肥料袋控緩釋對桃樹根系生長、氮素吸收利用及產量品質的影響

張亞飛，羅靜靜，彭福田，郜懷峰，王國棟，孫希武

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肥料袋控緩釋對桃樹根系生長、氮素吸收利用及產量品質的影響

張亞飛，羅靜靜，彭福田，郜懷峰，王國棟，孫希武

（山東農業大學園藝科學與工程學院/作物生物學國家重點實驗室，山東泰安 271018）

研究肥料袋控緩釋和普通溝施對桃園土壤養分動態變化、桃根系生長與分布、氮素吸收利用及果實產量品質的影響，為桃園科學施肥提供參考依據。以晚熟桃‘瑞蟠21’為試材，從2012年定植開始連續5年采用肥料袋控緩釋（BCRF）、等量一次溝施（FSA I）和高量兩次溝施（HFSA Ⅱ）的方法施肥，每年4、7、10月測定土壤養分含量；第3年結果后統計果實產量并測定品質指標；第5年采用15N同位素示蹤法研究不同施肥方式下桃樹的氮素利用率，同時考察根系的生長與分布。連續5年肥料袋控緩釋土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀養分含量比較穩定，而肥料溝施處理施肥前期土壤養分含量較高，隨后呈下降趨勢。連續5年肥料袋控緩釋使桃樹根系水平方向分布在距樹體100 cm范圍內，細根比例較高，占根系總長度的83.95%；而溝施處理根幅較大，等量一次溝施處理達140 cm，高量兩次溝施處理可達160 cm，且細根比例較小，分別占根系總長度的75.16%和70.63%；袋控緩釋處理根系生物量變化幅度小。連續5年肥料袋控緩釋處理后，第5年植株的氮素利用率分別為等量一次溝施處理和高量兩次溝施處理的1.39倍和1.81倍。綜合連續3年產量統計結果，肥料袋控緩釋處理的產量比等量一次溝施處理提高22.32%，與高量兩次溝施處理無明顯差異；果實品質較高量兩次溝施處理顯著提高。連續5年采用肥料袋控緩釋，桃園土壤養分含量保持穩定，可促進細根的發生，使根系分布集中，形成“密集型根系”，延長了根系壽命，并提高樹體對氮素的吸收利用及果實產量和品質。

肥料袋控緩釋；桃；15N標記；根系生長；氮素利用率；產量；品質

0 引言

【研究意義】氮素是果樹生長中的一種關鍵元素，氮肥施用是果樹生產中重要的農藝措施，合理施用可以促進花芽分化，提高坐果率，有利于果實膨大；但施用量過多，會使植物生長過旺，阻礙花芽形成，造成生理落果，影響果實著色，同時導致氮肥利用率不高，不僅造成資源浪費和生產成本增加，還帶來了空氣和土壤質量下降、水體污染等多種問題[1]。因此，果園中減少氮肥損失，提高氮肥利用率在生態環境保護、資源節約以及果樹產量和品質提高方面均有重要意義，而肥料袋控緩釋由于其肥效期長、養分釋放速率與果樹的需肥規律基本吻合[2-3]，可以實現氮素養分的穩定供應，提高了氮素利用率[4-5]，并減輕了肥料流失對土壤和環境的污染，在果園生產中具有良好的應用轉化前景。【前人研究進展】張守仕[4]、彭福田[5]等研究了肥料袋控緩釋對桃幼樹和沾化冬棗氮素利用率及生長的影響，結果表明肥料袋控緩釋可以促進細根發生，顯著提高氮素利用率；邵蕾[6-7]、孫占育[8]等研究表明袋控緩釋肥有效保證氮素穩定供應，提高了果實單果重和產量；在桃樹中的研究表明肥料袋控緩釋還可以減少氨揮發，增加土壤氮肥殘留，提高根系活力并增加根系生物量[9]，在一定程度上提高土壤酶的活性[10-12]；在蘋果、柑橘、葡萄、草莓、桃等樹種的應用研究表明，肥料袋控緩釋有效提高了果品的綜合品質[13-18]。此外在其他作物中的研究表明，施用緩釋肥可以提高植株光合速率[19]，延緩葉片衰老[20]。【本研究切入點】肥料袋控緩釋作為一種利用率高、環保、省工的新型肥料，在果樹生產上的應用已初見成效，目前對肥料袋控緩釋的研究主要是當年短期施肥的影響，而多年生果樹的生長和結果狀況并不完全取決于當年土壤養分的有效性[21]。桃樹作為多年生果樹，土壤養分穩定狀況對于樹體生長發育和果實品質具有重要作用。筆者課題組前期研究發現，肥料袋控緩釋在施用當年土壤養分含量較為穩定，可提高冬棗和桃幼樹當年氮素利用率[4-5]，但連續采用肥料袋控緩釋的長期效應有待進一步研究。【擬解決的關鍵問題】在前期研究的基礎上，以‘瑞蟠21’晚熟蟠桃為試材，從桃樹定植開始，進行連續5年的定點試驗，采用袋控緩釋（BCRF）、普通一次溝施（FSA Ⅰ）和高量兩次溝施（HFSA Ⅱ）的方法施肥，研究連續5年采用肥料袋控緩釋對桃園土壤養分狀況、根系生長與分布、氮素利用率及產量品質的影響，探討桃園采用肥料袋控緩釋的長期效應，以期為肥料袋控緩釋在桃樹中的科學應用提供理論參考。

