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Characteristics of absorption, distribution and utilization of 15N in Red Globle Grape under fertilizer application in different depths

不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性



全 文 :植物营养与肥料学报 2016,22(3):776-785 doi牶1011674/zwyf.15086
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2015-02-09   接受日期:2015-04-22   网络出版日期:2015-05-08
基金项目:农业部公益性行业科研专项(201103003-03);河北省高校科学技术研究重点项目(ZH2011233)资助。
作者简介:汪新颖(1990—),女,河北景县人,硕士研究生,主要从事土壤环境质量方面的研究。Email:xinyingwang2014@163com
通信作者 Tel:0312-7528210,Email:lj_zh2001@163com
不同施肥深度红地球葡萄对 15N的吸收、分配与利用特性
汪新颖1,周志霞2,王玉莲3,吉艳芝1,尹 兴1,马文奇1,张丽娟1
(1河北农业大学资源与环境科学学院,河北省农田生态环境重点实验室,河北农业大学邸宏杰土壤与环境实验室,
河北保定 071000;2河北工业职业技术学院,石家庄 050091;3河北省文安县林业局,廊坊 065800)
摘要:【目的】研究不同施肥深度葡萄对氮素吸收、利用和分配的影响,为指导葡萄科学合理地施用氮肥提供依据。
【方法】以河北葡萄主产区怀来地区15年生红地球葡萄为试材,通过不同深度(0cm、20cm、40cm)春施15N-尿
素,分析葡萄树体15N的吸收、分配和利用规律。【结果】20cm中层施肥红地球葡萄的产量最优,达2277t/hm2,
果实Vc含量最高,达1172mg/kg,与表层(0cm)施肥(产量1622t/hm2和 Vc1038mg/kg)和40cm深层施肥
(产量1932t/hm2和Vc1023mg/kg)均存在显著差异;各生育期细根及其他各器官的Ndf20cm中层施肥均显
著高于表层(0cm)和深层(40cm)施肥;3个施肥深度,植株各器官在同一时期的15N分配率无显著差异,且整个生
育期各器官15N分配率表现出相同的趋势,可见不同的施肥深度对 15N在各器官间的迁移和分配影响较小;植株
对15N-尿素的利用率随物候期的推移均呈升高的趋势,盛花期最低,且20cm中层施肥葡萄树体对氮素的吸收能
力最强,氮素利用率最高,四个时期分别为 736%、1470%、2024%和 2454%,均大于表层撒施(705%、
1074%、1270%和1654%)和40cm深层施肥(539%、731%、1093%和1362%);果实膨大期,整株15N利
用率为后部>中部>前部,且地上部为叶 >果 >干 >枝,地下部为细根 >粗根 >主根,各施肥深度表现一致,且3
个不同施肥深度,同一部位植株的果实、叶、枝、干和根的15N利用率均以20cm沟施最高,显著高于表施和40cm
沟施。【结论】20cm中层施肥葡萄树体对氮素的吸收征调能力最强,各器官的氮素利用率最高,施肥深度对红地
球葡萄树体氮素的吸收、利用具有显著的影响,对树体氮素的分配影响较小,综合考虑,河北主产区红地球葡萄以
20cm施肥深度为最佳。
关键词:红地球葡萄;15N;施肥深度;Ndf;利用率
中图分类号:S6631601;S606+.2   文献标识码:A   文章编号:1008-505X(2016)03-0776-10
Characteristicsofabsorption,distributionandutilizationof15Nin
RedGlobleGrapeunderfertilizerapplicationindiferentdepths
WANGXinying1,ZHOUZhixia2,WANGYulian3,JIYanzhi1,YINXing1,MAWenqi1,ZHANGLijuan1
(1ColegeofResourcesandEnvironmentalSciences,AgriculturalUniversityofHebei/KeyLaboratoryforFarmlandEcoEnvironment
ofHebeiProvince/DiHongjieSoilandEnvironmentalLaboratoryofAgriculturalUniversityofHebei,Baoding071000,China;
2ColegeofIndustrialVocationalandTechnicalofHebei,Shijiazhuang050091,China;
3Wen’anForestryBureauofHebei,Langfang065800,China)
