蓄水坑灌條件下蘋果樹根系生長和根際土壤酶活性的研究.pdf

1、我國土地總面積的52.5％是干旱半干旱地區(qū)，水分短缺對區(qū)域植物生長和生產力造成了很多不利影響，甚至威脅我國的糧食安全。節(jié)水農業(yè)和旱地農業(yè)的發(fā)展在我國未來農業(yè)發(fā)展中占有重要地位。孫西歡教授于20世紀末提出了一種新型的園林節(jié)水灌溉方式——蓄水坑灌法，它通過蓄水坑達到中深層立體灌溉的目的，進而改善土壤的通透性，誘導根系深扎，具有灌溉、抗旱、涵養(yǎng)水源和防止水土流失等優(yōu)點。
　　根系是作物的“根本”，是農業(yè)生產措施的主要調控中心，與作物地上

2、部分的生長發(fā)育是相互影響和調節(jié)的。根系深扎于土壤中，通過感知土壤環(huán)境的不同而發(fā)生形態(tài)和功能的變化。土壤酶是土壤進行代謝的動力，它的活性從本質上反映了土壤生物活性的強弱，與作物根系生長、發(fā)育之間也是相互影響的。為了果樹能夠更好地吸收水分和養(yǎng)分，需對其根系和土壤酶活性方面進行研究。本文以蓄水坑灌為灌水方法，設置三種灌水處理（T1處理、T2處理、T3處理），傳統(tǒng)地面灌溉（D處理）為對照處理，以七年生矮化紅富士丹霞蘋果樹為研究對象，采用根鉆法取

3、樣，從根、土結合的角度對蓄水坑灌條件下不同灌水上下限對蘋果樹根系生長和土壤酶活性的影響進行研究分析，旨在豐富蓄水坑灌條件下果樹根系的研究，為進一步建立蓄水坑灌法的節(jié)水灌溉制度奠定理論基礎。
　　主要結論為：
　?。?）在蘋果樹根系生長的垂向土層方面，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的果樹根系長度、表面積和體積均隨土層的增加呈先增加后減小的趨勢，其中T1處理最大，各指標最大值均出現(xiàn)在60-80cm土層，T2處理次之，峰值土層在40-

4、60cm處，T3處理最小，在20-40cm土層達到最高值；蓄水坑灌法三種灌水處理的蘋果樹根系平均直徑在0-40cm土層有一定幅度的增加，在之下的土層逐漸減小，各土層根系平均直徑均為T3處理最大，T1處理次之，T2處理最??；三種灌水處理下根系生物量在垂向空間均表現(xiàn)為先增加后減小，各處理最大值土層位置與根長最大值土層位置相同，不同的是，各土層根系生物量為T2處理最大，T1處理次之，T3處理最?。蝗N灌水處理下根系含水率在垂向土層空間均呈現(xiàn)為

5、先增高后降低的趨勢，在各土層中T1處理始終最大，峰值出現(xiàn)在100-120cm土層，T2處理次之，T3處理最小，峰值土層位置表現(xiàn)為逐漸上移；蓄水坑灌條件下三種灌水處理的根系活力在垂向空間表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢，各處理峰值土層依次為80-100cm、60-80cm、40-60cm，生育前后期表現(xiàn)不同的是，盛花期的0-40cm土層內D處理根系活力大于蓄水坑灌的三種灌水處理，40cm以下的土層，T1處理和T2處理表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。到成熟期0-1

6、60cm全土層范圍內T1處理始終最大，T2處理次之，T3處理仍舊最小。
　?。?）在蘋果樹根系生長的全生育期內，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的根長、根表面積和根系體積均呈現(xiàn)遞增的趨勢，且在根系集中區(qū)域，T1處理在全生育期始終為最大，T2處理次之，T3處理最??；蓄水坑灌法三種灌水處理下的根系平均直徑在全生育期表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢，盛花期取樣測得的值最小，三種灌水處理中T3處理的值最大，T1處理次之，T2處理最??；根系生物量在全生育

7、期內呈逐漸增加的趨勢，T2處理在各個生育期始終是最大值，T1處理次之，T3處理最小；根系含水率在全生育期內T1處理一直最大，T2處理次之，T3處理最小，且三種灌水處理下根系含水率均隨生育期的推進先增大后減小，到膨大期開始下降，但最終的根系含水率均大于初始值；果樹根系活力在時間方面，隨生育期的推進均表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢，在幼果期根系活力大大提高，而且幼果期取樣測得的值達到最高，膨大期略有下降，到成熟期急劇減小。
　?。?）在根際

8、土壤酶活性的垂向土層方面，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的脲酶活性隨土層的加深表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢，峰值土層依次為60-80cm、40-60cm、20-40cm，T1處理下的各土層脲酶活性始終保持最大，T2處理次之，并比D處理大，T3處理最小，且比D處理??；磷酸酶活性在垂向空間變化趨勢為先逐漸提高后降低，各土層磷酸酶活性大小關系為T1>T2>T3；過氧化氫酶活性均隨土層的加深呈先減小后增大的趨勢，在0-100cm土層，T2處理最大，并大

9、于D處理，T3處理次之，T1最??；蓄水坑灌條件下三種灌水處理的硝酸還原酶活性隨著土層的加深各處理下均逐漸升高后又漸漸降低。
　?。?）在根際土壤酶活性的全生育期方面，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的脲酶活性在盛花期均迅速增加，在膨大期，各處理脲酶活性顯著下降，到果樹成熟期，稍有降低。磷酸酶活性在全生育期內整體變化趨勢為先減小后增大再減小，T1處理下磷酸酶活性始終保持為最大，并且遠遠大于 D處理，T2處理次之，略高于D處理，T3處理最小

10、，且始終小于D處理；蓄水坑灌條件下三種灌水處理的過氧化氫酶活性在全生育期內變化為先增大后減小再增大。并且在根系集中生長區(qū)域，T2處理下的過氧化氫酶活性在全生育期內處于明顯優(yōu)勢；硝酸還原酶活性在全生育期內表現(xiàn)為先增大后減小，到成熟期趨于穩(wěn)定。在空間和時間上，T1處理始終高于其他各處理，T2處理次之，并大于D處理，T3處理最小，且小于D處理。
　　（5）在各個生育期內T2處理下各指標與根系活力的相關系數(shù)均最大，T1處理次之，且大于D處

11、理，T3處理最小，且小于D處理。各指標與根系活力的相關系數(shù)隨生育期的推進表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，在幼果期和膨大期的相關系數(shù)較高，根系含水率與根系活力的相關系數(shù)在全生育期內均是最高。在四種土壤酶中，硝酸還原酶活性與根系活力表現(xiàn)為正相關性最顯著，過氧化氫酶活性則始終表現(xiàn)為顯著負相關。
　　（6）在全生育期內根長、根表面積、根系含水率、脲酶活性和硝酸還原酶活性始終與根系活力呈正效應關系，始終呈負效應的只有過氧化氫酶活性，而根系直徑、根

12、系體積和根系生物量在春梢旺長期、盛花期和幼果期與根系活力呈正效應，到膨大期和成熟期呈負效應關系； T1處理和 T2處理下除過氧化氫酶活性外其他指標均與根系活力呈正效應關系，而T3處理下根系直徑、根表面積和根系生物量與根系活力都呈負效應關系。T1處理子下根系體積與根系活力的直接通徑系數(shù)最大，T2處理下根系表面積的最大，T3處理下則是根系含水率的最大。
　　（7）Stepwise回歸分析對各影響因素進行了篩選和剔除，從而建立更加合理和