增氧栽培對桃根系構(gòu)型及植株生長發(fā)育影響的研究.pdf

1、桃樹為淺根性果樹，根系呼吸強度高，對氧氣的需求量大，土壤氧氣含量對桃樹根系的生長至關(guān)重要。本研究探討了根區(qū)通氣對桃幼樹側(cè)根發(fā)生和生長，根系氮素代謝以及植株生長發(fā)育的影響;研究了袋控緩釋過氧化尿素對桃幼樹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，及其對桃樹根系構(gòu)型、15N吸收利用及樹體生長發(fā)育的影響;初步研究了透氣性對桃實生苗根系基因表達的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1桃樹整個生長季，根區(qū)土壤

2、氧氣含量呈先降低后升高的趨勢，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照，其中，根區(qū)通氣（3天/次）顯著提高桃樹生長中后期土壤氧氣含量。根區(qū)通氣處理桃幼樹根系總長度、總表面積、一級側(cè)根數(shù)、二級側(cè)根數(shù)、根尖數(shù)、總體積、分枝數(shù)、交叉數(shù)較對照均有不同程度增加;一級側(cè)根長度和根系平均直徑減小;一級側(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生長中后期葉片葉綠素含量（SPAD

4、值）和保護酶(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;并促進了桃幼樹新梢生長，葉面積和比葉重顯著高于對照。根區(qū)通氣(3天/次)處理促進植株對養(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)通氣處理桃幼樹植株干物質(zhì)積累量、干莖均高于對照。
　　3過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫傷害的緩解效果研究表明:施用過氧化尿素可提高土表水體溶氧量，處理后7天內(nèi)，袋控過氧化尿素

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

6、分別比對照提高了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。淹水脅迫下施用過氧化尿素處理桃幼樹根系活力、根系脯氨酸(Pro)含量高于對照，根系相對膜透性(RMP)和乙醇脫氫酶(ADH)活性低于對照，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，桃幼樹整個生長季根區(qū)土壤氧氣含量始終顯著高于對照;顯著提高了桃幼樹生長中后期根系活力，葉綠素含量，葉面積和凈光合速率，促進了桃幼樹新梢和干徑生長，并且桃幼樹生長后期葉片保護酶(SOD、POD、CAT)活性顯著高于對照。集中施用土壤改良劑顯著提高了桃幼樹根系總長度，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植株干物質(zhì)積累量，器官全氮量和氮肥利用率;與對照相比，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，根系總長度和根系表面積呈顯著正相關(guān)。與對照相比，成齡樹集中施用聚丙烯酰胺后桃果實可溶性固形物提高了10.06％。
　　5樹冠下局部根區(qū)土壤改良效果評價結(jié)果表明:使用蛭石或有機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)生和促進根系分枝，顯著提高了根系總體積，總長度和總表面積

9、。蛭石改良處理根系較為細長，毛細根較多，壽命較短;有機肥改良處理，新根較多，且較為粗壯，壽命相對較長。局部土壤改良顯著提高了桃樹吸收根和延長根的數(shù)量以及吸收根/延長根的比值。局部土壤改良顯著提高了桃樹根系活力，葉片比葉重以及凈光合速率，提高了果實可溶性固形物含量。局部土壤改良降低了秋梢長度，提高了秋梢枝莖，樹勢生長較為健壯，可有效防止秋梢旺長。
　　6控根器對桃樹根系構(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。控根器處理桃樹根系密度顯著提高，在控根器周圍可見大量白色新根，且較為粗壯?？馗魈幚硖覀?cè)根及根系生長點的數(shù)量明顯增多，出現(xiàn)大量網(wǎng)狀根?？馗魈幚盹@著提高了根系總長度，總表面積和根尖數(shù)?？馗魈幚硖岣吡颂覙浼毟?＜2mm)和中粗根(2-5 mm)在20-40cm土層所占的比例，提高了桃樹葉片的葉綠素含量及凈光合速率。
　　7透氣性對桃實生苗根系生長及基因表達影響的研究表明:在

11、養(yǎng)分水分充足供應(yīng)條件下，與對照相比，沙培處理桃實生苗一級根數(shù)量，一級根長度分別降低了34.85％和41.76％;一級根粗度和二級根數(shù)量分別較對照提高了26.83％和41.14％,差異顯著。通過高通量數(shù)字基因表達譜(DGE)進行基因表達分析，與對照相比，沙培處理桃實生苗根系有414個基因表達被上調(diào)，有700個基因表達被下調(diào)。表達水平發(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轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。