供磷水平对苹果砧木氮、磷吸收和利用特性的影响

季萌萌， 彭 玲， 文 炤， 姜 翰， 葛顺峰， 姜远茂

(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)

供磷水平对苹果砧木氮、磷吸收和利用特性的影响

季萌萌， 彭 玲， 文 炤， 姜 翰， 葛顺峰， 姜远茂*

(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)

苹果； 砧木； 磷； 氮； 吸收； 利用

1 材料与方法

1.1 供试材料与设计

试验于2013年在山东农业大学园艺试验站进行。供试土壤为黏质壤土，有机质10.13 g/kg、 碱解氮76.63 mg/kg、 速效磷14.60 mg/kg、 速效钾184.99 mg/kg、 pH 6.7 。以一年生八棱海棠(M.micromalusMakino)、平邑甜茶(MalushupehensisRehd.)和富平楸子[M.prunifolia(Willd)Borkh.]实生苗为试材，于2013年3月15日播种，维持正常田间管理，每种砧木选取长势基本一致的植株15盆，每盆6株。试验设置P2O50、50、100、150和200 kg/hm25个磷浓度，3次重复，折合磷酸氢二铵0、0.3、0.6、0.9和1.2 g，依次记为P0、P1、P2、P3、P4处理。同时按照氮(以N计)、钾(以K2O计)100 kg/hm2的标准施入尿素和硫酸钾，其中包括15N-尿素0.1 g，所用15N-尿素(上海化工研究院生产)丰度为10.22%。

1.2 样品处理与分析方法

于7月28日整株取样测定。取样后将植株分成根、茎和叶三部分，样品于 105℃杀青30 min ，80℃烘干至恒重，用不锈钢电磨粉碎，过 0.25 mm 筛后备测；各器官干物质量用千分之一电子天平称量；植株含磷量用H2SO4-H2O2消煮—钒钼黄比色法测定；全氮用凯氏定氮法测定；15N丰度在中国农业科学院原子能利用研究所用MAT-251质谱仪测定；根系活力用氯化三苯基四氮唑(TTC)还原法测定，以单位鲜重根系还原的TTC量表示。

1.3 数据统计分析

Ndff(%)=(植物样品中15N丰度%-自然丰度%)/(肥料中15N丰度%-自然丰度%)×100

氮肥利用率(%)=[Ndff×器官全氮量(g)]/施肥量(g)×100

氮肥分配率(%)=各器官从氮肥中吸收的15N氮量(g)/总吸收15N氮量(g)×100

植株磷吸收效率(mg/plant)=磷浓度(mg/g)×植株干物质重(g/plant)

植株磷利用效率(g/mg)=植株干物质重(g)/吸磷量(mg)

用Microsoft Excel 2007进行数据处理； 用DPS数据处理系统单因素试验统计分析方法进行显著性和相关性分析； 多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 不同供磷水平下苹果砧木磷吸收效率和磷利用效率的差异

植株磷吸收效率可以用单位植株干重的全磷含量(即吸磷量)表示，是指植物在一定介质有效磷浓度下吸收的总磷量，它反映了植株对介质中磷的吸收能力[8]；磷素利用效率是指植物吸收到体内的单位磷素所形成的地上部干物质量，是衡量作物利用磷素养分资源效率的重要指标[9]。

3种苹果砧木的磷吸收效率在低磷时随着供磷水平的增加而升高，在P1水平下富平楸子、八棱海棠和平邑甜茶的磷吸收效率达到最大值，分别为23.75、18.11和13.56 g/plant；随后磷吸收效率开始下降，至P2时富平楸子磷吸收效率最低，而八棱海棠和平邑甜茶的磷吸收效率在P3时最低(图1)，且P3和P4处理的磷吸收效率显著低于P1处理。不同供磷水平下平邑甜茶的磷利用效率均显著高于八棱海棠和富平楸子，且不同砧木在不同磷水平下磷利用效率的变化不同；平邑甜茶的磷利用效率以P2和P3处理最高，P1处理最低；富平楸子的磷利用效率以P2处理最高，P1处理最低；八棱海棠的磷利用效率以P3处理最高，P1处理最低。

图1 不同供磷水平下苹果砧木的磷吸收效率和磷利用效率Fig.1 Phosphorus absorption and utilization efficiencies of apple rootstocks under different P levels[注(Note)： 图中不同小写字母表示差异达0.05显著水平 Values followed by lowercases are significantly different at the 0.05 level.]

