全 文 ：施肥深度对矮化苹果１５Ｎ⁃尿素吸收、
利用及损失的影响∗
丁　 宁１　 陈　 倩２　 许海港１　 季萌萌１　 姜　 翰１　 姜远茂１∗∗
（ １山东农业大学园艺科学与工程学院 ／作物生物学国家重点实验室， 山东泰安 ２７１０１８； ２青州市果树站， 山东青州 ２６２５００）
摘　 要　 以 ５年生烟富 ３ ／ Ｍ２６ ／平邑甜茶为试材，采用１５Ｎ同位素示踪技术，研究表层（０ ｃｍ）、
上层（２０ ｃｍ）和中层（４０ ｃｍ）３个施肥深度对矮化苹果１５Ｎ⁃尿素吸收、分配及利用特性的影响．
结果表明： ２０ ｃｍ施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于 ０ 和 ４０ ｃｍ 施肥
处理．不同施肥处理各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）存在
显著差异，盛花期均以根的 Ｎｄｆｆ 最高，多年生枝次之；新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的
１５Ｎ优先向新生营养器官转运；果实膨大期各器官 Ｎｄｆｆ均达到较高水平；果实成熟期均以果实
中的 Ｎｄｆｆ最高．果实成熟期不同施肥处理的１５Ｎ分配率存在显著差异，２０ ｃｍ 施肥处理生殖器
官和营养器官的１５Ｎ分配率显著高于 ０和 ４０ ｃｍ施肥处理，而贮藏器官的１５Ｎ分配率显著低于
０和 ４０ ｃｍ施肥处理．在果实成熟期，２０ ｃｍ施肥处理１５Ｎ肥料利用率为 ２４．０％，显著高于 ０ ｃｍ
（１４．１％）和 ４０ ｃｍ施肥处理（７．６％），而１５Ｎ损失率为 ５４．０％，显著低于 ０ ｃｍ（６７．８％）和 ４０ ｃｍ
施肥处理（６３．５％） ．不同施肥深度土壤１５Ｎ残留量随施肥深度的增加而显著增加．
关键词　 苹果； 施肥深度； １５Ｎ⁃尿素； 吸收； 分配； 利用； 损失
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０３－０７５５－０６　 中图分类号　 Ｓ１５６．６， Ｓ６６１．１　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ ｏｎ１５Ｎ⁃ｕｒｅａ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ， ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｉｎ ｄｗａｒｆ ａｐｐｌｅ ｔｒｅｅｓ．
ＤＩＮＧ Ｎｉｎｇ１， ＣＨＥＮ Ｑｉａｎ２， ＸＵ Ｈａｉ⁃ｇａｎｇ１， ＪＩ Ｍｅｎｇ⁃ｍｅｎｇ１， ＪＩＡＮＧ Ｈａｎ１， ＪＩＡＮＧ Ｙｕａｎ⁃ｍａｏ１
（ １Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ／ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏ⁃
ｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｂｉｏｌｏｇｙ， Ｔａｉ’ａｎ ２７１０１８， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ２Ｑｉｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ Ｆｒｕｉｔ Ｓｔａｎｄ， Ｑｉｎｇｚｈｏｕ
２６２５００， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（３）： ７５５－７６０．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｉｖｅ⁃ｙｅａｒ⁃ｏｌｄ ‘Ｆｕｊｉ’３ ／ Ｍ２６ ／ Ｍ． ｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ Ｒｅｈｄ． ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ １５Ｎ ｔｒａｃｅｒ ｔｏ
ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ （０， ２０ ａｎｄ ４０ ｃｍ） ｏｎ １５Ｎ⁃ｕｒｅａ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ， ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｕｔｉ⁃
ｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｉｎ ｓｏｉｌ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｌｅａｆ ａｒｅａ， ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｔｏｔａｌ Ｎ
