老桃園土壤修復(fù)與再植技術(shù)研究

許業(yè)帆

（上海交通大學(xué)，上海 200240）

老桃園更新改建技術(shù)是一項(xiàng)世界性難題，日本、美國(guó)、法國(guó)等從20 世紀(jì)50 年代開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究，基本摸清了重茬的危害機(jī)理，應(yīng)用技術(shù)以換土和物理、化學(xué)方法消毒為主，但其效果不是很理想且成本偏高。國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了一些研究，如顧燕芬等通過(guò)對(duì)浦東新區(qū)全區(qū)老桃園調(diào)查研究和系統(tǒng)性試驗(yàn)，并參考國(guó)內(nèi)外研究成果，初步形成了以挖清根、淹好水、改好土、再規(guī)劃（采用新品種、新技術(shù)、新材料、種成苗）等主要內(nèi)容的較為系統(tǒng)的老桃園更新改建技術(shù)規(guī)范，從而改原來(lái)老桃園內(nèi)不經(jīng)處理就插種小桃苗的不良連作更新方式，為統(tǒng)一更新改建的種植模式，達(dá)到大幅提升重茬連作桃樹(shù)長(zhǎng)期的單位面積生產(chǎn)能力、提升果品品質(zhì)、增加果農(nóng)收入的目的，并為今后大規(guī)模的桃產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代積累了經(jīng)驗(yàn)[1]。

本研究擬采用老桃園取土在大棚內(nèi)進(jìn)行容器栽培試驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)證水淹數(shù)量、時(shí)間等因素對(duì)消除土壤有害物質(zhì)的科學(xué)作用，確定淹水量和淹水時(shí)間，克服自然因素對(duì)試驗(yàn)的干擾，并測(cè)試改建前后土壤理化性狀的變化；試驗(yàn)在原有工作基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不同的灌水（水淹）處理，研究灌水對(duì)老桃園土壤理化性質(zhì)、土壤微生物菌群組成多樣性、土壤線蟲(chóng)群落的改善及對(duì)桃樹(shù)幼苗生長(zhǎng)狀況的影響，并分析灌水管理對(duì)老桃園再植土壤障礙消除的作用機(jī)制。通過(guò)灌水處理有助于豐富上海地區(qū)桃園土壤養(yǎng)分和土壤微生物多樣性，為控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中桃再植障礙提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

供試土壤為老桃園土壤采于浦東新區(qū)王橋村上海貝點(diǎn)果蔬專業(yè)合作社桃園（桃樹(shù)樹(shù)齡12 年以上），采集深度為0～40 cm，供試果樹(shù)品種為上海浦東新區(qū)主栽品種“新鳳蜜露”。試驗(yàn)地點(diǎn)位于上海市浦東新農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 老桃園障礙土壤灌水修復(fù)試驗(yàn)

供試土壤采用浦東新區(qū)老桃園老桃樹(shù)根系區(qū)0～40 cm 土壤。供試殘根為老桃園老桃樹(shù)細(xì)根系。灌水試驗(yàn)容器為定做的PVC 材料圓柱桶，下端有放水開(kāi)口，高60 cm，直徑15 cm。

水淹試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：采用三因子三水平設(shè)計(jì)，并以不灌水為對(duì)照（見(jiàn)表1）。因素1，老桃根系量，水平為0、30 g·kg-1、60 g·kg-1；因素2，灌水時(shí)間，水平為30 d、60 d、90 d；因素3，泡水水層深度，水平為5 cm、10 cm、15 cm。灌水持續(xù)時(shí)間為：前30 d（泡7 d，干3 d），后30 d（泡12 d，干3 d）。

表1 模擬水淹試驗(yàn)設(shè)計(jì)

灌水模擬試驗(yàn)于2015 年9 月1 日開(kāi)始實(shí)施，90 d后試驗(yàn)結(jié)束，收集土樣進(jìn)行下一步桃苗盆栽驗(yàn)證試驗(yàn)。不同灌水時(shí)間處理結(jié)束10 d 后，采樣測(cè)定土壤理化性狀和微生物指標(biāo)。

1.2.2 老桃園土壤灌水處理土壤桃苗盆栽驗(yàn)證試驗(yàn)

