等量分次施氮对冬枣15N和13C利用与分配特性的影响

以4年生盆栽冬枣为试材,采用¹³C、¹⁵N双标记示踪技术,在果实发育期研究了等氮量分次追施氮肥对冬枣植株¹⁵N和¹³C吸收、利用、积累和分配的影响.结果表明: 至果实采收期,冬枣各器官Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)随追氮次数的增多而显著增大.生殖器官(果实)和营养器官(叶片、枣吊、新生枣头枝和细根)的¹⁵N分配率以4次追氮处理最高,1次追氮处理最低,贮藏器官(主干、多年生枝和粗根)¹⁵N分配率的趋势相反;4次追氮处理¹⁵N利用率分别比1次和2次追氮处理高27.4%和15.5%.追氮次数越多,植株总氮量和¹⁵N吸收量越大;随时间的推移,1次追氮处理土壤¹⁵N丰度和总氮含量持续降低,2次追氮处理呈先升高后降低的趋势,4次追氮处理变化相对最为平稳,至处理后期显著高于其他处理;果实白熟至采收期,叶片叶绿素、氮含量和净光合速率均表现为4次追氮>2次追氮>1次追氮.不同处理¹³C同化物积累与分配不同.4次追氮处理¹³C固定总量分别是1次和2次追氮处理的1.1和1.2倍.增加追氮次数,促进了¹³C同化物向果实和贮藏器官的转移,而减少了向当年生营养器官的分配.综上,果实发育期4次追氮通过保证根层稳定、充足的氮素供应,提高了对氮素的吸收和利用,进而维持了较高的净光合速率,促进并优化了光合同化物的积累和分配,最有利于冬枣树体的生长及产量和品质的提高.     

施肥深度对矮化苹果15N尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果¹⁵N 尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明： 20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的¹⁵N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的¹⁵N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的¹⁵N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的¹⁵N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理¹⁵N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而¹⁵N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤¹⁵N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

库尔勒香梨春季施用15N-尿素的吸收、分配和利用特性

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用¹⁵N尿素,研究香梨施用¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的¹⁵N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期¹⁵N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的¹⁵N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部¹⁵N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的¹⁵N量占香梨树体总的¹⁵N吸收量的19.8%.香梨树体对土施¹⁵N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5%).     

氮水平对苹果叶片13C光合产物和15N向果实转移分配的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用C、N双标记技术,研究在果实膨大后期用不同尿素浓度水溶液(N 0%、0.6%、1.2%、1.8%、2.4%,分别用CK、N₁、N₂、N₃、N₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片对叶片¹³C同化能力及¹³C光合产物、¹⁵N向果实转移分配的影响.结果表明: 随着尿素浓度的增加,叶片的叶绿素含量、氮含量、光合速率、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力均先升高后降低,均以1.8%尿素涂抹处理最高,清水对照最低.¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以清水对照最高,为81.6%,1.8%尿素涂抹处理最低,为63.5%.向外输出的¹³C光合产物主要分布在标记果实,其次是未标记多年生枝,未标记叶片最低.果实¹³C吸收量随着尿素浓度增加呈先升高后降低趋势,以1.8%尿素涂抹处理最高(1.21 mg·g^-1),清水对照最低(0.51 mg·g^-1);果实¹⁵N吸收量随着尿素浓度增加呈持续升高趋势.表明尿素水溶液叶施可不同程度地提高叶片光合产物和氮素向果实转移分配的能力,以1.8%尿素涂抹处理叶片光合产物向果实转移分配能力最强,同时避免了过多的氮素向果实的输入.     

