全 文 ：第 ww卷 第 {期
u s s {年 { 月
林 业 科 学
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杏 p紫花苜蓿生草栽培系统根系分布及生长动态 3
王齐瑞t ou 樊 巍u 谭晓风t
kt1中南林业科技大学经济林栽培与育种国家林业局重点实验室 长沙 wtsssw ~
u1 河南省林业科学研究院 郑州 wxsss{l
关键词 } 杏 ~紫花苜蓿 ~生草栽培 ~根系 ~空间分布特征 ~生长动态
中图分类号 }≥zt{1x 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{ls{ p stwt p sw
收稿日期 }uss{ p st p s{ ∀
基金项目 }国家/十一五0攻关项目kussy…„⁄sv„sxl ~河南省自然科学基金项目kusswsyustl ∀
3 樊巍为通讯作者 ∀
Ροοτ ∆ιστριβυτιον ανδ Γροωινγ οφ Απριχοτ2Αλφαλφα Σοδ2Χυλτυρε Παττερν
• ¤±ª±¬µ∏¬tou ƒ¤± • ¬¨u פ± ÷¬¤²©¨ ±ªt
kt1 Τηε Κεψ Λαβ q οφ Νον2ωοοδ Φορεστ Προδυχτ οφ Φορεστρψ Μινιστρψo ΧεντραλΣουτη Υνιϖερσιτψοφ Φορεστρψανδ Τεχηνολογψ Χηανγσηα wtsssw ~
u1 Ηεναν Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Ζηενγζηου wxsss{l
Αβστραχτ } ׫¨ ¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶¤±§ªµ²º¬±ª§¼±¤°¬¦¶²©·«¨ µ²²·¶¼¶·¨°¶¬± ¤¤³µ¬¦²·¤±§¤¯©¤¯©¤¶²§2¦∏¯·∏µ¨
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¦∏¯·∏µ¨ ²µ¦²±·µ²¯ ²¦«¤µ§qŒ± ¤§§¬·¬²±o·º²²¥√¬²∏¶ªµ²º¬±ª³¨¤®¶²© ±¨ º µ²²·¶²©−¬±·¤¬¼¤±ª. ¤³µ¬¦²··µ¨¨ º¨ µ¨ ²¥¶¨µ√¨ §q’±¨
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²©∏¯¼q׫¨ ³¨µ¬²§²©·«¨ ¤¦·¬√¨ ªµ²º·«©²µ·«¨ ·º²¶³¨¦¬¨¶§¬§±²·°¨ ·¨·²ª¨·«¨µ·¬°¨ q„¦¦²µ§¬±ª·²·«¨¬µªµ²º¬±ª¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶
−¬±·¤¬¼¤±ª. ¤³µ¬¦²··µ¨ ¶¨¶«²∏¯§¥¨ ©¨µ·¬¯¬½¨ §¬±·«¨ ¤¨µ¯¼ ¤µ¦«¤±§°¬§§¯¨∏±¨ q
Κεψ ωορδσ} ¤³µ¬¦²·~¤¯©¤¯©¤~¶²§2¦∏¯·∏µ¨ ~µ²²·¶¼¶·¨°~¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶ ~ªµ²º¬±ª§¼±¤°¬¦¶
果园生草栽培是在果树行间或全园种植草本植物作为土壤覆盖的一种生态果园培育模式 ∀二次大战后
生草栽培在国外得到迅速发展 o目前 o欧美及日本生草果园面积占果园总面积的 xx h ∗ zs h以上k姚胜蕊
等 ot|||l ∀实际上 o种植和利用绿肥是我国农业生产的传统经验之一 }早在公元 y世纪人们就认识到果园种
植豆科作物有好处k吴光林 ot||ul ∀us世纪 zs ) {s年代我国各地纷纷开展果园生草试验示范推广 ot||{年
开始推广果园生草栽培技术 o但清耕果园面积仍占果园总面积的 |s h以上 o果园生草栽培仅处于试验和小
面积应用阶段k惠竹梅等 oussvl ∀
研究表明果园生草可以影响树势 o改变叶片营养k≥«µ¬¥¥¶ ετ αλqot|{y ~邓丰产等 oussv ~欧毅等 oussxl o
提高果实产量和品质k李会科等 oussz ~欧毅等 oussx ~李华等 oussx ~刘蝴蝶等 oussvl ∀这些研究多集中在果
园生草互作效果方面 o而对互作效果机理方面的研究相对较少 o特别是对果树和牧草直接交互的器官 p根系
方面的研究更是鲜有报道 ∀进行果园生草复合系统根系分布与生长动态的研究 o对研究生草栽培种间养分 !
