徐州市樟樹黃化病與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系

張俊葉，司志國，俞元春，李旭冉，郭偉紅

（1.南京林業(yè)大學(xué) 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；2.南京林業(yè)大學(xué) 生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037；3.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境藝術(shù)工程系，河南 鄭州450046；4.徐州市城市園林綠化管理站，江蘇 徐州221018）

徐州市樟樹黃化病與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系

張俊葉1,2,3，司志國3，俞元春1,2，李旭冉4，郭偉紅4

（1.南京林業(yè)大學(xué) 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；2.南京林業(yè)大學(xué) 生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037；3.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境藝術(shù)工程系，河南 鄭州450046；4.徐州市城市園林綠化管理站，江蘇 徐州221018）

通過對江蘇省徐州市樟樹Cinnamomun camphora土壤理化性質(zhì)的調(diào)查評價，分析引起樟樹葉片黃化的主要因素。結(jié)果表明：0～30 cm土層黃化樣地土壤容重比非黃化樣地高20.61%，差異顯著（P＜0.05），30～60 cm土層土壤容重差異不顯著；黃化樣地土壤pH值變幅為pH 8.28～8.64，呈堿性，非黃化樣地土壤pH值變幅為pH 6.57～7.45，呈中性；黃化樣地和非黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、鐵、錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著（P＜0.05），0～30 cm土層非黃化樣地分別比黃化樣地高62.84%，67.44%，74.55%，137.47%，71.25%；30～60 cm土層非黃化樣地分別比黃化樣地高30.89%，57.57%，134.06%，86.93%，71.38%。速效鉀、鋅及銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著。黃化樣地土壤pH值偏高，土壤容重偏大，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、鐵和錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。推測土壤呈堿性及有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低是引起樟樹黃化的主要因素。表6參16

土壤學(xué)；土壤評價；樟樹；黃化；土壤理化性質(zhì)；徐州市

樟樹Cinnamomum camphora是重要的園林綠化樹種［1］，具有生長快、枝葉繁茂、冠形美觀、抗蟲蛀等特點(diǎn)，在江蘇省徐州市廣泛栽植，深受市民喜愛。近年來徐州樟樹出現(xiàn)葉片黃化、生長不良等情況，嚴(yán)重影響園林綠化效果。據(jù)徐州市園林局調(diào)查，截至2014年底，全市栽植的4.6萬株樟樹中，黃化病株率達(dá)到13.4%，其中，道路、廣場黃化病株率為15.5%，公園、街頭綠地黃化病株率9.2%，單位、居住區(qū)黃化病株率13.7%。樟樹黃化導(dǎo)致生長勢衰弱，抗性降低，容易導(dǎo)致其他病害的發(fā)生，嚴(yán)重時整株死亡［2－3］。筆者通過對徐州市區(qū)樟樹土壤的調(diào)查和評價，試圖找出樟樹葉片黃化的主要土壤限制因子，為徐州市樟樹栽植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)土壤概況

徐州市地處江蘇省西北部，33°43′～34°58′N，116°22′～118°40′E，年平均氣溫為14.0℃，年平均日照時數(shù)為2 284.0 h，年平均無霜期為200.0～220.0 d，年平均降水量為930.0 mm［4］，屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。主要土壤類型有棕壤土、褐土、紫色土、潮土、砂姜黑土、水稻土等6類，其中棕壤土、褐土為暖溫帶濕潤、半濕潤氣候和落葉植被環(huán)境下的地帶性土壤，潮土類為該區(qū)沖積平原主要土類，此外在一些湖蕩洼地中還有少量沼澤土類。

1.2 樣地設(shè)置與土壤樣品采集

根據(jù)樟樹是否黃化［5］設(shè)置黃化樣地4個，分別為徐豐路廣場（P1），新城區(qū)政府（P2），和平大道行道樹（P3），軍旅小區(qū)（P4）；非黃化樣地5個，分別為彭祖園（P5），云龍山南坡（P6），徐州醫(yī)學(xué)院韓山分院（P7），馬陵山（P8），邳州瑞興路龍海大道（P9）。選取典型樟樹3株·樣地－1作為采樣株，在樹冠投影中部向外挖掘3條放射狀土壤剖面（需要時掀開地面硬鋪裝），于0～30 cm，30～60 cm分別采集土壤混合樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室處理并測定理化性質(zhì)；環(huán)刀采集原狀土壤，測定土壤容重。樣地概況見表1。

