根域調(diào)控對蘋果樹根際土壤水分及樹體生長的影響

林詩源 顏子林 張譯文 徐禎禎 白健

摘 要 為進一步研究不同土壤處理方式對蘋果樹土壤水分和樹體生長發(fā)育的影響，以渤海灣14年生大田盛果期紅富士為試材進行相關(guān)研究，分析了兩種不同處理系統(tǒng)對蘋果樹20～40 cm土壤深度土壤含水量動態(tài)變化、根系活力、新梢和葉片生長的影響。結(jié)果表明：與正常的施肥管理相比，根域調(diào)控可顯著增加根系集中分布層干旱時期土壤含水量，保持根際土壤含水量相對穩(wěn)定在合理區(qū)間，進而提高根系活力;顯著提高了葉片厚度和葉片含水量。根域調(diào)控通過提高土壤含水量，為根系提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境，進而改善果樹樹體生長。

關(guān)鍵詞 蘋果樹;根域調(diào)控;土壤含水量;樹體生長

中圖分類號：S661.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.007

蘋果是我國主要的栽種水果之一，土壤含水量直接影響著果實的品質(zhì)。面對我國水資源日益短缺的現(xiàn)狀，大水漫灌已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代果園種植管理需求，通過改善種植方式提高果園節(jié)水效能成為行之有效的研究方向。近年來，學者們對此進行了大量研究。趙政陽等[1]研究表明，不同生草處理能不同程度改善土壤質(zhì)地，形成水分競爭，具有調(diào)水蓄水作用;不同覆蓋方式也對果園土壤貯水產(chǎn)生影響，覆草能夠改善渭北旱地土壤孔隙狀，增加1 m土層土壤貯水能力[2]，秸稈覆蓋可實現(xiàn)節(jié)水增效的效果[3]與王中堂等[4]使用半腐熟樹皮對桃園覆蓋改善土壤通透性、持水能力和幼樹生長的結(jié)論一致;也有不少學者嘗試使用不同保水劑處理果園土壤，保水劑通過吸水-緩慢釋水的過程在一定程度上穩(wěn)定了土壤含水量[5]，但大部分研究內(nèi)容未精確到關(guān)鍵土層、關(guān)鍵區(qū)域進行分析，從而無法探究影響穩(wěn)定土壤含水量的關(guān)鍵因素。

束懷瑞[6]認為，蘋果樹1/4的根系良好生長吸收就能夠維持整棵樹的生長發(fā)育，蘋果園土壤分層管理局部優(yōu)化節(jié)水節(jié)肥養(yǎng)根壯樹技術(shù)可通過保證不同土層深度的土壤含水量相對充足且穩(wěn)定，最大程度發(fā)揮土壤各土層作用，通過局部優(yōu)化根際環(huán)境，提高根系吸收效能，更好地為地上部生長提供養(yǎng)分和信號支持[7]。因此，精準定位根際20～40 cm土層土壤組成結(jié)構(gòu)變化引起的土壤水分變化，可以精確地為蘋果園栽培管理技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

試驗于2018年4月至2019年8月，在山東省煙臺招遠市辛莊鎮(zhèn)湖汪村一處蘋果園進行。2018年4月，選擇14年生紅富士為試材，選擇樹勢健壯，水肥條件一致的植株。試驗設(shè)置根域調(diào)控和對照兩個處理。根域調(diào)控系統(tǒng)（TK）：參照白健的磚土緩沖系統(tǒng)體系[8]，在兩行樹體縱向距樹體1 m處挖溝，長、寬、深分別為1.5 m、

0.8 m、0.6 m，在溝內(nèi)縱向壘放4層土培磚，每層磚之間保留10 cm左右孔隙。對照（CK）：為消除土壤結(jié)構(gòu)因素影響，參照根域調(diào)控系統(tǒng)，挖相同大小土坑進行填平，不做其他處理，兩種試驗處理9個重復(fù)。兩種處理果樹每年施肥澆水以正常情況進行。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 土壤含水量測定

采用S型多點法對處理區(qū)選點，于2019年3—8月每約20天取土樣一次，用土鉆取20～40 cm土層土壤，用烘干法測土壤含水量。

1.2.2 根系活力測定

在埋磚靠近果樹側(cè)沿磚面挖縱切面，將磚表面20～40 cm深附著的所有根系揀出、處理，采用TTC法測定根系活力。

1.2.3 新梢及葉片相關(guān)指標測定

新梢用游標卡尺進行測量，葉片厚度和葉片含水量均采用葉面積儀等常規(guī)方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 果園土壤含水量動態(tài)變化