ｏｆ ａｐｐｌｅ ｌｅａｖｅｓ ｉｎ ２０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ０ ｃｍ ａｎｄ ４０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ １５Ｎ
ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ （Ｎｄｆｆ） ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ａｐｐｌｅ ｐｌａｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｐｔｈｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉ⁃
ｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ Ｎｄｆｆ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ ｒｏｏｔｓ ａｔ ｔｈｅ ｆｕｌｌ⁃ｂｌｏｏｍ ｓｔａｇｅ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎ ｐｅｒｅｎｎｉａｌ
ｂｒａｎｃｈｅｓ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｏｏｔ ｒａｐｉｄ⁃ｇｒｏｗｉｎｇ ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒ ｂｕｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ， ｔｈｅ Ｎｄｆｆ ｏｆ ｎｅｗ ｏｒ⁃
ｇａｎｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｒｇａｎｓ， ａｎｄ ｔｈｅ Ｎｄｆｆ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌ ａｔ ｆｒｕｉｔ
ｒａｐｉｄ⁃ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ， ａｎｄ ｔｈｅ Ｎｄｆｆ ｏｆ ｆｒｕｉｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ． Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ １５Ｎ ａｔ ｆｒｕｉｔ ｍａ⁃
ｔｕｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ， ａｎｄ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｒｏ⁃
ｄｕｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ２０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ０ ｃｍ ａｎｄ ４０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ， ｂｕｔ ｔｈａｔ
ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ２０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ０ ｃｍ ａｎｄ ４０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ａｔ ｆｒｕｉｔ ｍａｔｕｒｉｔｙ
ｓｔａｇｅ， １５Ｎ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ａｐｐｌｅ ｐｌａｎｔ ｏｆ ２０ ｃｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ２４．０％， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ ０ ｃｍ （１４．１％） ａｎｄ ４０ ｃｍ （７．６％） ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ， ａｎｄ １５Ｎ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｗａｓ ５４．０％， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｏｂｖｉ⁃