表1 樣地概況Table 1 General situation of sampling plots

1.3 土壤樣品處理分析

土壤樣品攤在室內(nèi)干凈白紙上，陰涼處風(fēng)干，期間經(jīng)常翻動土樣并將大土塊捏碎以加速干燥，同時清除植物細(xì)根、石塊等雜質(zhì)。風(fēng)干后，用木棒磨碎，分別通過2.00，0.25，0.15 mm土壤篩，裝密封袋備用。樣品袋外寫明編號、采樣地點(diǎn)、采樣深度、樣品粒徑等。

環(huán)刀法測量土壤容重；電位法測量土壤pH；半微量凱氏法測量全氮；0.5 mol·L－1碳酸氫鈉浸提-鉬藍(lán)比色法測量有效磷；1.0 mol·L－1乙酸銨浸提-火焰光度法測量速效鉀；重鉻酸鉀氧化-外加熱法測量有機(jī)質(zhì)；DTPA浸提-原子吸收分光光度法［6］測量土壤有效態(tài)微量元素（鐵、錳、鋅、銅）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃化與非黃化樣地土壤物理性質(zhì)分析

從表2可知：在0～30 cm土層中，和平大道路旁綠地土壤容重最大，為1.80 g·cm－3；彭祖園土壤容重最小，為1.23 g·cm－3。黃化樣地土壤容重變幅為1.49～1.80 g·cm－3，非黃化樣地土壤容重變幅為1.23～1.35 g·cm－3。多重比較結(jié)果表明：黃化樣地土壤容重顯著高于非黃化樣地（P＜0.05）。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的CJ/T 340－2011《綠化種植土壤》標(biāo)準(zhǔn)，綠化種植土壤容重≤1.35 g·cm－3，發(fā)現(xiàn)黃化樣地土壤容重偏大，非黃化樣地土壤容重基本符合要求。在30～60 cm土層中，黃化樣地和非黃化樣地土壤容重均高于1.35 g·cm－3，超過相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 黃化與非黃化樣地土壤化學(xué)性質(zhì)分析

2.2.1 土壤pH值及有機(jī)質(zhì) 從表3可以看出：黃化樣地土壤pH值變幅為pH 8.28～8.64，呈堿性，非黃化樣地土壤pH值變幅為pH 6.57～7.45，呈中性。0～30 cm土層中，黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)普遍低于非黃化樣地，且黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)低于CJ/T 340－2011《綠化種植土壤》規(guī)定綠化種植土壤有機(jī)質(zhì)≥12.0 g·kg－1的要求；30～60 cm土層中，除彭祖園外，其他樣地有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于12.0 g·kg－1，低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 黃化樣地和非黃化樣地土壤容重比較Table 2 Comparison of soil bulk density with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

表3 黃化樣地和非黃化樣地土壤pH值及有機(jī)質(zhì)比較Table 3 Comparison of pH and organic matter contents with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

2.2.2 土壤全氮、有效磷及速效鉀 從表4可知：不同樣地全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著（P＜0.05），其中徐州醫(yī)學(xué)院最高，為1.04 g·kg－1，徐豐路廣場最低，為0.37 g·kg－1，徐州醫(yī)學(xué)院全氮是徐豐路廣場的2.81倍。不同樣地有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著，其中彭祖園最高，為10.02 mg·kg－1，和平大道路旁綠地最低，為2.39 mg·kg－1。除彭祖園外，其他樣地有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于CJ/T 340－2011《綠化種植土壤》規(guī)定的有效磷標(biāo)準(zhǔn)。各樣地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在100 mg·kg－1以上，高于CJ/T 340－2011《綠化種植土壤》規(guī)定的速效鉀≥60 mg·kg－1的標(biāo)準(zhǔn)，表明速效鉀豐富。30～60 cm土層的情況和0～30 cm土層基本相同；黃化樣地全氮、有效磷、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地。