土壤含水量的高低可反映土壤持水能力和供水能力。2019年3—8月土壤含水量的動態(tài)變化如圖1所示，可以看出，兩種處理根系集中分布層20～40 cm土壤含水量隨季節(jié)變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)出先升高后降低再升高再降低的變化趨勢。TK處理8月前含水量一直高于CK處理，說明TK處理的埋磚通過降雨貯存水分、干旱釋放水分，使土壤含水量維持在平穩(wěn)水平，能夠起到吸收緩解地表水下滲功能。TK處理8月土壤含水量低于CK處理，說明埋磚通過吸收水分適當減少土壤含水量，避免因澇災(zāi)影響根系。通過數(shù)據(jù)可以看出，TK處理能基本維持土壤含水量在10%～15%相對穩(wěn)定區(qū)間，有利于為根系提供穩(wěn)定環(huán)境。

2.2 蘋果樹根系活力變化

根系活力高低代表了根系吸收能力大小。數(shù)據(jù)分析可知，TK處理根系活力與CK相比顯著提高，處理1年后（2019年），TK處理與CK相比根系活力提高18.04%（表1）。該現(xiàn)象可能是由于磚周圍提供了穩(wěn)定的水肥環(huán)境，產(chǎn)生大量新生根系，提高了根系活力，提高對土壤養(yǎng)分的吸收能力。

2.3 新梢和葉片生長的影響

對不同處理的新梢和葉片指標進行調(diào)查，結(jié)果（表2）表明，TK處理的新梢長度略微長于CK，但增長不顯著，可防止新梢旺長;TK處理對新梢基部直徑無顯著作用;TK處理的葉片比葉重、百葉重和葉片含水量均高于CK，差異顯著，分別較CK提高了8.30%、26.18%、9.69%，表明TK處理可以增加葉片厚度和葉片含水量。

3 討論

有研究表明，對于根系生長發(fā)育和吸收影響最大的土層為根系集中分布層，可以起到以點帶面的關(guān)鍵作用。本試驗對根系集中分布層土壤20～40 cm土層進行了精確定位、精準測量，在干旱期間，根域調(diào)控處理可以減少地表水下流，維持根際土壤含水量在10%～15%這個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi);當處于澇期，磚通過孔隙度多的特點，吸收大量水分，吸引根系附著在磚土表層，為根系提供必要的呼吸氧氣，減少土壤含水量，使土壤含水量維持在相對合理區(qū)間。磚土的多孔隙特點，可以一定程度吸收水分和肥料產(chǎn)生富集效應(yīng)，吸引大量根系，并產(chǎn)生大量新根，增加植株吸收能力和效率。

本試驗表明，根域調(diào)控體系通過維持根系集中分布層土壤含水量穩(wěn)定，避免因旱澇等自然原因影響植株持續(xù)生長，提高根系活力，進而從植株穩(wěn)定生長時長和生長動力方面提供保障，增加地上部葉片厚度和葉面積，提高光合效能，進而提高果實品質(zhì)。

參考文獻：

[1] 趙政陽，李會科.黃土高原旱地蘋果園生草對土壤水分的影響[J].園藝學報，2006，33（3）：481-484.

[2] 高茂盛，廖允成，李俠，等.不同覆蓋方式對渭北平原旱作蘋果園土壤貯水的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2010，43（10）：2080-2087.

[3] 秦嗣軍，張玉龍，宣景宏，等.山地蘋果園秸稈覆蓋與穴儲肥水結(jié)合技術(shù)[J].北方果樹，2015（5）：29-30.

[4] 王中堂，彭福田，唐海霞，等.不同有機物料覆蓋對桃園土壤理化性質(zhì)及桃幼樹生長的影響[J].水土保持學報，2011，25（1）：142-147.

[5] 李中陽，呂謀超，樊向陽，等.不同類型保水劑對冬小麥水分利用效率和根系形態(tài)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學報，2015，26（12）：3753-3758.

[6] 束懷瑞.蘋果學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999.

[7] 陳修德，高東升，束懷瑞.蘋果園土壤分層管理局部優(yōu)化節(jié)水節(jié)肥養(yǎng)根壯樹技術(shù)[J].中國果樹，2018（1）：5-7.

[8] 白健，李娜，付春霞，等.蘋果根域調(diào)控對土壤理化性質(zhì)和根系生長的影響[J].園藝學報，2016，43（5）：829-840.

（責任編輯：趙中正）