果园根域调控技术是结合苹果根系功能特性,采取局部优化改良根系集中区土壤环境的措施,建立土壤局部稳定、适宜根系生长的优良环境,实现节水、节肥和保叶、养根壮树的目的。试验于2012年3月至2015年10月在山东省肥城市潮泉镇(116°50’E,36°14’N)苹果园试验基地进行。2012年3月选择12年生大田盛果期“红富士/平邑甜茶”苹果树(Malus?domestica Borkh.‘Red Fuji’/M.hupehensis Rehd.)为试材。研究根域调控对根域土壤物理性状、土壤肥力、根际土壤相关酶活性、微生物数量及群落多样性、苹果树根系构型、花的发育、叶片生长、叶片光合性能特性及果实品质等参数的影响,初步揭示根域调控技术促进根系生长,为地上部生长提供稳定养分来源的原理,为进一步优化有限灌溉条件下的果树栽培管理技术提供理论依据。主要结果如下:(1)根域调控提高土壤水分含量和土壤肥力。与正常的施肥管理相比,根域调控能够显著降低0-40cm根系集中分布层土壤的容重、增加土壤孔隙度、提高土壤田间持水量及干旱时期土壤含水量;提高土壤有机质、碱解氮和速效钾的含量,且在处理后3年期间一直保持较高的土壤肥力。同时,根域调控减少了有机养分向深层的流失,使其更加集中地分布于苹果根系的集中分布区,有利于减少元素流失,提高养分的利用率。(2)根域调控提高根际土壤酶活性、优化微生物种群群落。与正常施肥管理相比,根域调控提高了多种根际酶活性,脲酶和蔗糖酶活性升高最为明显,不同程度的提升了细菌、真菌、放线菌的数量,以细菌数量提升最为明显,约提高了2倍左右,对细菌群落及多样性分析得出,根域调控土壤微生物群落的Shannon指数和Shannon均匀度指数均显著高于对照,Simpson指数低于对照,优化了微生物群落组成,提高了各组分的相对丰度。(3)根域调控提高根系活力、优化根系构型和分布。根域调控果树根系活力提高29.1%-74.7%,根系密度增加,尤其以0-1mm径级的生长根增加最为明显;混合土系统(CS)使根系集中分布在0-20cm表土层空间,砖土缓冲系统(BS)使根系集中分布在20-40cm土层空间。与混合土系统相比,砖土缓冲系统通过砖的吸水保湿性,改善了周围混合土的环境,对土壤和根系的改良效果进一步提高。根域调控通过局部改良土壤质量,提高土壤肥力,为果树生长提供稳定的养分供应,进而提高根系活力,促进根系生长,为苹果树的优质高产提供了稳定的地下保障,且砖土缓冲系统(BS)改良效果更为明显。(4)根域调控促进花、叶的发育和提高光合能力。根域调控提高了花粉活力,极大提高了花粉萌发率,与对照相比,砖土缓冲系统花粉萌发率约提高了45.45%;加快叶片形态建成,提高比叶重、百叶重;增加叶片含水量、叶片厚度及叶绿体色素各组分含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE);叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和性能指数(PIABS)均显著提高,降低了Tfm值,光能转化为化学能的转化速率进一步得到提高;砖土缓冲系统通过稳定的养分供应能够防止秋梢旺长。(5)根域调控延缓叶片衰老。叶片的SOD、POD、CAT活性及MDA含量均显著低于对照。根域调控促进了苹果根系的生长发育,提高了光合能力,显著减少活性氧的产生,延缓叶片衰老,延长了叶片功能期。(6)根域调控增加枝条的贮藏养分含量。两种根域调控显著增加了枝条淀粉含量、枝条可溶性糖含量,混合土系统较对照分别提高了30.39%和8.18%;砖土缓冲系统较对照分别提高了67.97%和20.20%。可溶性蛋白含量三者之间无显著差异;根域调控可不同程度的提高枝条游离氨基酸含量,但增加效果不明显。砖土缓冲系统能够显著增加枝条淀粉含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量,提高了枝条贮藏养分,为翌年生长提供了养分保障。(7)根域调控促进果实发育、改善果实品质。两种根域调控在花后60天开始显著提高果实的果个和果实的单果重,但对果形指数无显著影响。混合土系统和砖土缓冲系统均显著提高了果实的色泽、果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、Vc、花青苷含量和果实含水量,降低了果实可滴定酸含量,与对照相比单果重分别提高了11.37%和27.96%。(8)通过对土壤水肥改良、根际土壤环境、地上部生长发育、延缓叶片衰老和提高果实品质等指标的综合分析,认为砖土缓冲系统(BS)效果明显高于混合土系统。