Abstract:【Objectives】Thisstudywasconductedtoinvestigatethecharacteristicsofabsorption,distributionand
utilizationof15NinGloblegrapeunderfertilizerapplicationindiferentdepths,whichprovidedatheoreticalbasis
forguidingthereasonablenitrogenfertilizerapplicationforgrapeunderfieldconditions.【Methods】The
experimentalmaterialwasthe‘RedGloble’grapewhichwasgrownfor15yearsingrapemainproducingregionsof
HebeiHuailaitoanalyzetheruleof15Nuptake,distributionanduseingrapetreesby15Nureafertilizerapplication
atdiferentdepths(0,20,40cm)inspring.【Results】TheresultsshowedthatGloblegrapeyieldandVccontent
withintermediatefertilizationin20cmdepthwereoptimal,respectivelyupto2277t/hm2and1172mg/kg,
3期    汪新颖,等:不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性
whichhadthesignificantdiferenceswithsurface(1622t/hm2and1038mg/kg)and40cm(1932t/hm2and
1023mg/kg)fertilizerapplication.TheNdfofrootletsandotherorgansineachgrowthstagewith20cmfertilizer
applicationwassignificantlyhigherthansurfaceanddeepfertilizationapplication.Therewerenosignificant
diferenceswiththe15Ndistributionrateindiferentorgansofgrapeplantduringthesameperiodinthreefertilizer
applicationdepthtreatments,andtherateof15Ndistributionindiferentorgansshowedthesametrendduringthe
wholegrowthperiod,sothefertilizationdepthhadlitleinfluencesonmigrationanddistributionof15Nbetween
organs.Withtheprocessofgrowth,theutilizationratioof15Nureaofgrapeplantsindiferenttreatmentswas
increasedgradualy,whichwasminimuminflowering,thenitrogenuptakeanduseeficiencieswith20cm
fertilizationwerehighest,whichwere736%,1470%,2024% and2454% separatelyinfourgrowthperiods,
andwerelargerthanthosewiththesurfacefertilization(705%,1074%,12.70% and1654%)andthe40cm
fertilizationtreatment(539%,731%,10.93% and1362%).Infruitenlargementperiod,thewholeplant15N
distributionrateswereshowedasrear>central>front,andwereasleaf>fruit>branchesinaboveground
plants,andwereasrootlets>coarse>mainingrapeundergroundpart,whichwereconsistentwithdiferent
fertilizationdepthtreatments.Fromthreediferentfertilizationdepth,the15Nutilizationratesofthefruit,leaves,
branch,stemandrootoftheplantinthesameparts,werethehighestwith20cmfertilizationbyflow,whichwere
