桃园连作对土壤特性和再植幼树生长的影响及其调控措施研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hong2007quan
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浙江省是我国桃的主产区,栽培历史悠久,品种资源丰富。然而近年来老龄桃园面积扩大,连作障碍问题突出,严重阻碍了桃产业的高质量发展。因此,探索桃树连作障碍的成因及有效调控措施意义重大。本研究以连作10年的桃园土壤和未曾种植果树的桃园休闲土壤为研究对象,以1-2年生普通桃‘圆梦’[Prunuspersica(L.)Batsch.](砧木为毛桃)为试材,比较两种土壤的养分、酶活性、酚酸物质和微生物群落结构差异,探究桃树连作土壤特性的变化及其对再植幼树生长的影响,为了解桃树连作障碍的成因提供科学依据。此外,在定植袋限根栽培条件下,以生产上常规施用有机肥为对照,探讨添加不同剂量的芽孢杆菌制剂、碳酸钙制剂和海藻肥对桃连作障碍的缓解效果,旨在为生产上制定有效防控措施提供依据。主要结果如下:1、连作土壤的再植幼树产生明显生长障碍,其树高、干径和冠幅显著降低,枝梢生长明显受阻,根系数量和干重积累显著变少。桃树连作后,土壤对有机肥养分的转化能力降低,有机质、有效磷和速效钾的含量及过氧化氢酶活性显著低于休闲土壤,蔗糖酶和脲酶活性的差异较小。利用ASE-HPLC方法检测到连作土壤含有6种常见酚酸类物质,占比从高到低依次为香草醛(73.15%)、阿魏酸(8.91%)、对羟基苯甲酸(6.90%)、肉桂酸(4.69%)、丁香酸(3.55%)、根皮素(2.78%),其含量分别为休闲土壤的27.84倍、7.05倍、3.55倍、2.25倍、3.03倍、2.13倍。2、桃树连作后土壤微生物群落多样性和结构发生较大改变。连作土壤真菌群落的多样性、均匀度、丰富度显著降低,优势度显著提高,群落趋向单一化;细菌群落的多样性、均匀度有所升高,优势度显著下降,群落趋向多样化。真菌方面,连作后担子菌门占据优势,子囊菌门的相对丰度较休闲土壤下降57.84%;属水平优势类群为Tausonia(相对丰度53.41%),被孢霉属、毛壳属、青霉属等潜在有益真菌的相对丰度显著下降。细菌群落结构对连作的响应比真菌小,连作后门水平变化较小,科水平上黄色杆菌科、链霉菌科和Chitinophagaceae科的相对丰度显著提高。3、在常规施肥条件下,添加芽孢杆菌菌肥和菌剂对再植第一年幼树根系生长的影响大于地上部,且存在剂量效应:菌肥剂量过低无显著效果,菌剂剂量过高减少根系重量积累,分别以质量比8%、0.1‰的剂量最能促进根系发育。在此剂量处理下,新梢生长高峰期的土壤过氧化氢酶和脲酶活性,及停长期的土壤蔗糖酶活性显著增强,土壤有机质显著积累,土壤肥力得到改善;土壤酚酸物质的含量分别下降62.17%和44.78%。同时,土壤真菌群落多样性及毛壳菌、青霉菌等有益拮抗菌的相对丰度显著提高,土壤微生态有所改善。在最佳剂量下,两类芽孢杆菌制剂能加速再植第二年的枝梢生长,单位长度有效花芽数分别增加80.31%和61.63%,根系干重分别提高102.88%和73.34%,有效减轻连作土壤对桃幼树生长发育的抑制。4、碳酸钙制剂对再植幼树的生长存在明显剂量效应,0.1%剂量使细根数量和干重显著提高,1%剂量对枝梢和根系的生长产生抑制。添加碳酸钙制剂可有效改善桃连作土壤环境,其中0.1%剂量效果较好,表现为:土壤有效磷、速效钾的含量较常规处理显著增加;土壤酚酸类物质的含量下降51.37%;真菌群落的响应较大,其多样性显著提高,连作优势菌Tausonia属的相对丰度下降67.96%,Saitozyma属、被孢霉属、毛壳属、青霉属等养分循环和抗病相关有益菌的比例得到显著提升。再植第二年,0.1%碳酸钙处理的年枝梢生长量、单位长度有效花芽数和根系干重较常规处理分别提高27.35%、76.74%、109.17%,可有效减轻桃连作障碍。然而,碳酸钙处理后土壤有机质、全氮和交换性镁的含量均有下降,生产上需注重及时追肥和与其他肥料的配施。5、在减量常规施肥的基础上添加海藻肥,对连作土壤存在一定的改良效果。表现为:土壤有机质、有效磷和速效钾含量显著提高,酚酸物质的含量下降40.24%~47.43%,真、细菌群落多样性得到调节,连作优势真菌Tausonia属的相对丰度下降8 8.8 5%~93.3 2%,有益菌毛壳属和青霉属的相对丰度分别提高1.0 8倍~9.12倍、3.35倍~5.55倍,潜在有害菌黄单胞杆菌科的相对丰度显著减少。但海藻肥处理抑制了再植幼树的生长,推测是由于本试验植株采用营养袋限根栽培模式,细根发育相比普通栽培旺盛,对外界环境变化更加敏感,海藻肥剂量设置过高、肥效过强。
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