2.2.3 土壤微量元素 從表5可知：在0～30 cm土層中，邳州瑞興龍海大道鐵和錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為14.83 mg·kg－1和13.63 mg·kg－1，和平大道路旁綠地鐵和錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，分別為3.83 mg·kg－1和6.17 mg·kg－1，最高值分別是最低值的3.87倍和2.21倍；多重比較結(jié)果表明：黃化樣地鐵、錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地。鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是邳州瑞興龍海大道，為2.70 mg·kg－1，最低的是云龍山南坡，為1.28 mg·kg－1。銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是邳州瑞興龍海大道，為2.50 mg·kg－1，最低的是軍旅小區(qū)，為1.07 mg·kg－1，各樣地有效銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異較小。在30～60 cm土層中，馬陵山鐵和鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為9.27 mg·kg－1和3.79 mg·kg－1，徐豐路廣場鐵和鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，分別為3.64 mg·kg－1和1.28 mg·kg－1。銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是軍旅小區(qū)，為4.93 mg·kg－1，最低的是馬陵山，為1.55 mg·kg－1。錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是徐州醫(yī)學(xué)院，達(dá)到12.73 mg·kg－1，最低的是軍旅小區(qū)，為4.15 mg·kg－1。整體上看，非黃化樣地有效鐵和有效錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高。

表4 黃化樣地和非黃化樣地土壤全氮、有效磷及速效鉀比較Table 4 Comparison of total nitrogen,available phosphorus,and available potassium with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

2.3 黃化樣地與非黃化樣地理化性質(zhì)綜合分析

對樣地理化性質(zhì)綜合分析可知（表6）：0～30 cm土層黃化樣地和非黃化樣地土壤容重差異顯著；黃化樣地土壤呈堿性，非黃化樣地土壤呈中性；黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷顯著低于非黃化樣地， 鐵和錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地，速效鉀、鋅及銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著。

在30～60 cm土層中，黃化樣地和非黃化樣地土壤容重差異不顯著；黃化樣地土壤呈堿性，非黃化樣地土壤呈中性；黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地，鐵和錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地，速效鉀、鋅及銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著。

3 討論與結(jié)論

關(guān)于樟樹葉片黃化的原因，學(xué)者已進(jìn)行了探討。陳超燕等［8］認(rèn)為某些物理因素也能導(dǎo)致樟樹葉片黃化，如由于地面被水泥嚴(yán)密覆蓋導(dǎo)致的透氣性降低，施工、車輛和人為活動導(dǎo)致的土壤容重增加等。本研究發(fā)現(xiàn)：黃化樣地土壤容重顯著高于非黃化樣地，且部分黃化樣地被水泥覆蓋，說明土壤緊實(shí)、透氣性差也是導(dǎo)致樟樹葉片黃化的因素之一。馬白菡等［9］認(rèn)為土壤的pH值和樟樹黃化關(guān)系密切，pH值為pH 4.2～6.5時，樟樹無黃化，而當(dāng)pH值為pH 7.2～8.3時，則發(fā)生不同程度的黃化。對獼猴桃Actinidia chinensis黃化病與土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析表明［10］，患黃化病獼猴桃土壤平均pH值變化范圍為 pH 8.04～8.07，屬于偏堿性土壤。陳超燕等［8］認(rèn)為，樟樹黃化的另一原因在于堿性環(huán)境下，土壤中鐵的有效性降低，植物難以吸收利用。本研究發(fā)現(xiàn)，黃化樣地土壤呈堿性，且黃化樣地有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化樣地，而非黃化樣地土壤呈中性，有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，與馬白菡等［9］和王光州等［11］的研究結(jié)果一致。白鵬華等［12］分析了梨Pyrus sorotin黃化與土壤養(yǎng)分的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低會抑制土壤的還原過程，從而認(rèn)為有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低也是導(dǎo)致梨樹黃化的重要因素。同時，氮素和錳的缺乏會導(dǎo)致葉綠素形成受阻，葉片葉綠素變少而加劇黃化。本研究發(fā)現(xiàn)，黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及有效錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于非黃化土壤，與前人的觀點(diǎn)一致。除鐵元素外，有人發(fā)現(xiàn)鉛/鋅復(fù)合重金屬處理樟樹樹體后，葉綠體光合結(jié)構(gòu)遭到破壞，葉綠素含量和葉綠素a/b比值減?。?3］，說明樟樹黃化現(xiàn)象并不是鐵元素單一因子的作用。還有學(xué)者研究表明［14］：樟樹不同黃化表現(xiàn)個體間超氧化物歧化酶、過氧化物酶等抗氧化酶活性差別明顯且與黃化程度密切相關(guān)。因此，樟樹黃化的原因比較復(fù)雜，理論研究還不夠深入和系統(tǒng)，需要進(jìn)一步探討。