ｏｕｓｌｙ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ０ ｃｍ （６７．８％） ａｎｄ ４０ ｃｍ （６３．５％） ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｄｅｐｔｈｓ， ｔｈｅ Ｎ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｎ ｓｏｉｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｈａｒｐｌｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｐｐｌｅ； ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ； １５Ｎ⁃ｕｒｅａ； ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ； ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ； ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ； ｌｏｓｓ．
∗现代农业产业技术体系建设专项（ＣＡＲＳ⁃２８）和公益性行业（农业）科研专项（２０１１０３００３）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｙｍｊｉａｎｇ＠ ｓｄａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２０１４⁃０３⁃２１收稿，２０１５⁃０１⁃０４接受．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ３月　 第 ２６卷　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｍａｒ． ２０１５， ２６（３）： ７５５－７６０
　 　 我国苹果栽培面积和产量居世界首位，苹果产
业已经成为生产区农民增收致富的重要经济来源．
近 ３０多年来，世界苹果栽培制度发生了深刻的变
化，苹果矮砧密植已经成为世界苹果栽培发展的方
向［１－３］ ．我国目前果园多为乔化栽植，这种栽培方式
由于树冠大、技术复杂、成花难、结果后树冠郁闭、管
理成本高等问题已经不能适应现代苹果产业的发
展［４］ ．因此，苹果矮砧密植栽培已成为我国果树研究
者和生产者的共识［５－６］ ．矮化砧木是实现苹果矮化栽
培的最主要途径，矮化中间砧是目前最主要的利用
方式，具有早果性强、产量高、生长势强、抗逆性强等
优点，其中 Ｍ２６ 中间砧的应用范围最广，占矮化苹
果总面积的 ７０％［７］ ．
我国的苹果园主要分布在山地、丘陵等土壤贫
瘠地带，有机质含量低［８］，主要靠施用化肥满足果
树对矿质营养的需求．根系是吸收矿质元素的主要
器官，根系的分布深度通过影响地下营养空间和土
壤营养及水分的利用而直接影响产量的高低．研究
发现，乔砧果树根系 ７０％以上集中在 ４０ ｃｍ 土层
内［９－１０］，而矮化中间砧苹果矮化程度越高，根系越集
中分布在土壤上层［１１］，因此不同苹果砧木根系在土
壤中的集中分布层及对养分的吸收利用有明显差
异．氮作为苹果生长发育必需的大量矿质元素［１２］，
不仅能提高叶片的光合速率，还能促进花芽分化、提
高坐果率，增加产量［１３－１５］，但同时施用的过量氮素
通过氨挥发、硝化 ／反硝化、淋溶和径流等方式从土
壤⁃作物系统中损失，造成河流、湖泊等周边水体环
境的富营养化程度加剧［１６］ ．
前人已经对玉米［１７－１８］、乔化果树［１９－２０］等生态
系统进行了不同深度施肥、氮素累积等的研究，而关
于不同深度施肥对矮化果树氮素的吸收利用、土壤
残留及淋失动态研究还未见报道．因此，本试验利
用１５Ｎ 示踪技术，研究了不同土层深度施肥对烟富
３ ／ Ｍ２６ ／平邑甜茶１５Ｎ⁃尿素吸收、利用及损失的影响，
以期确定矮化富士苹果最适施肥深度，为优化矮化
果园氮素管理提供科学依据．
１　 材料与方法
１􀆰 １　 试验材料与试验设计
试验在山东省烟台市莱山镇官庄村果园进行．
试材为垄栽 ５年生烟富 ３ ／ Ｍ２６ ／平邑甜茶苹果，株行
距为 １ ｍ×４ ｍ．试验地土壤有机碳 ７．８ｇ·ｋｇ－１、硝态
氮 ２５􀆰 １ｍｇ·ｋｇ－１、铵态氮 ５６． ３ ｍｇ·ｋｇ－１、速效磷
３４􀆰 １ ｍｇ·ｋｇ－１、速效钾 ２２１．３ ｍｇ·ｋｇ－１；０ ～ ２０、２０ ～
４０、４０～６０、６０～８０、８０～１００ ｃｍ土层容重分别为 １．１、
１．３、１．４、１􀆰 ４、１􀆰 ４ ｇ·ｃｍ－３ ．
选取生长势基本一致，无病虫害的植株 ９ 株．于
２０１３年 ３月 ２７日进行施肥处理，分表层（０ ｃｍ）、上
层（２０ ｃｍ）、中层（４０ ｃｍ）３ 个处理，每个处理 ３ 株．
施肥方法：距植株中心干 ３０ ｃｍ 处挖深和宽均为
２０ ｃｍ左右的环状沟，在沟内每株均匀施１５ Ｎ⁃尿素
（上海化工研究院生产，丰度 １０．１％）１０ ｇ，同时施入
普通尿素 １５０ ｇ、硫酸钾 ２８０ ｇ、磷酸氢二铵 ２６０ ｇ，施
