兩種施肥模式下柑橘樹體氮素吸收與運轉機制的研究

李清南，曹淑燕，古咸杰，熊 博，葉 霜，邱 霞，汪志輝

(四川農業大學 園藝學院，四川 成都 611130)

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兩種施肥模式下柑橘樹體氮素吸收與運轉機制的研究

李清南，曹淑燕，古咸杰，熊 博，葉 霜，邱 霞，汪志輝

(四川農業大學 園藝學院，四川 成都 611130)

以石棉縣8年生黃果柑為材料，通過關鍵物候期(萌芽期、夏梢旺長期、果實迅速膨大期、轉色期)施肥和常規施肥(謝花期、夏梢旺長期)兩種模式施入15N-尿素和普通尿素，測定夏梢旺長期、果實迅速膨大期以及轉色期果實和葉片中的Ndff值以及成熟期樹體不同器官的Ndff值、15N分配率以及15N利用率的差異情況。結果表明：在果實迅速膨大期、轉色期以及成熟期3個關鍵時期，關鍵物候期施肥模式下柑橘果實的Ndff值顯著大于常規模式下果實的Ndff值，兩種模式下葉片的Ndff值在果實轉色期均顯著低于其他三個物候期，分別為2.04(關鍵物候期施肥)和2.01(常規施肥)；成熟期兩種施肥模式均表現為果實中15N分配率最高，其中關鍵物候期施肥模式果實的15N分配率為50.2%，顯著高于常規施肥模式的45.7%，關鍵物候期施肥模式下柑橘樹體的15N利用率為35.7%，顯著高于常規施肥的27.8%，表明關鍵物候期施肥能夠使柑橘樹體更充分地吸收、利用氮素。

柑橘；關鍵物候期施肥；15N-尿素；吸收；利用

氮是果樹生長發育的重要營養元素，對樹體器官構建、物質代謝以及諸多生理生化過程有其他元素不可替代的作用[1]。適量施用氮肥不僅能提高葉片的光合速率[2-3]，增加光合葉面積[4]，還能促進花芽分化，提高坐果率[5]，增強庫活性[6]，提高果實品質[7-8]。但我國大多果園經營規模小且分散，施肥的盲目性較大，普遍存在施肥結構不合理、養分不平衡、肥料利用率低下等現象。前人研究表明，施用氮肥不當會減弱植物的抗病性，導致果實品質下降、樹體旺長等不良后果[9-13]。

在小麥上的研究表明，9507品種的非葉器官是其主要的氮素貯藏庫，小麥旗葉對籽粒的貢獻高于其他葉位葉片[14]；水稻上的研究表明，水稻對不同時期追施氮肥的吸收，隨著追肥時期的后延而增加[15]；蘋果上的研究表明，分次施肥處理15N利用率為32.20%，顯著高于一次施肥處理的23.34%[16]。說明不同施肥時期對于作物、果樹對氮素的吸收影響很大。

目前，我國多數柑橘果園施肥時期不合理，施肥量隨意性大[17]，為此，本試驗運用15N示蹤技術研究了兩種施肥模式下氮素在柑橘樹體內的吸收、運轉機制，以期為柑橘果園的科學、精準施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

試驗于2014年在四川省雅安市石棉縣宰羊鄉黃果柑果園進行。試材為8年生“黃果柑”雜柑，株行距為3 m×5 m。供試土壤為砂壤土，試驗地有機質含量4.51 g·kg-1、堿解氮含量 140.37 mg·kg-1、速效磷含量100.81 mg·kg-1、速效鉀含量90.17 mg·kg-1。

選取生長勢基本一致，無病蟲害的黃果柑植株6株，其中3株用于常規施肥，于2014年4月2日和2014年6月21日分別施入15N尿素(青島騰龍微波科技有限公司生產，豐度20.1%)5 g和普通尿素95 g；另外3株于3月4日、6月21日、8月24日和11月3日分別施入15N尿素 4，1，4，1 g及普通尿素 76，19，76，19 g。常規施入磷鉀肥，施肥后立即澆水[16，18]。