significantlyhigherthanthatwithsurfaceand40cmfertilization.【Conclusions】Theabilitiesofnitrogenabsorption
andnitrogenuseeficienciesingrapetreeswerethebestwith20cmfertilizerapplication,fertilizerapplication
depthhadasignificantimpactonnitrogenabsorptionandutilizationofGloblegrapetrees,hadfewinfluenceson
nitrogendistributioninwholetree.Therefore,20cmfertilizerapplicationtreatmentwasthebestfertizationprogram
ingrapemainproductionareasofHebei.
Keywords:redgloblegrape;15N;fertilizationdepth;Ndf;utilizationrate
葡萄(VitisviniferaL.)是我国的主要果树之一,
2013年全国葡萄总产量达到 1155×104t,比 2003
年增加了223倍;2003 2012年十年间,河北省
葡萄种植面积和总产量分别增长了 4734%和
5457%,均位居全国第二,2014年种植面积达到
13282×103hm2,总产量达16302×104t[1]。由于
果农长期靠经验种植,在葡萄种植过程中,盲目施肥
和经验施肥的现象普遍存在,通常以传统的施肥方
式将肥料撒施于土壤表面或挖浅沟施入。2014年
通过对河北葡萄主产区昌黎、涿鹿和怀来的调研发
现,80%的果农采用浅沟穴、条沟追肥;20%将肥料
撒施于土层表面少量覆土追肥。王探魁等[2-4]对河
北葡萄主产区的调查结果显示,该区平均氮素投入
量大,为8055 20820kg/hm2,超过根据葡萄需
肥量及目标产量估算的施氮量,盈余严重,盈余量为
7052kg/hm2。这说明,主产区的经验施肥方法的
施肥深度较浅,诱导根系向地表伸展,影响肥料的生
物有效性,降低了肥料利用率[5-6]。巨晓棠[7]研究
指出,改进氮肥施用的农艺措施,我国未来氮肥有效
率完全有可能提高至70% 90%。科学合理的施
肥方式不仅能够提高葡萄的产量和品质,还可以增
加肥料的利用效率[8-10]。
氮是果树必需的矿质元素中的核心元素,增
施氮肥能够提高葡萄植株坐果率,促进花芽分化、
枝蔓生长、果实膨大,增加光合叶面积,提高叶片
光合速率,且有利于营养生长,对提高果实产量有
重要作用[11-14]。而氮是一种活性强、损失途径多
的元素,氮肥利用率往往比较低[15-16]。葛顺峰
等[17]在苹果上的研究表明,采用较深层沟施后覆
土的方式施用基肥,减少了表层土壤的铵态氮浓
度,抑制了氨挥发,避免了表层施肥引起的氮素气
态损失;另外,如果将肥料施于土壤表层,肥料在
土壤中分布浅,易被雨水或灌溉水冲走,易挥发,
更易被土面新发芽的杂草幼苗所吸收[5]。由此可
见,主产区将肥料撒施于土壤表层的常规施肥方
式,可导致肥料的浪费,因此,合理的施肥方式和
施肥深度是提高氮肥利用率的关键。已有大量研
究证明,适当的施肥深度有利于提高葡萄产量,如
武笠平[6]的研究确定了春季果树的施肥深度,即
在根毛集中分布区施肥,能够提高肥效。葡萄吸
收根在距树基部10 30cm处的分布率最高,为
5357%[18];设施红地球葡萄最佳的施肥深度为
30cm,过深或者过浅都会对产量和品质造成不利
影响[19];将肥料施入根系集中分布层(40cm)能
777
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 22卷
够显著提高 6年生酿酒葡萄赤霞珠的产量和品
质[8];仲维华等[20]对葡萄园抽样检测发现,统一
管理条件下,深沟(495cm)施粪区产量可达
72750kg/hm2,浅沟(20cm)施粪区产量只有
48000kg/hm2,差异显著。由此可见,施肥深度主
要与根系分布有关,因此确保葡萄园的适当施肥
深度,即对红地球葡萄进行根层施肥,是保证葡萄
高产的关键措施。但是,不同施肥深度对氮素在
树体各器官各部位的吸收、分配和利用特性影响
的研究尚不多见。本研究设置 3个施肥深度春
施15N-尿素,分析树体当年各个器官对15N吸收、
分配和利用状况,从而确定红地球葡萄的适宜施
肥深度,为制定合理的施肥措施提供科学依据。
1 材料与方法
11 试验地概况
试验于2013年在河北葡萄主产区沙城土木镇
优质鲜食葡萄高效科技园试验基地进行。沙城地区
系桑洋盆地,盆地内多丘陵山地,盆底海拔为450
850m,昼夜温差较大,光照充足,热量适中。夏季凉
爽,气候干燥,雨量偏少,年降水量413mm,属温暖
半干旱地区,≥10℃的活动积温在 3500℃以上。
土壤为褐土,质地偏沙,土壤速效磷、速效钾含量较
高,依据河北省果园地力评价指标[21],该葡萄园土
壤的肥力状况处于中等水平,十分适于葡萄的生长。
