全 文 ：第 1 卷 第 4 期
1 9 8 8 年 8 月
林 业 科 学 研 究
FOR E ST R E SE A R CH
V o l
。
1
A u g
. s
,
N o
。
4
1 9 8 8
油橄 榄根 系 与 土 壤 物 理
因子 关 系 的研 究 *
邓明全 朱长进 赵丽华
(中国林业科学研究院林业研究所 )
摘 要
通 过时油橄榄根 系类型 、 刻 面项根的调 查和 土滚 条件的 研 完 , 结果表明土攘物
理性 质是影响 根 系生 长发 育的主导 囚素 。在质地拈重 、通 气不 民与生长期 多雨 的条许
下 , 油橄榄根 系均表现 为水平根型 。 而 适宜根 系生长发育的土攘 条 件 是 , 砂 柱 >
4 。% 、 拈拉 < 30 % 、 渗透性 80 一 15 0 m m /l 1 、 非毛管孔陈度 > 20 % 、 坚 实 度 2 . 5一
4
.
5 k g / e m
3 。
关健词 油橄榄 ; 根 系类型 , 非毛管孔陈度 ; 渗透性 ; 土攘坚实度
油橄榄 (0 1。。 。。To p 。。。 ) 原产地中海地区 , 是 世 界上著名的木本油料树种 。 我国引种油
做榄已有20 多年历史 , 种植油橄榄树4 0 多万株 , 年产油量 4 . 5 万k g 。 其 啄 因是 油做 榄 幼
年期生长过决 , 结果期发育衰弱 , 生理落叶严重 , 花芽量少 , 座 果丫低 。
研究认为, 生 长势弱或早衰 , 主要是油橄榄与当地的气候和土壤的适应性有关 , 待别当
根系发展的空间受到限制时 , 生长不好 , 甚至很快出现衰败的现象 〔‘一咭, 。 本项研究 旨在 探明
油橄榄根系的形态变化 、 生长能力 (穿透力 ) , 须根系在土壤剖面壁 _ l:. 分布的深度及其对土壤
空间的利用情况 。 阐明土壤条件 、 栽培措施与根系的生长发育之 间 , 根系 一与产量之间的关系 。
在综合研究的丛础上 , 提出油瞰榄适生的土壤条件及改善根系生长环境的理论依据 。
一 、 试 材 与 方法
(一 ) 试 材
试验地设在湖北省武昌 、 宜昌地区和陕西省汉中盆地 6 个县共 1 1个试验点 。 !式材选择 9
、一 1 9年生的结果树“佛 奥” (F ra n to io ) 、 “米扎 " (M ix a j)、 “ 一卜林 ” (K a lin io t )、 “城固 ” 3 2 号、
“九峰” 6 号品种 , 标准株 3 5株 , 土壤剖面50 个 , 分离出了一个完整的根系 。 研究工作自19 8 3
至 1 9 5 5年。此外 , 邓 [,乙l全曾于 一9 8 4年对意大 于{1中部的皮斯托业 (Pio to ia ) 地 区 油 tl令朴屯园 的土壤
仁文 于 1 9 8 分年 元 月 1 3T I收到 。
本文属油橄 揽牛 产毅 场 中间 试脸的 内容之 一 。 承蒙钱姐明副研究员指导并审阅文稿 , 张运 山 、 张 风芝 、 邓 裙坤、 刘素
风 、 杨明珍夕加部 分 调查工作 , 土壤分 析由张衍法 、 杨斌 完成 , 并致谢忱。
4 期 邓明全等 : 油橄榄根系与土壤物理因子关系的研究 3 7 7
及18 一24 年生的 “莱星” (L ec ci no )和“佛奥”油橄榄根系进行了调查 。
(二) 方 法
l
。 根 系调查 根据 L e m k e( 1 9 5 6年)的根系命 名法 , 把根系区分为根基、 主根 、水平根 、
斜根、 心状根〔“] 。 依各种根系类型生长优势和分布特征 , 定名为水平根型和复合根型 。
根系的形态调查用挖掘法 。 须根调查用剖面壁法 :“1 。 土壤剖面设在距树干 0 . 5 m 处 , 挖