在夏梢旺長期(6月21日)、果實迅速膨大期(8月24日)以及果實轉色期(11月3日)采集果實和葉片，果實采集部位為外層和內膛的4個方向各1個，共8個；葉片在東南西北4個方向選取成熟的功能葉片采集。于果實成熟期(2015年3月4日)進行整株采樣，整株解析樣品分為細根(d≤0.2 cm)、粗根(d>0.2 cm)、中心干木質部、中心干韌皮部、多年生枝木質部、多年生枝韌皮部、二年生枝、一年生枝、葉、果。單株為1次重復，重復3次。

1.2 測定方法及計算公式

樣品按清水→洗滌劑→清水→1%鹽酸→3次去離子水順序沖洗后，105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重，電磨粉碎后，全氮過10目篩，標記氮過 60 目篩[19-20]，混勻后裝袋備用。

用凱氏定氮法測定樣品全氮，用元素分析-穩定同位素質譜聯用儀(上海交通大學分析測試中心)測定15N豐度。其中：

Ndff值指植株器官從肥料中吸收分配到的15N量對該器官全氮量的貢獻率，它反映了植株器官對肥料15N的吸收征調能力[21]。

Ndff=(植物樣品中15N豐度-15N自然豐度)/(肥料中15N豐度-15N自然豐度)；

氮肥分配率(%)=各器官從氮肥中吸收的氮量(g)/總吸收氮量(g)×100；氮肥利用率(%)=[Ndff×器官全氮量(g)]/施肥量(g)×100[16]。

1.3 數據分析

采用Excel 2007和DPS 7.05軟件進行數據統計、差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 關鍵物候期施肥對柑橘不同關鍵物候期葉片Ndff值的影響

由圖1-A可以看出，兩種施肥模式下葉片的Ndff值在夏梢旺長期、果實迅速膨大期、果實轉色期以及果實成熟期差異均不顯著。兩種模式下葉片的Ndff值在果實轉色期均出現了最低值，其中關鍵物候期施肥為2.04，常規施肥為2.01，分別顯著低于其他3個關鍵物候期。而在果實成熟期兩種施肥模式葉片的Ndff值又恢復到較高值，顯著高于轉色期葉片的Ndff值，說明成熟期柑橘果實對氮素的需求增加，而作為果實氮素供應的庫源，葉片吸收氮素的速率加大。

圖1 兩種施肥模式下不同關鍵物候期柑橘葉片(A)和果實(B)的Ndff值Fig.1 Effect of two fertilization modes on the Ndff value of citrus leaves (A) and fruits (B) in different key phenophases

2.2 關鍵物候期施肥對柑橘不同關鍵物候期果實Ndff值的影響

由圖1-B可以看出，兩種施肥模式下果實的Ndff值均呈上升趨勢。在果實迅速膨大期、轉色期以及成熟期3個關鍵時期，關鍵物候期施肥模式下果實的Ndff值顯著大于常規施肥模式下果實的Ndff值，說明關鍵物候期施肥比常規施肥更能促進柑橘樹體對15N的吸收，且隨著物候期的推移，果實對15N吸收的速率逐漸增大，對土壤中的氮素吸收能力更強。

2.3 關鍵物候期施肥對柑橘果實成熟期各器官Ndff值的影響

由表1可知，關鍵物候期施肥模式下果實、多年生枝木質部及細根Ndff值顯著高于常規施肥模式，而其他器官的Ndff值差異不顯著，表明關鍵物候期施肥使得柑橘樹體的果實和根系對15N的吸收能力增強，從而使更多的氮素營養流向果實；而多年生枝木質部Ndff值的提高，表明關鍵物候期施肥模式下柑橘樹體在成熟期貯藏在多年生枝木質部中的氮素比常規施肥的多，可能是作為貯備氮源為第二年的樹體生長提供營養，其具體原因有待進一步研究。

表1 兩種施肥模式下果實成熟期柑橘不同部位的Ndff值

Table 1 Effect of two fertilization modes on the Ndff value of different citrus parts in maturity period