1 材料與方法

試驗于2012年3月至2016年11月在山東農業大學南校區試驗站進行。

1.1 試驗材料

以‘瑞蟠21’/毛桃[(Carr) Franch.]為試材，株行距2 m×5 m。供試土壤為黏壤土，基本理化性質：有機質8.16 g?kg-1、堿解氮48.53 mg?kg-1、速效磷 56.29 mg?kg-1、速效鉀 74.18 mg?kg-1、土壤pH 6.7。

供試肥料為氮磷鉀復混肥，其中尿素、磷酸二銨、硫酸鉀以41﹕14﹕40（質量比）復混，混勻后借用工業流水線做成95g/袋，控釋袋材質為白復合紙，正、反面均打有三排微孔，微孔直徑0.2 mm，微孔間距0.5 cm，袋寬9 cm，袋長15 cm。

1.2 試驗設計

試驗于2012年3月定植后進行，按“Y”字型樹形整形修剪，常規管理，進行夏季和冬季修剪；每年果園施腐熟有機肥7.5 t?hm-2，采用噴灌系統進行正常水分管理。試驗設肥料袋控緩釋（BCRF）、等量1次溝施（FSA Ⅰ）和高量2次溝施（HFSA Ⅱ）3個處理，其中HFSA Ⅱ在生產中為農民普遍施肥方式；每處理3個小區，每小區6株。肥料采用放射溝法施用，即距樹干30 cm向外挖放射溝，寬15—20 cm、深20—30 cm、長20—30 cm，放射溝的位置每年交替進行。2014年開始掛果后，HFSA Ⅱ處理肥料加倍施用，放射溝長度為40—60 cm，肥料施用情況見表1。溝施處理為：將與袋控緩釋等量的復混肥均勻撒入溝內。其中2016年BCRF處理每包袋控緩釋用0.5 g15N尿素（上海化工研究院生產，豐度10.35%）代替0.5 g普通尿素；FSA Ⅰ處理用5 g15N尿素代替5 g普通尿素混勻施入；HFSA Ⅱ處理用10 g15N尿素代替10 g普通尿素混勻施入。試驗樹結果（2014年）后，每年統計果實產量。

表1 施肥時期及施肥量

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤養分的測定 于每年的4、7、10月中旬，每處理隨機選擇3株，避開當年施肥區，隨機采集0—20 cm和20—40 cm土層土壤樣品，自然風干混勻后進行養分測定。采用堿解擴散法測定堿解氮，用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測定有效磷，乙酸銨浸提—火焰光度計法測定有效鉀[22]。

1.3.2 根系行間水平分布特征調查 由于桃樹根系較大，分布深廣，整體取樣較為困難，因此采用分段挖掘法采集根系樣品。于2016年11月1日，各處理隨機選取3株，以樹干為中心，在行間水平方向上每20 cm為一段，挖長、寬、深分別為50 cm×20 cm×40 cm的方穴，直到沒有根系出現為止，將各段桃系樹根編號用自封袋帶回。將根樣洗凈、擦干，用WinRHIZO全自動根系掃描儀進行根系掃描、分析。按細根d≤2 mm，小根2 mm＜d≤5 mm，中根5 mm＜d≤10 mm，大根d＞10 mm對桃樹根系進行分級[23]。

1.3.3 新根生長狀況研究 運用根系原位觀測系統PMT-Root Scanner-R（恩奈瑟斯，北京，中國）觀測新根生長狀況。2016年4月10日各處理隨機選6株桃樹，在行間距樹干0.6 m處垂直埋設根系觀察管，埋設深度為45 cm，于2016年5月15日至9月15日，每30 d利用根系原位觀測系統對10—30 cm土層的根系圖片進行采集，圖像采集面積為21.56 cm×19.56 cm。利用系統所帶軟件進行根系生物量分析，白色與褐色根定義為活根，黑色或皺縮的根和兩次觀測期間消失的根定義為死根。

