全 文 :植物营养与肥料学报 2016,22(3):776-785 doi牶1011674/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。Email:xinyingwang2014@163com
通信作者 Tel:0312-7528210,Email:lj_zh2001@163com
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2277t/hm2,
果实Vc含量最高,达1172mg/kg,与表层(0cm)施肥(产量1622t/hm2和 Vc1038mg/kg)和40cm深层施肥
(产量1932t/hm2和Vc1023mg/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 736%、1470%、2024%和 2454%,均大于表层撒施(705%、
1074%、1270%和1654%)和40cm深层施肥(539%、731%、1093%和1362%);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:S6631601;S606+.2 文献标识码:A 文章编号:1008-505X(2016)03-0776-10
Characteristicsofabsorption,distributionandutilizationof15Nin
RedGlobleGrapeunderfertilizerapplicationindiferentdepths
WANGXinying1,ZHOUZhixia2,WANGYulian3,JIYanzhi1,YINXing1,MAWenqi1,ZHANGLijuan1
(1ColegeofResourcesandEnvironmentalSciences,AgriculturalUniversityofHebei/KeyLaboratoryforFarmlandEcoEnvironment
ofHebeiProvince/DiHongjieSoilandEnvironmentalLaboratoryofAgriculturalUniversityofHebei,Baoding071000,China;
2ColegeofIndustrialVocationalandTechnicalofHebei,Shijiazhuang050091,China;
3Wen’anForestryBureauofHebei,Langfang065800,China)
Abstract:【Objectives】Thisstudywasconductedtoinvestigatethecharacteristicsofabsorption,distributionand
utilizationof15NinGloblegrapeunderfertilizerapplicationindiferentdepths,whichprovidedatheoreticalbasis
forguidingthereasonablenitrogenfertilizerapplicationforgrapeunderfieldconditions.【Methods】The
experimentalmaterialwasthe‘RedGloble’grapewhichwasgrownfor15yearsingrapemainproducingregionsof
HebeiHuailaitoanalyzetheruleof15Nuptake,distributionanduseingrapetreesby15Nureafertilizerapplication
atdiferentdepths(0,20,40cm)inspring.【Results】TheresultsshowedthatGloblegrapeyieldandVccontent
withintermediatefertilizationin20cmdepthwereoptimal,respectivelyupto2277t/hm2and1172mg/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(1622t/hm2and1038mg/kg)and40cm(1932t/hm2and
1023mg/kg)fertilizerapplication.TheNdfofrootletsandotherorgansineachgrowthstagewith20cmfertilizer
applicationwassignificantlyhigherthansurfaceanddeepfertilizationapplication.Therewerenosignificant
diferenceswiththe15Ndistributionrateindiferentorgansofgrapeplantduringthesameperiodinthreefertilizer
applicationdepthtreatments,andtherateof15Ndistributionindiferentorgansshowedthesametrendduringthe
wholegrowthperiod,sothefertilizationdepthhadlitleinfluencesonmigrationanddistributionof15Nbetween
organs.Withtheprocessofgrowth,theutilizationratioof15Nureaofgrapeplantsindiferenttreatmentswas
increasedgradualy,whichwasminimuminflowering,thenitrogenuptakeanduseeficiencieswith20cm
fertilizationwerehighest,whichwere736%,1470%,2024% and2454% separatelyinfourgrowthperiods,
andwerelargerthanthosewiththesurfacefertilization(705%,1074%,12.70% and1654%)andthe40cm
fertilizationtreatment(539%,731%,10.93% and1362%).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223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 4734%和
5457%,均位居全国第二,2014年种植面积达到
13282×103hm2,总产量达16302×104t[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8055 20820kg/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
7052kg/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
5357%[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(495cm)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
11 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+4N
(mg/kg)
硝态氮
NO-3N
(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—20 290 1330 4957 268 815 142 7448 1677 875
20—40 194 1111 1105 247 821 147 7705 1258 1037
40—60 268 973 902 173 827 152 7940 917 1143
60—80 182 1084 564 122 827 130 8240 727 1033
80—100 268 891 370 95 835 130 8052 942 1006
12 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1500g(丰
度1022%),同时施入普通尿素18242g,磷酸二
铵20741g,硫酸钾 26923g。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。
13 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>02cm)、细枝(d≤02
cm)、中心干,根分为主根、粗根(d>10cm)、细
根(d≤10cm);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025mm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)。
14 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,SAS80
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
21 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1622、2277、1932t/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1341kg,Vc
含量最高,达到1172mg/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
332,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
1000grainwt.
(kg)
可滴定酸
Titratableacidity
(%)
可溶性固形物
Solublesolids
(%)
pH
Vc
(mg/kg)
固酸比
Solids/
acidity
0 1622c 1163c 058a 158a 327ab 1038b 2758a
20 2277a 1341a 059a 169a 332a 1172a 2870a
40 1932b 1278b 059a 159a 326b 1023c 2683a
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.
22 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
<005)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。
23 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。
24 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
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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
Fulbloomstage
新梢旺长期
Newshootgrowingstage
果实膨大期
Fruitrapidswelingstage
果实成熟期
Fruitmaturitystage
果(花) 0 706b 731b 858b 1471b
Fruit(Flower) 20 775a 825a 1317a 1684a
40 579c 601c 821c 1167c
叶 0 701b 737b 1005b 930b
Leaves 20 771a 815a 1362a 1101a
40 606c 705c 820c 773c
粗枝 0 684b 724b 943b 817b
Roughshoots 20 769a 808a 1314a 881a
40 594c 602c 829c 577c
细枝 0 704b 701b 892b 981b
Withe 20 785a 754a 1105a 1234a
40 601c 531c 706c 762c
主根 0 706b 796b 401b 282b
Root 20 998a 934a 612a 391a
40 602c 701c 322c 252c
粗根 0 771b 847b 409b 298b
Largeroot 20 1084a 1004a 614a 390a
40 648c 700c 350c 253c
细根 0 828b 479b 645b 298b
Fineroot 20 1027a 532a 844a 386a
40 760c 467c 439c 254c
干 0 478b 248b 922b 838b
Trunk 20 511a 281a 1176a 1023a
40 416c 216c 801c 763c
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
705%、736%、539%;其余3个时期,20cm中
层施肥树体的15N-尿素的利用率分别为1470%、
2024%和2454%,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 539%、 731%、 1093%
和1362%。
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。
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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 1840a 7418a 742a
Fulbloomstage 20 1899a 7368a 733a
40 1980a 7303a 716a
新梢旺长期 0 1484a 7749a 1177a
Newshootgrowingstage 20 1141a 7202a 1657a
40 1279a 7236a 1486a
果实膨大期 0 2618a 3252a 4130a
Fruitrapidswelingstage 20 2006a 4316a 3677a
40 2767a 3677a 3556a
果实成熟期 0 2540a 1086a 6375a
Fruitmaturitystage 20 2422a 1036a 6542a
40 2296a 1035a 6668a
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867%[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15Nureasurfacescatering;B—15N-尿素中层 20cm施入
15Nureaapplicationin20cm;C—15N-尿素40cm深层施入15Nureaapplicationin40cm.]
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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