根域调控对苹果树根际环境及树体生长发育的影响

摘要

果园根域调控技术是结合苹果根系功能特性，采取局部优化改良根系集中区土壤环境的措施，建立土壤局部稳定、适宜根系生长的优良环境，实现节水、节肥和保叶、养根壮树的目的。
　　试验于2012年3月至2015年10月在山东省肥城市潮泉镇（116°50’E，36°14’N）苹果园试验基地进行。2012年3月选择12年生大田盛果期“红富士/平邑甜茶”苹果树（Malus?domestica Borkh.‘Red Fuji’/M. hupehensis Rehd.）为试材。研究根域调控对根域土壤物理性状、土壤肥力、根际土壤相关酶活性、微生物数量及群落多样性、苹果树根系构型、花的发育、叶片生长、叶片光合性能特性及果实品质等参数的影响，初步揭示根域调控技术促进根系生长，为地上部生长提供稳定养分来源的原理，为进一步优化有限灌溉条件下的果树栽培管理技术提供理论依据。主要结果如下：
　　（1）根域调控提高土壤水分含量和土壤肥力。与正常的施肥管理相比，根域调控能够显著降低0-40cm根系集中分布层土壤的容重、增加土壤孔隙度、提高土壤田间持水量及干旱时期土壤含水量；提高土壤有机质、碱解氮和速效钾的含量，且在处理后3年期间一直保持较高的土壤肥力。同时，根域调控减少了有机养分向深层的流失，使其更加集中地分布于苹果根系的集中分布区，有利于减少元素流失，提高养分的利用率。
　　（2）根域调控提高根际土壤酶活性、优化微生物种群群落。与正常施肥管理相比，根域调控提高了多种根际酶活性，脲酶和蔗糖酶活性升高最为明显，不同程度的提升了细菌、真菌、放线菌的数量，以细菌数量提升最为明显，约提高了2倍左右，对细菌群落及多样性分析得出，根域调控土壤微生物群落的Shannon指数和Shannon均匀度指数均显著高于对照，Simpson指数低于对照，优化了微生物群落组成，提高了各组分的相对丰度。
　　（3）根域调控提高根系活力、优化根系构型和分布。根域调控果树根系活力提高29.1％-74.7%，根系密度增加，尤其以0-1mm径级的生长根增加最为明显；混合土系统（CS）使根系集中分布在0-20cm表土层空间，砖土缓冲系统（BS）使根系集中分布在20-40cm土层空间。与混合土系统相比，砖土缓冲系统通过砖的吸水保湿性，改善了周围混合土的环境，对土壤和根系的改良效果进一步提高。根域调控通过局部改良土壤质量，提高土壤肥力，为果树生长提供稳定的养分供应，进而提高根系活力，促进根系生长，为苹果树的优质高产提供了稳定的地下保障，且砖土缓冲系统（BS）改良效果更为明显。
　　（4）根域调控促进花、叶的发育和提高光合能力。根域调控提高了花粉活力，极大提高了花粉萌发率，与对照相比，砖土缓冲系统花粉萌发率约提高了45.45%；加快叶片形态建成，提高比叶重、百叶重；增加叶片含水量、叶片厚度及叶绿体色素各组分含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）；叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和性能指数（PIABS）均显著提高，降低了Tfm值，光能转化为化学能的转化速率进一步得到提高；砖土缓冲系统通过稳定的养分供应能够防止秋梢旺长。
　　（5）根域调控延缓叶片衰老。叶片的SOD、POD、CAT活性及MDA含量均显著低于对照。根域调控促进了苹果根系的生长发育，提高了光合能力，显著减少活性氧的产生，延缓叶片衰老，延长了叶片功能期。
　　（6）根域调控增加枝条的贮藏养分含量。两种根域调控显著增加了枝条淀粉含量、枝条可溶性糖含量，混合土系统较对照分别提高了30.39%和8.18%；砖土缓冲系统较对照分别提高了67.97%和20.20%。可溶性蛋白含量三者之间无显著差异；根域调控可不同程度的提高枝条游离氨基酸含量，但增加效果不明显。砖土缓冲系统能够显著增加枝条淀粉含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量，提高了枝条贮藏养分，为翌年生长提供了养分保障。
　　（7）根域调控促进果实发育、改善果实品质。两种根域调控在花后60天开始显著提高果实的果个和果实的单果重，但对果形指数无显著影响。混合土系统和砖土缓冲系统均显著提高了果实的色泽、果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、Vc、花青苷含量和果实含水量，降低了果实可滴定酸含量，与对照相比单果重分别提高了11.37%和27.96%。
　　（8）通过对土壤水肥改良、根际土壤环境、地上部生长发育、延缓叶片衰老和提高果实品质等指标的综合分析，认为砖土缓冲系统（BS）效果明显高于混合土系统。

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1前言

1.1我国农业的水肥现状

1.2不同调控处理对土壤理化性质研究现状

1.3不同调控处理对根系生长的影响

1.4不同调控处理对作物生长发育及品质形成的影响

1.5果树根区土壤环境调控

1.6本试验的目的和意义

2材料与方法

2.1试验园概况

2.2试验材料和处理

2.3材料选取与指标选择

2.4测定方法

3结果与分析

3.1根域调控对果园土壤性状的影响

3.2根域调控对苹果根际土壤酶活性的影响

3.3根域调控对苹果根际土壤微生物的影响

3.4根域调控对根系的影响

3.5根域调控对地上部生长的影响

3.6根域调控对叶片光合和荧光参数的影响

3.7根域调控对延缓叶片衰老的影响

3.8根域调控对果实品质的影响

4讨论

4.1根域调控对土壤理化性状的影响

4.2根域调控对土壤酶活性及微生物的影响

4.3根域调控对根系的影响

4.4根域调控对地上部生长的影响

4.5根域调控对延缓叶片衰老的影响

4.6根域调控对果实品质的影响

5结论

参考文献

致谢

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