長(zhǎng)春市道路綠化樹種黑皮油松受害分析及保護(hù)建議

徐金明，王東升，杜錦洲，代 瑩

(長(zhǎng)春市綠化管理處，吉林 長(zhǎng)春 130062)

近幾年，在早春期間，長(zhǎng)春市城區(qū)內(nèi)街路綠化的主要樹種——黑皮油松出現(xiàn)了針葉發(fā)黃、生長(zhǎng)勢(shì)嚴(yán)重減弱的現(xiàn)象，人民大街兩側(cè)的油松受害尤為嚴(yán)重。為了找出油松受害的原因，筆者對(duì)長(zhǎng)春市道路綠化的黑皮油松進(jìn)行了調(diào)查分析。

1 研究方法

1.1 植物樣品的采集與處理

2011年4月15～25日，沿人民大街選取道路兩側(cè)的黑皮油松(Pinus tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)植株，按不同受害程度劃分為生長(zhǎng)正常、輕度、重度和近死亡4個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)取6株。在兒童公園內(nèi)取生長(zhǎng)良好的3株黑皮油松作為對(duì)照(標(biāo)準(zhǔn)樣)。在每株樹上分別剪取正常針葉和受害針葉。

將針葉置于65℃烘箱中烘干48～72 h，然后粉碎過40目篩。以開氏法測(cè)定針葉的全氮(半微量凱式定氮儀);以釩鉬黃比色法測(cè)定全磷(722型可見光分光光度計(jì));以原子吸收分光光度法測(cè)定全鉀(2020FS原子吸收分光光度計(jì))。

1.2 土壤樣品的采集與處理

2011年4月15～25日，在采集針葉的每株油松處，以根鉆法鉆取土壤樣品。按0～30、30～60、60～100 cm土層分別取樣裝袋。

將土壤置于室內(nèi)陰干。剔除雜物后碾壓粉碎過1 mm篩。采用2 mol氯化鉀浸提—還原蒸餾法測(cè)量土壤速效氮(儀器:半微量凱式定氮儀);采用0.5molNaHCO3法測(cè)定速效磷(722型可見光分光光度計(jì));采用NH4OAc浸提—原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定速效鉀(2020FS原子吸收分光光度計(jì));采用電位法測(cè)定土壤pH(PHS－3B酸度計(jì));采用電導(dǎo)法測(cè)定土壤溶液電導(dǎo)率(DDB—303A型便攜式電導(dǎo)率儀);采用離子色譜(離子色譜分析儀)測(cè)定土壤中Na+和Cl－的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑皮油松受害并不是土壤營(yíng)養(yǎng)水平低下所致

為了驗(yàn)證黑皮油松立地土壤營(yíng)養(yǎng)水平越低，則其受害越嚴(yán)重的假設(shè)，我們測(cè)量了受害程度不同的黑皮油松立地土壤營(yíng)養(yǎng)水平，取樣深度達(dá)1 m，具體測(cè)定結(jié)果見表1。不同等級(jí)土壤的養(yǎng)分含量見表2。

表1 立地土壤養(yǎng)分測(cè)定

從表1可以看出，0～30 cm、30～60 cm、60～100 cm的所有土壤樣本的速效氮均值分別為17.42、11.42、12.30 μg·g－1，與表 2 不同等級(jí)土壤的營(yíng)養(yǎng)水平相比較處于極低水平;速效磷均值為 31.25、22.92、27.60 μg·g－1，處于極高水平;速效鉀均值為 185.28、161.89、156.75 μg·g－1，處于高水平。

土壤的速效氮、磷、鉀數(shù)據(jù)并不支持低土壤營(yíng)養(yǎng)水平是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。因?yàn)槌酥囟仁芎谄び退傻耐寥罓I(yíng)養(yǎng)狀況在某些土層內(nèi)顯著低于其它黑皮油松外，其余組間的差異并不明顯。甚至公園內(nèi)生長(zhǎng)良好的黑皮油松的土壤營(yíng)養(yǎng)水平低于道路綠化帶營(yíng)養(yǎng)水平，或無顯著差異(圖2)。因此，土壤營(yíng)養(yǎng)狀況并不是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