1.3.4 氮素利用率的測定 2016年9月20日（果實成熟期），對15N尿素標記的桃樹進行整株采樣分析，將整株分為葉片、側枝、主干、粗根（直徑＞2 mm）、細根（直徑≤2 mm）和果實6部分。然后將各樣品按清水→洗滌劑→清水→1%鹽酸→3次去離子水順序沖洗后，立即在105℃下殺青30 min，隨后置于80℃下烘干至恒重，粉碎過0.147 mm篩，混勻后裝袋備用。樣品全氮用凱氏定氮法測定[22]，15N豐度用MAT-251質譜計（中國農業科學院農產品加工研究所）測定。

15N吸收比例（Ndff）=(植物樣品中15N豐度-15N自然豐度)/(肥料15N豐度-15N自然豐度)×100%；

氮素分配率=各器官從氮肥中吸收的氮量(g)/總吸收氮量(g)×100%；

氮素利用率=［Ndff×器官全氮量(g)］/施肥量(g)×100%。

1.3.5 果實產量、品質的測定 試驗樹結果（2014年）后，每年統計果實產量。2014—2016年果實成熟時，在每株樹冠的中上部方向取5個果實，共30個，帶回實驗室測定果實品質。用百分之一天平測定果實單果重量；可滴定酸采用酸堿滴定法測定；Vc含量采用碘滴定法測定；果實中可溶性糖用蒽酮比色法測定；可溶性固形物采用TD-45測糖儀測定。

1.4 數據處理與分析

試驗數據采用Excel 2007進行圖表繪制，用SPSS19.0軟件對數據進行單因素方差分析及最小顯著差異性檢驗（Duncan’s新復極差法，<0.05）。

2 結果

2.1 不同施肥處理對土壤養分含量的影響

連續5年不同施肥處理土壤中堿解氮、速效磷和速效鉀含量的動態變化有所差異，如圖1所示。每年在施肥后的4月、7月和10月中旬取土測定養分含量，年動態變化相似：FSAⅠ處理土壤中養分含量前期水平較高，但呈逐漸降低的趨勢，7月和10月份土壤中有效養分含量已經低于BCRF處理；BCRF處理肥料土壤中養分含量較穩定，后期（10月）土壤養分含量也出現略微下降趨勢，但高于FSAⅠ處理；HFSAⅡ處理土壤中養分含量4月和7月水平較高，但10月份土壤養分含量降低較快。

HFSAⅡ處理各土層中養分含量均顯著高于FSAⅠ處理。與BCRF處理相比，HFSAⅡ處理土壤養分含量4月和7月水平較高，但10月份土壤養分含量無明顯差異。整體水平上，BCRF處理和HFSAⅡ處理土壤各土層中有效養分含量較FSAⅠ處理均有不同程度提高，以2016年測定結果為例，BCRF處理和HFSAⅡ處理0—20 cm土層中堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別比FSAⅠ處理高21.83%和39.61%，28.50%和28.26%，8.05%和52.66%，20—40 cm土層中堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別比FSAⅠ處理高11.80%和77.39%，14.33%和82.76%，14.93%和78.6%。在8月上旬‘瑞蟠21’進入果實膨大期，對養分需求較高，BCRF處理和HFSAⅡ處理土壤中有效養分含量仍保持較高水平，能更好的滿足晚熟桃對養分的需求。

BCRF：肥料袋控緩釋；FSA I：肥料等量一次溝施；HFSA Ⅱ：肥料高量兩次溝施。下同

2.2 根系生長和水平分布

由圖2可知，不同施肥方式處理桃樹根系在水平方向的分布存在一定差異，FSAⅠ處理桃樹根系在水平方向分布達140 cm，HFSAⅡ處理桃樹根系在水平方向分布可達160 cm，而BCRF處理桃樹根幅分布在100 cm之內，且在水平方向上74.41%的細根（d≤2 mm）分布在20—80 cm范圍內；溝施處理細根分布不集中。

圖2 不同施肥處理‘瑞蟠21’根系水平分布特征

由圖3可知，BCRF和FSAⅠ處理根系總長度沒有顯著差異；BCRF和HFSAⅡ處理細根總長度并沒有顯著差異，但顯著高于FSAI處理。3個處理細根長度占根系總長度的比例存在差異，BCRF處理細根比例較大，占根系總長度的83.95%；FSAⅠ處理細根比例次之，占根系總長度的75.19%；而HFSAⅡ處理細根長度僅占根系總長度的70.63%。說明肥料長期袋控緩釋有助于促進細根的發生。