供试果园土壤理化性状见表1。
表1 供试果园土壤基本理化性质
Table1 Thetestedphysicochemicalsoilproperties
土层深度
Soildepth
(cm)
铵态氮
NH+4N
(mg/kg)
硝态氮
NO-3N
(mg/kg)
速效磷
Avail.P
(mg/kg)
速效钾
Avail.K
(mg/kg)
pH
(H2O)
容重
Volumeweight
(g/cm3)
土壤颗粒组成(%)(美国制)
Soilparticlecomposition
砂粒Sand 粉粒Silt 粘粒Clay
0—20 290 1330 4957 268 815 142 7448 1677 875
20—40 194 1111 1105 247 821 147 7705 1258 1037
40—60 268 973 902 173 827 152 7940 917 1143
60—80 182 1084 564 122 827 130 8240 727 1033
80—100 268 891 370 95 835 130 8052 942 1006
12 试验设计
试验材料为 15年生“红地球”葡萄。于 2013
年5月1日进行施肥处理,设3个施肥深度处理,分
别为:15N-尿素表层(0cm)撒施;15N-尿素20cm
中层施入;15N-尿素40cm深层施入,每个处理3
次重复。各处理均选取生长势一致且无病虫害的植
株12株;施肥方法为距中心干30cm处的架前和架
后分别开条形沟,每株均匀施15N-尿素1500g(丰
度1022%),同时施入普通尿素18242g,磷酸二
铵20741g,硫酸钾 26923g。分别于盛花期(6月
7日)、新梢旺长期(6月21日)、果实膨大期(7月
8日)、果实成熟期(9月16日)进行整株样品采集,
每次每个处理解析3株,每株为1次重复。田间管
理与当地葡萄果园管理一致。
13 样品采集与测定
整株解析(除根):用不锈钢刀锯将树体按整株
树干(从树干与地面相接处开始到树梢)长度平均
分为前、中、后三部分,接近根部为后,各部分分为
果(花)、叶、粗枝(d>02cm)、细枝(d≤02
cm)、中心干,根分为主根、粗根(d>10cm)、细
根(d≤10cm);及时称量各部分样品鲜重,按清水
→洗涤剂→清水→3次去离子水的顺序洗净样品,
随即于105℃杀青30min,65℃烘干至恒重,称干重,
将烘干样品用不锈钢电磨粉碎,过025mm筛,再
将过筛样品上球磨仪进行球磨,连续用四分法取出
测定所需的样品量,通过质谱仪测定15N及全氮含
量(美国 THERMOfinnigan公司,型号 DeltaPlus
XP)。
14 数据处理
植物样Ndf%=(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 =[Ndf×器官全氮量(g)]/施肥
量(g)×100%。
试验数据采用 Excel2003进行处理,SAS80
进行单因素方差分析。
877
3期    汪新颖,等:不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性
2 结果与分析
21 不同施肥深度对红地球葡萄产量与品质的
影响
从表2可以看出,施肥深度对红地球葡萄的产
量有一定影响,0、20、40cm3个施肥深度的产量分
别为1622、2277、1932t/hm2,其中以20cm中
层施肥的产量最高,与表层施肥和40cm深层施肥
均存在显著差异。不同施肥深度葡萄的品质指标也
不同,20cm中层施肥的千粒重最高,达1341kg,Vc
含量最高,达到1172mg/kg,均显著高于表层施肥和
40cm深层施肥,20cm中层施肥的pH值也最高,达
332,与40cm深层施肥的差异显著;20cm中层施肥
的可滴定酸、可溶性固形物和固酸比均与表层撒施
和40cm深层施肥的差异不显著。表明20cm中层
施肥的红地球葡萄产量最优,Vc含量最高。
表2 不同施肥深度红地球的产量和品质
Table2 EfectofdepthoffertilizationonyieldandqualityofRedGlobe
施肥深度
Fertilizationdepth
(cm)
产量
Yield
(t/hm2)
千粒重
1000grainwt.
(kg)
可滴定酸
Titratableacidity
(%)
可溶性固形物
Solublesolids
(%)
pH
Vc
(mg/kg)
固酸比
Solids/
acidity
0 1622c 1163c 058a 158a 327ab 1038b 2758a
20 2277a 1341a 059a 169a 332a 1172a 2870a
40 1932b 1278b 059a 159a 326b 1023c 2683a
注(Note):同列数据后不同字母表示施肥深度间差异达5%显著水平 Valuesfolowedbydiferentletersinacolumnaresignificantamong
fertilizationdepthsatthe5% level.