到无根系分布为止 。
2
. 土攘取样及测 定 土壤取样于根系的稀疏层 、 集中层 和 无 根 层 。 测 定 土壤坚实度
(T G 一 IA 型坚实度计法) ; 水分物理常数 (环刀法) , 渗透性 (渗透筒法) 和机械组成 (比 重 计
法)工, 1 。
二 、 结果 与分 析
(一 ) 根系生长发育与土滚质地的关系
油橄榄的根系状况受土壤质地影响很大 。 在突尼斯 , 生长在砂土或砂壤土上的成年树 ,
根深 达 5一6 m [s1 。 而 种 植在意大利中部壤土上的成年树 , 根深 1 . 5一 2 . o m 。根系的水平分
布范围通常是冠幅的 2 一 3 倍 。
我国油橄榄中试园的土壤 , 质地为粘土的占总面积的5 % ; 粉砂粘土占45 % 。 前者土壤
形成于第四纪老红土冲积层 。 p H 值 6 . 1一 6 . 5 , 有机质。. 2一 0 . 45 % , 城固 、 当阳等县属于此
类土壤 。 后者由石英砂岩 、 砾岩等发育而成 。 p H 值 5 . 1一 7 . 3 , 有机质 。. 43 一 0 . 91 % , 分布
于沂春 、 鄂州 、 武 昌、 宜昌等县的橄榄园中。
1
. 根 系对拈土 的反应 种植在粘土上的n 年生“卡林”根系属水平根系类型 。主要形态特
征为水平根系 , 粗壮发达 (图 1 、 2 一a 、 b) , 在表土 10 一30 c m 范围内 , 根径 2 . 3一 7 . Ic m 的水平
根有 6 条 , 并逐渐向地面延伸 ; 因土壤质地粘重 , 排水不良使根段长期受水渍 以致腐烂 , 下
垂根 (图 1一f) 和斜根 (图 1一c) 数量少 , 生长弱 , 遇到硬土层向地上延伸 , 或 因 水 债而腐烂 。
此类根系冠幅大于根幅 2 倍 (图 1 ) 。 根系分布的土壤体积 约 3 · 1一4 ·O m ”。 油 橄榄根系 的生
长主要受土壤粘粒的影响 。 据分析 , 油橄榄中试园土壤的粘粒为50 . 2一6 0 . 9 % , 比意大利中
部地区橄榄园土壤粘粒 (2 2 . 6 % )高得多。 又因在耕作层下有不透水的粘盘层 , 根系很难向纵
深发展 , 因而地下部比地上部生 长 差 , 产 量 低 。 栽植 6 a 的“卡林”单株年结果 量 6 . 7 k go
而 7 a 后生长逐年衰退 , 平 均每年枝 条 生 长 1 2 。 6 士 6 . g c m , 生理落叶率50 % , 以 致 不 结
果 , 在同一土壤条件下的 “佛奥” 、 “城固” 32 号等品种也出现类似的现象 。
2
。 根 系对粉砂质拈土 的反应 生长在粉砂粘土 (粘粒25 % , 粉 粒47 . 7 % , 砂 粒 2 6 。 4 % )
上的 19 年生“米扎”根系 , 具有复合根型的特点(图 2 ) 。 此类根系以水平根系居优 (图2 一b ) ; 而
斜向生长的心状根 (图 2 一d) 及斜根(图 2 一c) 次之 。 根径 9一14 c m 的水平根有 6 条 , 在表层沿
水平方向延伸。 由于栽植坑积水 , 心状根和斜根延到 50 一60 c m 深处向地面伸展 。 主 根 (图
2 一c) 可以穿过坑底 l m 深处的排水孔道继续延伸 。
从根系形态上看 , 复合根型比水平根型发达的多 , 分布的空间也大 , 约 占土体 6 . 5 m “。
结果期 比较长 , 单株产量也较高 。栽植后第 8 年结果的“米扎” , 连续 g a , 平均年产果 1 4 , 3 k go
由于这种土壤的粉粒含量过高 , 油橄榄根系的功能仍然受到限制 , 表现为盛果期短, 衰
