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荔枝树体钙营养水平的高低以及营养的平衡,对荔枝的果实品质和产量有重要的影响。蚯蚓是在土壤熟化和有机质转化中起重要作用的动物,它具有很强的吞食与转化有机物料中的矿质元素及对外源钙进行富集、转移和传导的能力。本论文通过果园养蚯蚓并用不同浓度的外源氯化钙处理,将外源无机态钙转化为更易被荔枝吸收、利用的有机态钙,并向荔枝根系富集和传导,从而改善荔枝钙素营养。取得结果如下:
1.研究了果园养蚯蚓对0~20 cm和20~40cm两个土层的影响,以及蚯蚓将牛粪完全转化为蚯蚓粪后,牛粪和蚯蚓粪理化性质的差异。结果表明:与直接施用牛粪和清耕处理相比,果园养蚯蚓处理改善了果园土壤的理化性质,显著的提高了土壤电导率、pH值,降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度。0~20 cm和20~40 cm土层中有机质、全N、全P、全K、交换性Ca的含量均得到了显著提高。果园养蚯蚓促进了有机物料的矿化过程,提高了土壤酶活性。相关分析表明,土壤中全N含量与脲酶及蛋白酶呈显著正相关,土壤中全P含量与土壤中磷酸酶含量呈显著正相关。果园养蚯蚓的最终产物——蚯蚓粪,是一种优质的生物有机肥,在各项理化指标上显著优于牛粪。
2.研究了蚯蚓对外源钙的富集、转化和传导过程中,钙生物有效性的差异,以及对蚯蚓体内钙积累影响。研究结果表明:蚯蚓在转化有机物料的过程中,能将外源钙向体内吸收、富集,并将体内积累的钙向基质中传递。蚯蚓能忍耐一定浓度的氯化钙而不影响它对外源钙的富集、转化、及传导。但过高浓度的氯化钙处理,则会严重的影响蚯蚓的生长和增殖,使蚯蚓平均单重和增殖数量减少,抑制蚯蚓对外源钙的转化作用。蚯蚓对外源钙的转化过程中,同时提高了基质中有机质和pH值,改善了土壤的团粒结构。
3.研究了不同外源钙浓度水平下,蚯蚓对外源钙向荔枝根系的富集和转化作用。研究结果表明:外源氯化钙处理对有机物料层及其下层土壤中pH值、容重、团聚结构、有机质含量的影响,以2500mg/kg浓度的氯化钙水平下最小,以10000mg/kg的氯化钙水平下的影响最大。高浓度的钙液抑制了蚯蚓的生长。在氯化钙浓度为10000mg/kg水平下,蚯蚓的生长受到明显的抑制,蚯蚓单重增加量显著低于对照。氯化钙水平在低于5000mg/kg时,外源钙对蚯蚓的生长产生的影响有限,各外源钙处理对蚯蚓单重增加量的影响与对照相比差异不显著。蚯蚓体内的钙含量与外源钙处理的浓度成正相关,并以5000mg/kg氯化钙水平下蚯蚓体内积累的Ca最多。此外,氯化钙处理,增加了根系中Ca.的含量,降低了Mg/Ca、K/Ca、(Mg+K)/Ca的比值。且以5000mg/kg氯化钙水平下效果最显著。
4.研究了蚯蚓粪基质对荔枝根系生长及其根际效应的影响。研究结果表明:蚯蚓粪中含有较高的磷、钾和钙。其根际供磷、钙和钾的能力要强于牛粪和园土,且更能有效的被荔枝根系吸收。蚯蚓粪基质根际微环境中土壤酶的活性要显著的高于对照。根际磷酸酶活性比对照高179.54%,脲酶活性提高了71.42%,蛋白酶活性提高了45.25%。酶活性的提高与根际养分的吸收有显著的相关性。蚯蚓粪基质根际微生物的数量和种类与牛粪和园土相比有显著差异。蚯蚓粪基质中细菌,放线菌数量较多,而真菌数量较少。蚯蚓粪基质能提高根系活力,促进根系的生长,诱导产生大量新根。蚯蚓粪基质诱导出的新根,吸收根比例较高,且主要分布在直径小于1.5mm的根级。蚯蚓粪基质中根系干物质积累量显著的高于牛粪和对照。
5.研究了不同氯化钙水平下养蚯蚓对妃子笑荔枝树体营养及果实品质的影响。研究结果表明:果园养蚯蚓处理提高了荔枝叶片中N、P、K、Ca和Mg含量。外源氯化钙处理能提高荔枝叶片和果实中钙含量,且以5000mg/kg浓度最佳。果实中钙主要分布在果皮,在果实和果肉分布较少。外源钙处理显著影响果皮中钙的形态,提高了水溶性有机酸钙(H2O—Ca)、果胶酸钙(NaCl—Ca)、磷酸钙和碳酸钙(HAc—Ca)含量,降低了草酸钙(HCl—Ca)含量,对硅酸钙(Res—Ca)无显著影响。果园养蚯蚓过程中外源钙处理,显著提高了单果重,平均单株产量和可食率,降低了裂果率。荔枝果实品质得以改善,产量得以提高。
6.电镜观察表明,接种蚯蚓使根尖褶皱的增多,根尖对钙的吸收面积增大。低浓度的氯化钙处理,对根尖形态无显著的影响,过高浓度的氯化钙处理,使根尖生长受明显的影响,根尖表皮细胞出现损伤和破裂。钙元素能谱扫描显示,接种蚯蚓使根毛区相对于分生区钙素积累的比例提高,根尖成熟区韧皮部相对木质部Ca素积累的比例提高。