硅對(duì)紅富士蘋(píng)果植株15N-尿素吸收和分配特性的影響

公艷,魏紹沖,姜遠(yuǎn)茂,劉建才

摘要：以15年生紅富士/八棱海棠為試材，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)研究了施用硅肥對(duì)蘋(píng)果植株15N-尿素吸收、利用與分配特性及果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施硅處理可以提高蘋(píng)果植株果實(shí)等器官中15N的含量及植株對(duì)15N利用率，同時(shí)施用硅肥能夠明顯提高果實(shí)單果質(zhì)量、可溶性固形物含量和硬度。在一定范圍，隨著硅肥施入量的增加，硅對(duì)果實(shí)品質(zhì)的提高越有效。

關(guān)鍵詞：硅肥；蘋(píng)果；15N-尿素；吸收；分配

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ441.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.004

Effect of Silicon Application on Absorption and Distribution of 15N-urea in Fuji Apple

GONG Yan, WEI Shao-chong, JIANG Yuan-mao, LIU Jian-cai

（State Key Laboratory of Crop Biology, College of Horticulture Science and Engineering of Shandong Agricultural University , Taian, Shandong 271018, China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Fifteen-year-old Fuji/Malus robusta Rehd trees were used to study the effects of silicon on fruit quality and 15N absorption，utilization and allocation by 15N trace technique. The results indicated that Si could significantly increase fruit weight，soluble solid content and fruit hardness. Silicon application could also increase 15N contents in fruits and the 15N utilization rate. As a whole, with the increase of the amount of the silicon fertilizer applied, the improvement of fruit quality was more effective in a certain range.

Key words: Si fertilizer; apple; 15N-urea; absorption; allocation;

氮是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育必需的大量元素之一，對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)影響明顯。我國(guó)是世界上氮肥用量最多的國(guó)家之一，單位面積的用量也高于世界水平[1]。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，肥料是推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要保障之一。合理施用氮肥不僅能提高果樹(shù)葉片的光合速率，增加光合葉面積，還能促進(jìn)花芽分化，提高坐果率，增加單果質(zhì)量，從而提高產(chǎn)量[2]。但是，施用氮肥不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降和樹(shù)體旺長(zhǎng)等不良后果[3]。硅被公認(rèn)為植物的有益元素之一，能減輕各種生物脅迫，也能減輕各種非生物脅迫包括鹽害、重金屬離子毒害和干旱等[4-5]。有關(guān)硅對(duì)氮及其它礦質(zhì)元素之間關(guān)系的研究?jī)H在水稻等單子葉植物中有相關(guān)報(bào)道[6-7]，而在果樹(shù)中則鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)研究了施用硅肥對(duì)紅富士蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)及對(duì)15N-尿素吸收、利用與分配的影響，以期為果樹(shù)生產(chǎn)中合理施肥提高產(chǎn)量和品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在山東煙臺(tái)蓬萊紅富士蘋(píng)果園進(jìn)行，試材為15年生紅富士/八棱海棠，株行距為4 m×4 m，供試土壤為壤土。試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)12.37 g·kg-1，全氮0.721 g·kg-1，堿解氮86.60 mg·kg-1，速效磷69.69 mg·kg-1，速效鉀236.4 mg·kg-1，有效硅480.4 mg·kg-1。選取生長(zhǎng)勢(shì)基本一致、無(wú)病蟲(chóng)害的植株12株，于2010年3月21日進(jìn)行各種處理。

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，每種處理單株小區(qū)，3次重復(fù)，于距中心干約60 cm處土壤挖深和寬均為30 cm的放射溝2條，每株一次性施入普通尿素1 100 g，硫酸鉀735.27 g，磷酸氫二銨326.49 g，同時(shí)施入硅肥（五水偏硅酸鈉，青島大潤(rùn)化工有限公司），處理1、處理2和處理3用量分別為2，4，6 kg。其中對(duì)照和處理2每株分別施15N-尿素20 g（上?；ぱ芯吭荷a(chǎn)，豐度為10.25%），普通尿素

1 080 g，對(duì)照株施硫酸鈉平衡鈉離子作用。將各種肥料和適量土混合均勻后施入，果園其它管理措施一致。

1.2測(cè)定方法及計(jì)算公式

于果實(shí)成熟期對(duì)植株進(jìn)行整株采樣分析，整株解析樣品分為細(xì)根(d≤0.2 cm)、粗根(d>0.2 cm)、中心干、多年生枝、當(dāng)年生枝、葉片、果實(shí)，中心干分木質(zhì)部和韌皮部。樣品按清水→洗滌劑→清水→0.1%鹽酸→3次去離子水順序沖洗后，于105 ℃下殺青30 min，隨后在80 ℃下烘干至恒質(zhì)量，電磨粉碎后過(guò)0.25 mm篩，混勻后裝袋備用。于果實(shí)成熟期，隨機(jī)采集每株4個(gè)方向的外圍果實(shí)各2個(gè)，共8個(gè)，分別測(cè)定果實(shí)可溶性固形物、硬度和單果質(zhì)量等品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)。

凱氏定氮法測(cè)定全氮[8]，MAT-251 質(zhì)譜儀測(cè)定15N 豐度。樣品送往中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能所測(cè)試。計(jì)算公式為：

