磷是植物必需的矿质元素之一,能够促进植株花芽分化,施入土壤中的磷易被化学物质固定从而变成不能利用的闭蓄态磷,使土壤中的有效磷含量降低。因此,研究和发掘磷高效的苹果砧木对于解决低磷胁迫和提高磷利用效率具有重要意义。另外,磷能够促进植物体内NO3-的还原和同化,是氮代谢过程中不可缺少的元素。但过量的磷往往使植株体内游离氨基酸和酰胺含量增加,使蛋白质的合成受阻。为此,本试验以几种生产上常用的苹果野生砧木为试材,研究了其在低磷处理下对磷的吸收和利用特性,以及不同供磷水平下各苹果砧木氮、磷吸收和利用特性的差异,旨在选出磷效率较高的苹果砧木,确定合理的氮磷肥配比,提高果树的养分利用效率。1.以正常管理的一年生平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、八棱海棠(M.micromalus Makino)、山荆子(M.baccata Borkh.)、富平楸子[M.prunifolia(Willd)Borkh.]、新疆野苹果[M.sievesii(Ledeb.)Roemer]5种苹果砧木为试材,研究了5种苹果砧木对磷的吸收及利用特性。结果表明:5种砧木的相对磷效率从高到低为富平楸子(93.66%)>平邑甜茶(87.69%)>山荆子(83.44%)>八棱海棠(74.54%)>新疆野苹果(74.01%)。在低磷及正常施磷条件下,5种砧木的磷吸收效率均为富平楸子>平邑甜茶>山荆子>新疆野苹果>八棱海棠;磷利用效率为平邑甜茶>富平楸子>八棱海棠>新疆野苹果>山荆子。H2PO4-离子最大吸收速率(Vmax)最高的为富平楸子[101.81μmol/(g·h)],其次为平邑甜茶[66.40μmol/(g·h)]、山荆子[45.00μmol/(g·h)]和新疆野苹果[44.32μmol/(g·h)],八棱海棠的Vmax最低,为41.28μmol/(g·h);平邑甜茶的Km值最低,为4.05μmol/L,富平楸子为8.68μmol/L,山荆子为12.29μmol/L,新疆野苹果为8.68μmol/L,八棱海棠最高为13.57μmol/L。吸收根总表面积和总根长均以富平楸子最大,八棱海棠最小。因此,低磷处理下富平楸子的相对磷效率和磷吸收效率最高,在低磷处理下生长势最好并且磷吸收能力最强,是一种对低磷处理适应能力较好的苹果砧木;平邑甜茶的相对磷效率仅次于富平楸子,磷利用效率最高,其耐低磷的能力也仅次于富平楸子。进一步分析发现,砧木对磷的吸收效率与吸收根总表面积和总根长存在显著正相关关系,说明低磷处理下植物通过增加吸收根总表面积及总根长等方式,扩大根系吸收面积,从而增加根系对磷的吸收。2.以一年生平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、八棱海棠(M.micromalus Makino)和富平楸子[M.prunifolia(Willd)Borkh.]为试材,研究其在不同供磷水平下对氮、磷的吸收和利用特性。结果表明:3种苹果砧木的磷吸收效率在p0-p1时随着供磷水平的增加而升高,高磷时略有下降,且p3-p4的磷吸收效率显著低于p1处理。富平楸子根、茎、叶的ndff在p0-p2处理下较高,p3时较低;氮肥利用率在p1时最高(6.389%),随后下降至p3时最低(3.310%)。不同供磷水平八棱海棠各器官的ndff波动较小,在p2时最低;其氮肥利用率随供磷水平的增加逐渐增加,在p3-p4时氮肥利用率最高。平邑甜茶各器官ndff随着供磷水平的增加先升高后降低,p2时达到最大值,此时根、茎、叶的ndff值分别为5.212%、4.547%、5.793%,显著高于相同磷水平下富平楸子和八棱海棠各器官ndff;其氮肥利用率在p2时最高(4.856%),而后随着供磷水平的继续增加而下降。富平楸子原产于土壤含磷量较低的陕北高原,其氮肥利用率在低磷时最高,从磷素利用角度富平楸子可作为该地区苹果砧木的重要参考;八棱海棠在高磷条件下氮肥利用率处于较高水平,可作为环渤海湾产区高磷苹果园砧木的重要参考;平邑甜茶在中等磷水平时氮肥利用率最高,且平邑甜茶具有较强的抗耐性和嫁接亲和力,因此平邑甜茶可在磷素较为充足的山丘地新建苹果园采用。3.为了研究平邑甜茶幼苗no3--n吸收和利用特性对不同供磷水平的响应机制,从氮素吸收的角度挖掘影响氮肥利用率低的关键因素,从而为果园科学、高效利用养分提供理论依据,进而提高氮肥利用效率,本试验运用15n示踪技术,并借助非损伤扫描离子选择电极,测定了不同供磷水平下平邑甜茶的氮素吸收和利用情况。结果表明,在低磷水平(0-1.0mmol/l)时,平邑甜茶根系长度、根系总表面积较小,且根尖数较少,此时平邑甜茶各器官ndff均处于较低水平;随着供磷水平的增加,在2.0-4.0mmol/l时,平邑甜茶根系生长迅速,其根系长度、表面积及根尖数量均有显著增加,且达到最高水平,各器官ndff较之前也有明显增加;随后,在6.0-16.0mmol/l时,由于过量供磷抑制了根系的生长,使平邑甜茶幼苗根系长度、表面积均有大幅降低,根尖数量骤降,平邑甜茶各器官ndff值维持在一个略低于最大值的水平。当磷浓度在3.0mmol/l时平邑甜茶对no3-有强烈吸收,在16.0mmol/l时有明显外排。平邑甜茶幼苗对硝态氮的利用效率在磷亏缺处理时较低,而后随着供磷水平的增加,平邑甜茶幼苗的氮肥利用率显著增加,在4.0mmol/l磷水平时其氮肥利用率达到最大值,但持续过量供磷反而使平邑甜茶幼苗的氮肥利用率骤然降低;平邑甜茶对氮素的吸收受供磷水平影响显著,其主要是通过影响根系的生长发挥作用。磷亏缺时氮素吸收和利用受到抑制,适当供磷能够刺激幼苗根系生长,从而促进平邑甜茶对氮素的获取,然而过量供磷会抑制平邑甜茶根系的生长,使氮素吸收受到限制。