北方地區(qū)香樟樹引種現(xiàn)狀與前景分析:土壤問題與對策

張肅俊秦 飛李全勝王 朋

北方地區(qū)香樟樹引種現(xiàn)狀與前景分析:土壤問題與對策

張肅俊1秦 飛2李全勝3王 朋3

1 徐州市林果場 江蘇徐州 221000 2 徐州市城市園林綠化管理站 江蘇徐州 221000 3 徐州市農(nóng)業(yè)委員會 江蘇徐州 221000

根據(jù)香樟樹的適生土壤要求,分析了北方香樟引種地區(qū)的主要土壤條件,提出了香樟引種栽植中地形改造、人工換種植土、化學(xué)改良、生物改良等“改土適樹”技術(shù)措施。

香樟,引種,土壤,改土適樹

香樟(Cinnamomum camphora(L.)Presl)為中亞熱帶分布的地帶性植物，是我國長江以南中亞熱帶常綠闊葉林代表樹種，重要的城鄉(xiāng)綠化樹種和珍貴的經(jīng)濟(jì)樹種和用材樹種，壽命極長，被廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)園林、防護(hù)林、珍貴用材林、芳香油原料基地建設(shè)[1]。隨著城鄉(xiāng)園林綠化事業(yè)發(fā)展和全球氣候變暖，目前香樟不僅在江淮地區(qū)的蘇中、皖中等北亞熱帶地有區(qū)廣泛栽培，淮河流域及以北的蘇北、皖北、中原(河南)、魯中南等溫帶地區(qū)城市也開始較多地種植。但是，在香樟樹北引過程中，也出現(xiàn)了諸如冬季凍害、生理性黃化病等技術(shù)瓶頸。本文將針對北方主要引種地區(qū)土壤條件，提出滿足香樟引種生長的“改土適樹”技術(shù)措施，以期為香樟北引工作提供參考。

1 香樟樹適生土壤與北方主要引種區(qū)的土壤問題

1.1 香樟樹的適生土壤

據(jù)研究，在我國香樟樹林主要分布區(qū)的4大立地類型中，河岸灘洲香樟樹林的土壤為沖積土(灰潮土)，成土物質(zhì)主要為硅鋁質(zhì)風(fēng)化物或河床沉積物上發(fā)育而成的土壤。質(zhì)地為砂土，呈酸性反應(yīng)，pH值為5～6，地下水位穩(wěn)定在1～1.5 m以下。丘陵香樟樹林的土壤為石灰?guī)r風(fēng)化發(fā)育而成的紅黃壤。崗地香樟樹林土壤為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而成的紅壤，土壤通透性較差。山地天然香樟樹林土壤為山地紅壤，質(zhì)地為輕黏壤—輕壤土，pH值為4.5～5.0，腐殖質(zhì)含量1.34%～3.06%，全氮0.121 45%～0.137 1%，磷(6.3～5.1)×10-6，鉀(208～262)×10-6[1]。樹干解析表明，不同立地類型香樟樹林的生長發(fā)育規(guī)律基本一致，所不同的主要是生長量有所差異，由第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而成的紅壤上的香樟樹生長量明顯低于河床沉積物上發(fā)育而成的土壤上的香樟樹生長量[2]?？梢?，香樟喜肥沃、土層深厚、酸性至中性的砂質(zhì)壤土、輕沙壤土的黃壤、紅壤、紅黃壤、沖積土[3]。

1.2 引種區(qū)的基本土壤

北方主要香樟樹引種區(qū)位于華北平原(又稱黃淮海平原)南部的黃淮地區(qū)和山東丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)分布最廣的土壤類型為潮土，其次為褐土和棕壤，此外還間雜分布有砂姜黑土、沼澤土、內(nèi)陸鹽漬土等。其中，潮土廣泛分布于黃河沖積平原區(qū)，成土母質(zhì)主要為近代黃河泛濫沉積物，富含鈣質(zhì)，碳酸鈣含量一般為6～14，呈微堿性至堿性。褐土發(fā)育于太行山第四季洪積沖積物。蘇北、淮北、魯中山地中下部和山前平原地帶的褐土主要為石灰?guī)r、鈣質(zhì)沙頁巖、玄武巖等風(fēng)化殘積物，或富含鈣質(zhì)的厚層黃土及黃土堆積物，土壤黏重，鹽基交換量低，呈中性至微堿性。棕壤主要分布于蘇北、淮北低山丘陵區(qū)，膠東和沭東丘陵區(qū)及魯中南山區(qū)，為花崗巖、片麻巖、石英斑巖等酸性巖石的殘積物所形成的土壤，淋溶作用比較強(qiáng)，土壤中可溶性鹽和碳酸鹽都被淋失，土壤一般呈微酸性至中性反應(yīng)，無石灰反應(yīng)。砂姜黑土成土母質(zhì)為黃土性古河流沉積物，含有多量游離碳酸鈣。內(nèi)陸鹽漬土廣泛分布于黃淮海平原地區(qū)。鹽化潮土一般表土含鹽量0.15%～0.6%；堿化潮土一般表土含鹽量0.1%～0.3%，堿性強(qiáng)，pH值為8.5～9.5[4-5]。