不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）

根系生物量是指一定面積上某個時間存在的活根的量值。用根系原位觀測系統觀測根系生長狀況，由圖4可知，BCRF、FSAⅠ和HFSAⅡ處理根系生物量平均值分別為13 914.67、2 865.93和11 334.20 mm3，其中BCRF和HFSAⅡ處理根系生物量平均值無明顯差異，但HFSAⅡ處理根系生物量變化幅度較大。根系生物量動態變化可以反映根系的穩定性，從側面可以看出根系的壽命，說明肥料袋控緩釋處理可以提高根系密度，延長根系壽命。

2.3 氮素利用率

Ndff是指植株器官從肥料中15N中吸收分配到的15N量對該器官全氮量的貢獻率，反映植株器官對肥料中15N的吸收征調能力。由表2可知，不同施肥處理桃樹植株各器官的Ndff值具有較大差異，BCRF處理與HFSAⅡ處理各個器官的Ndff值均顯著高于FSAⅠ處理。與HFSAⅡ處理相比，BCRF處理能夠明顯提高除了主干以外其他器官的Ndff值。

圖4 不同施肥處理對根系生物量變化的影響

表2 不同施肥處理對植株各器官中氮素利用率的影響

表中數據為3次重復的平均值。同列相同器官不同小寫字母表示差異達0.05顯著水平。下同

The data in the table are means of three replicates. Different small letters in the same column and same organs mean significant difference among treatments at 0.05 levels. The same as below

不同施肥處理植株的總氮量和氮素利用率也存在顯著差異，HFSAⅡ處理分別為251.14g和19.18%，等量施肥處理下，均以BCRF處理較高，分別為223.83g和34.46%，而FSAⅠ處理為206.12g和24.84%。其中BCRF處理植株的氮素利用率是FSAⅠ處理的1.39倍，是HFSAⅡ處理的1.81倍。BCRF處理地上部氮素利用率顯著提高，其中果實、葉片和側枝中氮素利用率分別是FSA I處理的1.56倍、1.22倍和1.48倍。BCRF處理提高氮素利用率的效果較顯著，這與其養分釋放緩慢、穩定，降雨或灌溉時淋失較少有關。

2.4 果實產量和品質

2.4.1 果實產量 從桃樹定植開始，第3年（2014年）開始有產量，綜合連續3年統計結果，BCRF處理與HFSAⅡ處理果實產量差異較小。與FSA I處理相比，BCRF處理可以提高單株產量，2014—2016年分別提高16.85%、21.58%和25.63%。根據果實的單果重將果實分級，比較等量施肥2種不同處理的果實分級情況，大果率（單果重＞200 g的果實占總產量的比例）存在一定差異：BCRF處理大果率均超過80%，FSA I處理大果率在59%—73%（圖5）。肥料袋控緩釋可以提高單株產量和大果率。

2.4.2 果實品質 由表3可見，2014—2016年，BCRF處理與FSA I處理果實的可溶性固形物、固酸比和Vc含量均顯著高于HFSAⅡ處理，而可滴定酸含量則顯著低于HFSAⅡ處理。同時，BCRF處理與FSA I處理間各個品質指標均差異不顯著。

圖5 不同施肥處理對桃樹產量的影響

表3 不同施肥處理對桃果實品質的影響

3 討論

3.1 肥料袋控緩釋對土壤養分含量的影響

桃樹作為多年生果樹，土壤養分穩定狀況對于樹體生長發育和果實品質具有重要作用。肥料袋控緩釋是以控釋袋包裝肥料，通過調節控釋袋的微孔數目達到控制養分釋放的目的[5]。張守仕[2]、齊玉吉[3]和彭福田[5]等在冬棗和桃樹上研究了當年施肥對土壤有效養分含量的影響，發現肥料袋控緩釋能夠穩定的向樹體提供養分。本研究通過連續5年施用肥料袋控緩釋的定點試驗發現，高量2次溝施處理后的短時間內，土壤中有效養分含量明顯提高，但后期土壤中有效養分含量下降較快。與等量1次溝施處理相比，肥料袋控緩釋處理土壤中有效養分含量較為穩定，尤其在‘瑞蟠21’進入果實發育后期后，等量1次溝施處理土壤中養分水平較低，而袋控緩釋處理土壤中養分含量依然保持較高水平，這與前人研究結果相似。原因在于包膜肥料養分釋放過程實際就是膜內肥料養分通過包膜向外擴散的過程[24]，而肥料袋控緩釋養分的釋放特性可能與此相似，肥料的釋放速率與土壤中養分濃度有直接關系，隨著土壤中養分被植物吸收利用，肥料緩慢的釋放出來，有效減少了土壤中養分由于灌溉、雨水等的淋失，保證了土壤中養分含量的穩定。桃園土壤養分連續多年維持在相對穩定的水平，可為桃樹生長發育提供穩定的養分供給，保證樹體均衡生長。試驗過程中觀察到，多年肥料袋控緩釋處理樹勢中庸健壯，樹體結構較為穩定。