土壤碳氮比对平邑甜茶幼苗生长和碳氮分配的影响

为探讨土壤碳氮比(C:N)对苹果(Malus pumila)植株生长和碳氮分配特性的影响, 采用碳氮双标记示踪技术, 以二年生平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试验材料, 研究了6个不同土壤C:N处理(T1-T6分别为4.70、9.78、14.70、19.96、25.60和28.83)下平邑甜茶的生长状况和氮素吸收、利用分配以及碳水化合物的运转特性。结果表明, 随着土壤C:N的逐渐增大, 平邑甜茶幼苗根系干重逐渐增加, 而株高、茎粗、地上部干重和植株总干重呈先增加后降低的趋势, 以T4处理最大。土壤C:N显著影响了平邑甜茶幼苗的 ¹⁵N利用率, 从T1到T4处理, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐升高, T4处理(18.46%)是T1处理(10.65%)的1.73倍; 随着土壤C:N的进一步增加, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐降低, T5和T6处理分别比T4处理降低了1.59%和2.58%。土壤C:N较低的T1和T2处理, 平邑甜茶幼苗各器官从肥料中吸收分配到的 ¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)大小顺序为根>叶>茎, 随着土壤C:N的进一步增大, 叶片的Ndff均为最大, 其次是根, 茎最少。随着土壤C:N的增大, 叶片 ¹⁵N分配率逐渐升高, ¹³C分配率逐渐降低; 而根系 ¹⁵N分配率逐渐降低, ¹³C分配率逐渐升高。综合考虑植株生长和氮素利用状况, 本试验条件下适宜平邑甜茶生长的土壤C:N为21-23。     

供氮水平对不同砧穗组合苹果叶片衰老及13C、 15N分配利用的影响

砂培条件下,以2年生烟富3/八棱海棠(乔化)、烟富3/M7(半矮化)和烟富3/M26/八棱海棠(矮化)为试材,采用C、N双标记示踪技术,研究供氮水平(0N、25%N和100%N,100%N为Hoagland完全营养液中的N量)对不同砧穗组合苹果叶片衰老及¹³C、 ¹⁵N分配利用的影响.结果表明:在秋梢停长期,在同一氮素胁迫(0N和25%N)下植株叶片的叶绿素、氮含量和光合速率均以烟富3/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/M26/八棱海棠最小,而正常氮素处理(100%N)均以烟富3/M26/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/八棱海棠最小;在同一氮素胁迫水平下叶片的SOD和CAT活性均为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素水平均为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠;在同一氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株根和叶片的¹⁵N、¹³C分配率存在显著差异,氮素胁迫处理植株根的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素处理植株叶片的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠.在不同氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株氮肥利用率存在显著差异,且均以烟富3/八棱海棠植株最大,分别为44.3%、37.5%和31.4%,其次是烟富3/M7,分别为38.8%、30.7%和 26.6%,烟富3/M26/八棱海棠最小,分别为32.0%、27.2%和22.5%.     

栓皮栎叶片δ13C和δ15N的纬向趋势及其影响因子

以东亚广布种栓皮栎为例,通过对南北样带(26°-40° N)上7个群体的调查取样,并结合2个生活史阶段,探讨栓皮栎碳氮同位素比值随纬度环境的变异规律.结果表明: 在纬向梯度上,栓皮栎叶片δ¹³C和δ¹⁵N随纬度的增加分别呈现非线性的增加和下降趋势,且成年树叶片δ¹³C和δ¹⁵N均显著高于幼树;同时,树龄和纬度对叶片δ¹⁵N和δ¹³C均无显著交互作用,表明栓皮栎幼树和成年树纬向环境变化的响应较为一致.随机森林模型结果显示,栓皮栎叶片δ¹⁵N主要受土壤养分,如土壤有机质、磷和氮含量的影响,而叶片δ¹³C主要受水分因子,如空气相对湿度、降水量等的影响.     

施氮水平对库尔勒香梨光合产物分配的影响

以6年生库尔勒香梨为材料,用¹³C脉冲标记技术研究了150、300、450 kg N·hm^-2(分别用N₁、N₂、N₃表示)3个施氮水平下树体各器官生物量、碳积累量以及¹³C同化物的吸收分配特性。结果表明: 库尔勒香梨树体整株的生物量、碳积累量、¹³C固定量以及叶片的同化能力均随着施氮水平的提高而增加;根冠比则随施氮水平的提高而降低。生殖器官果实的生物量、碳积累量在N₂处理下最高。树体各器官¹³C含量和分配率随施氮量的增加发生动态变化。新梢旺长期,叶片和根系对光合同化物的竞争能力较强,且¹³C分配率均为N₁处理下最高;果实膨大期和成熟期,叶片和果实的竞争能力较强,叶片¹³C含量和分配率在N₃处理下最高,而果实¹³C含量和分配率则在N₂处理下最大。综上,根据不同施氮水平各器官对碳同化物的吸收分配特征,以提高产量为目标,建议6年树龄的库尔勒香梨果园最佳施氮量为300 kg·hm^-2。     

库尔勒香梨春季施用15N-尿素的吸收、分配和利用特性

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用¹⁵N尿素,研究香梨施用¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的¹⁵N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期¹⁵N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的¹⁵N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部¹⁵N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的¹⁵N量占香梨树体总的¹⁵N吸收量的19.8%.香梨树体对土施¹⁵N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5%).     

