田孝志，徐龙晓，宋建飞，荀 咪，张玮玮，杨洪强

    (山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018)

    土壤紧实度过高是影响作物生长发育的重要因素之一。多年生果树在栽培后很少进行土壤深翻，并且在病虫防治和花果管理过程中还会受到踩踏和碾压等，这使果园土壤紧实问题已越来越严重[1]。

    土壤紧实度过高不仅破坏土壤原有生态平衡[2-3]，还会抑制根系生长，削弱根系对营养元素的吸收和代谢[4]。硫是植物的必需营养元素，不仅参与植物生长发育，还参与植物对逆境胁迫的响应[5]。硫酸盐被根系吸收后，通常先经ATP硫酸化酶 (ATP-sulfurylase，ATPS) 活化生成腺苷 5′-磷酰硫酸 (adenosine-5'-phosphosulfate，APS)，APS经还原和转化后，在丝氨酸乙酰转移酶 (serineacetyltransferase，SAT)和O-乙酰丝氨酸裂解酶[O-acetylserine(thiol)lyase，OASTL]等的催化下转化为半胱氨酸 (Cys)，Cys可进一步转化为甲硫氨酸、硫苷和谷胱甘肽等，并可被L/D-半胱氨酸脱巯基酶 (L/D-cysteine desulphydrase，L/DCD) 催化生成硫化氢 (H2S)，这些中间产物不仅满足植物体的营养需求，还能够减轻干旱等胁迫所导致的氧化损伤等[6-9]。活跃的硫代谢对植株正常生长发育必不可少，缺硫会抑制番茄ATPS和OASTL活性以及H2S的生成，降低植株硫代谢和作物生长[10]；苹果根系硫代谢水平和H2S的生成还明显受土壤紧实胁迫抑制等[11]。

    生物炭是生物质在低氧条件下的高温裂解产物，合理施用生物炭能够改善土壤结构，提高土壤孔隙度和养分有效性，促进根系生长发育和养分吸收等[12-14]，但其效果因用量和原料而不同。比如，1%的秸秆炭和1%的炭化苹果枝能够改善根系生理功能[15-16]；1%的稻壳炭可提高太湖滨岸土壤氮磷养分和土壤微生物量，而2%～5%的稻壳炭就会引起土壤磷素淋失[17]；1%的稻壳炭还显著提高稻米中硫、磷、钙、镁等元素含量等[18]。生物炭在正常土壤中的效果和作用已基本明确，但紧实土壤和正常土壤的结构和理化性状不同，稻壳炭对紧实土壤中根系形态及根系硫代谢的作用有待进一步研究。此外，正常情况下，生物炭通过降低土壤紧实度而发挥作用，但施入生物炭而仍维持土壤原有紧实状态的情况下是否还有效? 目前尚不清楚。

    苹果是世界四大水果之一，明确土壤紧实胁迫下苹果根系变化和硫代谢特征，探讨减轻土壤紧实胁迫的途径和方法 ......