增氧栽培對(duì)桃根系構(gòu)型及植株生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究.pdf

1、桃樹(shù)為淺根性果樹(shù)，根系呼吸強(qiáng)度高，對(duì)氧氣的需求量大，土壤氧氣含量對(duì)桃樹(shù)根系的生長(zhǎng)至關(guān)重要。本研究探討了根區(qū)通氣對(duì)桃幼樹(shù)側(cè)根發(fā)生和生長(zhǎng)，根系氮素代謝以及植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響;研究了袋控緩釋過(guò)氧化尿素對(duì)桃幼樹(shù)淹水脅迫的緩解效果;并分析了使用控根器與集中施用土壤改良劑等技術(shù)措施的增氧效果，及其對(duì)桃樹(shù)根系構(gòu)型、15N吸收利用及樹(shù)體生長(zhǎng)發(fā)育的影響;初步研究了透氣性對(duì)桃實(shí)生苗根系基因表達(dá)的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1桃樹(shù)整個(gè)生長(zhǎng)季，根區(qū)土壤

2、氧氣含量呈先降低后升高的趨勢(shì)，8月份土壤氧氣含量降到最低;根區(qū)通氣改善了根區(qū)土壤通氣狀況，根區(qū)通氣處理土壤氧氣含量始終高于對(duì)照，其中，根區(qū)通氣（3天/次）顯著提高桃樹(shù)生長(zhǎng)中后期土壤氧氣含量。根區(qū)通氣處理桃幼樹(shù)根系總長(zhǎng)度、總表面積、一級(jí)側(cè)根數(shù)、二級(jí)側(cè)根數(shù)、根尖數(shù)、總體積、分枝數(shù)、交叉數(shù)較對(duì)照均有不同程度增加;一級(jí)側(cè)根長(zhǎng)度和根系平均直徑減小;一級(jí)側(cè)根與垂直向下方向的夾角整體上減小，小夾角數(shù)量增多，根系趨向于垂直分布;直徑小于2 mm的根系干

3、重顯著高于對(duì)照的，直徑大于5mm的根系干重減少。根區(qū)通氣處理（3天/次）根系活力、根系硝酸還原酶(NR)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)活性分別比對(duì)照提高了19.04％、29.80％、6.56％和19.91％。
　　2根區(qū)通氣處理土壤堿解氮和速效磷含量提高，土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量降低;根區(qū)土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶活性均有不同程度提高。根區(qū)通氣處理顯著提高了桃幼樹(shù)生長(zhǎng)中后期葉片葉綠素含量（SPAD

4、值）和保護(hù)酶(SOD、POD和CAT)活性。根區(qū)通氣處理葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度提高，胞間CO2濃度降低;并促進(jìn)了桃幼樹(shù)新梢生長(zhǎng)，葉面積和比葉重顯著高于對(duì)照。根區(qū)通氣(3天/次)處理促進(jìn)植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，根、新梢和葉片中全氮、全磷和全鉀含量顯著提高。根區(qū)通氣處理桃幼樹(shù)植株干物質(zhì)積累量、干莖均高于對(duì)照。
　　3過(guò)氧化尿素對(duì)桃幼樹(shù)淹水脅迫傷害的緩解效果研究表明:施用過(guò)氧化尿素可提高土表水體溶氧量，處理后7天內(nèi)，袋控過(guò)氧化尿素

5、處理水體溶氧量始終維持較高水平。淹水脅迫下，施用過(guò)氧化尿素處理桃幼樹(shù)葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)下降幅度顯著低于對(duì)照。處理5天后，施用過(guò)氧化尿素處理桃幼樹(shù)葉片光合性能指標(biāo)(PIABS)，最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)，單位面積有活性反應(yīng)中心的數(shù)量(RC/Cso)均高于對(duì)照，單位面積的熱耗散(DIo/Cso)低于對(duì)照，差異顯著;施用過(guò)氧化尿素處理(T1和T2）桃幼樹(shù)葉片的Chl a、Chl b和Chl(a+b)

6、分別比對(duì)照提高了10.72％、10.86％、10.87和5.71％、4.78％、5.57％，差異顯著;并大大提高淹水脅迫下桃幼樹(shù)葉片抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性，減緩葉片MDA含量的增加幅度。淹水脅迫下施用過(guò)氧化尿素處理桃幼樹(shù)根系活力、根系脯氨酸(Pro)含量高于對(duì)照，根系相對(duì)膜透性(RMP)和乙醇脫氫酶(ADH)活性低于對(duì)照，差異顯著。
　　4根區(qū)土壤集中施用土壤改良劑（施用聚丙烯酰胺或免深耕）的研究表明:集中施用土壤