3 7 8 林 业 科 学 研 究 1 卷
一 d 、 1 0 0.拒‘毕二主目
图 1 枯 土 h 的 1 1 年坐 “卡林 ’根系
( 匕 垂直断 面图
图 2 粉砂质枯土 卜19 年生 “米扎 ” 恨系
F
. 平面图 )
a — 根革 b— 水平很 c— 主 根 d— 心状根 e — 斜根 「垂根
老得快 。 以“米扎”为例 , 栽植 17 a 后 , 生长变弱 , 生理落叶严重 , 既使加 强 管 理 , 也很难
恢复树势。 总之 , 在我国粘粒含量 > 30 % 或粘粒 + 粉粒 > 60 % 的 士 壤 , 不 适 宜 种 植 油 橄
榄 [“] 。
(二 ) 剖面须根与非毛 , 孔陈度的关系
土壤的非毛管孔隙度主要决定于土壤结构与耕作方式 。 某些研究认为 [ ‘。} , 影响油橄 榄生
长的限制因素 , 不是土壤结构本身 , 而是非毛管孔隙度的多少 。 因为非毛管孔隙度直接影响
土壤的空气和水分状况以及养分的供应。试验证明 , 根系层 (10 一 60 c m ) 非毛管孔隙度与须根
加l0
夕‘。01、玛峨)侧烦形胶
(根径镇 l m m 的细根 )分布量极为密 切 。 总
的趋势是 , 随着根系层非 毛管孔 隙 度 的 增
加 , 剖面须根强度 也相应的增加 。 根据 30 个
土壤剖面的资料 , 须根强度 (妇 与非毛管 孔
隙度 (x )的线性回归方程 (图 5 )为 :
夕= 一 2 . 3 6 + o . 9 2 x
x 与 夕的相关系数为 : = 0 . 9 7 3 , 呈高度相关
显著性(; 。 . 。: , 3。1 = 0 . 4 4 9 ) 。
根据上式 , 当 , 值分别为10 、 巧 、 20 、
2 5
、
3 0
, 贝Ilx 相 应 的 值 是 1 0 . 3 、 1 8 . 9 、
2 4
·
4
一
2 9
·
8
、
3 5
·
3 , 如须根强度为 2 0 条根/
非毛针孔欧度 (% )
田 3 须根弧度与非毛针 孔欲的相 关性
4 期 邓明全等 : 油橄榄根系与土壤物理因子关系的研究 3 7 9
10 0 c m
Z , 则非毛管孔隙度为24 . 4 % 。试验表明 , “佛奥” 12 年生根系分布层 , 非毛管孔隙度 >
20 %
, 生理落叶少 , 生长正常 , 产量较稳定 ; 非毛管孔隙度 < 20 % , 根系延伸受到限制 , 生
理落叶加重 , 产量明显下降或不结果 。
(三) 剖面须根与渗透性的关系
油橄榄根系 , 要求土壤通气透水性能好 。影响土壤通透性因子除质地和孔隙度外 , 另一个
就是土壤的渗透性 。 特别是在高温多雨的生长季节 , 由于土壤排水不良而危及到油橄榄的生
存。 试验测定结果 , 土壤渗透性 1 50 一2 80 m m /h , 剖面须根 量 30 一50 条根 / 1 0 0 c m “, 80 一
14 7 m m / h
, 1 5一2 5 条根八0 0 e m , , 3 0一 5 0 m m / h , 1 1一 1 5 条根八 0 0 e m Z 。 剖面须根强度随
渗透性提高而增加 。 用35 株树的土壤剖面资料进
行回归分析 (图 4 ) , 其线性方程为 : 。r
八,日吕。之形暇)翻喊卑镶万 = 4
。
5 6 + 0
。
1 9丫
夕 (须根强度 ) 与 x (渗 透 性 ) 的 相 关 系 数 : =
0
。
9 5 7 , 呈高度的相关显著性 (: 。. 。, [ 3 0 1 = 0 。 4 1 8 ) 。
当 y 值分别为1 0 、 2 0 、 3 0 、 4 0 , 则 x 相 应 值 是
2 9
.
