公艷,魏紹沖,姜遠茂,劉建才

摘要：以15年生紅富士/八棱海棠為試材，運用同位素示蹤技術(shù)研究了施用硅肥對蘋果植株15N-尿素吸收、利用與分配特性及果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，施硅處理可以提高蘋果植株果實等器官中15N的含量及植株對15N利用率，同時施用硅肥能夠明顯提高果實單果質(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，硅對果實品質(zhì)的提高越有效。

關(guān)鍵詞：硅肥；蘋果；15N-尿素；吸收；分配

中圖分類號：TQ441.41文獻標識碼：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;

氮是植物正常生長發(fā)育必需的大量元素之一，對果實產(chǎn)量和品質(zhì)影響明顯。我國是世界上氮肥用量最多的國家之一，單位面積的用量也高于世界水平[1]。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，肥料是推進其產(chǎn)業(yè)化進程的重要保障之一。合理施用氮肥不僅能提高果樹葉片的光合速率，增加光合葉面積，還能促進花芽分化，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)會導(dǎo)致果實品質(zhì)下降和樹體旺長等不良后果[3]。硅被公認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)硅對氮及其它礦質(zhì)元素之間關(guān)系的研究僅在水稻等單子葉植物中有相關(guān)報道[6-7]，而在果樹中則鮮有報道。本試驗研究了施用硅肥對紅富士蘋果果實品質(zhì)及對15N-尿素吸收、利用與分配的影響，以期為果樹生產(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試驗設(shè)計

試驗在山東煙臺蓬萊紅富士蘋果園進行，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。試驗地土壤有機質(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。選取生長勢基本一致、無病蟲害的植株12株，于2010年3月21日進行各種處理。

試驗設(shè)4個處理，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，同時施入硅肥（五水偏硅酸鈉，青島大潤化工有限公司），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測定方法及計算公式

于果實成熟期對植株進行整株采樣分析，整株解析樣品分為細根(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，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0.25 mm篩，混勻后裝袋備用。于果實成熟期，隨機采集每株4個方向的外圍果實各2個，共8個，分別測定果實可溶性固形物、硬度和單果質(zhì)量等品質(zhì)相關(guān)指標。

凱氏定氮法測定全氮[8]，MAT-251 質(zhì)譜儀測定15N 豐度。樣品送往中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院原子能所測試。計算公式為：

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%。

1.3數(shù)據(jù)處理

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

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對蘋果果實品質(zhì)的影響

由表1可看出，果實單果質(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，均以處理3最高，分別比對照高22.7%和0.8個百分點。果實硬度隨硅肥施用量的增加也有升高趨勢，處理2和處理3明顯高于對照，分別比對照高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，果實品質(zhì)改善的效果越明顯。

2.2施硅對蘋果植株各器官Ndff值的影響

Ndff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，它反映了植株不同器官對肥料15N的吸收征調(diào)能力[9]。

果實成熟期，對照和處理2的各種器官相比較，均以果實Ndff值最高，表明果實作為重要的庫，對15N的競爭能力在樹體各種器官中最強。處理2和對照果實的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果植株地上部器官對15N的征調(diào)能力，促進地下部氮素的吸收及向地上部器官的運轉(zhuǎn)（表2）。

2.3施硅對蘋果植株各器官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，無論對照還是處理2，果實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對15N的競爭力強有關(guān)及果樹當(dāng)年產(chǎn)量高有關(guān)。處理2果實的15N分配率高于對照，二者分別為52.97%和46.15%，處理2較對照高6.82個百分點，差異顯著。處理2葉片的15N分配率比對照低2.53個百分點，當(dāng)年生枝、多年生枝和中心干也是處理2高于對照，但粗根中15N分配率處理明顯低于對照，細根中也表現(xiàn)出相同趨勢，但差異不顯著。由此可見，加硅處理可促進氮素向果實等地上部器官中的運轉(zhuǎn)，有利于果樹產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

2.4施硅對蘋果植株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15N的吸收利用率，從而有利于植株生長及果實產(chǎn)量與品質(zhì)的提高。

3討論

氮素是果樹必需礦質(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)量以及樹體結(jié)構(gòu)的形成，同時還明顯影響果實的產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。施硅可增強植株根系對氨的同化能力，促進植株對氮的吸收，進而促進植株的生長[12]。而植株生長量增加則反過來會促進植株對磷、鉀和硅等元素的吸收，因此，氮和硅配合施用對果樹養(yǎng)分吸收有明顯的改良作用，有利于植株內(nèi)生理代謝活動的正常進行。本試驗中植株對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)微生物活動及果樹根系的生長；此外，施入硅肥后的蘋果植株葉片大、厚實、挺直、平展，可以充分地進行光合作用，以提供給果實生長所需充足的碳水化合物。施用硅肥后植株氮素和碳素營養(yǎng)供應(yīng)的改善應(yīng)是果實單果質(zhì)量增加及品質(zhì)改善的主要原因。

本試驗結(jié)果表明，合理施用硅肥，可提高果實單果質(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，果實硬度也顯著提高，這與硅是細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，則效果可能會更好。施用硅肥可促進植株對氮素的吸收，提高氮肥利用率。

參考文獻：

[1] Razafimbelo T M, Albrecht A, Oliver R, et al. Aggregate associated-C and physical protection in a tropical clayey soil under Malagasy conventional and no-tillage systems[J]. Soil ＆Tillage Research,2008,98(2):140-149.

[2] 彭福田,姜遠茂,顧曼如，等.落葉果樹氮素營養(yǎng)研究進展[J].果樹學(xué)報,2003,20(1):54-58.

[3] 彭福田,姜遠茂,顧曼如，等.不同負荷水平下氮素對蘋果果實生長發(fā)育的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,35(6):690-694.

[4] Ma J,Yamaji N.Silicon uptake and accumulation in higher plants[J].Trends in Plant Science,2006,11(8):392-397.

[5] 田福平, 陳子萱, 張自和，等.硅對植物抗逆性作用的研究[J].中國土壤與肥料,2007(3):10-14.

[6] 陸福勇,江立庚,秦華東，等.不同氮、硅用量對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2005,11(6):846-850.

[7] 郭彬,婁運生,梁永超，等.氮硅肥配施對水稻生長、產(chǎn)量及土壤肥力的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2004,23(6):33-36.

[8] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M] .北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:263-268.

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

[10] 徐季娥,林裕益,呂瑞江,等.鴨梨秋施15N -尿素的吸收與分配[J].園藝學(xué)報,1993,20: 145-149.

[11] 顧曼如,張若抒,束懷瑞，等.蘋果氮素營養(yǎng)研究初報-植株中氮素營養(yǎng)的年周期變化特性[J].園藝學(xué)報,1981,8(4):21-28.

[12] 李衛(wèi)國,任永玲.氮、磷、鉀、硅肥配施對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2001,29(1):53-58.