2.2 不同供磷水平下苹果砧木各器官Ndff的差异

2.3 不同供磷水平下苹果砧木总吸氮量和氮肥利用率的差异

图2 不同供磷水平下苹果砧木各器官Ndff值Fig.2 Ndff values of apple rootstocks under different P levels表1 不同供磷水平苹果砧木的总吸氮量(g)Table 1 Total nitrogen absorption of apple rootstocks under different P2O5 levels

砧木RootstockP0P1P2P3P4富平楸子M.prunifolia(Willd)Borkh.0.17±0.01d0.29±0.01a0.23±0.01c0.15±0.01e0.24±0.01b八棱海棠M.micromalusMakino0.18±0.01c0.19±0.01c0.20±0.01b0.22±0.01a0.23±0.01a平邑甜茶MalushupehensisRehd.0.15±0.01c0.21±0.01a0.22±0.01a0.18±0.01b0.17±0.01b

注(Note): 同行数据后不同小写字母表示差异达0.05显著水平Values followed by lowercases are significantly different among cultivars at the 0.05 level.

2.4 不同供磷水平下苹果砧木根系生物量及根系活力的差异

表2表明，富平楸子的根系生物量在P1处理最大，P0处理最小，而根系活力在P1处理最大，P2处理最小；八棱海棠的根系生物量和根系活力整体变幅较小，其中生物量在P3处理最大，而根系活力在P0处理最高；平邑甜茶的根系生物量在P1处理最大，P0和P3处理最低，而根系活力在P3处理最高，P4处理最低。

相关性分析表明，苹果砧木的氮肥利用率与根系生物量和根系活力呈显著正相关关系(R2=0.69**，R2=0.61*)，其磷吸收效率与根系生物量和根系活力的相关性也较显著(R2=0.57*，R2=0.60*)，这表明，苹果砧木是通过根系对供磷水平的响应来影响植株对氮、磷的吸收和利用。

3 讨论

植物中的氮素吸收与磷营养密切相关，缺磷大

表2 不同供磷水平苹果砧木的根系生物量及根系活力Table 2 Root biomass and root activity of apple rootstocks under different P levels

注(Note): 数值后不同小写字母表示品种间差异达0.05显著水平Values followed by lowercases are significantly different among cultivars at the 0.05 level.

本研究中，富平楸子的氮肥利用率在低磷时最高，与富平楸子原产于土壤含磷量较低的陕北高原有关，从磷素利用角度富平楸子可作为该地区苹果砧木的重要参考；八棱海棠在高磷条件下氮肥利用率处于较高水平，可作为环渤海湾产区高磷苹果园砧木的重要参考；平邑甜茶在中等磷水平时氮肥利用率最高，前人研究[17]也表明平邑甜茶具有较强的抗耐性和嫁接亲和力，因此平邑甜茶可在磷素较为充足的山丘地新建苹果园采用。

[1] 廖红, 严小龙. 高级植物营养学[M].北京: 科学出版社,2003. 149-152. Liao H, Yan X L. Advanced plant nutrition[M]. Beijing: Science Press, 2003. 149-152.

[2] 丁宁, 姜远茂, 陈倩, 彭福田. 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[J]. 山东农业大学学报(自然科学版), 2012, 43(2): 223-226. Ding N, Jiang Y M, Chen Q, Peng F T. Effect of phosphorus on growth and15N absorption and utilization ofMalushupehensis[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science), 2012, 43(2): 223-226.

[3] 李绍长, 胡昌浩, 龚江, 杨管印. 供磷水平对不同磷效率玉米氮、钾素吸收和分配的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2004,10(3): 237-240. Li S C, Hu C H, Gong J, Yang G Y. Effects of phosphorus supply on nitrogen and potassium absorption and distribution of maize with different phosphorus efficiency[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2004, 10(3): 237-240.

[4] 阎秀兰, 段海燕, 王运华. 甘蓝型油菜不同基因型幼苗磷营养差异的研究[J]. 中国油料作物学报, 2002, 24(2): 47-49. Yan X L, Duan H Y, Wang Y H. Phosphorus efficiency of different rape (BrassicanapusL.) genotypes[J]. Chinese Journal of Oil Crop Science, 2002, 24(2): 47-49.

[5] 何鹏, 吴敏, 韦家少, 等. 不同磷水平对橡胶树幼苗氮钾吸收、分配与利用的影响[J]. 中国农学通报, 2011, 27(16): 1-6. He P, Wu M, Wei J Setal. Influence of different phosphorus levels on absorption, utilization and partition of N, K onHeveabrasiliensisseedlings[J].Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(16): 1-6.