肥后每株立即浇水 ４ Ｌ．分别于盛花期（４ 月 ２５ 日）、
新梢旺长期（６ 月 １５ 日）、花芽分化期（７ 月 ２０）、果
实膨大期（８月 ２５日）进行局部取样分析，并在果实
成熟期（１０ 月 １０ 日）对整株植株进行破坏性取样．
同时在果实成熟期进行土层取样，在单株所占面积
内均匀布设 １２ 个采样点，避开施肥沟，以 ２０ ｃｍ 为
一个土层取样，取至 １００ ｃｍ，随后将每层 １２ 个土样
均匀混合，按四分法取样．
１􀆰 ２　 测定方法与计算公式
１􀆰 ２􀆰 １叶片叶面积、叶绿素测定方法　 于 ２０１３ 年 １０
月 １０日（果实成熟期），在树体上均匀采 ２０ 片叶
片，测定各处理植株的叶面积（ＹＭＪ⁃Ｂ 叶面积仪，
Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ，Ｊａｐａｎ）和叶绿素含量（ＳＰＡＤ⁃５０２ 叶
绿素计，Ｋｏｎｉｃａ Ｍｉｎｏｌｔａ，Ｊａｐａｎ）．
１􀆰 ２􀆰 ２ 植株样品测定方法 　 局部取样分为果实
（花）、叶片、一年生枝、多年生枝和根，整株样品分
为果实（花）、叶片、一年生枝、多年生枝、中心干和
根．样品按清水、洗涤剂、清水、１％盐酸、３ 次去离子
水顺序冲洗后，在 １０５ ℃下杀青 ３０ ｍｉｎ，随后在 ８０
℃下烘干至恒量，电磨粉碎后过 ６０ 目筛，混匀后装
袋备用．土样取回后自然风干、研磨、过筛、装袋
待测．
样品全氮用凯氏定氮法测定［２１］，土壤容重采用
环刀法测定，１５Ｎ丰度用 ＺＨＴ⁃０３（北京分析仪器厂）
质谱计测定．
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％
氮肥残留率＝（Ｎｄｆｆ×土层厚度×土壤容重×土层
全氮量） ／施肥量（ｇ）×１００％
土壤氮肥损失率 ＝ １００％－氮肥利用率－氮肥残
留率
６５７ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
１􀆰 ３　 数据处理
应用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２００３软件对数据进行处理
和绘图，应用 ＤＰＳ ７．０５ 软件进行数据的统计分析
（单因素方差分析），差异显著性检验用 ＬＳＤ 法，显
著性水平 α＝ ０．０５．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 不同施肥深度对果实成熟期叶片叶面积、叶绿
素和全氮的影响
由表 １可知，在果实成熟期，不同施肥深度的叶
片叶面积、叶绿素和全氮均以 ２０ ｃｍ 最大，０ ｃｍ 次
之，４０ ｃｍ最小，且差异均达显著水平．表明 ２０ ｃｍ施
肥处理能显著提高叶片的全氮，从而提高叶绿素含
量，增强后期光合作用，进而延缓叶片衰老．
２􀆰 ２　 不同施肥深度对苹果各器官 Ｎｄｆｆ的影响
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１５Ｎ的吸收征调能力［２２］ ．由表 ２ 可知，在盛花期，
不同施肥深度均以根的 Ｎｄｆｆ 最高，其次为多年生枝
等贮藏器官，而花、叶片等地上部新生器官 Ｎｄｆｆ 均
较低，表明盛花期贮藏器官对１５Ｎ 的吸收征调能力
较强，根系吸收的氮素首先向贮藏器官中转运，然后
才向地上部新生器官中转移，此期枝条、叶片、花等
新生器官建造所需的氮素营养主要来源于上一年的
贮藏．与盛花期相比，新梢旺长期和花芽分化期，地
上部新生器官 Ｎｄｆｆ 增长明显，表明此期吸收的１５Ｎ
主要分配供给新生器官进行形态建成．果实膨大期，
表 １　 不同施肥深度对果实成熟期叶片叶面积、叶绿素和全
氮的影响
Ｔａｂｌｅ １ 　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ ｏｎ ｌｅａｆ
ａｒｅａ， ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａｎｄ ｔｏｔａｌ Ｎ ｏｆ ａｐｐｌｅ ｌｅａｖｅｓ ａｔ ｆｒｕｉｔ ｍａｔｕ⁃
ｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ （ｎ＝３）
施肥深度
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
叶面积
Ｌｅａｆ ａｒｅａ
（ｍｍ２）
叶绿素
Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ
（ＳＰＡＤ）
全氮
Ｔｏｔａｌ Ｎ
（ｇ）
０ ２２．８ｂ ５３．７ｂ １０．２ｂ
２０ ２６．０ａ ５９．２ａ １５．５ａ
４０ ２０．５ｃ ４９．６ｃ ７．８ｃ
同列不同小写字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔ⁃
ｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ
０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
叶片、１年生枝、多年生枝、根等各器官 Ｎｄｆｆ 均达到
较高水平．果实成熟期，果实的 Ｎｄｆｆ 最高，其次是 １
年生枝、叶片、根、多年生枝，中心干的 Ｎｄｆｆ 最小，表
明春季土施１５Ｎ 尿素，到果实采收期果实为生长中
心，对１５Ｎ的吸收征调能力最强．
３个施肥深度各测定时期各器官的 Ｎｄｆｆ 均以
２０ ｃｍ最高，显著高于 ０ 和 ４０ ｃｍ 处理，且 ４０ ｃｍ 施
肥处理最低．表明 ２０ ｃｍ 施肥处理苹果植株各器官
对肥料１５Ｎ的吸收征调能力强于 ０ 和 ４０ ｃｍ 施肥处
理，有利于发挥肥效，满足树体各时期对养分的
需求．
２􀆰 ３　 不同施肥深度对果实成熟期苹果各器
官１５Ｎ分配率的影响
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中的迁移规
律［２３］ ．由图１可知，在果实成熟期，各器官的１５Ｎ分
表 ２　 不同施肥深度下苹果植株各器官的 Ｎｄｆｆ
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｎｄｆｆ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ａｐｐｌｅ ｐｌａｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ （％）
生育期
Ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ
施肥深度
Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
器官 Ｏｒｇａｎ
果（花）
Ｆｒｕｉｔ （ ｆｌｏｗｅｒ）
叶片
Ｌｅａｆ
１年生枝
Ａｎｎｕａｌ ｓｈｏｏｔ
多年生枝
Ｐｅｒｅｎｎｉａｌ ｂｒａｎｃｈｅｓ
中心干
Ｔｒｕｎｋ
根
Ｒｏｏｔ
盛花期 ０ ０．１ｂ ０．１ｂ － ０．１ｂ － ０．５ｂ
Ｆｕｌｌ⁃ｂｌｏｏｍ ｓｔａｇｅ ２０ ０．１ａ ０．１ａ － ０．１ａ － １．０ａ
４０ ０．０ｃ ０．０ｃ － ０．１ｃ － ０．２ｃ
新梢旺长期 ０ ０．２ｂ ０．３ｂ ０．４ｂ ０．２ｂ － ０．６ｂ
Ｎｅｗ ｓｈｏｏｔ ｇｒｏｗｉｎｇ ２０ ０．３ａ ０．４ａ ０．６ａ ０．２ａ － １．２ａ
ｓｔａｇｅ ４０ ０．１ｃ ０．３ｃ ０．３ｃ ０．１ｃ － ０．３ｃ
花芽分化期 ０ ０．８ｂ １．０ｂ １．３ｂ ０．４ｂ － ０．８ｂ
Ｆｌｏｗｅｒ ｂｕｄ ２０ １．０ａ １．４ａ １．７ａ ０．５ａ － １．３ａ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ ４０ ０．６ｃ ０．９ｃ １．０ｃ ０．３ｃ － ０．４ｃ
果实膨大期 ０ １．２ｂ １．６ｂ １．６ｂ ０．５ｂ － １．２ｂ
Ｆｒｕｉｔ ｒａｐｉｄ⁃ｓｗｅｌｌｉｎｇ ２０ １．９ａ ２．２ａ ２．４ａ ０．９ａ － １．８ａ
ｓｔａｇｅ ４０ ０．８ｃ １．１ｃ １．２ｃ ０．４ｃ － ０．７ｃ
果实成熟期 ０ １．８ｂ １．０ｂ １．１ｂ ０．５ｂ ０．５ｂ ０．８ｂ
Ｆｒｕｉｔ ｍａｔｕｒｉｔｙ ２０ ２．４ａ １．５ａ １．５ａ ０．９ａ ０．８ａ １．２ａ
ｓｔａｇｅ ４０ １．２ｃ ０．７ｃ ０．８ｃ ０．３ｃ ０．３ｃ ０．６ｃ
７５７３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 丁　 宁等： 施肥深度对矮化苹果１５Ｎ⁃尿素吸收、利用及损失的影响　 　 　 　 　
图 １　 不同施肥深度下果实成熟期苹果各器官的１５Ｎ分配率
Ｆｉｇ．１　 Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ １５Ｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｏｆ ａｐｐｌｅ ａｔ ｆｒｕｉｔ
ｍａｔｕｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ．
Ａ： 生殖器官 Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎ； Ｂ： 营养器官 Ｖｅｇｅｔａｔｉｖｅ ｏｒｇａｎ； Ｃ：
贮藏器官 Ｓｔｏｒａｇｅ ｏｒｇａｎ． 不同小写字母表示处理间差异显著 （ Ｐ ＜
０􀆰 ０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔ⁃
ｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
配率分布趋势大体一致，均以贮藏器官（多年生枝、
中心干、根）最大，营养器官（１ 年生枝、叶片）次之，
生殖器官（果实）最小．３ 个施肥深度中，２０ ｃｍ 施肥