水分互作机理 o探讨果园生草的优化模式 o加强果园生草管理有着重要生产指导意义 ∀
1 试验地概况
试验地位于济源市裴村kttuβsvχ∞ovxβttχ‘l ∀该区年均气温 tw1v ε o年均降雨量 ywt °° o∴s ε 年积温
x uyu ε o∴ts ε 年积温 w yv| ε o太阳辐射总量为 w|w1t ®#°pu o全年无霜期 uyu §∀试验地建在由洪积扇
和坡积物所组成的缓坡梯田上 o土层厚度 t °左右 o砾石含量 tx h o³‹ 值 {1v 左右 o有机质含量 s1y| h ∗
t1tw h o速效氮含量 ut1w ∗ {s °ª#®ªpt o速效磷含量 x1w ∗ ty °ª#®ªpt o速效钾含量 yt ∗ tsv1w °ª#®ªpt ∀试验
地面积 v «°u o从试验地中间分开 o东半部分进行生草处理 o西半部分作为清耕对照 ∀两部分水肥管理状况基
本一致 ∀
2 材料和方法
u1t 材料 试材为 w年生金太阳杏k Πρυνυσ αρµενιαχα ¦√ q≥∏±2ª²¯§l o砧木为山杏k Πρυνυσ αρµενιαχαl o南北行
向 o株行距为 v ° ≅ w °∀果树平均基径 w1v ¦°o平均树高 uwz ¦°o平均冠幅 vtu ¦°∀杯状树形 }主干上部枝按
xsβ开张角延伸 o主枝上培养向外生长的侧枝k角度大于 ysβl o邻接分生 v个主枝 o以后大体按二叉分枝方式 o
分生 y个二级侧枝或 ts ∗ tu个三级侧枝 ~并在主侧枝上培养大 !中 !小枝组 ∀行间播种紫花苜蓿k Μεδιχαγο
σατιϖαl }u年生 o品种为阿尔冈金 ∀在杏树干基每侧保留 xs ¦°宽的营养带 ∀
u1u 方法 ussy年 x月 us日 o在生草和清耕对照杏园各选 v株代表平均生长势的杏树 o在树行两侧分别距
树基 tss ¦° !txs ¦° !uss ¦°处 o各做 t个 tss ¦°深 !xs ¦°宽的剖面 ∀按粗细将根系分为 w级 }´级根为生长
根 ~ µ级根直径  t °° ~ ¶级根直径为 t ∗ v °° ~ ·级根直径  v °°∀将各级根系在剖面的位置以不同符
号记入坐标纸相应位置上 ∀由表层开始 o每 us ¦°φ为 t层 o共 x层 o分别统计每层各类根的数量k…²«° o
t|{xl ∀
ussx p su ) ussy p st o采用土钻法调查根系的生长动态 o于每月 ts日在 s ∗ ws ¦°土层取土样 o土钻内径
zs °° o取样点距树基 tss ∗ txs ¦°∀间作和清耕处理取 v棵生长势平均的杏树 o每棵树树行南侧和北侧各取
v个点 ∀土样取出后用水泡软 !冲洗 !过滤 !获得根系 o对每个土样的根系计数并量长度 o去除老根 !死根和杂
草根系 o不论长短 o将每条新根计为 t条根段 ∀
紫花苜蓿根系体积和干质量的测定 }生草果园内随机选取 v个 t ° ≅ t °样方 o用小土铲每 ts ¦°为 t层
挖取根系 o到没有根系为止 ∀对根系进行洗净 !除杂 o将净根系放进有水的量筒中 o量筒内的水分增加体积就
是根系体积 ∀将样品烘干 !冷却后称质量 o即为根系的干质量k郭正刚等 oussul ∀主根长度和侧根分布的测
