中国农业经济问题浅谈对黄土高原苹果园的研究
发布时间：2014-10-10
摘要：对渭北黄土高原苹果园根区土壤中微生物、营养元素空间变化规律进行了分析，结合盆栽试验，研究了不同根区土壤对再植砧木幼苗生长的影响。结果表明，水平方向上，果树根区微生物数量随距树干距离增加逐渐减少，有效养分含量则逐渐增加;垂直方向上，0～80 cm 土层范围内，微生物数量随土层深度增加呈下降趋势，有效养分含量在60～80 cm 土层相对富集。与麦田土壤(对照)比较，果树根区土壤中微生物数量总体偏高，有效养分速效P、水溶性Ca、水溶性Mg、有效Zn、有效Mn相对亏缺。果园土壤盆栽再植砧木幼苗生长表现出一定的再植病害症状。总之，距树干50～100cm、40～60cm土层微生物数量富集明显、营养元素亏缺较大，盆栽砧木幼苗再植病害相对严重。
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关键词：苹果,再植障碍,微生物,营养元素
植株的再植病害(replantdisease,RD)是一个综合症状表现，广泛分布于世界各地，严重影响着植株的产量和品质，且病因复杂，不同的地区之间病因不同，即使同一地区，主要的病因也存在明显的差别。常表现为再植植株根系坏死、树体生长矮小、病虫害严重、产量低、品质差等症状。早期研究发现重茬障碍主要是由非生物因素引起的，如营养元素不平衡、根系分泌物、不良的土壤结构、过高或过低的pH值等。现在，越来越多的实验证明，生物因素是引起重茬障碍得一个主要因子;随着作物栽培时间的延长，寄居在土壤中的微生物群落系统从一个适合作物生长的生物系统逐渐转变为不适合作物生长的生物系统。
渭北黄土高原是我国优质苹果生产基地，随着果园树龄的增加，果园更新将是今后苹果产业持续发展面临的主要问题。目前，国内外对苹果重茬障碍问题已开展了深入的研究，关于陕西渭北黄土高原地区生态条件下的研究鲜有报道。本实验对渭北黄土高原地区苹果园土壤中微生物和营养元素的空间变化进行了研究，分析了果园土壤与麦田土壤中微生物数量和营养元素之间的差异，并通过盆栽试验，分析了微生物和营养元素变化对再植砧木幼苗生长的影响，以期为今后的研究提供依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验地点位于陕西省白水县，均海拔850m左右，年平均气温11.4℃，年平均降雨量577.8mm，土层深度80～200m，土壤类型为黄绵土。肥力特点是：富钾、缺磷、少氮。土壤属碱性土，pH7.6～8.5。采样地均为20a左右树龄的苹果园，乔化栽培，株行距3m×4m，砧木为新疆野苹果(Malussieversii)，主栽品种为红富士，采用常规管理。以附近麦田土为对照。
1.2土样采集
2007年10月运用典型抽样法选5个果园，每个果园随机选取5株树，采用对角线4点取样法。从果树根基部水平方向上按0～50、50～100、100～150、150～200cm划为4区段，垂直方向上按0～20、20～40、40～60、60～80cm划为4区段，每株果树根区土壤分为16个小区。将表层5cm上的土铲去，按照试验设计取样，最后把相同小区的土样混合均匀，并进行标记。从16份土样中分别取出1kg左右的土装入保鲜袋内，立即带回实验室放在冰箱内，用于微生物数量统计。剩下的土样去除植物残根、石块等杂物，自然风干，研磨，一部分土样用18号筛(1mm)过筛，测定速效性养分和pH值;一部分土样用60号筛(0.25mm)过筛，测定有机质。
麦田土壤采用“S”型方法取样，选5个点，由上向下20cm为一个采样段，分4段，并且将5个点相同区位段土样混合后作为一份土样。
1.3盆栽试验
选用富平楸子(MalusprunifoliaBoukh)作为盆栽砧木苗。种子沙藏后，2008年3月1日进行大棚营养钵育苗，4月中旬待长至三叶期时，选大小一致的砧木苗移栽入盆。试验用盆大小为35cm×22cm，把盆埋入地下，盆口离地面10cm左右，四周用土填实，每个处理重复3盆。
