根域容積對主干形清水白桃生長結(jié)果的影響*

李建寶，孫思捷，王 磊，王衛(wèi)國，張立彬，王世平

（1 河北科技師范學院園藝科技學院，秦皇島066600）（2 上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院）（3 上海國榮果業(yè)專業(yè)合作社）

桃樹是我國原產(chǎn)樹種之一，對土壤和氣候有極強的適應性，且結(jié)果早、收益快，成為我國南北方各地廣泛栽培的樹種。根據(jù)《2020 中國果品產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》（中國果品流通協(xié)會編）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年我國桃種植面積和產(chǎn)量均居世界第1 位，分別為89 萬hm2和1 599.3 萬t。桃樹具有較強的生長勢，尤其在溫度高、降水多的南方地區(qū)，桃樹營養(yǎng)生長過旺，導致樹冠通風透光性下降，生產(chǎn)上一般采用修剪、扭枝、拉枝或噴藥的方式來調(diào)控樹勢，不僅耗時費工還會污染環(huán)境，增加管理成本，造成的傷口如果不及時愈合，還會引起部分病蟲害的發(fā)生[1]。為追求桃果品生產(chǎn)流程簡便高效，選擇適宜的栽培模式和省力化的技術措施是亟需解決的問題[2-3]。

根域限制通過物理介質(zhì)的方式將果樹根系封閉在較小空間內(nèi)，通過限制根系生長和分布區(qū)域，從而有效抑制地上部營養(yǎng)生長，避免了化學調(diào)控樹勢帶來的環(huán)境污染和果實品質(zhì)安全問題，達到果樹優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目的[4-8]。多項研究發(fā)現(xiàn)，采用適宜的根域容積進行限根栽培可以有效緩和樹體營養(yǎng)生長強度，提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，其效果在葡萄[9]、楊桃[10]等樹種上已有報道。李勃等[11]、朱雅琴等[12]研究發(fā)現(xiàn)，栽培的根域容積過大或過小，對生產(chǎn)都起不到良好效果。根域限制技術體系在葡萄上相對比較成熟，在桃樹上也已證明其效果，但對其應用技術，特別是對清水白桃合適的根域容積尚缺乏研究。因此，本研究通過分析不同根域容積下對清水白桃營養(yǎng)生長、葉片光合氣體參數(shù)和果實品質(zhì)等指標的影響，確定清水白桃適宜的根域容積，為果品省力化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料與設計

選用長勢一致的盆栽8 年生主干形清水白桃為試材，行株距為3 m×2 m。于2020 年12 月定植于不同容積的限根器內(nèi)，底部墊雙層塑料膜，與地面土壤隔開，基質(zhì)為壤土、河沙和腐熟有機肥混合，比例為3∶1∶1，根域容積分別設置25、50、100、150 L 4 個處理，以大田栽培為對照，分別記為RV25、RV50、RV100、RV150 和CK。于2021 年3月1 日安裝土壤水分張力計，監(jiān)測土壤濕度變化，采用微噴灌的方式供給肥水，發(fā)芽后每周施用1 次120 mg/L 霍格蘭德營養(yǎng)液。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 樹體生長狀況

于2021 年3 月1 日至8 月27 日，每處理選3株長勢一致的樹，每隔30 d 對主干和主枝的周長（定點定位）進行測量，計算主干和主枝周長增長量；開花后15 d，每周測量1 次新梢長度；硬核期，每株隨機選取新梢中部的功能葉30 片，使用葉面儀測量單葉面積。

1.2.2 葉綠素含量和光合氣體交換參數(shù)

在果實發(fā)育的4 個時期，即第1 次膨大期、硬核期、第2 次膨大期、成熟期，每個處理選3 株樹，每株樹同一高度選取向陽側(cè)枝條的中部葉片，采用SPAD 葉綠素儀測定葉綠素相對含量，重復5 次。選擇連續(xù)的晴天，使用CIRAS-3 便攜式光合儀（PP Systems，英國）測定9：00—11：30 的光合氣體交換參數(shù)，每株樹重復3 次，記錄凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和胞間CO2濃度（Ci）。