定 }分别于分枝期 !孕蕾期 !始花期 !盛花期 !成熟期在生草果园内随机选择 x株生长势平均的单株 o以该株为
圆心 oux ¦°为半径 o自上而下 o每 ts ¦°为 t层挖取单株根系 o到没有侧根和主根直径小于 t °°为止 ∀记录
每层内主根上的侧根数 o离主根 x °°且直径 ∴t °°的根系可计入侧根数 o t °°时不计入 ∀主根直径指
离根颈 x ¦°处的直径k孙启忠等 ousstl ∀
表 1 杏树根系垂直分布
Ταβ .1 ς ερτιχαλ διστριβυτιον οφ ροοτσ οφ απριχοτ τρεεσ ≥·µ¬³
栽培方式
≤∏¯·¬√¤·¬²±·¼³¨
根系级别
•²²·¯ √¨¨ ¯
土层 ≥²¬¯ ¤¯¼¨ µΠ¦°
s ∗ us us ∗ ws ws ∗ ys ys ∗ {s {s ∗ tss
´ uu uw v s s
生草 ≥²§2¦∏¯·∏µ¨ µ xy {x uw tt v
¶ v { x x t
· u t t s s
´ us ty x s s
清耕 µ ys w{ t{ ts w
²±²¦∏¯·∏µ¨ ¶ w u u w s
· v s t t s
3 结果与分析
v qt 杏树根系的空间分布特征
从表 t可以看出 o生草处理杏树的
根系多分布在 us ∗ ws ¦°土层 o可
占总根数的 wy1x h os ∗ ws ¦°土层
根数占总根数的 z|1u h o随着土层
加深根数递减 ∀清耕金太阳杏根数
却以 s ∗ us ¦°土层最多 o占总根数
的 wv1| h os ∗ ws ¦°土层根数占总
根数的 zz1u h o随着土层加深根数
递减 ∀国外研究表明 }生草对降低果园土壤密度 !增加土壤渗水性和持水能力有显著的促进作用k µ¨º¬±o
t||t ~ • ¬¯¶²±ot|{ul ~随着时间推移 o活地被物残体 !半腐解层在微生物的作用下 o形成有机质及有效态矿质
元素 o不断补充土壤营养k‹¤¼±¨ ¶¶ ετ αλqot|{sl ∀就整个剖面的根量而言 o间作果园比清耕果园多 xy根 ∀就
剖面根系类型来看 o t °°的细根分别占生草与清耕 u种处理总根量的 zs1x h和 zs1z h ∀
从表 u可以看出 ow年生杏树根系水平分布可达 uss ¦°o根幅远大于冠幅 o行间根系有交叉 o交叉部分根
系数量显著减少 ∀根系多集中于 tss ¦°处 o在该范围内生草和清耕 u种栽培方式的根系数量分别占总根数
的 wz1z h和 wy1| h o在 tss ∗ txs ¦°处的根数分别占总根数 |t1y h和 {z1x h ∀可见 ow年生杏树根系主要分
布在 txs ¦°根幅范围内 o这个区域是牧草跟果树水肥利用与竞争最活跃的区域 o应加强对该区域的管理 ∀
生草栽培后杏树根幅明显大于清耕果园 o在 uss ¦°根幅内 o生草栽培杏树根系数量比清耕多出 w1t h ∀
uwt 林 业 科 学 ww卷
表 2 杏树根系水平分布
Ταβ .2 Ηοριζονταλ διστριβυτιον οφ ροοτ σψστεµ οφ απριχοτ τρεε ≥·µ¬³
土层
≥²¬¯ ¤¯¼¨ µΠ¦°
清耕根幅
•²²·µ¤±ª¨ ∏±§¨µ°²±²¦∏¯·∏µ¨Π¦°
生草根幅