表2 不同等級(jí)土壤的營(yíng)養(yǎng)水平

圖1 不同受害程度黑皮油松正常葉片的營(yíng)養(yǎng)元素含量

2.2 黑皮油松受害是因?yàn)闃淠緦?duì)土壤營(yíng)養(yǎng)的吸收受阻

我們測(cè)量了受害程度不同的黑皮油松正常針葉的全氮、全磷和全鉀含量(詳見表3)。嚴(yán)重受害和幾近死亡黑皮油松正常葉片的氮、磷含量，顯著低于道路上正常生長(zhǎng)和輕度受害的黑皮油松，同時(shí)低于公園內(nèi)生長(zhǎng)狀態(tài)良好的黑皮油松(圖1)。該結(jié)果表明，受害黑皮油松針葉的營(yíng)養(yǎng)狀況較差。除了黑皮油松所處立地營(yíng)養(yǎng)條件本身會(huì)造成這種差異外，還有處于不同受害程度的黑皮油松個(gè)體，因某種原因而致營(yíng)養(yǎng)吸收途徑受阻，從而無法充分吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素。

表3 受害與正常針葉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

鉀元素含量與氮、磷元素相反，無論受害程度怎樣，生長(zhǎng)在道路兩側(cè)的黑皮油松針葉鉀含量顯著高于公園內(nèi)黑皮油松(圖1)。作為植物生長(zhǎng)必備的大量元素，鉀元素除了參與植物的各種代謝活動(dòng)外，還因能提高細(xì)胞滲透勢(shì)而成為植物抵抗干旱和鹽脅迫的主要離子。當(dāng)植物體內(nèi)鉀元素大量增加時(shí)，往往意味著植物正在遭受著嚴(yán)重的土壤干旱或生理干旱。所謂土壤干旱是指土壤含水量低，植物無法吸收到充足水分。生理干旱是指土壤并不缺水，但因其它不良土壤狀況(如鹽堿、低溫、通氣狀況不良、存在有害物質(zhì)等)或根系自身原因(如執(zhí)行吸收功能的毛細(xì)根死亡)，使根系無法吸收水分，致使植物發(fā)生水分虧缺的現(xiàn)象。當(dāng)生理干旱發(fā)生時(shí)，植物往往會(huì)主動(dòng)吸收大量鉀元素，以平衡細(xì)胞液滲透勢(shì)，維持水分平衡。因此，不同受害等級(jí)黑皮油松正常針葉的營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)顯示，受害黑皮油松對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的吸收途徑受阻，受阻原因源自生理干旱。

圖3 不同受害程度黑皮油松立地土壤的pH值和電導(dǎo)率

2.3 鹽分聚集是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因

土壤水溶鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，其水溶液具有導(dǎo)電作用。導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，可用電導(dǎo)率表示。在一定濃度范圍內(nèi)，溶液的含鹽量與電導(dǎo)率呈正相關(guān):含鹽量愈高，溶液的滲透壓愈大，電導(dǎo)率也愈大。因此土壤浸出液的電導(dǎo)率的數(shù)值能反映土壤含鹽量的高低。

由圖3的電導(dǎo)率可以看出，道路兩側(cè)綠化帶0～30 cm、30～60 cm和60～100 cm土層的電導(dǎo)率均顯著高于公園各層土壤，表明綠化帶0～100 cm的土壤中已含有較高的鹽分，這些鹽分主要聚集在0～30 cm的表層土壤中。

本次研究監(jiān)測(cè)的道路綠化帶土壤pH值與公園土壤沒有顯著差異，變化范圍在7.5～8.4之間(圖3)。同時(shí)，道路兩側(cè)不同受害程度黑皮油松的立地土壤pH值之間也沒有顯著差異。表明道路綠化帶土壤電導(dǎo)率的增加是由中性鹽引起的，即傷害黑皮油松的是鹽脅迫，而不是堿脅迫。