4
、
8 3
。
5 、 1 3 7
.
6
、
1 9 1
。
6
。
从油橄榄生长和结果情况分析可知 , 土壤渗
透性< 80 m m / h , 剖 面 须 根 量 < 20 条 根 / 1 0 0
em
Z , 油橄榄生长不良 ; 渗透性8 0一 1 5 0 m m / h ,
剖面须根 > 20 条根 / 1 0 0 c m Z , 为油橄榄适宜生长
的最佳范围 。 例如生长在土 壤 渗 透 性 为 1 36 . 3
m m / h的“佛奥 ” , 栽植第 6 年开始结果 , 连 续 5
2 5
·
g k g
, 结果早而稳定。
(四 ) 剖面须根与土滚坚实度的关系
吕0 12 0 1 6 0 20 0 2 40
诊透 性‘m m / h)
图 4 须 根强度与土壤渗透性的线性关 系
a 平均单 株 年 产 果 量 最 低 13 k g , 最高
土壤的坚实度是土壤孔隙 、结构和质地等物理性质的综合表现 , 坚实度大小反映土壤物理
性优劣 , 和须根生长状况 。 根据测定 , 在剖面须根量最大的层次中 , 土壤的坚实度最小 , 表
现为剖面须根量随着土壤坚实度的增强而降低的变化规律 , 其数学回归方程式 (图 5 ) :
夕= 1 8 5 。 5 4 x 一 Q ·。么4
二七发坚实度 ( k g / e m 3 )
图 5 须根指致 与土壤坚实度的相关性
其中x—土壤坚实度 (k g /c m ”) , , —须 根指数 (土壤剖面某一层次 的平均须根条数 占总
须根条数的百分比 ) , 计算表明 , x 与夕的相关系
数 , = 0 . 5 5 1 (r 。 . 。, r2 4 ] = 0 . 4 9 6 ), 呈高度显著性 。
根据回归方程 , 当y分别 为 > 80 % 、 50 一
80 %
、
< 50 %时 , 求得的x值分别为 < 2 。 5 、4 。 1
一 4 . 3 、 > 4 . 3 。 经调整后 , 列出须根系分布与
土壤坚实度适应性指标(表 1 )。 当土壤坚 实 度
助 小于2 . 5 k g /c m “时 , 须根生长分布良好 , 2 . 5
一 4 . sk g /c m 3 时 , 范围适中; 大于 4 . sk g /c m 3
时, 须根生长不适 。
人次)公释彩族
3 8 0
表 l
林 业 科 学 研 究 1 卷
剖面须根对土坡坚实度的适应性
土 壤坚 实度 (k g / e m 3 )
< 2
.
5
2
.
5一飞 . 云
> 4
.