3.2 肥料袋控緩釋對桃樹根系生長和分布的影響

桃樹是淺根系果樹，養分的吸收主要是靠細根，因此，從提高肥料利用率的角度應該促進細根發生，延長細根壽命。張守仕[2]的研究發現在控釋袋周圍桃樹細根發生密集，肥料長期袋控緩釋不僅可以促進細根發生，而且能夠延長根系變褐時間。本研究利用根系原位觀測系統，進一步研究了常年采用肥料袋控緩釋對根系分布和根系壽命的影響，結果表明，與溝施相比肥料袋控緩釋桃樹根系在水平方向分布較集中，且細根比例增加。原因可能是肥料等量1次溝施處理后，短期內土壤養分濃度較高，但后期土壤養分濃度較低，根系缺乏營養，而根系為了維持樹體生長發育需要，根系外延吸收養分，進而周轉加快，根系延伸明顯，分布范圍較遠；肥料高量2次溝施處理后，土壤養分濃度波動較大，影響根系的生長發育。而袋控緩釋處理土壤養分比較穩定，有利于秋季根系的發生與生長，同時充足的養分保證了秋季部分根域的養分供應，減緩了根系周轉，延長了根系壽命，使根系延伸減緩，根系分布比較集中。桃樹根系常年處于養分穩定供應的狀態下，根系生長相對集中，有利于根系壽命的延長和降低根系構建所需的養分消耗。

3.3 肥料袋控緩釋對氮肥利用率及果實產量品質的影響

本研究中等量施肥情況下，肥料長期袋控緩釋不僅提高了植株的氮素利用率，同時產量提高20%左右，大果率在80%以上，這前人研究較為一致[3-5,12-13]。在生產中，筆者調查發現，高量兩次溝施處理為農民普遍施肥方式，與袋控緩釋處理相比，氮肥利用率降低44.34%，且施肥用工量需要增加一倍以上。本試驗結果表明，連續5年袋控緩釋處理與高量兩次溝施處理相比，提高了單株產量和大果率，且顯著提高了果實品質。顧曼如等[25]研究表明蘋果對氮素的利用可分為3個階段：前期因早春氣溫低吸收根少，主要是利用貯藏氮；中期果樹營養生長旺盛，主要利用當年所吸收的氮；后期新梢開始停止生長、花芽開始分化，是氮素的貯備階段。在此基礎上本研究認為肥料袋控緩釋提高氮素利用率和果實產量品質的原因可能有3方面：一方面在根系明顯吸收之前，新生器官建成所需的氮主要來源于貯藏氮[26-27]，肥料袋控緩釋處理在秋季之后仍能保證土壤中養分供應，可增加當年貯藏營養，利于花芽分化質量的提高和翌年新生器官的建造。其次春季一次撒施不僅造成養分供應與樹體養分需求不同步，而且雨季隨雨水淋溶損失嚴重，不僅造成環境污染[28]，還導致果樹生育后期土壤有效氮供應不足，造成氮素利用率低，而肥料袋控緩釋增加了細根數量并延長其存活時間，增強了對氮素的吸收利用。另外，氮素具有很好的移動性，當年吸收的氮素主要供應生長中心器官[29]，在果實為生長中心時，肥料袋控緩釋處理土壤中較高的養分含量加強了果實對土壤中氮素的征調，提高了氮素利用率，有利于果實膨大。桃園土壤養分的穩定供應，根系構型和分布的優化有利于桃樹樹體對養分的高效吸收，進而提高了氮肥利用效率。連續多年采用肥料袋控緩釋，減弱了養分在樹體類的極性分配[30]，穩定了樹體結構，從而有利于果實品質的提高。

4 結論

連續5年采用肥料袋控緩釋可在穩定桃園土壤養分狀況的基礎上，保證晚熟蟠桃‘瑞蟠21’果實發育后期養分供應，促進桃樹細根發生，提高細根比例，使根系分布相對集中，延長根系壽命，減緩根系周轉；并可提高氮肥利用效率，有效提高果實產量和改善果實品質。采用肥料袋控緩釋在果樹生產中具有廣闊應用前景，對肥料減施和改善果實品質具有重要意義。

[1] Goulding K, Jarvis S, Whitmore A. Optimizing nutrient management for farm systems., 2008, 363: 667-680.