部位施肥模式常規施肥關鍵物候期施肥果實2.98±0.07b3.51±0.05a葉片2.55±0.06cd2.69±0.03c一年生枝2.11±0.07ef2.23±0.07e二年生枝1.70±0.03hij1.82±0.04gh多年生枝木質部1.53±0.02j1.74±0.02hi多年生枝韌皮部1.61±0.06ij1.71±0.02hij中心干木質部1.57±0.08ij1.68±0.04hij中心干韌皮部1.56±0.01j1.68±0.02hij粗根2.01±0.09fg2.10±0.01ef細根2.21±0.11e2.47±0.07d

注：表中數據為3次重復的平均值±標準誤差，數據后沒有相同小寫字母表示差異達5%顯著水平。表2同。

2.4 關鍵物候期施肥對柑橘果實成熟期不同部位15N分配率的影響

由表2可知，兩種施肥模式間果實和葉片的15N分配率均差異顯著，關鍵物候期施肥模式果實的15N分配率為50.2%，顯著高于常規施肥模式的45.7%；葉片的15N分配率為30.1%，顯著低于常規施肥模式的32.1%，其他器官的15N分配率差異不顯著。上述結果表明，與常規施肥相比，關鍵物候期施肥主要影響成熟期果實和葉片中氮素的含量，其能促進柑橘樹體吸收的氮營養更多地流向果實，滿足果實的生長發育需要。兩種施肥模式下均以果實中的15N分配率最高，表明此時期果實為柑橘樹體的生長中心，根系吸收的氮素主要供應果實生長發育的需要。

表2 兩種施肥模式下果實成熟期柑橘不同部位的15N分配率(%)的影響

Table 2 Effect of two fertilization modes on distribution rate of15N (%) in different citrus parts in maturity period

部位施肥模式常規施肥關鍵物候期施肥果實45.7±0.18b50.2±0.09a葉片32.1±0.18c30.1±0.08d一年生枝0.60±0.19klm0.29±0.08m二年生枝0.90±0.18k0.59±0.09klm多年生枝木質部2.75±0.19hi2.44±0.08ij多年生枝韌皮部2.53±0.18hij2.22±0.08j中心干木質部3.55±0.18f3.24±0.09fg中心干韌皮部3.25±0.19fg2.92±0.08gh粗根7.80±0.18e7.49±0.08e細根0.80±0.18kl0.49±0.08lm

2.5 關鍵物候期施肥對柑橘果實成熟期15N利用率的影響

從表3可知，關鍵物候期施肥成熟期柑橘植株的15N吸收量為3.94 g，顯著高于常規施肥柑橘植株吸收的2.72 g，關鍵物候期施肥模式下柑橘植株的15N利用率為39.4%，而常規施肥模式下15N的利用率僅為27.2%，差異顯著，表明關鍵物候期施肥柑橘植株對土壤中的氮營養吸收能力更強，能顯著提高柑橘植株對氮肥的利用率。

表3 兩種施肥模式下果實成熟期柑橘植株的15N利用率

Table 3 Effect of two fertilization modes on15N utilization rate in citrus maturity period

指標施肥模式常規施肥關鍵物候期施肥植株總氮量/g189.39±2.52b201.62±1.96a吸收的15N量/g2.72±0.04b3.94±0.04a15N利用率/%27.2±0.43b39.4±0.38a

注：同行不同列數據后沒有相同小寫字母表示差異達5%顯著水平。

3 討論

柑橘是典型亞熱帶常綠果樹，一個物候期內多次抽梢和發根，受外界環境季節性的影響，樹體不同物候期對養分的吸收、利用和積累存在明顯變化[22-23]。本試驗結果也表明了黃果柑不同關鍵物候期施肥處理果實的Ndff值隨著物候期的進行呈上升趨勢，且差異顯著，說明柑橘植株對土壤中氮素吸收的速率隨著柑橘果實的生長越來越快。但是施肥過多或過少都會影響柑橘葉片對氮素的吸收，本試驗中果實迅速膨大期兩種施肥模式下葉片的Ndff值均比夏梢旺長期小，與盧曉鵬等[13]研究的氮素營養缺乏影響柑橘的生長發育，而過度施用氮肥帶來柑橘樹體代謝紊亂的現象相符合。因此，夏梢旺長期柑橘樹體的施肥，要結合夏季修剪來進行。