22 不同施肥深度红地球葡萄各器官的Ndf%
器官的Ndf%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,反映植株器官
对肥料15N的吸收征调能力,即器官对新吸收氮的
竞争能力。表3结果表明,盛花期不同施肥深度均
以细根的Ndf%值最高,其次为粗根等贮藏器官,而
地上部新生器官 Ndf%值均较低,这表明盛花期贮
藏器官对15N的征调能力较强,根系吸收的氮素首
先向贮藏器官中运转,然后才向地上部新生器官中
转移,此时期枝条、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;新梢旺长期
各处理均以粗根的Ndf%值最高,与盛花期相比,地
上部新生器官的 Ndf%值明显增大,表明此时期树
体吸收的15N主要分配供给新生器官的生长;到果
实膨大期各施肥深度地上部新生营养器官的Ndf%
值均达到较高水平,成熟期果实 Ndf%值达到最高
并且是年周期最高值,表明春季土施15N尿素,到果
实成熟期时果实对15N的吸收竞争力最强。
3个不同施肥深度处理,各物候期各器官的
Ndf%值均以中层施肥(20cm)处理最高,显著(P
<005)高于深层(40cm)和表层(0cm)施肥处理,
深层施肥处理最低。表明中层施肥红地球葡萄植株
各器官对肥料氮的吸收征调能力强于表层和深层施
肥,中层施肥更有利于发挥肥效,满足树体各时期对
养分的需求。
23 不同施肥深度红地球葡萄各器官的 15N分
配率
葡萄各器官15N的分配率,即各器官吸收的15N
占整株15N总量的百分比,反映了肥料氮在各器官
之间的迁移规律及在树体内的分布情况。从表4可
以看出,整个生育期各施肥深度处理植株各器官15N
分配率表现出相同的趋势。生殖器官(花或果实)
的15N分配率在盛花期最低,随着物候期的推移逐
渐升高,到果实成熟期达到最高;营养器官(细根、
梢)的15N分配率在新梢旺长期最低,随着物候期的
推移逐渐升高,果实膨大期达到最高,到果实成熟期
营养器官分配率有所下降,这与此物候期植株生殖
生长旺盛有关;贮藏器官(中心干、粗根)的15N分
配率在盛花期最高,随着物候期的推移逐渐降低,到
果实成熟期降到最低。3个不同施肥深度处理,同
一时期植株同一器官的15N分配率无显著差异,可
见不同施肥深度对15N在各器官间的迁移和分配影
响较小。
24 不同施肥深度红地球葡萄植株对 15N-尿素
的利用
图1显示,各施肥深度处理植株对15N-尿素的
利用率随物候期的推移均呈逐渐升高的趋势,盛花
期最低,成熟期最高。盛花期,0、20、40cm3个施
977
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 22卷
表3 不同施肥深度各器官 Ndf%的动态变化(%)
Table3 Ndf% indiferentorgansatdiferentfertilizationdepths
器官
Organ
施肥深度(cm)
Fertilizationdepth
盛花期
Fulbloomstage
新梢旺长期
Newshootgrowingstage
果实膨大期
Fruitrapidswelingstage
果实成熟期
Fruitmaturitystage
果(花) 0 706b 731b 858b 1471b
Fruit(Flower) 20 775a 825a 1317a 1684a
40 579c 601c 821c 1167c
叶 0 701b 737b 1005b 930b
Leaves 20 771a 815a 1362a 1101a
40 606c 705c 820c 773c
粗枝 0 684b 724b 943b 817b
Roughshoots 20 769a 808a 1314a 881a
40 594c 602c 829c 577c
细枝 0 704b 701b 892b 981b
Withe 20 785a 754a 1105a 1234a
40 601c 531c 706c 762c
主根 0 706b 796b 401b 282b
Root 20 998a 934a 612a 391a
40 602c 701c 322c 252c
粗根 0 771b 847b 409b 298b
Largeroot 20 1084a 1004a 614a 390a
40 648c 700c 350c 253c
细根 0 828b 479b 645b 298b
Fineroot 20 1027a 532a 844a 386a
40 760c 467c 439c 254c
干 0 478b 248b 922b 838b
Trunk 20 511a 281a 1176a 1023a
40 416c 216c 801c 763c
  注(Note):同列数据后不同字母表示同一器官不同施肥深度间差异达5%显著水平 Valuesfolowedbydiferentletersinacolumnare
significantamongfertilizationdepthsatthe5% level.