处理生殖器官和营养器官的１５Ｎ 分配率显著高于 ０
和 ４０ ｃｍ施肥处理，而生殖器官的１５Ｎ分配率显著低
于 ０和 ４０ ｃｍ施肥处理．
２􀆰 ４　 不同施肥深度对果实成熟期苹果植株１５Ｎ 利
用率的影响
由表 ３可知，３ 个施肥处理间苹果植株的总氮
量 、吸收１５ Ｎ量及１５ Ｎ肥料利用率存在显著差异 ，
表 ３　 不同施肥深度对果实成熟期苹果植株１５Ｎ利用率的影响
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ ｏｎ １５Ｎ ｕｔｉｌｉ⁃
ｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ａｐｐｌｅ ｐｌａｎｔ ａｔ ｆｒｕｉｔ ｍａｔｕｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ
施肥深度
Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｎ
ｄｅｐｔｈ
（ｃｍ）
植株总氮
Ｔｏｔａｌ Ｎ ｏｆ
ｐｌａｎｔ
（ｇ）
吸收１５Ｎ量
１５Ｎ ａｂｓｏｒｂｅｄ
（ｇ）
１５Ｎ肥利用率
１５Ｎ⁃ｕｒｅａ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ
（％）
０ ７０．７ｂ ０．７ｂ １４．１ｂ
２０ ７９．０ａ １．１ａ ２４．０ａ
４０ ６１．０ｃ ０．４ｃ ７．６ｃ
２０ ｃｍ施肥处理显著高于 ０和 ４０ ｃｍ施肥处理，而且
２０ ｃｍ施肥处理１５Ｎ 利用率分别是 ０ 和 ４０ ｃｍ 施肥
处理的 １．７和 ３．２倍．
２􀆰 ５　 不同施肥深度对果实成熟期土壤１５Ｎ 残留、损
失的影响
由表 ４可知，不同施肥深度土壤１５Ｎ 残留量差
异显著，０ ｃｍ施肥处理土壤１５Ｎ残留量最少（１．９ ｇ），
２０ ｃｍ处理（２．１ ｇ）次之，４０ ｃｍ处理（２．８ ｇ）最大．说
明随着施肥深度增加，土壤１５Ｎ 残留量显著增大．而
且 ０和 ２０ ｃｍ施肥处理土壤１５Ｎ 残留量基本累积在
０～６０ ｃｍ土层中，表明绝大部分未被吸收利用的氮
素集中于 ０ ～ ６０ ｃｍ 土层，向深层淋溶损失较小；４０
ｃｍ施肥处理土壤１５Ｎ残留量主要累积在 ４０～１００ ｃｍ
土层，向深层淋溶损失较大．不同施肥深度土壤１５Ｎ
损失率存在差异显著，表现为 ０ ｃｍ（６７􀆰 ８％）＞４０ ｃｍ
（６３．５％）＞２０ ｃｍ（５４．０％）．
表 ４　 不同施肥深度对土壤１５Ｎ残留及损失的影响
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈｓ ｏｎ １５Ｎ ｒｅｓｉｄｕｅ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｉｎ ｓｏｉｌ
施肥深度
Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｄｅｐｔｈ （ｃｍ）
不同土层１５Ｎ残留量
１５Ｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈｓ （ｇ）
０～２０ ｃｍ ２０～４０ ｃｍ ４０～６０ ｃｍ ６０～８０ ｃｍ ８０～１００ ｃｍ
１５Ｎ总残留量
１５Ｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ
ｒｅｓｉｄｕｅ （ｇ）
１５Ｎ残留率
１５Ｎ ｒｅｓｉｄｕａｌ
ｒａｔｅ （％）
１５Ｎ损失率
１５Ｎ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ
（％）
０ ０．６ａ ０．７ｂ ０．４ｃ ０．１ｃ ０．１ｃ １．９ｃ １７．２ｃ ６７．８ａ
２０ ０．３ｂ １．１ａ ０．７ｂ ０．２ｂ ０．１ｂ ２．１ｂ ２２．０ｂ ５４．０ｃ
４０ ０．１ｃ ０．６ｂ １．１ａ ０．８ａ ０．３ａ ２．８ａ ２８．９ａ ６３．５ｂ
３　 讨　 　 论
氮素是植物叶绿素的重要组成部分，合理增施
氮肥可改善叶片质量，从而增强植株光合作
用［２４－２５］ ．孙权等［２６］研究表明，施肥深度 ４０ ｃｍ 处理
能显著增加葡萄叶片氮含量；沈玉芳等［２７］研究表
明，施肥深度 ０ ～ ９０ ｃｍ 处理可显著提高小麦叶面
积、株高和地上部生物量．本试验中，２０ ｃｍ施肥处理
植株的叶面积、叶绿素和叶片全氮含量显著高于 ０
和 ４０ ｃｍ处理，说明上层区域为 Ｍ２６ 矮化苹果根系
密集层，根系对氮肥的吸收能力最强，运输到地上部
的氮素最多，向叶片中的分配增加，进而提高了植株
的光合作用．这与段文学等［２８］研究施氮深度对旱地
小麦耗水特性和干物质积累与分配的影响结果
一致．
本试验利用１５Ｎ示踪结果表明，２０ ｃｍ施肥处理
的１５Ｎ利用率最高（２３．７％），分别为 ０ ｃｍ（１４．１％）和
４０ ｃｍ（７．６％）施肥处理的 １．７和 ３．２倍．这是因为 ２０