本試驗中兩種施肥模式下果實成熟期不同器官15N分配率均表現為果實中最高，且關鍵物候期施肥果實的15N分配率顯著高于常規施肥果實的15N分配率，與李紅波等[16]在蘋果上研究的一次性施肥和分次施肥對氮素在果實采收期生殖器官(果實)上的分配率影響不大不一致，這可能與兩個種屬自身的遺傳性狀有關，具體原因有待進一步研究。

本試驗在四川省雅安市石棉縣宰羊鄉的一個標準化果園中進行，土壤含氮量水平一致。在同等供氮水平下，關鍵物候期施肥模式下氮肥的利用率顯著高于常規施肥氮肥的利用率，原因可能在于常規施肥第一次施肥，此時正處于黃果柑樹體謝花期，萌芽期對氮肥的需求高峰已過[24]，而第二次在夏梢旺長期施肥，過多的氮素消耗在夏梢的抽發及生長上，導致柑橘樹體發育后期有效氮供應不足，致使氮素利用率降低；而關鍵物候期施肥模式下，施肥時期與柑橘樹體關鍵物候期相吻合，施入土壤中的氮肥能夠迅速充分地被柑橘樹體吸收利用，因此在柑橘大規模種植生產中值得應用推廣。

針對果園進行的施肥處理，尤其是成規模的果園，在充分了解不同果樹物候期特點的基礎上，根據其一年中吸收養分的特點，確定出不同果樹特定的關鍵物候期，依據關鍵物候期來確定施肥時間；同時根據土壤的供肥水平、樹勢的強弱以及上一年的掛果量，來合理地確定施肥量，從而達到提高肥料利用率的目的，同時有利于改善我國果園普遍存在的因偏施氮肥造成的資源浪費、土壤結構板結的現狀。

[1] 于妮娜. UV-B增強對設施桃碳氮營養分配和果實品質的影響[D]. 泰安：山東農業大學，2012.

[2] DEJONG T M. Leaf nitrogen content and CO2assimilation capacity in peach[J].JournaloftheAmericanSocietyforHorticulturalScience，1982，107(6)：955-959.

[3] DE JONG T M， DAY K R， JOHNSON R S. Partitioning of leaf nitrogen with respect to within canopy light exposure and nitrogen availability in peach[J].Trees，1989，3(3)：89-95.

[4] STASSEN P J C， TERBLANCHE J H， STRYDOM D K. The effect of time and rate of nitrogen application on development and composition of peach trees[J].Agoplantae，1981，13(3)：55-61.

[5] KHEMIRA H. Influence of canopy orientation on fruiting of “Anjou” pears and postharvest urea spray on ovule longevity and fruit set of “Comice” pears[M]. Corvallis：Oregon State University，1991.

[6] SAENZ J L，DEJONG T M，WEINBAUM S A. Nitrogen stimulated increases in peach yield are associated with extended fruit development period and increased fruit sink capacity[J].JournaloftheAmericanSocietyforHorticulturalScience，1997，122(6):772-777.

[7] 張春勝，王鐘經，姜廣仁，等. 氮磷鉀對萊陽茌梨產量與品質影響的研究[J]. 萊陽農學院學報，1992，9(3)：226-230.

[8] 汪景彥. 提高蘋果外觀質量新技術[J]. 果樹科學，1995，12(3)：200-202.

[9] 張紹玲. 施氮量對不同樹勢紅富士蘋果生長和果實品質的影響[J]. 河南農業科學，1993(5)：28-30.

[10] 何紹國，秦煊南，李成秀. 氮磷鉀肥水平對檸檬產量和流膠病的影響[J]. 西南農業大學學報，1996，18(1)：13-16.

[11] 張克俊. 蘋果樹的氮素營養和施肥措施[J]. 西北園藝，1996(1)：41.

[12] 馮榮揚，郭良珍. 甘蔗品種、施氮水平對甘蔗赤斑病嚴重度及產量損失的影響[J]. 熱帶作物學報，2000，21(2)：80-85.

[13] 盧曉鵬，李靜，黃成能，等. 氮素脅迫對枳生長發育及其氨基酸含量的影響[J]. 湖南農業大學學報，2013，39(6)：615-620.

[14] 王之杰，王紀華，趙春江，等. 用葉面標記態15N研究冬小麥不同葉位氮素的運轉[J]. 華北農學報，2004，19(2)：71-75.