肥深度葡萄植株对15N-尿素的利用率分别为
705%、736%、539%;其余3个时期,20cm中
层施肥树体的15N-尿素的利用率分别为1470%、
2024%和2454%,均显著高于表层 0cm和深层
40cm施肥处理,且40cm深层施肥处理均最低,各
物 候 期 分 别 为 539%、 731%、 1093%
和1362%。
选择果实膨大期,按整株树前、中、后三部分
分析不同施肥深度各器官15N分配情况(图2)。可
以看出,果实膨大期3个施肥深度15N在树体内各
部位和各器官的分配情况相同,均表现为各施肥深
度各部位15N利用率为后部 >中部 >前部,且同一
部位各器官为叶 >果 >干 >枝 >根,叶子的15N吸
收量最高,根部表现出细根 >粗跟 >主根的趋势。
而3个不同施肥深度,同一部位植株的果实、叶、
枝、干和根的15N利用率均存在显著差异,其中均以
20cm沟施最高,显著高于表施(0cm)和40cm深
施。由此可见,不同施肥深度对植株各器官的15N
利用率均存在显著影响,但对15N在各部位各器官
的分配没有影响。
087
3期    汪新颖,等:不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性
表4 不同施肥深度各器官的15N分配率(%)
Table4 Partitionratioof15Nindiferentorgansatdiferentfertilizationdepths
测定时期
Determinationtime
施肥深度(cm)
Fertilizationdepth
营养器官
Nutritionorgan
贮藏器官
Storageorgan
生殖器官
Reproductionorgan
盛花期 0 1840a 7418a 742a
Fulbloomstage 20 1899a 7368a 733a
40 1980a 7303a 716a
新梢旺长期 0 1484a 7749a 1177a
Newshootgrowingstage 20 1141a 7202a 1657a
40 1279a 7236a 1486a
果实膨大期 0 2618a 3252a 4130a
Fruitrapidswelingstage 20 2006a 4316a 3677a
40 2767a 3677a 3556a
果实成熟期 0 2540a 1086a 6375a
Fruitmaturitystage 20 2422a 1036a 6542a
40 2296a 1035a 6668a
  注(Note):同列数据后不同字母表示施肥深度间差异达5%显著水平 Valuesfolowedbydiferentletersinacolumnaresignificantamong
fertilizationdepthsatthe5% level.
图1 不同物候期不同施肥深度植株的15N利用率
Fig.1 15Nutilizationrateofdiferentkeyphenologicalperiod
[注(Note):柱上不同字母表示不同施肥深度间差异达5%显著水平
Diferentletersabovethebarsmeansignificantamongfertilizerdepthatthe5% levels.]
3 讨论
根层施肥可有效提高氮肥利用率,与根系密度
和肥料对根系活力的提高有关[22]。细根是合成细
胞分裂素的器官,能促进地上部的生殖生长,其数量
的多少在一定程度上决定地上部花芽分化的能力,
特别是中层土壤细根的多少,将氮肥施入细根区,可
以有效提高氮素利用率[23-24]。不同作物的最佳施
肥深度存在很大差异[8,24-25],主要是根系密集区不
同。葡萄根系不同生长期在土壤中的分布变化不
大,主要分布在距离地面0—40cm的土层,占总根
量的867%[26-27],细根多分布在 5 15cm的土
层[22],孙权等[8]在贺兰山东麓对酿酒葡萄的研究表
明,中层施肥(40cm)产量最高,品质最优;王平凡
等[19]研究指出,30cm施肥深度红地球葡萄产量及
品质均达到了最优;而本研究结果显示,20cm中层
施肥处理红地球葡萄的产量最高、Vc含量最高,均
与表施和深层施肥差异显著,同时20cm的施肥深
度提高了葡萄糖度,但酸度并未增加。可见,河北主
产区红地球葡萄的吸收根主要分布在20cm左右的
土层,因此,将肥料施入20cm左右的中层土壤中,
有利于红地球葡萄对肥料养分的吸收利用以及产量
187
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 22卷
图2 不同施肥深度各器官15N分配状况(%)
Fig.2 Partitionratioof15Nindiferentorgansatdiferentfertilizerapplicationdepths
[注(Note):按图中两条虚线将整株果树分为前、中、后三部分,接近根部为后Astwodotedlinesinthefigurebefore,duringandafterthewhole
fruitwasdividedintothreeparts,closetotherootasapost.A—15N-尿素表层撒施15Nureasurfacescatering;B—15N-尿素中层 20cm施入
15Nureaapplicationin20cm;C—15N-尿素40cm深层施入15Nureaapplicationin40cm.]