將以上各灌水模擬處理土壤進(jìn)行收集，按照不同的泡水時(shí)間和殘根量加入設(shè)置不同的盆栽試驗(yàn)，栽種一年生水蜜桃桃樹(shù)小苗（新鳳蜜露），每處理定植4棵，肥水管理相同，定期進(jìn)行生物學(xué)考查及土壤、葉片理化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水處理對(duì)老桃園土壤理化性質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

通過(guò)設(shè)計(jì)并實(shí)施異位模擬水淹試驗(yàn)，以明確灌水措施對(duì)老桃園再植土壤障礙消除的效果，并通過(guò)三因子三水平設(shè)計(jì)，篩選適宜的灌水方法（灌水量、灌水時(shí)間等），為老桃園再植土壤障礙土壤的修復(fù)提供技術(shù)支持。試驗(yàn)在9 月實(shí)施，在10 月上旬完成第一批試驗(yàn)樣品的采集，即灌水時(shí)間1 個(gè)月的處理，對(duì)采集的土壤進(jìn)行微生物三大類的培養(yǎng)計(jì)數(shù)，并對(duì)土壤pH 及EC進(jìn)行測(cè)定。

1）不同灌水處理對(duì)老桃園土壤pH 值及EC 的影響（30 d）

從表2可見(jiàn)，灌水處理30 d的土壤pH 值均小于對(duì)照，隨著根量和泡水深度的增加，并未呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，其中10 cm 泡水深度的處理（含根量30 g·kg-1）的pH 值下降幅度最大，比對(duì)照低10.7%；灌水處理土壤的EC 值均低于對(duì)照，其中15 cm 泡水深度的處理（含根量60 g·kg-1）的EC 下降幅度最大，比對(duì)照低31.1%。說(shuō)明灌水1 個(gè)月后，老桃園土壤pH 值及EC 均有所降低，對(duì)土壤鹽漬化程度的緩解有促進(jìn)作用。

表2 不同灌水處理的老桃園土壤EC與pH值變化

2）不同灌水處理對(duì)老桃園土壤pH 值及EC 的影響（90 d）

灌水處理90 d 的效果見(jiàn)表2，結(jié)果表明，土壤泡水修復(fù)技術(shù)可以明顯降低土壤pH 值和EC，降低土壤鹽漬化程度，且隨著泡水時(shí)間的增加，pH 值和EC 呈現(xiàn)不同程度的下降，泡水處理的pH 值趨于中性，EC下降趨勢(shì)較大，其中15 cm 水深的處理下降較為明顯，說(shuō)明泡水深度也是影響老桃園土壤理化性質(zhì)變化的一個(gè)重要因素。

3）不同灌水處理對(duì)老桃園土壤三大類微生物數(shù)量的影響（30 d）

從表3 可見(jiàn)，灌水處理30 d 的每克土壤中細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量低于對(duì)照土壤，放線菌數(shù)量除5 cm 深度處理（0老根量）低于對(duì)照外，其他處理高于對(duì)照。

表3 不同灌水處理對(duì)老桃園土壤三大類微生物數(shù)量的影響單位：個(gè)/g

4）不同灌水處理對(duì)老桃園土壤三大類微生物數(shù)量的影響（90 d）

灌水處理90 d 的效果見(jiàn)表3，結(jié)果表明，與對(duì)照相比，泡水處理的土壤可培養(yǎng)細(xì)菌和真菌數(shù)量減少，說(shuō)明土壤中病原菌數(shù)量下降，且隨著泡水時(shí)間的增加，真菌數(shù)量呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，細(xì)菌數(shù)量出現(xiàn)不規(guī)則的波動(dòng)，但數(shù)量上均低于對(duì)照。放線菌數(shù)量增加，且隨著泡水時(shí)間的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，放線菌的活躍間接說(shuō)明土壤健康程度提升，說(shuō)明灌水處理可以對(duì)微生物的生長(zhǎng)有不同程度的影響。

5）不同灌水處理對(duì)老桃園土壤速效養(yǎng)分的影響（90 d）

從表4 可見(jiàn)，與對(duì)照相比，灌水處理的有效N、P含量均出現(xiàn)了不同程度的下降，且隨著泡水時(shí)間的增加，有效N、P 含量持續(xù)下降，其中N 含量下降幅度較大，灌水量大的處理較灌水量小的處理下降更為明顯；P含量30 d測(cè)定值明顯低于對(duì)照，后期趨于平緩，下降趨勢(shì)緩慢；與對(duì)照相比，有效K 的含量呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律的變化，其中灌水量最大的處理，有效K 的含量呈現(xiàn)隨泡水時(shí)間延長(zhǎng)遞增的趨勢(shì)，而對(duì)照則呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。