圖4 不同受害程度黑皮油松立地土壤(0～30 cm)的Na+和Cl－離子含量

0～30 cm土層的Na+和Cl－離子含量顯示，公園內(nèi)土壤中的鹽離子含量明顯低于道路兩側(cè)綠化帶土壤。并且，重度和死亡黑皮油松的立地土壤中含有較高的Na+和Cl－離子。因此，從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來看，道路綠化帶土壤的高含鹽量是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

從世界范圍來看，化學(xué)融雪劑用于清除道路積雪始于20世紀(jì)30年代，在20世紀(jì)60年代得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在寒冷地區(qū)。加拿大每年氯化鈉型融雪劑的使用量約為900～1 000萬t。美國(guó)每年化學(xué)融雪劑的使用量也高達(dá)千萬噸。近年來，在中國(guó)北方地區(qū)融雪劑除雪以其簡(jiǎn)便的操作方式、低廉的價(jià)格及良好的融雪效果而得到廣泛應(yīng)用。因大量使用融雪劑而使園林植物受害的現(xiàn)象已在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市發(fā)生。例如，北京市2002年冬季撒放的融雪劑共造成4 000多株植物死亡;南京市2007年用掉的融雪劑多達(dá)2 000多噸，致使一些行道樹和綠島植物出現(xiàn)了發(fā)黃枯萎的現(xiàn)象。

近年來，由于冬季降雪量較大，長(zhǎng)春市為解決交通問題，而大量撒放成本較低的氯鹽融雪劑。融化后的雪水滲入到土壤后，把大量可溶性鹽離子帶到植物根系周圍，導(dǎo)致鹽離子在土壤表層聚集，從而引起綠化植物淺層毛細(xì)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收受阻，甚至引起毛細(xì)根的死亡。

氯化鈉型融雪劑對(duì)植物的影響因植物種類而異，但都會(huì)造成植物生物量的下降、葉片黃褐化和最終導(dǎo)致植株死亡。主要危害有以下三方面:①滲透脅迫。含有鹽分的積雪融化后滲入到土壤中，導(dǎo)致土壤鹽濃度上升，植物吸收水分困難，尤其是在大氣相對(duì)濕度較低的情況下，蒸騰作用加強(qiáng)，鹽害更為嚴(yán)重。②離子毒害。土壤環(huán)境鹽分過多，就會(huì)導(dǎo)致植物吸收某種鹽類過多而排斥了對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，從而導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)部的離子種類和濃度發(fā)生變化，破壞原有平衡，造成植物營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，抑制其生長(zhǎng)。③破壞正常代謝。主要包括對(duì)植物光合作用、呼吸作用和蛋白質(zhì)代謝等方面的影響。

除此以外，高濃度Na+能分散土壤中有機(jī)顆粒和無機(jī)顆粒，導(dǎo)致土壤滲透能力下降，造成土壤板結(jié)，水分不易到達(dá)深層土壤，致使深層根系吸水同樣發(fā)生困難。

2.4 相同生境條件下的黑皮油松，植株較大的受害較輕

根系是植物吸收水分和營(yíng)養(yǎng)的主要器官，當(dāng)根系受損時(shí)，其吸收能力將大大降低。因取樣困難，我們無法取到深入地下的黑皮油松根系。但依據(jù)植物地上和地下生物量的相關(guān)性，我們可以通過比較不同受害程度黑皮油松的冠徑和胸徑，來揭示根系間的差異。

隨著受害程度的增加，黑皮油松的冠徑和胸徑表現(xiàn)為降低，并且重度受害黑皮油松冠徑的降低程度達(dá)到了顯著水平(圖5)。該結(jié)果表明，黑皮油松的受害程度與植株大小相關(guān)，即植株越小，受害程度越重。