[2] 張守仕. 袋控緩釋肥養分釋放特性及其在桃樹上的應用效果[D]. 泰安: 山東農業大學, 2007.

ZHANG S S. Nutrients release characters of bag-controlled fertilizer and its effects on peach production [D]. Tai’an: Shandong Agricultural University, 2007. (in Chinese)

[3] 齊玉吉, 彭福田, 張守仕, 張江紅, 蔣曉梅, 黨祝慶. 袋控緩釋肥施用量對土壤有效養分含量和桃樹生長結果的影響. 山東農業科學, 2014, 46(12): 57-62.

QI Y J, PENG F T, ZHANG S S, ZHANG J H, JIANG X M, DANG Z Q. Effects of application rat of bag-controlled release fertilizer on soil available nutrient contents and peach growth and fruiting., 2014, 46(12): 57-62. (in Chinese)

[4] 張守仕, 彭福田, 姜遠茂, 李丁丁, 主春福, 彭靜. 肥料袋控緩釋對桃氮素利用率及生長和結果的影響. 植物營養與肥料學報, 2008, 14(2): 379-386.

ZHANG S S, PENG F T, JIANG Y M, LI D D, ZHU C F, PENG J. Effects of bag controlled-release fertilizer on nitrogen utilization rate, growth and fruiting of peach., 2008, 14(2): 379-386. (in Chinese)

[5] 彭福田, 彭勇, 周鵬, 張守仕. 肥料袋控緩釋對沾化冬棗氮素利用率與生長結果的影響. 園藝學報, 2006, 33(2): 223-228.

PENG F T, PENG Y, ZHOU P, ZHANG S S. Effect of fertilizer being bag-controlled release on nitrogen utilization rate, growth and fruiting of Zhanhua winter Date,, 2006, 33(2): 223-228. (in Chinese)

[6] 邵蕾, 張民, 王麗霞. 不同控釋肥類型及施肥方式對肥料利用率和氮素平衡的影響. 水土保持學報, 2006, 20(6): 115-119.

SHAO L, ZHANG M, WANG L X. Effects of different controlled-release fertilizers and different applying methods on fertilizer use efficiency and nitrogen balance., 2006, 20(6): 115-119. (in Chinese)

[7] 邵蕾, 張民, 陳學森, 王麗霞. 控釋氮肥對土壤和蘋果樹氮含量及蘋果產量的影響. 園藝學報, 2007, 34(1): 43-46.

SHAO L, ZHANG M, WANG L X. Effects of controlled release nitrogen fertilizer on yield and nitrogen content of soil and apple tree., 2007, 34(1): 43-46. (in Chinese)

[8] 孫占育, 郭春會, 劉小菊. 袋控緩釋肥對克瑞森葡萄產量和品質的影響.西北林學院學報, 2011, 26(6): 85-87.

SUN Z Y, GUO C H, LIU X J. Effects of bag-controlled slow release fertilizer on the yield and quality of crimson seedless., 2011, 26(6): 85-87. (in Chinese)

[9] 張亞飛, 羅靜靜, 彭福田, 王國棟, 郜懷峰. 黃腐酸鉀與化肥控釋袋促進桃樹生長及氮肥吸收利用. 植物營養與肥料學報, 2017, 23(4): 998-1005.

ZHANG Y F, LUO J J, PENG F T, WANG G D, GAO H F. Fulvic acid potassium and nutrient-controlled release paperbag enhance peach tree growth, nitrogen absorption and utilization., 2017, 23(4): 998-1005. (in Chinese)

[10] 蔣曉梅, 彭福田, 張江紅, 黨祝慶. 肥料袋控緩釋對桃樹土壤酶活性及植株生長的影響. 水土保持學報, 2015, 29(1): 279-284.

JIANG X M, PENG F T, ZHANG J H, DANG Z Q. Effects of bag-controlled release fertilizer on soil enzyme activity and the growth of plant for peach trees., 2015, 29(1): 279-284. (in Chinese)

[11] 劉飛, 諸葛玉平, 王會, 朱利. 控釋肥對馬鈴薯生長及土壤酶活性的影響. 水土保持學報, 2011, 25(2): 185-188.

LIU F, ZHU G Y P, WANG H, ZHU L. Effects of controlled-release fertilizer on potato growth and soil enzyme activities., 2011, 25(2): 185-188. (in Chinese)

[12] 張自坤, 劉世琦, 齊建建, 劉素慧, 張民. 控釋摻混肥對大蒜根際土壤酶活性的影響. 山東農業科學, 2010(3): 56-58.

