蓄水坑灌條件下蘋(píng)果樹(shù)根系生長(zhǎng)和根際土壤酶活性的研究.pdf

1、我國(guó)土地總面積的52.5％是干旱半干旱地區(qū)，水分短缺對(duì)區(qū)域植物生長(zhǎng)和生產(chǎn)力造成了很多不利影響，甚至威脅我國(guó)的糧食安全。節(jié)水農(nóng)業(yè)和旱地農(nóng)業(yè)的發(fā)展在我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有重要地位。孫西歡教授于20世紀(jì)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(guò)蓄水坑達(dá)到中深層立體灌溉的目的，進(jìn)而改善土壤的通透性，誘導(dǎo)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(diǎn)。
　　根系是作物的“根本”，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的主要調(diào)控中心，與作物地上

2、部分的生長(zhǎng)發(fā)育是相互影響和調(diào)節(jié)的。根系深扎于土壤中，通過(guò)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(jìn)行代謝的動(dòng)力，它的活性從本質(zhì)上反映了土壤生物活性的強(qiáng)弱，與作物根系生長(zhǎng)、發(fā)育之間也是相互影響的。為了果樹(shù)能夠更好地吸收水分和養(yǎng)分，需對(duì)其根系和土壤酶活性方面進(jìn)行研究。本文以蓄水坑灌為灌水方法，設(shè)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(duì)照處理，以七年生矮化紅富士丹霞蘋(píng)果樹(shù)為研究對(duì)象，采用根鉆法取

3、樣，從根、土結(jié)合的角度對(duì)蓄水坑灌條件下不同灌水上下限對(duì)蘋(píng)果樹(shù)根系生長(zhǎng)和土壤酶活性的影響進(jìn)行研究分析，旨在豐富蓄水坑灌條件下果樹(shù)根系的研究，為進(jìn)一步建立蓄水坑灌法的節(jié)水灌溉制度奠定理論基礎(chǔ)。
　　主要結(jié)論為：
　　（1）在蘋(píng)果樹(shù)根系生長(zhǎng)的垂向土層方面，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的果樹(shù)根系長(zhǎng)度、表面積和體積均隨土層的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，其中T1處理最大，各指標(biāo)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(dá)到最高值；蓄水坑灌法三種灌水處理的蘋(píng)果樹(shù)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T(mén)3處理最大，T1處理次之，T2處理最小；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(zhǎng)最大值土層位置相同，不同的是，各土層根系生物量為T(mén)2處理最大，T1處理次之，T3處理最??；三種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(shì)，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(shì)，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(nèi)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(shì)。到成熟期0-1

6、60cm全土層范圍內(nèi)T1處理始終最大，T2處理次之，T3處理仍舊最小。
　?。?）在蘋(píng)果樹(shù)根系生長(zhǎng)的全生育期內(nèi)，蓄水坑灌條件下三種灌水處理的根長(zhǎng)、根表面積和根系體積均呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，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處理最小；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(shì)，盛花期取樣測(cè)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處理最小；根系生物量在全生育

7、期內(nèi)呈逐漸增加的趨勢(shì)，T2處理在各個(gè)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(nèi)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(jìn)先增大后減小，到膨大期開(kāi)始下降，但最終的根系含水率均大于初始值；果樹(shù)根系活力在時(shí)間方面，隨生育期的推進(jìn)均表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢(shì)，在幼果期根系活力大大提高，而且幼果期取樣測(cè)得的值達(dá)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(shì)，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(shì)為先逐漸提高后降低，各土層磷酸酶活性大小關(guān)系為T(mén)1>T2>T3；過(guò)氧化氫酶活性均隨土層的加深呈先減小后增大的趨勢(shì)，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。
　　（4）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(shù)成熟期，稍有降低。磷酸酶活性在全生育期內(nèi)整體變化趨勢(shì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(guò)氧化氫酶活性在全生育期內(nèi)變化為先增大后減小再增大。并且在根系集中生長(zhǎng)區(qū)域，T2處理下的過(guò)氧化氫酶活性在全生育期內(nèi)處于明顯優(yōu)勢(shì)；硝酸還原酶活性在全生育期內(nèi)表現(xiàn)為先增大后減小，到成熟期趨于穩(wěn)定。在空間和時(shí)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。
　?。?）在各個(gè)生育期內(nèi)T2處理下各指標(biāo)與根系活力的相關(guān)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(biāo)與根系活力的相關(guān)系數(shù)隨生育期的推進(jìn)表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，在幼果期和膨大期的相關(guān)系數(shù)較高，根系含水率與根系活力的相關(guān)系數(shù)在全生育期內(nèi)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(guān)性最顯著，過(guò)氧化氫酶活性則始終表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。
　?。?）在全生育期內(nèi)根長(zhǎng)、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(yīng)關(guān)系，始終呈負(fù)效應(yīng)的只有過(guò)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(zhǎng)期、盛花期和幼果期與根系活力呈正效應(yīng)，到膨大期和成熟期呈負(fù)效應(yīng)關(guān)系； T1處理和 T2處理下除過(guò)氧化氫酶活性外其他指標(biāo)均與根系活力呈正效應(yīng)關(guān)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(fù)效應(yīng)關(guān)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(duì)各影響因素進(jìn)行了篩選和剔除，從而建立更加合理和