 39cBC 0． 35 aA 14． 21ab 6． 66bcCD
P4 21． 86dC 0． 32 aA 13． 73b 6． 13cD
注: a，b，c分别表示 P = 0． 05 水平条件下的显著差异; A，B，C分别表示 P = 0． 01 条件下的显著性差异。下同． Note: The a，b and c show
significant difference in LSD( P = 0． 05) ; while the A，B and C show significant difference in LSD( P = 0． 01) ． The same as follows．
·422· 山东农业大学学报( 自然科学版) 第 43 卷
由表 1 可知，平邑甜茶植株的株高、茎粗、干重和叶面积随着施磷量的增加而先增加后减少，从 P0( 不
施肥) 到 P1( 400 mg /kg) 呈增加趋势，而后呈显著降低趋势。5 个不同磷水平处理的株高、茎粗、叶面积
和干重值均以 P1 处理最大，分别为 27． 72 cm、0． 43 cm、15． 12 mm2和 8． 07 g ; P4 ( 1000 mg /kg) 处理最
小，分别为 21． 86 cm、0． 32 cm、13． 73 mm2和 6． 13 g，两者之间除茎粗外差异极显著。表明在土壤有效磷
正常( 24． 48 mg /kg) 的情况下，小量施用磷肥可以促进植株的营养生长，而当施用量继续增加时则抑制植
株的营养生长，当施用量达到 P3 处理( 800 mg / kg) 植株的株高、干重明显降低，当施用量继续增加达到
P4( 1000 mg /kg) 植株的株高、干重受到显著抑制，说明量越大，植株的生长受抑制越明显。不施用磷肥也
抑制植株生长，但抑制作用不明显，表现出一定的缺磷症状，如植株矮小，生长缓慢，叶色深绿等。
2． 2 不同供磷水平对15N －尿素吸收、利用的影响
2． 2． 1 不同供磷水平下植株不同器官( 根、茎、叶) 的 Ndff 由图 1 可知，5 个不同的供磷水平，植株不同
器官( 根、茎、叶) 的 Ndff值不同。5 个不同处理的不同器官( 根、茎、叶) 均以 P1 处理的 Ndff值最大，P4 处
理的 Ndff值最小。表明少量施用磷肥可以促进植株对15 N 的吸收征调能力，而当施用量继续增加时则抑
制植株对15N的吸收征调能力，当施用量达到 P2 处理植株的 Ndff 值明显变小，当施用量继续增加达到 P4
处理植株的 Ndff值最小，说明施磷量越大，植株的生长受抑制越明显，对15N的吸收征调能力越小;不施用
磷肥也抑制植株生长，吸收分配的15N量也减少，但是不明显，表现出一定的缺磷抑制症状。
图 1 不同供磷水平下不同器官的 Ndff%
Fig． 1 The Ndff% of different organs under different phosphoric gradient
2． 2． 2 不同磷水平处理对植株15N －尿素吸收的影响 由表 2 可知，平邑甜茶植株的全氮和15N吸收值随
着施磷量的增加而先增加后减少，从 P0 到 P1 呈增加趋势，而后呈显著降低趋势。5 个不同磷水平处理的
全氮和15N吸收值均以 P1 处理最大，分别为 0． 1146 g 和 0． 0012 g; P4 处理最低，分别为 0． 0847 g 和 0．
0007 g。表明少量施用磷肥可以促进植株对氮素和15N的吸收，而当施用量继续增加时则抑制植株对氮素
和15N的吸收，当施用量达到 P3 处理植株对氮素和15 N 的吸收明显降低，当施用量继续增加达到 P4 植株
对氮素和15N的吸收受到显著抑制，说明施肥量越大，植株的生长受抑制越明显，对氮素和15 N 的吸收越
少;不施用磷肥也抑制植株生长，但抑制作用不明显，表现出一定的缺磷症状。
表 2 不同供磷水平下植株全氮和15N吸收
Table 2 Total nitrogen and 15N absorption under different phosphoric gradient
处理
Treatment
全氮( g)
Total N
15N吸收量( g)
15 N Absorption
P0 0． 1143aA 0． 0011aA
P1 0． 1146aA 0． 0012abA
P2 0． 1090abAB 0． 001bAB
P3 0． 0927bcAB 0． 0007cB
P4 0． 0847cB 0． 0007cB
2． 2． 3 不同磷水平处理下的15N －尿素利用率 由图 2 可知，平邑甜茶植株的氮肥利用率随着施磷
量的增加而先增加后减少，从 P0 到 P1 呈增加趋势，而后呈显著降低趋势。5 个不同供磷水平下的氮肥利
用率均以 P1 处理最大，为 4． 04% ; P4 处理最低，为 2． 04%。表明合理施用磷肥可以促进植株对氮肥的吸
