根系是果树与土壤相互作用的纽带,土壤环境条件的改变会影响根系的发生与功能,进而影响地上部的生长。研究土壤营养空间条件对果树根系的影响,对于合理制定果树栽培与土壤管理措施具有重要意义。一、采用控制营养液溶氧浓度的方法,研究了不同程度的低氧胁迫对平邑甜茶幼苗生物量、根系活力、根系呼吸速率以及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明:低氧胁迫抑制了植株的生长,营养液溶氧浓度越低,抑制作用越明显;低氧处理前期根系呼吸速率也受到了明显地抑制,并且溶氧浓度越低抑制作用越强,但随处理时间的延长,抑制作用降低,而幼苗根系活力则先急剧升高后急剧下降;低氧胁迫诱导了硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合酶(GS)的活性,溶氧浓度越低酶活性增加幅度越大;而对谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)的活性先抑制后促进。平邑甜茶可通过增加呼吸消耗、改变代谢途径来缓解低氧逆境伤害。二、以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究短期低氧条件对其生理特性的影响,以及氮和钙在樱桃低氧胁迫中的生理功能及其作用机理。旨在探讨低氧胁迫对樱桃的伤害机制,寻找克服或缓解低氧伤害的方法,为樱桃栽培管理提供依据。主要结果如下:1.低氧胁迫下,樱桃植株自身会产生应激反应来抵抗逆境伤害,表现为脯氨酸含量增加,根系活力、保护酶(SOD、POD、CAT)活性、NR活性、GS活性在处理初期升高,NADH-GDH活性在处理中期也受到一定的诱导。但随着胁迫时间的延长,胁迫加剧,植株自身的防御系统被破坏,樱桃叶片和根系的SOD、POD活性在2天后降低,而CAT、NR活性在4天时降低,根系活力、GS和NADH-GDH活性在6天时降低。经过8天的低氧处理后,樱桃叶绿素含量及光合能力下降,可溶性蛋白含量降低,植株的合成代谢下降;根系活力降低、根系呼吸速率下降,导致细胞能量不足,根系吸收功能降低;O2.-产生速率、H2O2及MDA含量升高,对膜系统破坏加重;这一系列的变化最终导致樱桃植株生物量下降。2.低氧胁迫下,营养液加钙处理可以缓解樱桃的低氧伤害。与低氧处理相比,低氧加钙处理的樱桃植株叶绿素含量和光合能力升高,同时植株的保护酶(SOD、POD、CAT)活性增加,O2.-产生速率、H2O2及MDA含量降低,对植株的伤害降低;根系活力和根系呼吸速率升高,为植株根系吸收作用提供了足够的能量;氮代谢相关酶(NR、GS)活性也升高,为糖酵解提供NAD+,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,降低了对线粒体的伤害,最终减轻了对植株生长的抑制作用。且钙离子含量为10 mmol·L-1的处理效果好于5mmol·L-1的处理。而低氧缺钙处理各生理指标变化与之相反。由此表明适当提高生长介质Ca2+浓度是缓解樱桃低氧胁迫的一个有效方法。3.低氧胁迫下,营养液加氮处理减轻了低氧胁迫对樱桃的伤害,这可能与硝酸还原酶的代谢有密切的关系。与低氧处理相比,低氧加氮处理使植物体代谢原料充足,保证了各类酶蛋白的合成,提高了可溶性蛋白和脯氨酸含量;叶绿素的含量提高、光合能力增强;NR活性升高,能不断地将硝酸盐还原,为电子传递提供受体,降低了电子传递阻力,降低了活性氧水平和MDA含量,提高了保护性酶(SOD、POD、CAT)活性,缓解了对线粒体及各类膜系统的伤害,同时又生成各类中间产物为合成代谢提供了原料;GS、NADH-GDH活性升高及时同化了硝酸还原生成的NH4+,避免了铵毒害。氮含量为22.5mmol·L-1的处理效果好于15mmol·L-1的处理。低氧缺氮处理各指标与之变化相反。三、以平邑甜茶为试材,分别用容重为1.1、1.3和1.5g/cm3的土壤盆栽,研究不同土壤紧实度对平邑甜茶幼苗生物量、根系生长和代谢的影响,旨在为苹果栽培管理提供指导。结果表明:土壤紧实度增加显著抑制平邑甜茶地下部分的生长,表现为地下部鲜重和干重、根系长度、侧根数量以及生长根和细根的质量、总表面积和总长度均随着土壤容重的增加而降低;而植株的高度、地上部鲜重和干重均以中等紧实度的B处理最高;随着土壤容重的增加,平邑甜茶根系活力、新生根的呼吸速率显著降低;细根的呼吸速率则随着容重的增加而增加;叶片和根系硝态氮含量随土壤容重的增加而增加;铵态氮含量叶片和根系变化一致,均是B处理最高,紧实度大的C处理次之,紧实度小的A处理最低;叶片NR活性随着土壤容重的增加而降低;而根系NR活性B处理略高于A处理,C处理显著低于A、B处理。叶片GS活性以B处理最高,C处理最低。而根系GS活性随着容重增加而升高,说明土壤紧实度能直接影响植株氮代谢活动,进而影响植株对养分的吸收和利用。四、以平邑甜茶实生苗为试材,研究了粘土和不同量有机肥料组配对其光合作用、根系构型及根系活力和根系呼吸速率的影响,以及介质转换对其根系诱导和生理特性的影响。主要结果如下:1.与粘土和壤土处理相比,在粘土中加入有机肥的处理由于改善了土壤的质地和营养状况,显著提高了叶绿素含量、净光合速率、株高、干茎、地上、地下鲜重、根系活力和根系呼吸速率,且粘土:有机肥=2:1处理高于粘土:有机肥=3:1处理。粘土:有机肥=2:1处理的生长根和细根的长度、面积高于粘土和壤土处理,而粘土:有机肥=3:1处理的生长根面积低于壤土处理,其它指标高于壤土和粘土处理,所有指标低于粘土:有机肥=2:1处理。2.粘土转入壤土处理(A)的平邑甜茶,其地上、地下部鲜重、侧根角度高于粘土处理(C)、壤土转入粘土的处理(B),但低于壤土处理(D);主根直径高于壤土转入粘土的处理而低于粘土和壤土处理;侧根数量最低;内层细根的质量、面积、长度、直径最低,而外层细根的质量、面积、长度、直径高于壤土转入粘土的处理而低于壤土处理。壤土转入粘土的处理地上、地下鲜重、主根直径最低,侧根数量最多;内层细根的质量、面积、长度、直径最高,而外层细根的质量、面积、长度最低,直径略高于粘土处理。内部细根的根系活力由高到底为壤土>壤土转入粘土的处理>粘土转入壤土的处理>粘土,外层细根为壤土>粘土转入壤土的处理>粘土>壤土转入粘土的处理。外层细根硝态氮含量由高到低为粘土处理>壤土处理>壤土转入粘土的处理>粘土转入壤土处理,铵态氮含量由高到低顺序为粘土处理>壤土处理>壤土处理>粘土处理。外层细根NR、GS活性以粘土转入壤土处理最高、其次为壤土处理、粘土处理,而壤土转入粘土的处理最低。