1.2.3 果實品質(zhì)測定

在成熟期采摘果實后，使用天平稱量單果重，每株樹重復5 次；使用手持糖度計測定成熟期果實縫合線兩側(cè)赤道部果皮下方5～10 mm 處果肉的可溶性固形物含量；使用電位滴定儀測定果肉可滴定酸含量，結(jié)果轉(zhuǎn)化為蘋果酸等價物來計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 軟件進行統(tǒng)計分析，對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（one-way-ANOVA），顯著性水平設定為α＝0.05。采用Excel 2016 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 新梢長度及主干、主枝周長的變化

不同根域容積處理對桃樹主干、主枝周長增長量的影響如表1 所示，CK 的增長量最大，與CK 相比，RV25、RV50、RV100、RV150 處理的主干和主枝周長增長量均降低，隨著根域容積增加，增長量逐漸增加。各處理新梢長度調(diào)查結(jié)果如圖1 所示，在開花后120 d，RV25、RV50、RV100、RV150 處理與CK 相比，新梢長度分別降低57.12%、42.00%、20.06%、10.91%，限根栽培的新梢長度與CK 相比明顯縮短，且縮短幅度隨根域容積減小而增加。試驗結(jié)果說明，與CK 相比，限根處理能有效調(diào)控樹體營養(yǎng)生長，而過小的根域容積嚴重地抑制了地上部的生長。

表1 根域容積對清水白桃主干、主枝周長增長量的影響

圖1 根域容積對清水白桃新梢長度的影響

2.2 單葉面積和葉綠素相對含量（SPAD）的變化

各處理對單葉面積的影響如圖2 所示，RV25處理單葉面積最小，并隨著根域容積的增加而增加，RV150 處理單葉面積最大，為25.81 cm2，并顯著高于CK。葉綠素相對含量（SPAD）的變化如圖3 所示，在果實發(fā)育的4 個時期，各處理SPAD 的變化規(guī)律與單葉面積基本一致，最低值為RV25 處理或CK，部分時期各處理間呈現(xiàn)出顯著性差異。結(jié)果表明，較小根域容積的單葉面積和SPAD 明顯降低，與CK 相比，RV150 處理2 項指標都有所提高，為提高光合能力奠定了生理基礎。

圖2 根域容積對清水白桃葉面積的影響

圖3 根域容積對清水白桃果實不同發(fā)育時期葉綠素相對含量的影響

2.3 葉片光合氣體交換參數(shù)變化

光合氣體交換參數(shù)的變化如表2 所示，在果實發(fā)育的4 個時期Pn 具有相同的變化趨勢，均以RV25 處理最低，并隨著根域容積的增加而增加，RV150 處理高于CK。不同時期各處理葉片的Gs 和Tr 隨著根域容積的增加而增加，CK 最高，Gs 和Tr的變化可能是根域容積過小使根域環(huán)境的緩沖能力減弱，根域容積越大，根系所處的環(huán)境（土壤溫度、濕度）愈難發(fā)生明顯改變，一定程度上補償了環(huán)境因素對氣孔的影響，來維持葉片較高的Pn。Ci在果實發(fā)育的4 個時期均以CK 最高。

表2 根域容積對清水白桃果實4 個發(fā)育時期光合氣體參數(shù)的影響

2.4 果實品質(zhì)的變化

各處理成熟期單果重如圖4 所示，可以發(fā)現(xiàn)隨著根域容積增加，單果重逐漸增加，RV25 處理單果重最低，RV100 和RV150 處理單果重明顯高于其他限根處理和對照。成熟期果實的可溶性固形物含量如圖5 所示，隨著根域容積增加，果實的可溶性固形物含量逐漸降低，但是各限根處理間并沒有顯著性差異，CK 果實可溶性固形物含量最低。由圖6可知，各處理果實可滴定酸含量隨果實成熟度提高逐漸降低；在第2 次膨大期到成熟期各處理隨著根域容積的增加，可滴定酸下降速率逐漸降低，RV25處理可滴定酸含量下降最快，CK 下降最慢。結(jié)果表明，較小的根域容積處理有利于果實可溶性固形物積累和可滴定酸的降解，但同時單果重也會明顯降低；與CK 相比，RV100 和RV150 處理可以提高果實的單果重、可溶性固形物積累和可滴定酸降解速率。