不同黄腐酸用量对‘红将军’苹果产量、品质和15N-尿素去向的影响

以15年生红将军/八棱海棠为试材,运用¹⁵N同位素示踪技术,设置单施尿素(CK)及尿素配施不同用量黄腐酸处理(黄腐酸用量分别为75、150、300和450 kg·hm^-2,分别以NF₁、NF₂、NF₃和NF₄表示),研究不同黄腐酸用量对苹果植株¹⁵N-尿素吸收、利用、残留、损失及果实产量和品质的影响.结果表明: 至果实成熟期,苹果根系、一年生枝和叶片的Ndff值(植株器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)均为NF₃>NF₄>NF₂>NF₁>CK,且各处理间差异显著.植株全氮量和¹⁵N吸收量均以NF₃处理最大,其次为NF₄处理,CK处理最低.与CK处理相比,NF₁、NF₂、NF₃和NF₄处理¹⁵N利用率分别提高了14.2%、33.5%、64.2%和50.0%,而¹⁵N损失率分别降低了9.1%、18.5%、37.1%和28.7%.不同处理土壤¹⁵N残留量不同.配施黄腐酸处理0～60 cm土层¹⁵N残留量显著高于CK处理,其中以NF₃处理最多,而在60～100 cm土层显著低于CK处理.NF₃处理单株产量和纯收益较CK处理增幅最大,分别为15.8%和20.2%,其次为NF₄处理,同时,NF₃处理果实硬度、可溶性固形物含量和糖酸比均达到最高水平.通过对果实产量和氮素利用率与黄腐酸施用量进行拟合分析,得出本试验条件下适宜的黄腐酸用量为326.41～350.61 kg·hm^-2.     

供氮水平对矮化苹果15N-尿素吸收、利用、损失及产量和品质的影响

以7年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同供氮水平[低氮(100 kg N·hm^-2,N₁₀₀)、中氮(200 kg N·hm^-2,N₂₀₀)和高氮(300 kg N·hm^-2,N₃₀₀)]对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失及产量和品质的影响.结果表明: 不同供氮水平植株的生长状况及氮素吸收、利用和损失特性差异显著.N₂₀₀处理植株叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量显著高于N₁₀₀和N₃₀₀处理,植株根冠比也显著增加.不同供氮水平下植株各器官对氮的吸收能力(Ndff值)存在显著差异,各测定时期果实(花)、叶片、一年生枝、多年生枝和中心干的Ndff值均为N₁₀₀>N₂₀₀＞N₃₀₀;而根的Ndff值在盛花期和春梢缓长期为N₁₀₀ >N₂₀₀＞N₃₀₀,在秋梢生长期、果实膨大期和果实成熟期为N₂₀₀ >N₁₀₀＞N₃₀₀.在果实成熟期,N₂₀₀处理¹⁵N肥料利用率为23.6%,显著高于N₁₀₀(16.3%)和N₃₀₀处理(14.4%),而¹⁵N损失率为56.4%,显著低于N₁₀₀(60.6%)和N₃₀₀处理(66.1%).不同供氮水平植株的平均单果质量、单株产量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以N₂₀₀处理最高,其次是N₃₀₀处理,N₁₀₀处理最低.     

矮化苹果氮肥施用技术

以8年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同施氮方式(Ⅰ:春季1次性施氮,Ⅱ:分2次施氮,Ⅲ:集约技术施氮,即氮肥减量和分次施氮)对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和果实品质的影响.结果表明: 处理Ⅲ植株叶片的叶面积、叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量(果实除外)显著高于处理Ⅰ和处理Ⅱ,植株根冠比也显著增加.处理Ⅲ显著提高了叶片的保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶),降低了叶片丙二醛(MDA)含量.3个处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)表现一致,果实的Ndff值最大,其次是一年生枝、叶片和根,且各器官的Ndff值均以处理Ⅲ最大.在果实成熟期,处理Ⅲ的单株总氮含量为93.0 mg·kg^-1,显著高于处理Ⅰ(70.2 mg·kg^-1)和处理Ⅱ(81.9 mg·kg^-1);处理Ⅲ的¹⁵N肥料利用率为33.6%,显著高于处理Ⅰ(20.4%)和处理Ⅱ(26.0%);而 ¹⁵N损失率为46.9%,显著低于处理Ⅰ(56.5%)和处理Ⅱ(52.9%).不同施氮方式下植株的平均单果质量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以处理Ⅲ最高,其次是处理Ⅱ,处理Ⅰ最低.     