• ²²·µ¤±ª¨ ∏±§¨µ¶²§2¦∏¯·∏µ¨Π¦°
tss txs uss tss txs uss
s ∗ us {z {y tz {x zz ux
us ∗ ws yy yt tu tt{ |z vu
ws ∗ ys uy uz w vt u| |
ys ∗ {s tx x t ty ty u
{s ∗ tss w v t w t s
v qu 杏树新根年生长动态 在 s ∗ ws ¦°
土层中 o杏树新根以吸收根为主k吕增仁 o
t|{{l ∀从表 v可以看出新根 t年内有 u次
生长高峰 o第 t次为 v ) w月 o第 u次为 y )
z月 o生草栽培的第 t次生长高峰稍提前
于清耕 o这与生草栽培改变小气候有关 ∀u
种耕作模式均是第 t次生长高峰新根数量
最多 o占全年的 vz h 以上 ∀v月中旬与 y
月上中旬这 u个时期基本与花期及采果后
期重合 o也正是树体需要大量水肥的时期 o清耕园的需求峰期比间作栽培延迟 t周左右 ∀生产中应充分利用
新根的生长特点 o加强关键时期的水肥管理 o提高肥料利用率 ∀
表 3 杏树新根年生长动态
Ταβ .3 Αννυαλ γροωτη δψναµιχ οφ νεω ροοτσ οφ απριχοτ τρεεσ
日期
⁄¤·¨
根段数 •²²·±∏°¥¨µΠ≥·µ¬³ 根总长 ײ·¤¯ ¯¨ ±ª·«²©µ²²·¶Π°°
生草
≥²§2¦∏¯·∏µ¨
清耕
²±²¦∏¯·∏µ¨
生草
≥²§2¦∏¯·∏µ¨
清耕
²±²¦∏¯·∏µ¨
ussx p su p ts wy vx uv{ t|t1|
ussx p sv p ts twz ts| yuy1{ xwu1{
ussx p sw p ts tuv tvt yuw1t w|{1z
ussx p sx p ts wt xu vsx u|{
ussx p sy p ts {u tts xw{1x xss1y
ussx p sz p ts |y z| wwv1| wxu1t
ussx p s{ p ts wv vv uuz1t usu1s
ussx p s| p ts ut tx u|{1w t|{1w
ussx p ts p ts vy ut ttw1u txy1u
ussx p tt p ts tz ws t|{1s uts1z
ussx p tu p ts uw tv uuy1w t{{1w
ussy p st p ts vy | tty1v tvt1y
v qv 紫花苜蓿根系的垂直分布格局与
生长动态 从表 w可以看出 o生草栽培
条件下 o紫花苜蓿根系主要集中在 s ∗
us ¦°土层中 o这个土层中各功能指标
均超过 zs h ∀而金太阳杏主要吸收根
分布在 us ∗ ws ¦°土层中 o与紫花苜蓿
根系垂直空间上呈现/错层0现象 ∀
从图 t可以看出 o紫花苜蓿主根前
期生长比较平缓 o侧根发生量也不多 o盛
花期主根加速生长且侧根增加 o这时对
水分需求量较大 ∀紫花苜蓿的盛花期出
现在 z月中下旬 o这时北方大部分地区
已经进入雨季 o而金太阳杏这一时期已
经进入花芽大量形成期 o若此时水肥过
量 o反而易造成树体旺长 o对成花不利 o
表 4 生草栽培后紫花苜蓿根系的垂直分布