ZHANG Z K, LIU S Q, Q J J, LIU S H, ZHANG M. Effects of controlled release bulk blending fertilizer on enzyme activity in garlic rhizosphere soil., 2010(3): 56-58. (in Chinese)

[13] 趙林, 姜遠茂, 彭福田, 李盼盼, 王海寧. 控釋肥對紅將軍和嘎拉蘋果品質及產量的影響. 落葉果樹, 2010(3): 1-4.

ZHAO L, JIANG Y M, PENG F T, LI P P, WANG H N. Controlled release fertilizer for red generals and strong influence of apple quality and output., 2010(3): 1-4. (in Chinese)

[14] 俞巧鋼, 朱本岳, 葉雪珠. 控釋肥在柑桔上的應用研究. 浙江農業學報, 2001, 13(4): 210-213.

YU Q G, ZHU B Y, YE X Z. Studies on application of controlled release fertilizer in citrus., 2001, 13(4): 210-213. (in Chinese)

[15] 張青, 彭福田, 盧革新, 姜遠茂. 肥料袋控緩釋對草莓N素利用率及其產量的影響. 果樹學報, 2005, 22(4): 409-411.

ZHANG Q, PENG F T, LU G X, JIANG Y M. Effect of fertilizer being bag-controlled release on nitrogen utilization rate and yield strawberry., 2005, 22(4): 409-411. (in Chinese)

[16] 王連新, 欒翠華, 張兆偉, 張玉華, 王翠玲, 張繼祥. 包膜控釋肥對設施草莓生長及產量品質的影響. 山東農業科學, 2010(3): 51-55.

WANG L X, LUAN C H, ZHANG Z W, ZHANG Y H, WANG C L, ZHANG J X. Effects of coated controlled release fertilizer on growth yield and quality of strawberry., 2010(3): 51-55. (in Chinese)

[17] 陳一帆, 沈建生, 劉健, 陳邦君. 控釋肥和水溶性沖施肥對葡萄品質的影響. 江蘇農業科學, 2011, 39(5): 174-175.

CHEN Y F, SHEN J S, LIU J, CHEN B J. Effects of the controlled release fertilizer and water soluble salt fertilization on grape quality., 2011, 39(5): 174-175. (in Chinese)

[18] 王為木, 史衍璽, 楊守祥, 馮海艷. 控釋氮肥對大白菜產量和品質的影響及其機理研究. 植物營養與肥料學報, 2005, 11(3): 357-362.

WANG W M, SHI Y X, YANG S X, FENG H Y. Effects of controlled-release nitrogen fertilizers on yield and quality of Chinese cabbage and their related mechanisms., 2005, 11(3): 357-362. (in Chinese)

[19] ZHAO B, DONG S T, ZHANG J W, LIU P. Effects of controlled- release fertilizer on nitrogen use efficiency in summer maize., 2013, 8(8): e70569.

[20] YANG X Y, GENG J B, LI C L, ZHANG M, TIAN X F. Cumulative release characteristics of controlled-release nitrogen and potassium fertilizers and their effects on soil fertility, and cotton growth., 2016, 6: 39030. doi: 10.1038/srep39030.

[21] MILLARD P. Ecophysiology of the internal cycling of nitrogen for tree growth., 1996, 159: 1-10.

[22] 鮑士旦. 土壤農化分析, 第 3 版. 北京: 中國農業出版社, 2000: 263-268.

BAO S D.. Beijing: China Agriculture Press, 2000: 263-268. (in Chinese)

[24] 杜建軍, 王新愛, 廖宗文, 田吉林, 陳靜虹. 不同浸提條件對包膜控/緩釋肥水中溶出率的影響. 植物營養與肥料學報, 2005, 11(l): 71-78.

DU J J, WANG X A, LIAO W Z, TIAN J L, CHEN J H. Effects of different extract conditions on water dissolution rate of coated controlled/slowed-release fertilizer., 2005, 11(l): 71-78. (in Chinese)

[25] 顧曼如, 張若抒, 束懷瑞, 黎文文, 黃化成. 蘋果氮素營養研究初報—植株中氮素營養的年周期變化特性.園藝學報, 1981, 8(4): 21-28.

GU M R, ZHANG R S, SHU H R, LI W W, HUANG H C. A study on the nitrogen nutrition of apple trees-the variation of nitrogen nutrition within the plant in a year’s cycle., 1981, 8(4): 21-28. (in Chinese)

[26] MILLARD, NEILSEN G H. The influence of nitrogen supply on the uptake and remobilization of stored N for the seasonal growth of apple trees., 1989, 63: 301-309．

[27] 丁寧, 彭玲, 安欣, 陳倩, 姜翰, 姜遠茂. 不同時期施氮矮化蘋果對15N的吸收、分配及利用. 植物營養與肥料學報, 2016, 22(2): 572-578.