和品质的提高。该研究结果与孙权等[8]和王平凡
等[19]的最优施肥土层40cm、30cm等不同,分析其
原因,主要是由于近几年河北葡萄主产区的果园不
深翻,导致吸收根系上浮。
3个施肥深度处理,各时期营养、贮藏、生殖三
大器官的15N分配率不存在显著差异,且各时期各
器官的变化趋势一致。史祥宾等[28]研究表明,不同
时期巨峰葡萄植株各器官的15N分配率呈现相同的
趋势。说明施肥深度对葡萄树体各器官养分的分配
没有显著影响,只影响了各器官对氮的吸收征调能
力,没有影响15N的分配。甜樱桃和嘎啦苹果对氮
素的吸收、分配特性也表明,施肥深度对植株各器
官氮素的吸收能力有一定的影响[29-31]。而张进
等[32]对不同施肥期沾化冬枣15N吸收特性的研究表
明,不同施肥期15N分配率存在显著差异。这说明
施肥时期可能是影响各器官15N分配率的主要因
子,而施肥深度对氮素分配率没有显著影响。
施肥深度对葡萄的影响不仅体现在养分吸收量
上,还体现在氮素的利用率上。本研究结果显示,从
盛花期到成熟期,3个施肥深度植株对15N-尿素的
利用率随物候期的推移均呈逐渐升高的趋势,盛花
期最低,成熟期最高。史祥宾等[28]研究也表明,自
萌芽期到叶片衰老期,葡萄植株对15N尿素的当季利
用率呈升高趋势,以果实成熟期最高;同样的规律还
体现在白诗南葡萄树体上[33]。施肥深度为 20cm
时,树体各器官15N利用率最高,其次为表施,施肥
深度40cm时最低;原因在于施肥过浅,氮肥暴露
在地表,氮素易挥发,导致地表肥料难以被根系吸
收,从而降低肥效[5-17];在20cm处施肥,年周期细
根及其他各器官的 Ndf% 均显著高于表层和深层
施肥,表明20cm中层施肥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;施肥过深,使土壤上层大量的根系不能充分利用
深层的养分,肥料利用率降低。王桂华等[34]的研究
结果也表明,采用穴施化肥,施肥深度在35 40cm
以下,没有将肥料施在根系的集中分布层,造成肥料
渗漏浪费;施肥过浅,深度仅在10cm以上,造成根
系上浮;由此可见,施肥部位过深或过浅,都不利于
葡萄树体对肥料的吸收利用。
本研究可以看出,不同施肥深度红地球葡萄树
体的15N利用率、Ndf%以及15N分配率之间存在一
定的关系。各物候期树体的主根、粗根、细根和其
他各器官的Ndf%值均为20cm中层施肥最高,这
说明20cm的施肥深度增强了葡萄根系对肥料氮的
吸收能力和其他各器官对氮素的征调能力[35-36],有
利地发挥了肥效,使树体的氮素利用率提高,各器官
分配量增加,满足了树体各时期对氮的需求,这与
20cm中层施肥处理树体各器官的15N利用率最高
相吻合;但15N的分配率与利用率和Ndf%并没有显
著的关系,只是分配量随Ndf%的升高而有所增加。
本研究中,果实膨大期红地球葡萄树体3个施
肥深度处理的15N分配率均为地上部 >地下部,同
287
3期    汪新颖,等:不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性
样的规律体现在盆栽平邑甜茶上[37],且3个处理树
体前、中、后各部位均为地上部叶子的15N吸收量
最高,地下部细根最高;李鑫等[38]在李树上的研究
表明,氮素在叶片中含量最高,地下表现为细根最
高;马文娟等[39]对葡萄,Quinones等[40]对柑橘,王
富林等[41]对苹果的研究均表明,15N分配率以叶片
最高。但与史祥宾等[28]在巨峰葡萄上的研究结果,
即15N分配率果实 >叶片 >根 >当年生枝 >主干 >
多年生枝不同,可能与果树品种、树龄、种植地区
及果园管理方式不同有关。因此说明,3种施肥深
度地上各器官15N分配率表现出相同的趋势,即后
部>中部>前部。同一部位各器官的15N利用率均
存在显著差异,以20cm中层施肥最高,显著高于表
层撒施和40cm深层施肥,说明施肥深度对树体各
器官的氮素吸收量和利用率有显著的影响,20cm
中层施肥树体对氮素的利用率最高。
4 结论
20cm中层施肥较表施及深层施肥红地球葡萄
表现出显著的增产趋势;千粒重和 Vc含量最高,均
达到显著差异水平。中层施肥葡萄树体对氮素的吸
收能力最强,表现为15N利用率最高,其次为表层撒
施,40cm深层施肥最低。不同施肥深度植株各器
官对15N-尿素的利用率均随物候期的推移呈升高
的趋势,盛花期最低,成熟期最高。果实膨大期整
株15N利用率后部>中部 >前部;各器官15N利用率
叶最高;施肥深度对树体氮素的分配影响不显著。
施肥深度对红地球葡萄树体氮素的吸收利用具有显
著影响,以20cm中层施肥树体的氮素吸收利用率
最高。建议在葡萄生产中肥料施在20cm深处;前
期疏果时可适当在树体后部多留果穗,而前部适当
少量保留果穗,不应按常规方法均匀保留果穗。
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