鹽害發(fā)生時(shí)，大量細(xì)根往往因無法忍受高鹽條件而死亡。冠徑和胸徑小意味著植株根系較小，從而執(zhí)行水分和營(yíng)養(yǎng)吸收的細(xì)根數(shù)量和面積也相對(duì)較少。因此，在同樣鹽害條件下，依舊能執(zhí)行吸收功能的小植株的細(xì)根數(shù)量大大少于大植株，受害更為嚴(yán)重。并且，植株較大的黑皮油松，其根系深入土層更深，可以在未遭受鹽害干擾的深層土壤中存活并吸取營(yíng)養(yǎng)，從而降低了鹽脅迫的傷害。

圖5 黑皮油松的冠徑和胸徑

2.5 近幾年已不在道路綠化帶中堆積撒有融雪劑的積雪，綠化帶中仍有鹽分

①融雪劑中的鹽分一旦進(jìn)入土壤，便很難清除。滲透到土壤中的鹽類物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間地滯留而使土壤很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)。氯化鈉型融雪劑融化后，Na+和Cl－在土壤中有較高的溶解度，容易在土壤中蓄積，并且鹽分隨著土壤水分的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。

②即便是不向綠化帶中堆積融雪劑雪，來往汽車行駛時(shí)噴濺的雪水，同樣能夠飛濺到綠化帶中。發(fā)黃枯萎的植被都靠近機(jī)動(dòng)車道也證明了這一點(diǎn)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

①本研究中所有土壤樣品的速效氮都處于極低水平，速效磷處于極高水平，速效鉀處于高水平。不同受害等級(jí)黑皮油松生長(zhǎng)的土壤營(yíng)養(yǎng)條件沒有顯著性差異，因此土壤營(yíng)養(yǎng)低下不是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

②不同受害等級(jí)黑皮油松正常針葉的營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)顯示，受害黑皮油松對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的吸收途徑受阻，受阻原因源自生理干旱，造成生理干旱的直接原因是土壤中鹽分的過度積累，冬季融雪劑的過量使用是造成街路綠化帶中土壤鹽分過量的主要原因。因此黑皮油松受害的主要原因是冬季融雪劑的過量使用。

3.2 建議

①根本解決辦法是更換新土，并不再使用含鹽的融雪劑。即使移走受害樹木，補(bǔ)種植物也會(huì)因高鹽土壤而難以存活，必須進(jìn)行大規(guī)模的深層換土。針對(duì)大量噴灑了融雪劑的路段，在不傷害植物根系的情況下，將道路兩側(cè)綠化帶和分車帶中的土壤進(jìn)行更換，以防止淋溶后鹽分下移對(duì)植物造成更大的危害?；趩棠靖档姆植继攸c(diǎn)和不同土壤層面的化驗(yàn)結(jié)果，換土深度應(yīng)不小于40 cm。

②干旱期(如早春)大量灌溉，并增施營(yíng)養(yǎng)。鹽分對(duì)植物的傷害表現(xiàn)在生理干旱上，即植物吸收不到足夠的水分和養(yǎng)分。因此，在植物生長(zhǎng)的脆弱期，如早春，進(jìn)行人工灌溉，以緩解植物的吸水困難。

③還可通過在土壤中埋設(shè)滲透管和打氣孔等方式，來增加黑皮油松根系周邊土壤的透氣性和透水性，從而減輕含有融雪劑的雪水對(duì)黑皮油松的危害。

④適當(dāng)控制融雪劑的施用量。在使用融雪劑時(shí)，嚴(yán)格控制單位面積使用量，加大噴灑車與道路綠化植物之間的距離，盡量避免把融雪劑直接撒入綠化池中或樹坑內(nèi)。建議多使用環(huán)保型融雪劑，逐漸淘汰常規(guī)氯鹽型融雪劑。應(yīng)大力發(fā)展機(jī)械除雪，以機(jī)械為主，手動(dòng)為輔。并充分利用天然雪水對(duì)植物的灌溉作用。

⑤對(duì)綠化帶進(jìn)行冬季隔離，隔離方法是用無紡布在綠化帶周邊釘制60 cm以上的隔離網(wǎng)，以防止融雪劑的濺入。這種方法目前在哈爾濱市及我市的部分城區(qū)已經(jīng)使用，效果較好。