矮化苹果氮肥施用技术

以8年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同施氮方式(Ⅰ:春季1次性施氮,Ⅱ:分2次施氮,Ⅲ:集约技术施氮,即氮肥减量和分次施氮)对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失和果实品质的影响.结果表明:处理Ⅲ植株叶片的叶面积、叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量(果实除外)显著高于处理Ⅰ和处理Ⅱ,植株根冠比也显著增加.处理Ⅲ显著提高了叶片的保护酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶),降低了叶片丙二醛(MDA)含量.3个处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)表现一致,果实的Ndff值最大,其次是一年生枝、叶片和根,且各器官的Ndff值均以处理Ⅲ最大.在果实成熟期,处理Ⅲ的单株总氮含量为93.0 mg·kg^-1,显著高于处理Ⅰ(70.2 mg·kg^-1)和处理Ⅱ(81.9 mg·kg^-1);处理Ⅲ的¹⁵N肥料利用率为33.6%,显著高于处理Ⅰ(20.4%)和处理Ⅱ(26.0%);而¹⁵N损失率为46.9%,显著低于处理Ⅰ(56.5%)和处理Ⅱ(52.9%).不同施氮方式下植株的平均单果质量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以处理Ⅲ最高,其次是处理Ⅱ,处理Ⅰ最低.     

有机无机肥分次配施对嘎啦苹果生长、15N-尿素吸收利用及损失的影响

以15年生嘎啦苹果/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究有机无机肥分次配施对嘎啦苹果/平邑甜茶生长、¹⁵N-尿素吸收利用及损失的影响.结果表明: 与不施有机肥相比,有机无机肥配施显著提高了植株根冠比、叶绿素含量、单株叶片总氮量和单果质量,且有机无机肥分次配施的效果要优于有机无机肥一次性配施.有机无机肥配施提高了各器官对氮的吸收征调能力(Ndff值),其中有机无机肥分次配施的效果更显著;而不同施肥处理各器官的Ndff值均表现为果实最高,其次是叶片、一年生枝、细根、粗根和多年生枝,中心干最低.有机无机肥分次配施植株总氮量和¹⁵N肥料利用率分别为395.39 g和28.4%,显著高于有机无机肥一次性配施处理(342.77 g和21.1%)和不施有机肥处理(296.41 g和14.6%),而¹⁵N损失率为51.3%,显著低于有机无机肥一次性配施处理(57.5%)和不施有机肥处理(60.6%).     

硝酸盐供应水平对平邑甜茶幼苗生长、光合特性与15N吸收、利用的影响

以霍格兰营养液为培养基质,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同浓度¹⁵NO₃^--N (0、2.5、5、10和20 mmol·L^-1,分别以N₀、N₁、N₂、N₃和N₄表示)对平邑甜茶幼苗生长、光合作用、¹⁵N吸收、利用及分配的影响.结果表明:与其他处理相比,N₂处理幼苗叶绿素含量、叶面积及各器官干质量最大.叶片净光合速率(P_n)随¹⁵NO₃^--N浓度的增加显著增大,但¹⁵NO₃^--N浓度超过N₂处理后P_n略有下降.处理20 d时,N₂处理幼苗根系活力最大,根系长度、根系总表面积和根尖数也显著高于其他处理.各处理间¹⁵N分配率差异显著,N₂处理幼苗各器官间¹⁵N分配率最均衡,¹⁵N利用率也较高;随¹⁵NO₃^--N浓度增加,各处理幼苗全氮量和¹⁵N吸收量呈先升高后降低的趋势,且在N₂处理时最大,分别为103.77和21.57 mg.处理12 d后,叶片硝酸还原酶(NR)活性以N₂处理最高,N₄处理最低,至第16天时,N₄处理较N₂处理降低了84.9%.因此,¹⁵NO₃^--N供应过低抑制幼苗光合作用及氮素吸收,¹⁵NO₃^--N供应过高则抑制幼苗体内硝态氮同化及根系生长,均不利于苹果幼苗生长及氮素营养吸收利用,适量供氮有利于苹果幼苗的生长、光合作用的提高,以及氮素的吸收、利用和分配.