[15] 王福鈞，彭根元，蘭林旺，等. 應用15N示蹤技術研究水稻吸收肥料氮的動態及不同時期追施氮肥的作用[J]. 中國農業科學，1981，14(4)：66-71.

[16] 李紅波，姜遠茂，魏紹沖，等. ‘嘎啦’蘋果對一次和分次施入15N尿素的吸收、分配和利用[J]. 園藝學報，2011，38(9):1727-1732.

[17] 王秀英. 重慶地區柑橘園土壤養分現狀及優化施肥研究[D]. 重慶：西南大學，2011.

[18] 李洪娜，葛順峰，門永閣，等. 蘋果樹矮化中間砧SH6對幼樹氮素吸收、分配和貯藏的影響[J]. 園藝學報，2014，41(5)：851-858.

[19] 蘇波，韓興國，黃建輝.15N自然豐度法在生態系統氮素循環研究中的應用[J]. 生態學報，1999，19(3) ：408-416.

[20] 李善家，張有福，陳拓. 西北地區油松葉片穩定碳同位素特征與生理指標的關系[J]. 應用與環境生物學報，2010，16(5)：603-608.

[21] 顧曼如.15N在蘋果氮素營養研究中的應用[J]. 中國果樹，1990(2)：46-48.

[22] 刁莉華. 柑橘葉片營養元素含量的季節變化[D]. 重慶：西南大學，2013.

[23] 方順民，石學根. 柑橘新型栽培模式研究初探[J]. 浙江柑橘，2008，25(1)：22-23.

[24] 蒲雪荔. 石棉黃果柑增糖降酸效應研究[D]. 雅安：四川農業大學，2013.

(責任編輯 張 韻)

Study on nitrogen absorption and operation mechanism of citrus tree in two fertilization modes

LI Qing-nan，CAO Shu-yan，GU Xian-jie，XIONG Bo，YE Shuang，QIU Xia，WANG Zhi-hui*

(CollegeofHorticulture，SichuanAgriculturalUniversity，Chengdu611130，China)

With 8-year-old Huangguogan in Shimian as materials，15N-urea and urea were fertilized through two modes including the key phenophase (germination period，strong period of summer shoot，rapid enlargement of the fruit，veraison) fertilization and conventional (the falling period，strong period of summer shoot) fertilization. The difference in Ndff value in fruits and leaves during the strong periods of summer shoot，rapid enlargement of the fruit and veraison， and Ndff value，the distribution rate of15N，the utilization rate of15N in different parts of the tree during the maturity period were measured. The results showed that：in the three key periods of rapid enlargement of the fruit，veraison and maturity，the Ndff value of citrus fruit in the key phenophase fertilization mode was notable higher than that in conventional fertilization mode，the Ndff value of citrus leaves in veraison was notable lower than the other three phenophases in the two modes，which were 2.04 (the key phenophase fertilization) and 2.01(conventional fertilization) respectively. In the maturity period，the distribution rates of15N were the highest in fruits both in the two modes，in which the distribution rate of15N in fruits in the key phenophase fertilization mode was 50.2%，significantly higher than 45.7% in the conventional fertilization mode; Meanwhile， the utilization rate of15N of citrus tree in the key phenophase fertilization mode was 35.7%，which was also significantly higher than 27.8% in the conventional fertilization mode. It was indicated that nitrogen could be absorbed and utilized much more fully by citrus trees in the key phenophase fertilization mode.

citrus；the key phenophase fertilization；15N-urea；absorption；utilization

http://www.zjnyxb.cn李清南，曹淑燕，古咸杰，等. 兩種施肥模式下柑橘樹體氮素吸收與運轉機制的研究[J].浙江農業學報，2016，28(1)：51-55.

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.01.09

2015-06-23

四川省科技支撐計劃項目(2011NZ0034)；四川省科技廳基金項目(10ZC1454)

李清南(1990—)，河南開封人，在讀碩士研究生，研究方向為柑橘施肥。E-mail: 1192216887@qq.com

*通信作者，汪志輝，E-mail：wangzhihui318@126.com

S666.1

A

1004-1524(2016)01-0051-05

浙江農業學報ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2016，28(1):51-55