ｃｍ施肥处理根的 Ｎｄｆｆ 均显著高于 ０ 和 ４０ ｃｍ 施肥
处理，增强了根系对氮的吸收能力；并且 ２０ ｃｍ施肥
处理其他器官的 Ｎｄｆｆ也显著高于 ０和 ４０ ｃｍ施肥处
理，表明上层施肥处理增强了器官对氮的吸收征调
能力，满足了不同生育期器官发育对养分的需求．不
同作物体系最佳施肥深度结果存在差异，说明不同
８５７ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
作物根系在土壤中集中分布的层次不同．李红波
等［２０］研究表明，嘎啦苹果 ０、２０ 和 ４０ ｃｍ 施肥处理
１５Ｎ利用率分别为 ２０．２％、２６．４％和 １３．７％．对比本试
验结果可以看出， Ｍ２６ 中间砧富士苹果 ０ ｃｍ
（１４􀆰 １％）和 ４０ ｃｍ（７．６％）施肥处理氮肥利用率显著
低于嘎啦苹果，说明 Ｍ２６矮砧苹果根系分布较浅且
主要分布在上层区域．这也与陈登文等［２９］的研究结
论一致（矮化栽培富士根群密集区分布于 ２０～４０ ｃｍ
土层中，占总根量的 ７０％以上）．因此，进行 Ｍ２６ 矮
砧苹果栽培，施肥深度位置在上层区域（２０ ｃｍ）最
适宜．
施肥对果树的影响不仅与养分吸收量有关，也
与其在各器官的分配有关．从本试验结果来看，在果
实成熟期，３个土层深度施肥处理１５Ｎ 在各器官的分
配趋势基本一致，但上层施肥处理植株生殖器官和
营养器官的分配率显著高于表层和中层施肥处理．
而贮藏器官的分配率低于表层和中层施肥处理，这
与张进等［３０］研究冬枣不同施肥时期各器官１５Ｎ分配
率的结果一致．表明在果实成熟期，上层施肥处理养
分主要分配在地上部，有利于植株地上部氮素分配
的均衡和果实中氮素的积累，从而增加产量．
研究表明，果园氮肥损失的主要途径为气态损
失（氨挥发、硝化和反硝化）、地面径流和渗漏
等［３１－３２］ ．朱兆良［３３］研究表明，国内当季作物化肥氮
在土壤中的残留率一般在 １５％ ～ ３０％，国外土壤１５Ｎ
残留率在 １２％ ～ ４４％．本试验１５Ｎ 残留率在 １７．２％ ～
２８．９％，而且 ０ ｃｍ施肥处理的１５Ｎ 残留率最少，损失
率最大．这是由于肥料处于土壤表面，加之夏天温度
高，有利于铵态氮向氨气的转化，而 ４０ ｃｍ施肥处理
主要向深层土壤的淋溶比较大，氮肥利用率较低，因
此氮肥损失也比较严重．所以，在生产中既要考虑作
物的生长因素，又要考虑氮素利用和损失因素，针对
不同作物采取不同的施肥策略．本试验结果表明，进
行 Ｍ２６矮砧苹果栽培，施肥深度在上层区域 （２０
ｃｍ）氮肥损失率最低．
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９５７３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 丁　 宁等： 施肥深度对矮化苹果１５Ｎ⁃尿素吸收、利用及损失的影响　 　 　 　 　
ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｇｒｏｗｎ ｕｎｄｅｒ ｓａｎｄｙ ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ
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［１６］　 Ｌｉａｎ Ｇ （连　 纲）， Ｗａｎｇ Ｄ⁃Ｊ （王德建）， Ｌｉｎ Ｊ⁃Ｈ （林
静慧）， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ
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［１７］　 Ｚｈａｏ Ｂ （赵 　 斌）， Ｄｏｎｇ Ｓ⁃Ｔ （董树亭）， Ｗａｎｇ Ｋ⁃Ｊ
（王空军）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ⁃ｒｅｌｅａｓｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ
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（邵明安）． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｓｐａｔｉａｌ ｃｏｕｐ⁃
ｌｉｎｇ ｏｎ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科学），
２００７， ４０（８）： １８２２－１８２９ （ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２８］　 Ｄｕａｎ Ｗ⁃Ｘ （段文学）， Ｙｕ Ｚ⁃Ｗ （于振文）， Ｓｈｉ Ｙ （石
玉）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ ｏｎ ｗａ⁃
ｔｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ ａｃｃｕｍｕ⁃
ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｒａｉｎｆｅｄ ｗｈｅａｔ． Ａｃｔａ Ａｇｒｏｎｏｍｉｃａ
Ｓｉｎｉｃａ （作物学报）， ２０１３， ９（４）： ６５７－６６４ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［２９］ 　 Ｃｈｅｎ Ｄ⁃Ｗ （陈登文）， Ｌｉ Ｓ⁃Ｙ （李社义）， Ｇａｏ Ａ⁃Ｑ
（高爱琴）， ｅｔ ａｌ． Ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｓｈｏｒｔ
ｓｈａｐｅ ｉｎｔｅｒｓｔｏｃｋ ａｐｐｌｅ ｔｒｅｅｓ ｏｎ ｒｏｏｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ， ｒｏｏｔ
ｓｙｓｔｅｍ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｆｒｕｉｔ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （西北林学院学
报）， ２００２， １７（４）： ６－８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３０］　 Ｚｈａｎｇ Ｊ （张 　 进）， Ｊｉａｎｇ Ｙ⁃Ｍ （姜远茂）， Ｓｈｕ Ｈ⁃Ｒ
（束怀瑞）， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ， ｄｉｓｔｒｉ⁃
ｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ‘ Ｚｈａｎｈｕａｄｏｎｇｚａｏ’ ｊｕｊｕｂｅ ｔｏ
１５Ｎ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｇｅｓ． Ａｃｔａ Ｈｏｒｔｉ⁃
ｃｕｌｔｕｒａｅ Ｓｉｎｉｃａ （园艺学报）， ２００５， ３２（２）： ２８８－２９１
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３１］　 Ｆａｎ Ｙ⁃Ｎ （范亚宁）， Ｌｉ Ｓ⁃Ｑ （李世清）， Ｌｉ Ｓ⁃Ｘ （李生
秀）． Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｎ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ
ｏｆ ｓｏｉｌ ＮＯ３
－ ⁃Ｎ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ ｍａｉｚｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ｈｕｍｉｄ
ａｒｅａ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２００８， １９（４）： ７９９－ ８０６
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３２］　 Ｌｉ Ｓ⁃Ｑ （李世清）， Ｌｉ Ｓ⁃Ｘ （李生秀）． Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｌｏｓｓ ｏｆ
ｎｉｔｒａｔｅ ｆｒｏｍ ｓｅｍｉａｒｉｄ ａｒｅａ ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２０００， １１
（２）： ２４０－２４２ （ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３３］　 Ｚｈｕ Ｚ⁃Ｌ （朱兆良）． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ
ｆｏｏｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ａｃｔａ
Ｐｅｄｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （土壤学报）， ２００２， ３９（ｓｕｐｐｌ．）： ３－
１１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 丁　 宁，男，１９８６ 年生，博士研究生．主要从事苹
果氮素营养研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｄｉｎｇｎｉｎｇｓｄ＠ １６３．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
０６７ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