本研究數(shù)據(jù)指示：土壤呈堿性，有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，間接導(dǎo)致葉綠素形成受阻，是引起徐州市樟樹黃化的主要因素。黃化樣地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，土壤容重過大，有效養(yǎng)分不足是導(dǎo)致樟樹黃化的次要因素。根據(jù)結(jié)果，本研究認(rèn)為解決葉片黃化問題的較好途徑：第一，在種植樟樹之前，添加酸性客土，預(yù)防黃化。第二，施用樟樹黃化專用肥，可以在3月下旬、6月中旬、8月下旬、9月下旬分別施用樟樹黃化專用肥，連續(xù)施用1 a即可取得良好效果［15］。第三，根外追肥。當(dāng)樟樹黃化病發(fā)展到中后期時，根部活力明顯下降，吸收礦質(zhì)營養(yǎng)能力減弱，通過根外追肥，可以及時補(bǔ)充營養(yǎng)，使得樟樹黃化病明顯好轉(zhuǎn)。外源施鐵雖然在短時間內(nèi)可以起到良好效果，但是治標(biāo)不治本，改良土壤質(zhì)量［16］才能從根本上解決黃化問題。第四，修剪枝條，緩解營養(yǎng)不足。一旦發(fā)現(xiàn)黃化樟樹根系活力下降，可以剪掉部分枝條，集中營養(yǎng)以供應(yīng)剩余枝條。夏秋季修剪要保留功能葉片，冬剪時如病癥嚴(yán)重，可重修剪，只保留幾大主干枝，等來年萌生新芽。第五，增加黃化土壤有機(jī)質(zhì)，加大微生物對有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化量，從而改善根際環(huán)境、促進(jìn)根系生長。

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Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties

ZHANG Junye1,2,3,SI Zhiguo3,YU Yuanchun1,2,LI Xuran4,GUO Weihong4
（1.Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in South China,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037, Jiangsu,China;2.College of Biology and the Environment,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu, China;3.Henan Vocational and Technical College,Zhengzhou 450046,Henan,China;4.Landscaping Management Station of Xuzhou City,Xuzhou 221018,Jiangsu,China）

To determine the cause of leaf chlorosis of Cinnamomum camphora,soil physicochemical properties were analyzed and evaluated.Results showed that in the 0－30 cm layer,soil bulk density in yellowing plots was significantly greater（P＜0.05）than that in non-yellowing plots;whereas,in the 30－60 cm layer there were no significant differences.Soil pH in yellowing plots was 8.28－8.64 and in non-yellowing plots was 6.57－7.45. For both 0－30 cm and 30－60 cm layers,yellowing plots were significantly greater than non-yellowing plots（P＜0.05）for soil organic matter（SOM）,total nitrogen（N）,available phosphorus（P）,available iron（Fe）, and manganese（Mn）.The yellowing plots were greater than non-yellowing plots in the 0－30 cm layer for SOM（62.84%）,total N（67.44%）,available P（74.55%）,available Fe（137.47%）,and Mn（71.25%）,and in the 30－60 cm plots for SOM（30.89%）,total N（57.57%）,available P（134.06%）,available Fe（86.93%）,and Mn （71.38%）.No significant differences were found for available potassium,Zn,and Cu.Thus,soil alkalinity and low available Fe were the main factors causing C.camphora yellowing.［Ch,6 tab.16 ref.］

soil science;soil evaluation;Cinnamomum camphora;chlorosis;soil properties;Xuzhou

S718.5

A

2095-0756（2017）02-0233-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005

2016-01-04；

2016-06-02

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31670615，31270664，31511130024）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目（20123204110004）；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PAPD）

張俊葉，講師，從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail：2432732461@qq.com。通信作者：俞元春，教授，博士生導(dǎo)師，從事土壤污染及修復(fù)研究。E-mail:ycyu@njfu.edu.cn