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)×100；

氮肥分配率=各器官?gòu)牡手形盏牡?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%。

1.3數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行圖表繪制，應(yīng)用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析和差異性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)的影響

由表1可看出，果實(shí)單果質(zhì)量和可溶性固形物含量隨著硅肥施用量的增加具有明顯升高趨勢(shì)，均以處理3最高，分別比對(duì)照高22.7%和0.8個(gè)百分點(diǎn)。果實(shí)硬度隨硅肥施用量的增加也有升高趨勢(shì)，處理2和處理3明顯高于對(duì)照，分別比對(duì)照高5.9%和17.2%，處理1效果不顯著。這表明在一定范圍內(nèi)，隨硅肥施用量的增加，果實(shí)品質(zhì)改善的效果越明顯。

2.2施硅對(duì)蘋(píng)果植株各器官Ndff值的影響

Ndff指植株器官?gòu)姆柿现形辗峙涞降?5N量對(duì)該器官全氮量的貢獻(xiàn)率，它反映了植株不同器官對(duì)肥料15N的吸收征調(diào)能力[9]。

果實(shí)成熟期，對(duì)照和處理2的各種器官相比較，均以果實(shí)Ndff值最高，表明果實(shí)作為重要的庫(kù)，對(duì)15N的競(jìng)爭(zhēng)能力在樹(shù)體各種器官中最強(qiáng)。處理2和對(duì)照果實(shí)的Ndff值差異顯著，兩者分別為1.77%和1.13%；加硅處理地上部各器官，尤其是新生器官Ndff值明顯高于不加硅處理，根的Ndff變化不明顯，表明加硅處理有利于提高蘋(píng)果植株地上部器官對(duì)15N的征調(diào)能力，促進(jìn)地下部氮素的吸收及向地上部器官的運(yùn)轉(zhuǎn)（表2）。

2.3施硅對(duì)蘋(píng)果植株各器官15N分配率的影響

器官中15N占全株15N總量的百分率反映了肥料在樹(shù)體內(nèi)的分布及在各器官中遷移的規(guī)律[10]。由表3可看出，無(wú)論對(duì)照還是處理2，果實(shí)15N分配率顯著高于其它各種器官，這與作為生殖器官的果實(shí)對(duì)15N的競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)有關(guān)及果樹(shù)當(dāng)年產(chǎn)量高有關(guān)。處理2果實(shí)的15N分配率高于對(duì)照，二者分別為52.97%和46.15%，處理2較對(duì)照高6.82個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著。處理2葉片的15N分配率比對(duì)照低2.53個(gè)百分點(diǎn)，當(dāng)年生枝、多年生枝和中心干也是處理2高于對(duì)照，但粗根中15N分配率處理明顯低于對(duì)照，細(xì)根中也表現(xiàn)出相同趨勢(shì)，但差異不顯著。由此可見(jiàn)，加硅處理可促進(jìn)氮素向果實(shí)等地上部器官中的運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于果樹(shù)產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

2.4施硅對(duì)蘋(píng)果植株15N尿素利用率的影響

由表4看出，處理2植株總氮量、吸收的15N量和15N利用率均為最大，分別為487.7 g、4.75 g和23.73%；不加硅處理分別為303.4 g、2.10 g和10.48%。表明，加硅處理顯著提高植株對(duì)15N的吸收利用率，從而有利于植株生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的提高。

3討論

氮素是果樹(shù)必需礦質(zhì)元素中的核心元素，氮素供應(yīng)的充足與否直接關(guān)系到器官分化質(zhì)量以及樹(shù)體結(jié)構(gòu)的形成，同時(shí)還明顯影響果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。施硅可增強(qiáng)植株根系對(duì)氨的同化能力，促進(jìn)植株對(duì)氮的吸收，進(jìn)而促進(jìn)植株的生長(zhǎng)[12]。而植株生長(zhǎng)量增加則反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)植株對(duì)磷、鉀和硅等元素的吸收，因此，氮和硅配合施用對(duì)果樹(shù)養(yǎng)分吸收有明顯的改良作用，有利于植株內(nèi)生理代謝活動(dòng)的正常進(jìn)行。本試驗(yàn)中植株對(duì)氮肥利用率提高可能與供試土壤偏酸性有關(guān)，施用硅肥可以改良土壤微環(huán)境，從而影響與土壤脲酶相關(guān)微生物活動(dòng)及果樹(shù)根系的生長(zhǎng)；此外，施入硅肥后的蘋(píng)果植株葉片大、厚實(shí)、挺直、平展，可以充分地進(jìn)行光合作用，以提供給果實(shí)生長(zhǎng)所需充足的碳水化合物。施用硅肥后植株氮素和碳素營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的改善應(yīng)是果實(shí)單果質(zhì)量增加及品質(zhì)改善的主要原因。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，合理施用硅肥，可提高果實(shí)單果質(zhì)量和可溶性固形物含量，且隨硅肥施用量的增加效果越好。隨著硅肥施用量的增加，果實(shí)硬度也顯著提高，這與硅是細(xì)胞壁的主要組成部分有關(guān)，若在生產(chǎn)中配合施用適量鈣肥，則效果可能會(huì)更好。施用硅肥可促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收，提高氮肥利用率。

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