表4 不同灌水處理對(duì)老桃園土壤速效養(yǎng)分的影響單位：mg·kg-1

2.2 老桃園障礙土壤灌水處理對(duì)盆栽桃苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1 不同障礙土壤添加量處理對(duì)盆栽桃苗生長(zhǎng)情況的影響

在添加老桃樹(shù)殘根（60 g）不同泡水時(shí)間的三個(gè)處理中，老桃園土壤中老桃樹(shù)殘根可明顯抑制再栽桃樹(shù)苗生長(zhǎng)，與清除老桃樹(shù)殘根處理相比，加老桃樹(shù)殘根處理的桃樹(shù)苗萌發(fā)受到不同程度的抑制，并且根系量越大抑制越明顯，其中處理7、8、9（加老桃樹(shù)根系40 g·kg-1土）由于根系生長(zhǎng)受到抑制，都有不同程度的死苗現(xiàn)象，但死苗程度又因泡水時(shí)間長(zhǎng)短而異，泡水時(shí)間越短死苗越多，其中處理7（泡水30 d）死苗3 棵、處理8（泡水60 d）死苗2 棵、處理9（泡水90 d）死苗1棵，且桃苗株高及葉片數(shù)均高于處理7和處理8，說(shuō)明老桃園土壤中老桃樹(shù)殘根明顯抑制再栽桃樹(shù)苗生長(zhǎng)，量大時(shí)會(huì)造成死苗，但水淹處理能減緩抑制效應(yīng)，并且泡水時(shí)間越長(zhǎng)效果越好。

2.2.2 不同障礙土壤添加量處理對(duì)盆栽桃苗部分生物學(xué)指標(biāo)的影響

桃苗定植3個(gè)月后進(jìn)行植株基礎(chǔ)生物學(xué)指標(biāo)測(cè)定，結(jié)果（見(jiàn)表5）顯示，添加老桃樹(shù)殘根最多的三個(gè)處理中，葉綠素含量隨著泡水時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)遞增，葉片數(shù)和分枝數(shù)也呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，莖粗變化無(wú)規(guī)律，考慮到移栽桃苗時(shí)本身的莖粗也有差異，需進(jìn)一步觀察。說(shuō)明泡水處理能提高新栽桃苗的生理活性，在受到生長(zhǎng)抑制的情況下，能有效提高桃苗的健康程度，減少死苗的概率。

表5 不同障礙土壤添加量處理盆栽桃苗部分生物學(xué)指標(biāo)

2.3 老桃園土壤不同灌水處理對(duì)盆栽桃苗生長(zhǎng)情況的影響

2.3.1 不同灌水處理后老桃園土壤盆栽桃苗狀況

在不同的灌水處理后桃苗盆栽種植18個(gè)月后，從整體生長(zhǎng)情況來(lái)看，清根土壤的盆栽處理效果最好，且隨著泡水時(shí)間的增加，泡水90 d 的處理的桃苗生長(zhǎng)狀況最好。加入老桃樹(shù)殘根量（60 g）的處理長(zhǎng)勢(shì)最差，其中泡水30 d 的處理出現(xiàn)死苗的狀況，泡水90 d的處理生長(zhǎng)狀況好于前兩個(gè)處理。未清根對(duì)照的長(zhǎng)勢(shì)較差，株高較低。結(jié)果表明，土壤泡水修復(fù)技術(shù)可以提高土壤健康程度，對(duì)桃園再植土壤起到修復(fù)作用。老桃樹(shù)殘根明顯抑制再植桃樹(shù)苗生長(zhǎng)，但水淹處理能減緩這種抑制效應(yīng)，并且泡水時(shí)間越長(zhǎng)效果越好，和之前的研究結(jié)論一致。

