间作紫云英对退化土壤中猕猴桃生长的影响
时间：2020-03-29 05:24:54 来源：千叶帆 本文已影响人
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摘要：为研究间作绿肥对退化土壤中猕猴桃生长的影响，试验以东红猕猴桃为材料，研究了间作紫云英后退化土壤中猕猴桃成活率、茎叶生长情况以及叶绿素含量变化等。结果发现，与对照组相比，紫云英间作的试验组猕猴桃长势良好，株高、株径、叶片数、叶面积和单叶重均显著提高，但叶绿素含量并未发生明显改变。此外，间作紫云英后猕猴桃光系统Ⅱ（Photosystems， PSⅡ）实际光合效率和光合电子传递速率有所提高，但效果不明显。表明间作紫云英能够有效促進退化土壤中猕猴桃的生长。
关键词：猕猴桃;紫云英;退化土壤;生长
中图分类号：S 663.4文献标识码：A文章编号：1008-0384（2018）12-1287-05
猕猴桃是猕猴桃科猕猴桃属落叶藤本果树，其果实中富含多糖、氨基酸、矿物质和维生素C等多种营养成分，被认为是近代以来人工驯化最成功的4种野生果树之一[1]。猕猴桃起源于我国，在陕西、四川、湖北、贵州和江苏等地区均有大规模栽培，成为该地区重要经济作物。然而，猕猴桃栽培对海拔、温度、水分、光照和土壤等自然环境条件要求较高，尤其是土壤条件往往是猕猴桃产业发展的重要限制因素。通常，猕猴桃栽培要求土壤土层深厚、保水排水优良、腐殖质含量高、pH为5.5～6.5[2]。在产业上，一般根据土壤养分的地域分布模型和适宜性以及猕猴桃生长特征，进行产业规划和精准施肥[3-4]。福建省于20世纪80年代开始发展猕猴桃产业，为满足猕猴桃对需冷量的要求，产区主要集中在三明、南平与宁德地区，此外福建省其他地区也有少量分布。这些地区往往土壤肥力较差，酸性较强，土壤有机质含量较低，且长期耕作造成土壤退化严重。开发一种有效的果园土壤改良措施和新型栽培模式对猕猴桃产业稳定发展具有重要意义。
随着现代农业科技的发展，间作绿肥作物成为土壤改良和退化土壤恢复的有效模式。目前常用的绿肥包括紫云英、籽粒苋、决明和黑麦草等，其中紫云英Astragalus sinicus栽培是一项保护农田生态环境、保障农产品安全、减少化肥施用和促进农业可持续发展的重要技术措施，具有改善土壤理化性质、增加土壤微生物数量和多样性、改善土壤酶活性、提高土壤肥力等多种功能[5]。可采用轮作、混套作和肥饲兼用栽培等多种模式对紫云英进行栽培，其中采用间作模式在大田作物[6-7]、果园[8-9]和茶园[10-11]中均取得显著效果。
目前，绿肥作物对猕猴桃果园土壤改良作用研究较少，而紫云英在猕猴桃果园中的应用尚未见报道。结合福建省[12]复杂的地理条件，课题组从2016年开始探索山区猕猴桃生态果园栽培新模式，在土壤地力下降、肥力较差、水分含量缺乏、板结严重的退化土壤中间作紫云英，并研究其对猕猴桃生长的影响，以期为猕猴桃栽培技术和模式更新提供科学指导。
1材料与方法
1.1试验材料
试验所用东红猕猴桃幼苗取自福建省农业科学院果树研究所猕猴桃种质资源圃。
1.2试验方法
1.2.1猕猴桃栽培与紫云英间作
2016年课题组于福建省农业科学院果树研究所武夷山五夫镇猕猴桃基地（属于中亚热带气候类型，年平均气温13℃左右，年平均降雨量约2 000 mm）选取土壤沙质、退化严重、有机质含量低、土壤酸性强（pH值4.0～4.5）、土壤板结严重的废弃农田，种植树龄、长势和植株大小一致的东红猕猴桃幼苗。东红猕猴桃的种植时间为2016年12月份，株行距约3 m×3 m，试验地面积为1 333.4 m2，每666.7 m2种植密度为70株。将其划分成面积大小一致的两块试验地，其中一块试验地播撒活力旺盛的紫云英种子作为试验组，另一组则不作任何处理作为对照组。期间正常肥水管理但不清除杂草和喷施除草剂。
1.2.2猕猴桃生长指标测量
于2018年4月，东红猕猴桃抽梢长叶后统计试验组和对照组猕猴桃成活率、地上部高度、离地5 cm主干直径、完全展开功能叶的叶片数、叶面积和鲜叶重等生长指标。
1.2.3猕猴桃叶绿素含量测定
参照孔祥生[13]的方法测定试验组和对照组叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。称取0.2 g叶片，剪碎后置于15 mL离心管中加入10 mL 95%乙醇，混匀后静置至叶片绿色完全褪去。过滤提取液并采用95%乙醇定容至25 mL，以95%乙醇为对照，采用分光光度计测定663 nm和645 nm波长下的吸光度值，计算叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。
1.2.4叶片叶绿素荧光动力学参数测定
采用IMAGINGPAM调制叶绿素荧光成像系统测定试验组和对照组猕猴桃功能叶的叶绿素荧光动力学参数。参照涂美艳等[14]的方法，采集叶片后暗适应20 min，用弱测量光测定暗适应下初始荧光（F0），然后给周期性的饱和脉冲（6 000 μmol·m-2s-1，脉冲时间0.8 s）测得光系统Ⅱ（Photosystems， PSⅡ）实际光合效率（ΦPSⅡ）和光合电子传递速率（Electron transport rates， ETR）等指标。