1.3 城市土壤的質(zhì)量退化與堿性化

城市化過程中土壤質(zhì)量的退化包括物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的等方面[6]。土壤壓實(shí)是城市土壤物理退化的主要形式。城市中的硬覆蓋不僅使雨水不能滲入土壤，還阻止土壤與大氣的氣體交換，使土壤中產(chǎn)生的CO2不能向空氣中擴(kuò)散、空氣中的O2不能進(jìn)入土壤，根系生理活動(dòng)受阻，造成根系毒害[7]。由于壓實(shí)的影響，土壤物理性質(zhì)發(fā)生顯著改變，結(jié)構(gòu)破壞，容重和硬度增大，孔隙度和滲透性降低，改變了土壤的固、液、氣三相比，對土壤生物活動(dòng)、土壤物理—化學(xué)平衡和氧化還原狀況、土壤過濾和緩沖性能都產(chǎn)生影響，使根系生長和吸收機(jī)能受到嚴(yán)重影響[8-12]。另一方面，城市土壤中常?；煊薪ㄖU棄物、水泥、磚塊和其他堿性混合物等，其中的Ca向土壤中釋放，土壤中碳酸鹽與碳酸反應(yīng)形成重碳酸鹽等，使城市綠地土壤中pH值明顯高于自然土壤。土壤趨向堿性是城市土壤的顯著特征[13-15]。由于城市生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)過程不閉合的特點(diǎn)，城市土壤成為污染物末端固定者，城市土壤重金屬污染主要涉及Cu，Zn，Pb和Hg，其他元素的富集并不明顯。交通和工業(yè)活動(dòng)是造成城市土壤重金屬含量普遍比近郊土壤高的主要因素[16]。其中，Pb主要來源于含鉛汽油的燃燒排放，Zn主要來源于機(jī)動(dòng)車輪胎輪胎磨損產(chǎn)生的含Zn粉塵[17]。

綜上所述，在香樟北引區(qū)，多數(shù)原生土壤并不適宜香樟生長；少量分布的褐土類淋溶褐土亞類、潮土類棕潮土亞類、棕壤土類潮棕壤亞類雖然能滿足香樟栽植對土壤的要求，但也存在著城市土壤質(zhì)量退化和堿性化問題。因此，在種植香樟?xí)r必須進(jìn)行土壤改良。

2 香樟栽植中的“改土適樹”技術(shù)

2.1 香樟樹的根系分布特點(diǎn)

香樟樹屬深根樹種，根系發(fā)達(dá)，具有強(qiáng)大的水平根系和垂直根系。天然下種的苗木側(cè)根發(fā)達(dá)，主根較細(xì)。人工培育的實(shí)生苗一般主根粗大，須根較細(xì)、少。香樟樹根的再生能力很強(qiáng)，經(jīng)久不衰，遇到鄰近木的根系常能愈合連生[2]。香樟樹根系分布的基本型為橫走型，根系分布深度型為中根性根系型(具有水平根或斜出根，垂下根短淺，大根、細(xì)根及分布頻度均集中于上層)，根系分布密度型為疏根型[18]。水平根系大部分分布在表土層內(nèi)。香樟樹的根幅與冠幅比例在平地規(guī)律性較差，在山坡地的比例為1.18～2.28∶1，即根幅大于冠幅0.18至1.28倍[2]。

2.2 地形改造

2.2.1 基本要求

對香樟樹定植點(diǎn)進(jìn)行地形改造的主要目的在于使香樟樹根系集中分布區(qū)與地下潛水間的距離大于土壤毛管水強(qiáng)烈上升高度，以切斷或減少潛水中的鹽堿離子向根際土壤的運(yùn)動(dòng)?？蓪撍舭l(fā)與潛水埋深關(guān)系曲線上的拐點(diǎn)相依的埋深作為毛管水強(qiáng)烈上升高度范圍，輕壤土、中壤土、輕黏土的毛管水強(qiáng)烈上升高度分別為2～2.5 m、1.5～2.0 m和1.0 m左右[5]。