Ταβ .4 ς ερτιϖαλ διστριβυτιον οφ ροοτ σψστεµσ οφ αλφαλφασ υνδερ σοδ2χυλτυρε
项目
Œ·¨°
土层 ≥²¬¯ ¤¯¼¨ µΠ¦°
s ∗ ts ts ∗ us us ∗ vs vs ∗ ws ws ∗ xs  xs
根体积 •²²·√²¯∏°¨ Πk¦°v#°pvl ywt w{v uuv tuv {u wv
根生物量 •²²·¥¬²°¤¶¶Πkª#°pvl vyx1t uwt1u tts1| xw1x us1{ ts1z
侧根数 „°²∏±·²©¶¨¦²±§¤µ¼µ²²·Πk¶·µ¬³#°pvl ws ws us s s s
紫花苜蓿这一时期刚好利用过多的水肥 o对金太阳杏的花芽形成很有帮助 ∀此外 o郭正刚等kusswl研究发现
对紫花苜蓿刈割能抑制苜蓿主根纵向生长 o随着刈割次数增加 o这种抑制作用增强 o但刈割对主根横向k直
径l生长却有促进作用 ∀合理的刈割可以有效调整紫花苜蓿生理水肥需求高峰期 o使其避开果树需求高峰
期 o缓解两者的竞争压力 ∀
4 结论与讨论
w年生金太阳杏幼树根系的垂直分布可达 tss ¦°左右 ∀生草栽培后杏树根系吸收根密集分布在 us ∗
ws ¦°土层 o占总根数量的 wy1x h ~清耕园杏树根系密集分布在 s ∗ us ¦°土层 o占总根数量的 wv1| h ∀紫花
苜蓿主根分布可达 zs ¦°o其主要根系分布在 s ∗ us ¦°土层中 o约占总根量的 zs h o和果树根系在空间尺度
上基本错开 o不会引起太大的水 !肥矛盾 ∀
w年生金太阳杏幼树根系的水平分布可达 uss ¦°左右 o根幅远大于树冠 o行间根系交叉 o但交叉部分根
量显著减少 ∀而根量最多的部位是距树干 tss ¦°处 o生草果园该处的根量占总根量的 wz1z h o清耕果园该
vwt 第 {期 王齐瑞等 }杏 p紫花苜蓿生草栽培系统根系分布及生长动态
图 t 紫花苜蓿不同生育期主根的长度和侧根发生数
ƒ¬ªqt פ³µ²²·¯ ±¨ª·«¤±§×²·¤¯ ¤°²∏±·²©¶¨¦²±§¤µ¼µ²²·²©¤¯©¤¯©¤¬± √¤µ¬²∏¶ªµ²º¬±ª¶·¤ª¨¶
处的根量占总根量的 wy1| h ∀可见 o距树干 tss ¦°范围内是灌水施肥的重点管理区 ∀
t年中金太阳杏新根有 u次明显的生长高峰 o第 t次出现在 v ) w月 o第 u次出现在 y ) z月 o第 t次生长
高峰新根数量最多 o约占全年的 ws h ∀紫花苜蓿主根系的生长高峰及侧根大量形成期发生在 z月中下旬 ou
者在时间尺度上基本是错开的 ∀
利用杏树新根的生长特点 o管理中应掌握 u个水肥补充关键时期 }v月中旬和 y月上中旬 o这 u个时间基
本与杏树花期及采果后期重合 o此时正是树体需要大量水肥的时期 ∀
刈割可以更好地调节果树与牧草生育期在空间和时间尺度上的差异 o减少竞争 o目前国内外这方面的研
究还很少 ∀
参 考 文 献
邓丰产 o安贵阳 o郁俊谊 o等 qussv1 渭北旱塬苹果果园的生草效应 q果树学报 ouskyl }xsy p xs{1
郭正刚 o刘慧霞 o王彦荣 qussw1 刈割对紫花苜蓿根系生长影响的初步分析 q西北植物学报 ouwkul }utx p uus q