1.3统计分析
采用Excel 2003和SPSS 19.0进行数据统计和差异显著性。
2结果与分析
2.1间作紫云英对猕猴桃植株生长的影响
间作紫云英对猕猴桃植株生长的影响如图1所示。试验组紫云英生长旺盛，土壤较为疏松，透气性良好，而对照组中地表被多种杂草覆盖但仍有部分地表裸露，土壤含水量低、透气性差、板结严重;从猕猴桃的长势上看，试验组猕猴桃长势良好，植株较为健壮，而对照组猕猴桃植株细弱、矮小，无法正常生长。进一步对猕猴桃生长相关指标进行测量发现，试验组和对照组中猕猴桃植株成活率分别为（85.2±9.8）%和（87.2±5.0）%，且二者间差异不显著（P=0.127），表明间作紫云英对猕猴桃植株成活率没有显著影响（图2A）;试验组中猕猴桃地上部高度和主干直径分别为（182.85±18.28）、（1.03±0.12）cm，而对照组相应指标仅为（43.95±12.18）、（0.56±0.12）cm，二者存在极显著差异，说明间作紫云英可显著促进猕猴桃地上部的生长（图2B、C）;此外，试验组完全展开的功能叶数量为（21.87±4.36）片，而对照组仅为（8.44±2.32）片，平均单叶重分别为（6.77±1.02）、（1.82±0.46）g，叶面积大小分别为（197.90±33.67）、（55.08±9.46）cm2，两个组别之间叶片数、单叶重和叶面积均存在极显著差异。可见，间作紫云英对猕猴桃叶片生长同样具有显著促进效果（图2D、2E和2F）。
2.2间作紫云英对猕猴桃叶绿素含量积累的影响
间作紫云英对猕猴桃叶绿素含量积累的影响如图3所示。试验组中，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别为（0.819±0.344）、（0.470±0.109）、（1.334±0.398）mg·g-1，而对照组中相应的指标分别为（1.224±0.430）、（0.588±0.236）、（1.880±0.312）mg·g-1，试验组和对照组间叶绿素含量差异不具有显著性（P=0.720、0.607和0.441），說明间作紫云英对猕猴桃叶片中叶绿素含量积累没有显著的影响效果。
2.3间作紫云英对叶绿素荧光动力学参数的影响
间作紫云英后猕猴桃的部分叶绿素荧光动力学参数如图4所示。对照组和试验组在最小初始荧光值F0分别为（0.151±0.002）和（0.154±0.020），且二者不存在显著性差异（P=0.846），与叶绿素含量测定结果较一致。而对照组和试验组PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ分别为（0.611±0.015）和（0.595±0.012），光合电子传递速率ETR分别为（9.222±0.219）和（9.001±0.170），说明间作紫云英后猕猴桃叶片的实际光合作用能力较对照组强，但效果并不明显（P值分别为0.309和0.333）。综上所述，间作紫云英后部分叶绿素荧光指标并未发生明显改变。
3讨论与结论
紫云英作为一种天然的有机绿肥，不仅能够改善土壤理化性质，提高或恢复土壤地力，同时有助于增加土壤中微生物数量，改善土壤相关酶活性，对于系统改良土壤生态环境条件，尤其对退化土壤的恢复和改良具有重要应用价值。在以往研究中，官会林等[15]认为，紫云英冬季旱地轮作降低了退化山地红壤的土壤体积质量，而自然含水量、团聚体和有机质含量增加，土壤中速效氮磷钾也显著提高，同时对调节pH值和抑制磷素养分退化具有重要作用，对于南方地区红壤山地的开发利用和恢复改良效果明显。俞巧钢等[9]也研究发现，山地果园套种紫云英能够减少径流水量、泥沙流失、总氮流失和总磷流失分别达到33.9%、55.2%、49.3%和55.6%，从而有效保持山地果园水土，同时提高果园土壤肥力。此外，高菊生[16]和陈洪俊[17]等研究认为，紫云英轮作能够降低田间杂草密度，减少杂草种类，弱化田间优势种杂草在田间的危害性。本试验中，与退化土壤的对照组相比，间作紫云英的试验组杂草明显减少，土质较为疏松，土壤含水量较高，整体土壤质量良好，与前人的研究结果较为一致。
在对作物生长的影响方面，间作紫云英的试验组株高、株径、功能叶数量、大小和质量均显著高于对照组，说明在退化土壤中套种紫云英对猕猴桃生长有显著的促进作用。然而，间作紫云英对猕猴桃叶片中叶绿素含量的积累和叶片的光合作用能力并没有显著影响，这种现象的形成原因有待进一步分析。在后续研究中，也需要对土壤有机质含量、含水量、团聚体、矿质元素含量、微生物含量、酸碱度和土壤体积质量等指标进行测定，同时研究间作紫云英对山区猕猴桃生态果园水土保持的影响效应。此外，也应进一步对决明、黑麦草和籽粒苋等常用绿肥作物的影响效果进行比较，从而筛选退化土壤中猕猴桃生态果园最适宜的绿肥作物。
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（责任编辑：黄爱萍）
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