DING N, PENG L, AN X, CHEN Q, JIANG H, JIANG Y M. Absorption, distribution and utilization of dwarf apple trees to15N applied in different growth stages., 2016, 22(2): 572-578. (in Chinese)

[28] 呂殿青, 同延安, 孫本華. 氮肥施用對環境污染影響的研究. 植物營養與肥料學報, 1998, 4(1): 8-15.

Lü D Q, TONG Y A, SUN B H. Research on the effects of nitrogen pollution to the environment., 1998, 4(1): 8-15. (in Chinese)

[29] 李紅波, 姜遠茂, 彭福田, 趙林, 王磊, 房祥吉, 葛順峰. 不同類型紅富士蘋果對春季土施15Ｎ-尿素的吸收、分配和利用特性研究. 植物營養與肥料學報, 2010, 16(4): 986 -991.

LI H B, JIANG Y M, PENG F T, ZHAO L, WANG L, FANG X J, GE S F. Characteristics of absorption, distribution and utilization of spring soil15N-urea application for different type of Fuji ()., 2010, 16(4): 986-991. (in Chinese)

[30] 張守仕, 彭福田, 齊玉吉, 李勇. 不同養分供應方式對盆栽桃樹生長及其氮素吸收、分配的影響.植物營養與肥料學報, 2015, 21(1): 156-163.

ZHANG S S, PENG F T, QI Y J, LI Y. Effects of different nutrition supply on growth, nitrogen uptake and partitioning of pot cultured nectarine., 2015, 21(1): 156-163. (in Chinese)

（責任編輯 趙伶俐）

Effects of Fertilizer Being Bag-controlled Released on Root Growth, Nitrogen Absorption and Utilization, Fruit Yield and Quality of Peach Trees

ZHANG YaFei, LUO JingJing, PENG FuTian, GAO HuaiFeng, WANG GuoDong, SUN XiWu

(College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong)

In order to provide reference for scientific fertilizing in peach orchard, the effects of fertilizer being bag-controlled released and fertilizer spread application treatments on dynamic changes of available nutrients in soil, root growth and horizontal distribution, nitrogen utilization rate and fruit yield and qualities were studied.Late-ripening peach ‘Ruipan 21’ were used as experimental materials. The field experiment was conducted from 2012 to 2016 with three fertilization modes: bag-controlled release fertilizer (BCRF), equal amounts of fertilizer spreading application in one time (FSA I) and high amounts of fertilizer spreading application in two times (HFSA II). The soil available nutrients contents were determined in April, July and October every year, and the fruit yield and qualities were investigated from 2014 to 2016. The nitrogen absorption and distribution in peach plants were studied by using15N tracer technique, and the root growth and distribution were investigated in 2016.The soil available nutrients, including available phosphorus, available potassium and available nitrogen of BCRF treatment were steady for five years, however the soil available nutrients of FSA I and HFSA II treatments were higher at the early stage and then showed a trend of decline. The roots of BCRF treatment horizontally distributed in the range of 100 cm from the trunk and that of FSA I and HFSA Ⅱ treatments could grow to the range of 140 cm and 160 cm. Moreover the fine roots of BCRF treatment has a higher proportion, accounting for 83.95% of the total roots’ length compared with the FSA I and HFSAⅡ treatments, accounting for 75.16% and 70.63%. In addition, the BCRF treatment could maintain the stability of the biomass of the root system. The plant nitrogen utilization rate for BCRF treatment was 1.39 times and 1.81 times of FSA I and HFSA Ⅱ treatments, respectively. The yield of BCRF treatment was increased by about 20% of FSA I, and has no significant difference with HFSA Ⅱ treatment, but the fruit quality of BCRF treatment was significantly improved.Under the treatment of fertilizer being bag-controlled released for 5 years, the soil nutrient levels were remained stable, the occurrence of fine roots were promoted, the root longevity was prolonged, and the roots distribution was concentrated to form “Intensive Root System”. Therefore the nitrogen utilization rate of peach plant of BCRF treatment was increased and the fruit yield and qualities were improved.

fertilizer being bag-controlled released; peach;15N-label; root growth; N utilization rate; yield; quality

2017-06-12；

2017-09-06

國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS:31-3-03）、山東省“雙一流”建設獎補資金（SYL2017YSTD10）

張亞飛，E-mail：yuanyizhangyafei@163.com。

彭福田，E-mail：pft@sdau.edu.cn