5
剖 面 须 报 分 布 状 况 { 上 堆 适 应 性
3
「一 9 0 c m 土 层剖面须很见达胡 % 以 上 . 良 奸
孔一 6 0 c rn 上层剖 面须恨虽洲一 8 ( % 一 般
根系集中分 布在表层 3 0 c m 以 _1 . 获
(五 ) 扩坑施肥对根系的影晌
扩坑施肥是我国栽培油橄榄的主要措施之一 , 尤其是改良粘垂而贫府的上壤所 采用的贡
要方法 。 每年秋季对“佛奥”树盘进行一次环状扩穴 , 深 4 0 c m . 宽 6 0 c m 。 气株施圈肥 1 0 k g ,
油渣3 k g 。 和不扩穴施等量肥的树作对照 (表 2 ) , 扩坑施肥比对照的平均须根强度要高一f岛
以上 , 而且同一层次剖面上的须 根强度也明显地高干对照 。 说明扩坑施肥 (科长系的生长发育是
有利的。
裹 2 扩坑施肥对剖面须根的影晌
理
剖面距离
环 状 扩 坑 深 6 0 e m + 圈 肥 不 扩 坑 + 圈 肥
须 根
剖
距树干 1 0 0 e m 距树干 2 0 0 e m
深 度 平均须根强度 }指数
⋯
平均须。 强度 ’指, ⋯平均须 ”强 度 指数
一竺面
(e m ) (须根数八 00 ‘m Z ) ( % ){ (须根数/ 1 0 0 c m Z ) (% ) (须根数八 l, 0 c m Z ) ( ,‘)
平均须根强度 一指数
(须根数八。o e m ’) (% )
0一 1 ‘)
I U一 Z U
2 0一3 0
3 0一 4 0
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13,6().7lU.l。
平 均
另外 , 试验结果 丧明 , 八一质地粘承的土壤 L进行扩坑施肥只能 一介局 部范围内促进须根的
发育 , 但不能扩大须根分布的纵深范围 。 从果树的个部生命周期来 亥, j之一措施 对 移 个 根
系 , 土 要是竹于限系的 ‘仁民和分 布不 能起明显的促进作川。 因而地 上的牛 l几、 结 [)l 也宁.子不到
积极效果 。
= 夕士一 、 护一 ‘4 论
1
. 油瞰榄根系 ’曰 之洁况依土壤生茫: 条件和栽培措施不 同而发生变化 种价在砂注:或砂壤
土上的成年树的根系深 达 5 一 6 m 。 栽植在壤土成 粉砂壤土上 18 一二4年生 的 ; !于!‘收榄 树 , 其
根深 1 . 5一 2 . 0 m , 水平根幅大于水平冠幅 2 一 3 倍 。
在粘土或粉砂质粘土上穴状栽植的油橄榄 , 由于栽植坑 内经常积水 , 马发生烂根或无根现
象 , 因而表现 为浅根型或复合状浅层根型 , 其根幅小于冠幅 l 一 2 倍 。 、叼坐下生长最 (棋系 )
小于地 _ [ 枝叶址时会引起早衰 。
2
. 在高温多雨的气候条件下 , 土壤 的物理性质是影响根系生长发育的主要因素之一。适
4 期 邓明全等 : 油橄榄根系与土壤物理因子关系的研究 3 8 1
宜油橄榄生长和结实的土壤条件为砂粒 > 4 0% , 粘粒< 30 % , 或粘粒 十粉粒 < 60 % ; 渗透性
8 0一 15 0 m m / h , 非毛管孔隙度大于2 0 % , 坚实度2 。 5一 4 . 5 k g / em 3 。
3
。 通过扩坑施肥 , 可以有限的改良根系区土壤的结构及肥力状况 , 促进根系生长发育 。
但是 , 由于栽培区的气候不宜和土壤质地粘重 , 仅大坑栽植及扩坑施肥难以提高产量 , 同时
也满足不了经济栽培的需要 。 因此 , 今后在油橄榄栽培技术上需要作更大改进 , 甚至要作特
殊的处理 , 以提高油橄榄在中国生长的适应性 。
参 考 文 献
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ST UD Y ON TH E R E LAT口ON SH IP BE TW E E N OLIV E R OO T
SYST E M AND SOIL PH YSICAL FACT OR S
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