[6] Henning H J, Jan K.S, Soussana J F. The influence of phosphorus deficiency on growth and nitrogen fixation of white clover plants[J]. Annals of Botany, 2002, 90: 745-753.

[7] 王树起, 韩晓增, 严君, 等. 缺磷胁迫对大豆根系形态和氮磷吸收积累的影响[J]. 土壤通报, 2010, 41(3): 644-650. Wang S Q, Han X Z, Yan Jetal. Impact of phosphorus deficiency stress on root morphology, nitrogen Concentration and phosphorus accumulation of soybean (GlycinemaxL.)[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2010, 41(3): 644-650.

[8] 严小龙, 张福锁. 植物营养遗传学[M]. 北京：中国农业出版社, 1997. Yan X L, Zhang F S. Genetics of plant nutrition[M]. Beijing: China Agriculture Press,1997.

[9] 乔振江, 蔡昆争, 骆世明. 低磷和干旱胁迫对大豆植株干物质积累及磷效率的影响[J]. 生态学报, 2011, 31 (19): 5578-5587. Qiao Z J, Cai K Z, Luo S M. Interactive effects of low phosphorus and drought stress on dry matter accumulation and phosphorus efficiency of soybean plants[J]. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31 (19): 5578-5587.

[10] 顾曼如.15N在苹果氮素营养研究上的应用[J]. 中国果树, 1990, (2): 46- 48. Gu M R. The application of15N in the study of nitrogen nutrition on apples[J]. China Fruits, 1990, (2): 46-48.

[11] 印莉萍, 黄勤妮, 吴平. 植物营养分子生物学及信号转导[M]. 北京: 科学出版社, 2006. Yin L P, Huang Q N, Wu P. Molecular biology and signal transduction in plant nutrition[M]. Beijing: Science Press, 2006.

[12] 季萌萌, 许海港, 彭玲, 等. 低磷胁迫下五种苹果砧木的磷吸收、利用特性研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20 (4): 974-980. Ji M M, Xu H G, Peng Letal. Studies on phosphorus acquisition and utilization characteristics of five apple rootstocks under the condition of phosphorus stress[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014 Vol. 20 (4): 974-980.

[13] 王见月, 刘庆花, 李俊良, 等. 胶东果园土壤酸度特征及酸化原因分析[J]. 中国农学通报, 2010, 26(16): 164-169. Wang J Y, Liu Q H, Li J Letal. Analysis on the characteristic and cause of orchard soil acidification in the area of Shandong Peninsula[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2010, 26(16): 164-169.

[14] Lyons J B, Görres J H, Amador J A. Spatial and temporal variability of phosphorus retention in a riparian forest soil[J]. Journal of Environment Quality, 1998, 27: 895-903.

[15] 鲁如坤. 土壤磷素水平和水体环境保护[J]. 磷肥与复肥, 2003, 18(1): 4-8. Lu R K. The phosphorus level of soil and environment protection of water body[J].Phosphate & Compound Fertilizer, 2003, 18(1): 4-8.

[16] 高阳俊, 张乃明. 施用磷肥对环境的影响探讨[J]. 中国农学通报, 2003, 19(6): 162-165. Gao Y J, Zhang N M. Studying on the influence of phosphorus fertilizer on environment[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2003, 19(6): 162-165.

[17] 赵晓光. 平邑甜茶在苹果砧木育种及栽培中的价值[J]. 安徽农业科学, 2005, 33(2): 265. Zhao X G. Values ofMalushupehensisRehd. on breeding and cultivation in apple rootstocks[J]. Journal of Anhui Agricultural Science, 2005, 33(2): 265.

Nitrogen and phosphorus absorption and utilization characteristics of apple rootstocks under different phosphorus levels

JI Meng-meng, PENG Ling, WEN Zhao, JIANG Han, GE Shun-feng, JIANG Yuan-mao*

(StateKeyLaboratoryofCropBiology，CollegeofHorticultureScienceandEngineering，ShandongAgriculturalUniversity，Tai’an，Shandong271018，China)

apple; rootstock; phosphorus; nitrogen; acquisition; utilization

2014-03-01 接受日期：2014-09-14

现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-28)；公益性行业(农业)科研专项资金(201103003)资助。

季萌萌(1990—)，女，山东枣庄人，硕士，主要从事苹果土壤营养研究。E-mail: melodyji2011@163.com * 通信作者 E-mail: ymjiang@sdau.edu.cn

S661.1；S606.2

A

1008-505X(2015)04-1016-06