圖4 根域容積對清水白桃成熟期單果重的影響

圖5 根域容積對清水白桃成熟期果實可溶性固形物含量的影響

圖6 根域容積對清水白桃果實不同發(fā)育時期可滴定酸含量的影響

3 討論與結(jié)論

根域限制可以有效調(diào)控樹體營養(yǎng)生長，隨著根域容積增加，根系伸展空間擴大，土壤中所含養(yǎng)分更多地被根系充分利用，導致對地上部營養(yǎng)生長的抑制效果減弱[7,11]。陳巍等[13]認為，根域限制通過限制地下部生長空間，降低了地下部營養(yǎng)物質(zhì)向地上部的運輸，從而調(diào)控地上部的生長發(fā)育，達到優(yōu)質(zhì)、高效的栽培目的[14]。限根栽培對油桃地上部生長有一定的抑制作用，表現(xiàn)為營養(yǎng)生長量和冬季修剪量的下降[15]。多項研究發(fā)現(xiàn)，適當?shù)母蛉莘e是保證根系正常生長發(fā)育的前提，根系擁有足夠的生長空間才能夠保證地上部營養(yǎng)生長和生殖生長[16-20]。

本試驗發(fā)現(xiàn)，RV25、RV50 處理顯著減弱了地上部新梢、主干和主枝的生長，尤其對新梢生長有明顯的抑制作用，這與趙寶龍等[21]在蟠桃上研究結(jié)果一致；與非限根對照相比，RV100、RV150 處理雖然降低了主干和主枝的生長量，但是對新梢長度影響不大，且均能滿足桃樹果品生產(chǎn)的營養(yǎng)生長強度。試驗中還發(fā)現(xiàn)，RV100、RV150 處理相比于RV25、RV50、對照處理，可提高單葉面積和葉片凈光合速率，Boland 等[4]在‘Gold Queen’桃上也同樣觀察到此現(xiàn)象。部分研究認為，較小的根域容積有更好的果實生產(chǎn)潛力，RV25、RV50 處理的可溶性固形物含量高于RV100、RV150 處理和非限根處理，可滴定酸含量的下降速度更快，證明了較小的根域容積有更好的生產(chǎn)潛力的觀點[4,22]，但是較小根域容積（RV25 和RV50）嚴重影響了樹體生長發(fā)育和光合產(chǎn)物生產(chǎn)能力，降低了樹體的營養(yǎng)生長和單果重，根系生長無法滿足樹體正常生長結(jié)果的生理需求[23-24]，因此不宜作為清水白桃栽培容積。

由本試驗結(jié)果可初步看出，在清水白桃限根栽培中，選用合理的根域容積進行栽培可以一定程度控制樹體的營養(yǎng)生長，提高葉片光合作用，并促進果實中可溶性固形物積累和可滴定酸的分解。考慮到桃優(yōu)質(zhì)果實的生產(chǎn)主要取決于上年新梢長度和質(zhì)量，因此本試驗中清水白桃合適的根域容積定為100～150 L。方金豹等[15]在華光油桃上的試驗結(jié)果也支持100～150 L 作為適宜根域容積的推論，在此范圍根域容積處理下，樹體的營養(yǎng)生長得到一定控制，而且果實品質(zhì)得到保證，基本滿足來年生產(chǎn)的條件，具體的根域容積選擇還應考慮樹齡、品種、地域和氣候等因素進行試驗。