1.4测定内容与方法
微生物用平板涂抹法测定，细菌用牛肉膏蛋白胨培养基、真菌用PDA培养基(临用前按0.3%用量加入灭菌乳酸)、放线菌用改良的高氏一号培养基(临用前每300mL培养基加入3%KCrO溶液1mL)。
土壤碱解氮(N)含量用康惠皿扩散法测定;速效磷(P)含量用0.5mol.LNaHCO法测定;速效钾(K)含量用火焰光度计测定;水溶性钙(Ca)、水溶性镁(Mg)用原子吸收光度法测定;有效铁(Fe)、有效锌(Zn)、有效锰(Mn)含量用0.5mol.LDTPA溶液浸提—火焰原子吸收光度法测定。
1.5数据处理
实验数据用DPS数据处理软件进行差异显著性分析。
2结果与分析
2.1苹果园根区微生物数量的空间分布变化
土壤中细菌、放线菌、真菌数量和总的微生物数量在水平方向上变化趋势一致，呈现低—高—低趋势，距树干基部50～100cm区域内，细菌、放线菌、真菌数量最多，微生物总量最大;0～50cm区域内次之，150～200cm区域内最少(表1)。在垂直方向，果树根区土壤中细菌、真菌和总的微生物数量在0～60cm土层范围内，随土层深度的增加呈减少趋势，放线菌，在20～40cm土层范围数量最多(表2)。
距树干基部50～100cm、0～20cm土层范围内微生物的数量最多。根据对该区域20a左右树龄果树根系调查，果树根系主要集中在距树干0～100cm(水平)、0～40cm(垂直)的土体中，表明果园土壤微生物的空间分布与根系的分布区域有一定的相关性，对此问题有待进一步的研究。
同时，由表1、表2可以看出，果树根区各个区域内微生物数量比麦田土壤相对多。水平方向上，150～200cm区域内微生物数量与麦田土差异最小，50～100cm区域内微生物数量与麦田土差异最大。垂直方向上，60～80cm土层内微生物数量接近麦田土，0～40cm土层内微生物数量与麦田土壤差异明显。
3结论与讨论
渭北旱地苹果园根区不同区域土壤微生物数量、营养元素存在较大差异。在距树干基部50～100cm、0～40cm土层的区域范围内，根系分布集中，微生物的数量也明显多于其它区域，而营养元素含量相对低。
随着土层的增加微生物数量的变化呈现逐渐减少的规律性，而营养元素规律性不明显，这与贾新民等人的研究不一致，可能是因为微生物和营养元素的变化受地区和栽培植物的影响。
实验结果表明：苹果园根区土壤中速效P、水溶性Ca、水溶性Mg、有效Zn、有效Mn存在亏缺现象，其中，Zn元素亏缺和Ca/Zn比例失调现象尤其明显。研究表明，土壤微量元素比例失衡使土壤微生物数量和种群结构发生变化，病原微生物数量增加。土壤微生物对再植植株的影响起着重要的作用，土壤微生物是土壤中的活性物质，能够促进或直接参与土壤中一系列复杂的生理生化反应，所以微生物数量和种类的改变反过来影响营养元素的消耗和积累。微生物和营养元素的比例失衡将会影响再植植株生长，造成再植病的发生。由于植株长期生长在一个固定的地方，根系的空间分布影响着土壤微生物和营养元素的空间分布，根系集中分布的区域微生物数量和营养元素比例失调严重。
再植盆栽砧木幼苗生长发育较差，在距树干基部150～200cm区域内，微生物的数量较少、营养元素比较丰富，盆栽砧木苗生长发育表现也相对较好。而本区域正处于两行果树之间，果树根系也相对较少，因而在生产实践中，老果园新植幼树应尽可能选择果树行距中间区域，以利于减少再植病害的发生。Leinfelder.MM等人也表明，再植地点能明显的影响再植果树的生长，离根系越远再植植株生长表现比较好，行距中间定植果树，重茬障碍相对轻。有关渭北黄土高原苹果园再植障碍的机理及提出一套科学可行的解决方案有待进一步研究。
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