2.3.2 不同灌水時(shí)間對(duì)老桃園土壤盆栽桃苗生長(zhǎng)情況的影響

從各處理的不同灌水時(shí)間對(duì)老桃園土壤盆栽桃苗生長(zhǎng)情況的影響來(lái)看，與對(duì)照（不清根、不泡水），清根處理不同泡水時(shí)間的各處理桃苗生長(zhǎng)狀況均好于CK，且隨著泡水時(shí)間增加，清根處理土壤的桃苗生長(zhǎng)呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，90 d 的處理效果最好；30 g 殘根量各處理的生長(zhǎng)狀況也呈現(xiàn)了這種趨勢(shì)。90 g 殘根量各處理的生長(zhǎng)狀況差于對(duì)照，在30 d 的處理中出現(xiàn)死苗現(xiàn)象；但隨著泡水時(shí)間的增加，依舊呈現(xiàn)了隨著泡水時(shí)間的增加，桃苗的生長(zhǎng)狀況越好的規(guī)律。老桃園土壤泡水處理能有效地緩解土壤的再植障礙，修復(fù)障礙土壤，且隨著泡水時(shí)間的增加，土壤的健康程度得到逐步提升。

2.3.3 不同老桃樹(shù)殘根量對(duì)老桃園土壤盆栽桃苗生長(zhǎng)情況的影響

在泡水時(shí)間30 d 的土壤處理?xiàng)l件下，清根的處理（0 老根添加量）的桃苗生長(zhǎng)狀況最好，其次是30 g 老根添加量的處理，最差的是60 g 老根添加量處理的盆栽桃苗，出現(xiàn)了死苗，并且株高也是呈現(xiàn)了遞減的趨勢(shì)。在泡水時(shí)間60 d 的土壤處理?xiàng)l件下，株高依然呈現(xiàn)了遞減的趨勢(shì)，并且生長(zhǎng)狀況也隨著根量的加入而變差。在泡水時(shí)間90 d 的土壤處理?xiàng)l件下，清根處理和30 g 根量田間的處理間沒(méi)有表現(xiàn)明顯的生長(zhǎng)狀況差異，添加90 g 殘根量處理的生長(zhǎng)狀況要比其他兩個(gè)處理略差。結(jié)果表明，老桃樹(shù)殘根的加入能明顯抑制再植桃樹(shù)苗生長(zhǎng)，但水淹處理能減緩這種抑制效應(yīng)，隨著泡水時(shí)間的增加，緩解效果越明顯，有助于再植桃苗的健康生長(zhǎng)。

2.3.4 不同灌水處理土壤對(duì)盆栽桃苗部分生物學(xué)指標(biāo)的影響

桃苗定植后18個(gè)月后進(jìn)行植株基礎(chǔ)生物學(xué)指標(biāo)測(cè)定，結(jié)果（見(jiàn)表6）顯示，添加老桃樹(shù)殘根最多的三個(gè)處理中，泡水處理90 d 的處理，葉綠素含量最高，根重和株高均高于30 d 的處理。整體數(shù)據(jù)來(lái)看，隨著根量添加量的增加，葉綠素含量、根長(zhǎng)、根重和株高整體呈現(xiàn)遞減，雖然中間有一些數(shù)據(jù)上的浮動(dòng)，但總體趨勢(shì)并沒(méi)有受到影響。說(shuō)明老根添加量的增加會(huì)影響盆栽桃苗的生物學(xué)指標(biāo)，生長(zhǎng)狀況得到一定抑制，但泡水處理可以緩解這種抑制效果，修復(fù)不健康的土壤，使盆栽桃苗的生長(zhǎng)狀況得到良性發(fā)展。

表6 不同灌水處理盆栽桃苗部分生物學(xué)指標(biāo)

3 結(jié)論

老桃園再植障礙土壤移位模擬水淹試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤泡水修復(fù)技術(shù)可以降低土壤pH 值和EC，同時(shí)降低土壤鹽漬化程度，調(diào)理微生物的種群比例，水淹處理后細(xì)菌和真菌數(shù)量減少，放線菌數(shù)量增加，提高土壤健康程度，對(duì)桃園再植土壤起到修復(fù)作用，但同時(shí)會(huì)降低土壤中某些有效養(yǎng)分的含量。

老桃園土壤再植新生桃苗驗(yàn)證試驗(yàn)表明，老桃樹(shù)殘根的添加明顯抑制再植桃樹(shù)苗生長(zhǎng)，量大時(shí)會(huì)造成再植桃苗的死苗現(xiàn)象，但水淹處理能減緩這種抑制效應(yīng)，并且泡水時(shí)間越長(zhǎng)效果越好。隨著種植時(shí)間的增長(zhǎng)，未做泡水處理的老桃園土壤對(duì)桃苗生長(zhǎng)的抑制效果會(huì)持續(xù)存在，而水淹處理的老桃園土壤對(duì)桃苗生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)會(huì)慢慢減弱。