·522·第 2 期 丁 宁等:不同供磷水平对平邑甜茶生长及15N －尿素吸收和利用的影响
收，从而提高氮肥利用率，而当施用量继续增加时则抑制植株对氮肥的吸收，说明过量施磷会抑制植株对
氮的吸收。不施用磷肥也抑制植株对氮肥的吸收，氮肥利用率降低，但抑制作用不明显，这很可能与土壤
本身含磷较高有关。
图 2 不同供磷水平下的氮肥利用率
Fig． 2 Utilization rate of nitrogen fertilizer under different phosphoric gradient
3 讨论与结论
本实验结果表明: 随着施磷量的增加，平邑甜茶植株的株高、茎粗、干重和叶面积随着施磷量的增加而
先增加后减少，从 P0 ～ P1 呈增加趋势，而后呈显著降低趋势，当磷肥( P2O5 ) 处理在 400 mg / kg时，植株的
株高、茎粗、干重和叶面积均为最大值，说明合理施磷有利于平邑甜茶植株正常的营养生长，当磷肥( P2
O5 ) 处理在 1000 mg /kg时，植株的株高、茎粗、干重和叶面积均最低，说明过量施磷严重影响了植株的营养
生长。
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［13］，本实
验结果表明，随着施磷量的增加，当处理在 400 mg /kg时植株不同器官( 根、茎、叶) 的 Ndff值最大，说明植
株对15N的吸收征调能力增大，当磷肥( P2O5 ) 处理在 1000 mg /kg时植株不同器官( 根、茎、叶) 的 Ndff值最
小，说明植株对15N的吸收征调能力显著减弱，由此得出前者施磷量促进植株生长，后者施磷量抑制植株
生长。
根据植物的营养特点和土壤供给状况，通过施肥来保持营养元素平衡，是当今植物营养和肥料科学研
究的方向和热点［14］，本实验就是通过 5 个不同供磷水平来探讨促进植株生长的适宜施肥量，并且得出当
施磷( P2O5 ) 在 400 mg / kg时促进了植株的生长，而且效果显著。磷肥的肥效主要决定于土壤的供磷特
性，化肥的投入是导致土壤磷素和硝态氮积累的重要因素［15］。合理施磷肥通过促进根系生长增加了氮的
吸收范围和吸收量，减少了土壤中硝态氮的累积和向深层次的运移［16］，这与本实验如何提高磷肥利用率，
从而促进氮素吸收的研究目的一致。研究表明土壤中磷素的移动性很小，但在长期大量施用磷肥时，表层
土壤磷素不同程度向下运移。长期大量施用磷肥造成的土壤磷素淋失在沙质土壤，高磷含量土壤上表现
更为突出，最终造成水体富营养化［17 － 18］。鉴于此，生产中要结合土壤的供给状况、肥料利用情况来调节施
肥量，从而追求更大的经济效益。
从本实验结果来看，在土壤有效磷正常( 24． 48 mg /kg) 情况下，少量施用磷肥可以促进植株的营养生
长，而当施用量继续增加时则抑制植株正常生长。因此，果园磷肥施用必需参考土壤中有效磷的含量，维
持土壤稳定的供磷水平，以减少土壤固定，这对提高氮肥利用率也具有重要意义。
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(下转 231 页)
·622· 山东农业大学学报( 自然科学版) 第 43 卷
4 结论与讨论
4． 1 结论
1． 采用 6 个经验曲线方程对 107 －杨树人工林地位指数导向曲线进行拟合，结果表明 Richards 模
型拟合效果最好。经检验有较高精度。
2． 编制的多形地位指数表及其研究方法有较高的科学性，且数表编制结果可靠。这为山东省杨树
人工林的林分立地评价提供了重要的数量依据。根据林分年龄和优势高，可查的该林地的立地指数。不
同林地立地指数中，指数级越高，立地质量越好。
3． 多形地位指数表比一般的地位指数表更能反映山东省立地条件好的林分的生长特性，即树高的幼年期
生长速度较快，但到成熟龄期生长速度下降的也快。立地质量对林分生长发育的影响得以充分体现。
4． 2 讨论
有关杨树地位指数表的编制比较少见，一方面，由于周期短林分整体生长水平高，林木多为无性系
造林，林分树高和胸径的变异系数都比较小，生长整齐，在林分优势高的选择上有一定难度; 另一方
面，短周期定向培育的杨树林分起步较晚，多为实验林。近年来因其生长快、木材用途广等特点，山东
省的杨树成片林大面积增加，尤其是工业用材林基地的建设与发展更需要对立地质量等级的确定。针对
这一现状，本文通过我省杨树解析木资料的分析及其他相关资料，对山东省杨树地位指数进行了相应的
研究，包括寻找合适的导向曲线，分析杨树高生长在各指数级间的多形特征，建立山东省杨树多形地位
指数模型，编制相应的用表等。
但在此研究中数据选取数量等方面还有待讨论，并且此表只适用于山东省 107 －杨树人工林的立地
评价，并不能推广到其他树种。因此对山东省林分地位指数的继续深入研究与完善还是有必要的。
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