7、改良劑后，桃幼樹(shù)整個(gè)生長(zhǎng)季根區(qū)土壤氧氣含量始終顯著高于對(duì)照;顯著提高了桃幼樹(shù)生長(zhǎng)中后期根系活力，葉綠素含量，葉面積和凈光合速率，促進(jìn)了桃幼樹(shù)新梢和干徑生長(zhǎng)，并且桃幼樹(shù)生長(zhǎng)后期葉片保護(hù)酶(SOD、POD、CAT)活性顯著高于對(duì)照。集中施用土壤改良劑顯著提高了桃幼樹(shù)根系總長(zhǎng)度，根系總表面積，根系總體積，根尖數(shù)，但顯著降低了根系平均直徑。集中施用土壤改良劑可顯著提高桃幼樹(shù)植株干物質(zhì)積累量，器官全氮量和氮肥利用率;與對(duì)照相比，集中施用土壤改良劑

8、處理氮素利用率分別提高了24.22％和10.40％。相關(guān)性分析表明，葉片凈光合速率與土壤氧氣含量，根系總長(zhǎng)度和根系表面積呈顯著正相關(guān)。與對(duì)照相比，成齡樹(shù)集中施用聚丙烯酰胺后桃果實(shí)可溶性固形物提高了10.06％。
　　5樹(shù)冠下局部根區(qū)土壤改良效果評(píng)價(jià)結(jié)果表明:使用蛭石或有機(jī)肥局部土壤改良顯著降低了改良區(qū)域0-40cm土層的土壤容重，提高了土壤氧氣含量。局部土壤改良可誘導(dǎo)根系的發(fā)生和促進(jìn)根系分枝，顯著提高了根系總體積，總長(zhǎng)度和總表面積

9、。蛭石改良處理根系較為細(xì)長(zhǎng)，毛細(xì)根較多，壽命較短;有機(jī)肥改良處理，新根較多，且較為粗壯，壽命相對(duì)較長(zhǎng)。局部土壤改良顯著提高了桃樹(shù)吸收根和延長(zhǎng)根的數(shù)量以及吸收根/延長(zhǎng)根的比值。局部土壤改良顯著提高了桃樹(shù)根系活力，葉片比葉重以及凈光合速率，提高了果實(shí)可溶性固形物含量。局部土壤改良降低了秋梢長(zhǎng)度，提高了秋梢枝莖，樹(shù)勢(shì)生長(zhǎng)較為健壯，可有效防止秋梢旺長(zhǎng)。
　　6控根器對(duì)桃樹(shù)根系構(gòu)型的影響研究表明:距控根器水平距離為5cm，垂直距離35cm處

10、土壤氧氣含量始終維持在較高水平，且非常接近大氣中氧氣含量。控根器處理桃樹(shù)根系密度顯著提高，在控根器周圍可見(jiàn)大量白色新根，且較為粗壯?？馗魈幚硖覀?cè)根及根系生長(zhǎng)點(diǎn)的數(shù)量明顯增多，出現(xiàn)大量網(wǎng)狀根?？馗魈幚盹@著提高了根系總長(zhǎng)度，總表面積和根尖數(shù)?？馗魈幚硖岣吡颂覙?shù)細(xì)根(＜2mm)和中粗根(2-5 mm)在20-40cm土層所占的比例，提高了桃樹(shù)葉片的葉綠素含量及凈光合速率。
　　7透氣性對(duì)桃實(shí)生苗根系生長(zhǎng)及基因表達(dá)影響的研究表明:在

11、養(yǎng)分水分充足供應(yīng)條件下，與對(duì)照相比，沙培處理桃實(shí)生苗一級(jí)根數(shù)量，一級(jí)根長(zhǎng)度分別降低了34.85％和41.76％;一級(jí)根粗度和二級(jí)根數(shù)量分別較對(duì)照提高了26.83％和41.14％,差異顯著。通過(guò)高通量數(shù)字基因表達(dá)譜(DGE)進(jìn)行基因表達(dá)分析，與對(duì)照相比，沙培處理桃實(shí)生苗根系有414個(gè)基因表達(dá)被上調(diào)，有700個(gè)基因表達(dá)被下調(diào)。表達(dá)水平發(fā)生顯著改變的基因主要參與了代謝途徑、次生代謝物的生物合成途徑、植物與病原菌互作途徑和植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。