2.2.2 改造原則

1)整體協(xié)調(diào)?！秷@治》有“約十畝之地，須開池者三，……余七分之地，為壘土者四……”的說法，說明地形和豎向控制是園林布局的基礎(chǔ)。園林中的地形是具有連續(xù)性的，園林中的各組成部分是相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的，彼此不可能孤立存在。因此，香樟樹定植區(qū)域地形處理既要保持種植要求，又要與周圍環(huán)境融為一體，力求達(dá)到自然過渡的效果。

2)利于排水脫鹽。排水是調(diào)控土壤水鹽動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵性措施。園林中常用自然地形的坡度進(jìn)行排水，但明溝排水一般所能形成的地下水位降深較小，排除下層潛水的能力弱。因此要合理安排分水和匯水線，系統(tǒng)設(shè)計(jì)明溝排水、暗管排水和豎井排水系統(tǒng)，保證地形具有較好的排水條件，使土壤處于穩(wěn)定脫鹽狀態(tài)。

2.2.3 工程措施

1)堆土。堆土前應(yīng)明確土壤潛水的常年埋深，以合理確定香樟樹栽植區(qū)域的堆土高度。堆土要求地形起伏適度、坡長適中。一般來說，綠地坡度小于2%時(shí)易積水；坡度2%～5%且同一坡面不太長時(shí)能夠滿足一般降水的排水要求；坡度5%～10%的地形排水良好且具有起伏感，宜優(yōu)先使用。

2)明溝。地表徑流與明溝自然匯、排水系統(tǒng)是園林綠地中使用最廣泛的排水措施，投資少，便于管理。排水溝溝深大于臨界深度能夠起到降低及控制地下水位的作用。從脫鹽范圍看，排水溝工作深度3 m時(shí)一側(cè)影響范圍約在200 m，溝深降至2.5 m時(shí)約為100 m[5]。

3)暗管。適用于較大規(guī)模片植香樟樹又不適宜設(shè)立達(dá)到要求深度的明溝的區(qū)域的地下水位調(diào)控。暗管可用具有透水孔的波紋塑料管，埋設(shè)深度一般要求1.2 m以上，間距50 m以內(nèi)，暗管四周包裹燃煤爐渣作為裹濾層，以提高暗管排水作用和防淤能力。

4)豎井。適用于小規(guī)模點(diǎn)植香樟樹區(qū)域的地下水位調(diào)控。通過人工抽水降低地下水位，以控制春、秋季土壤返鹽并為自然降水騰空土壤蓄水庫容，增加降雨入滲，創(chuàng)造土壤淋洗脫鹽條件。豎井以異骨料井型為宜，結(jié)構(gòu)形式為上部5～6 m實(shí)管，其余均為無砂混凝土濾水結(jié)構(gòu)管。

2.2 人工換種植土

人工換種植土一般應(yīng)在栽植香樟樹之前進(jìn)行。如果是已種植成活的香樟樹，應(yīng)采取分年換土的方法更換種植土。

2.2.1 土壤類型

選用的香樟樹種植土土壤質(zhì)地以沙質(zhì)或輕沙質(zhì)壤土為宜。根據(jù)徐州地區(qū)的原土條件，應(yīng)選一般呈弱酸性至中性、無石灰反應(yīng)，可以滿足香樟樹生長對土壤pH值要求的褐土類淋溶褐土亞類(山紅土屬、山黃土屬)以及潮土類棕潮土亞類、棕壤土類潮棕壤亞類土壤作為香樟樹栽培種植土。

2.2.2 換土范圍

考慮施工工程量，種植土的更換可以按定植點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行。以定植點(diǎn)為圓心半徑3 m以上、深度60 cm以上區(qū)域應(yīng)當(dāng)更換種植土。

2.2.3 換土方法

首先，起去定植點(diǎn)區(qū)域原土至目標(biāo)深度以下10～15 cm的土壤。然后，輔設(shè)隔離層，切斷土壤毛管功能，控制換土區(qū)土壤次生鹽堿化的發(fā)生。隔離層厚度10～15 cm，可用碎石子(2～4 cm的二四碴)、粗砂、經(jīng)漚制的鋸末、秸桿等分層鋪設(shè)。最后，將準(zhǔn)備好的種植土填入穴內(nèi)。注意回填的種植土應(yīng)稍高于目標(biāo)高程，使經(jīng)自然沉降后的地形造形和排水坡度基本恰當(dāng)，無明顯的低洼。