郭正刚 o张自和 o肖金玉 o等 qussu1 黄土高原丘陵沟壑区紫花苜蓿品种间根系发育能力的初步研究 q应用生态学报 otvk{l }tssz p tsty q
惠竹梅 o张振文 o李 华 qussv1 葡萄园生草制的研究进展 q陕西农业科学 oktl }uv p ux q
李会科 o张广军 o赵政阳 o等 qussz1 黄土高原旱地苹果园生草对土壤养分的影响 q园艺学报 ovwkul }wzz p wz{ q
李 华 o惠竹梅 o房玉林 o等 qussx1 葡萄园生草对葡萄与葡萄酒质量的影响 q果树学报 ouukyl }y|z p zst q
刘蝴蝶 o郝淑英 o曹 琴 o等 qussv1 生草覆盖对果园土壤养分 !果实产量及品质的影响 q土壤通报 okvl }t{w p t{y q
吕增仁 qt|{{1 杏树栽培与杏加工 q北京 }科学技术出版社 q
欧 毅 o王 进 o王银合 o等 qussx1 覆盖对山地甜柿园土壤性状及树体生长结果的影响 q西北农业学报 otwkul }tx{ p tyu q
孙启忠 o韩建国 o桂 荣 o等 qusst1 科尔沁沙地苜蓿根系和根颈特性 q草地学报 o|kwl }uy| p uzy q
吴光林 qt||u1 果树生态学 q北京 }农业出版社 ouwv p uyy q
姚胜蕊 o薛炳华 qt|||1 果园地面管理研究进展 q山东农业大学学报 ovskul }t{y p t|u q
…²«° • qt|{x q根系研究法 q薛德椿 o译 q北京 }科学出版社 o{ p zv q
‹¤¼±¨ ¶¶• oŠ²«Ž qt|{s1≥ ¤¨¶²±¤¯ ¯¨ √¨¯¶²©¤√¤¬¯¤¥¯¨±∏·µ¬¨±·¶∏±§¨µªµ¤¶¶2§²º±o¦∏¯·¬√¤·¨§¤±§½¨ µ²2·¬¯¯ §¨²µ¦«¤µ§¶²¬¯ °¤±¤ª¨ ° ±¨·³µ¤¦·¬¦¨¶q≥²¬¯ • ¶¨¨¤µ¦«o
t{ }vyv p vzu q
 µ¨º¬± Œ „ qt||t1’µ¦«¤µ§ªµ²∏±§¦²√ µ¨°¤±¤ª¨ ° ±¨·¬°2³¤¦·²± ¶²¬¯ ³«¼¶¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶q‹²µ·≥¦¬¨±¦¨ okul }uty p uuu q
≥«µ¬¥¥¶  o≥¦«°¦« • „ qt|{y1׫¨ ¬±©¯∏¨±¦¨ ²©tu ªµ²∏±§¦²√ µ¨¶¼¶·¨°¶²± ¼²∏±ª¤³³¯¨·µ¨ ¶¨q ‹²µ·≥¦¬¨±¦¨ otttkwl }xux p xu{ q
• ¬¯¶²± Š ƒ qt|{u1∞©©¨¦·²©¦²√¨ µ¦µ²³²± ¶²¬¯ ¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤± §²± ¼¬¨ §¯²©¶∏¥¶¨ ∏´¨ ±·¤µ¤¥¯¨¦µ²³¶ªµ²∏±§∏±2§¨µ¶·µ¬³·¬¯¯¤ª¨ ²± ¤± µ¨²§¨§ „¯©¬¶²¯ q≥²¬¯ ׬¯¯¤ª¨
• ¶¨¨¤µ¦«okul }uvv p uxs q
k责任编辑 于静娴l
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