2.3 化學(xué)改良法

對已種植于非適宜土壤中多年的香樟樹，因其根系已廣泛伸入到當(dāng)?shù)卦林?，已?jīng)不能置換適宜的土壤時(shí)，要采取化學(xué)改良法，包括增施酸性肥料過磷酸鈣以降低土壤pH值以及每年施入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)質(zhì)如腐葉土與硫酸亞鐵混合肥等，逐步促使土壤理化學(xué)性質(zhì)向著有利于香樟樹生長的方向改變。

有機(jī)質(zhì)以腐葉土最佳，分針葉土和闊葉土2種。針葉土由腐爛的松樹等針葉樹的針葉、殘枝或鋸末漚制而成，pH值3.5～4。闊葉土由各種闊葉樹的落葉腐爛制成，pH值為4.5～5.5。

有機(jī)改良的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)物質(zhì)自身腐爛后所含的多種元素都是香樟樹生長所必需的，并使土壤疏松，透氣性和透水保水性良好。

硫酸亞鐵的使用最好與有機(jī)肥一起發(fā)酵、腐熟后再施入，這樣可以減少土壤對鐵的固定，增強(qiáng)鐵供應(yīng)效能。

2.4 生物改良法

生物改良即在香樟樹定植區(qū)域配植一些特殊的吸鹽植物，通過植物吸收土壤鹽分并人工收獲地上部分的辦法，逐步降低土壤pH的方法。

生物改良可用的植物有聚鹽植物和泌鹽植物2類。聚鹽植物的滲透壓一般在40 atm以上，能在高鹽土壤中繁茂生長，如堿蓬屬(Suaeda)、濱藜屬(Atriplex)植物等；泌鹽植物能通過莖、葉表面的分泌腺把吸收的鹽分排出體外，如檉柳(Tamarix chinensis)、胡頹子(Elaeagnus pungens)等。

3 討論與結(jié)論

城市香樟樹黃化病普遍發(fā)生最重要的原因在于城市土壤質(zhì)量的退化與堿性化，影響根際鐵的有效性，并降低香樟根系活力[19]。Fe2+是植物吸收的形態(tài)，F(xiàn)e3+必須在輸入細(xì)胞質(zhì)之前在根表還原成Fe2+。如果植物不能獲得充足的Fe2+，大多數(shù)植物便會表現(xiàn)出缺鐵癥狀。在酸性和還原態(tài)條件下，F(xiàn)e2+的濃度顯著增加。在pH值＞4時(shí)，pH值每增減1個(gè)單位，F(xiàn)e3+的活度將增減1 000倍[20]，可溶鐵在pH值6.5～8.0時(shí)達(dá)到最低值。北方香樟引種區(qū)城市土壤pH值普遍較高，降低了土壤鐵的有效性。同時(shí)，在石灰性土壤中，鐵與碳酸鈣形成更難溶的化合物[21]。會引起根際土壤pH值升高，降低根系對Fe的還原能力和木質(zhì)部向地上運(yùn)輸鐵的數(shù)量，影響鐵的吸收[22]。對降低葉片鐵的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)比降低根鐵的作用為大[23]。由于磷在城市土壤中富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重[24]，植株大量吸收磷素，使植株體內(nèi)鐵磷比失調(diào)，影響鐵的運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致葉片失綠，并降低過氧化物酶和過氧化氫酶的活性[11]。城市土壤重金屬的富集，Cu，Mn，Zn等元素中毒都能引起香樟樹黃化[25-27]。因此，北方城市在引種香樟?xí)r進(jìn)行土壤改良是最基礎(chǔ)的技術(shù)措施，對引種香樟能否健康生長起著關(guān)鍵作用。

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Situation and Prospect of Introduced Cultivationof Cinnamomum camphorain NorthernRegion: Soil Problems and Countermeasures

Zhang Sujun1Qin Fei2Li Quansheng3Wang Peng3
(1.Xuzhou Forest Farmsand Orchard，Xuzhou 211000，China；2.Xuzhou Municipal Utility and Gardens Bureau，Xuzhou 221018，China；3.Xuzhou agriculturecommittee，Xuzhou 221018)

This paper analyzed the main soil condition of the areas which introduce and cultivate Cinnamomum camphorain the North of China in line with the adaptable soil requirement of the species，and came up with the technical measures featured with soil improvement and adaptation of species property，including terrain transformation，artificial change of soil，chemical improvement and biological improvement.

Cinnamomum camphora，soil，problems，treatment

2014-11-30

張肅俊,高級工程師,研究方向?yàn)槊缒痉庇c林木栽培

秦飛,研究員級高級工程師,研究方向?yàn)轱L(fēng)景林營建與園林植物保護(hù),E-mail:xzlyqf@126.com