土壤高溫對(duì)榕樹(shù)新根生長(zhǎng)的影響

郭健樺+謝騰芳+李銀+李秋靜+譚廣文

摘要：榕樹(shù)Ficus microcarpa是嶺南地區(qū)主要的鄉(xiāng)土園林樹(shù)種之一。探究了未腐熟基質(zhì)二次發(fā)酵產(chǎn)生的高溫對(duì)剛移植的榕樹(shù)大樹(shù)新根生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明：在基質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生高溫的情況下，榕樹(shù)新根的生長(zhǎng)與土壤溫度成負(fù)相關(guān)；環(huán)溝控溫處理可有效降低基質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的高溫，給新根提供適宜的生長(zhǎng)溫度。

關(guān)鍵詞：基質(zhì)二次發(fā)酵；土壤高溫；新根生長(zhǎng)；榕樹(shù)

中圖分類號(hào)：S688

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2641（2017）03-0069-04

收稿日期：2017-03-17

修回日期：2017-04-18

Abstract： Ficus microcarpa is a primarily kind of native landscape tree in Lingnan area. This study explored the effects of soil temperature on the new root growth of Ficus microcarpa under the condition of secondary fermentation of undecomposed cultivation medium. The results show that Ficus microcarpa root growth was negatively correlated with soil temperature under high temperature leaded by fermentation. The management of temperature by circular groove effectively reduced the high temperature induced by substrate fermentation， and suitable soil temperature were given.

Key words： Secondary fermentation； Soil high temperature； New root growth； Ficus microcarpa

引言

土壤溫度是影響植物根系生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子之一，不適合的土壤溫度一方面會(huì)增加植物根系病害，另一方面會(huì)導(dǎo)致植物根系生長(zhǎng)不良甚至植株死亡。Liu X M等[1]對(duì)辣椒的研究表明，土壤溫度與疫霉病的發(fā)生有關(guān)。宋敏麗等[2]認(rèn)為，土壤溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致植物根系受到嚴(yán)重阻礙甚至停止生長(zhǎng)。作為植物根系的直接載體，栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)與土壤的溫度有密切關(guān)系[3]。目前，市場(chǎng)上栽培基質(zhì)的有機(jī)原料主要包括泥炭、椰糠、木屑、稻殼、甘蔗渣、蘆葦末、花生殼、動(dòng)物糞便等有機(jī)殘?bào)w。朱鳳香等[4]研究發(fā)現(xiàn)，目前固體廢棄物的堆肥生產(chǎn)工藝存在較大差異，并且腐熟度評(píng)價(jià)方法有很大的局限性[5]，且還未有公認(rèn)的腐熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此許多栽培基質(zhì)未完全腐熟便用于種植，出現(xiàn)基質(zhì)二次發(fā)酵導(dǎo)致土壤溫度過(guò)高引起植物生長(zhǎng)不良甚至死亡的情況[6]。為降低基質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的高溫，加大灌溉量可以在一定程度上降低土壤溫度，但同時(shí)也增加了土壤濕度，易生成高溫高濕的土壤環(huán)境，導(dǎo)致植物根系生長(zhǎng)不良甚至爛根的現(xiàn)象。因此，在園林綠化工程中，一方面要慎重選擇栽培基質(zhì)；另一方面，也要在栽培基質(zhì)未完全腐熟的情況下，探索有效的控溫方法，研究土壤溫度與植物新根生長(zhǎng)的作用機(jī)理，從而提高園林植物的成活率，減少損耗增加效益。

榕樹(shù)Ficus microcarpa是嶺南地區(qū)主要的鄉(xiāng)土園林樹(shù)種，在城市綠化中有很高的應(yīng)用頻率[7]。已有研究表明，雖然榕樹(shù)具有一定的耐熱性，但是城市極端高溫天氣的頻繁出現(xiàn)對(duì)榕樹(shù)地上部的生長(zhǎng)起到了明顯的抑制作用[8]。本文研究土壤高溫對(duì)剛移植的榕樹(shù)大樹(shù)新根生長(zhǎng)的影響，并總結(jié)出綠化工程中具有可操作性的控溫方法，為解決植物在高溫土壤環(huán)境下根系生長(zhǎng)不良的問(wèn)題提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

6株原栽于廣東中山的榕樹(shù)大樹(shù)（編號(hào)F1 ～ F6，具體大小見(jiàn)表1），采用全冠移植方法，土球約為胸徑的8倍，于2016年10月26日移栽于深圳市龍崗區(qū)華為研發(fā)樓中庭（N22°39′，E114°03′，下文簡(jiǎn)稱中庭）。該地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，四季溫和，降雨充沛，年均氣溫22.3°C，年均降雨量1 933 mm。

種植時(shí)使用人工配制的基質(zhì)，其配方為：藥渣等固體廢棄物堆肥︰河沙︰陶粒︰黃土 = 6︰2︰1︰1（體積比）?；|(zhì)的理化性質(zhì)為：pH 7.70± 0.05，電導(dǎo)率1.23 ± 0.16 ms·cm-1，有機(jī)質(zhì)90.19 ± 7.51 g·kg-1，全氮4.53 ±0.57 g·kg-1，全磷0.83 ± 0.09 g·kg-1，全鉀12.15 ± 3.52 g·kg-1，堿解氮254.78 ± 25.21 mg·kg-1，速效磷32.78± 4.98 mg·kg-1，速效鉀1 114.36 ±83.10 mg·kg-1。由于堆肥未完全腐熟，會(huì)使其進(jìn)行二次發(fā)酵，從而導(dǎo)致土壤溫度過(guò)高。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1土壤溫度測(cè)定

采用apuhua TM-902C溫度計(jì)，在距離每株大樹(shù)的土球邊緣30 cm處隨機(jī)選4個(gè)樣點(diǎn)，將K型感溫線探頭埋入地下深80 cm處，于2016年11月12—25日每天定時(shí)測(cè)量并記錄各個(gè)樣點(diǎn)的溫度。

1.2.2根系數(shù)量和長(zhǎng)度測(cè)定

分別于2016年11月18日和25日，隨機(jī)在大樹(shù)土球邊緣選擇3個(gè)根系觀察樣點(diǎn)（深60 cm），小心挖開(kāi)基質(zhì)，露出原土球，在土球側(cè)表面統(tǒng)計(jì)20 cm×20 cm范圍內(nèi)新根的數(shù)量，并隨機(jī)選5條新根測(cè)量長(zhǎng)度。

1.2.3土壤溫度控制

采用環(huán)溝法控制土壤溫度，根據(jù)地形情況在距離土球邊緣40 cm處挖1～4條寬50 cm、深1 m的環(huán)溝（圖1）。其中對(duì)照組（CK）為F1、F2和F3，環(huán)溝處理組（CG）為F4、F5和F6（11月12日挖環(huán)溝）。為保證該項(xiàng)目所有大樹(shù)的成活，在確定了環(huán)溝法降溫的效果之后，11月14日對(duì)CK組的大樹(shù)也進(jìn)行了環(huán)溝處理。

1.3統(tǒng)計(jì)和分析方法

采用Person相關(guān)性分析大樹(shù)根系發(fā)育與土壤溫度和濕度的相關(guān)性，單因素方差分析（one-wayANOVA）比較環(huán)溝法降溫效果、根系密度和長(zhǎng)度變化。

2結(jié)果與分析

2.1大樹(shù)新根生長(zhǎng)與土壤溫度的相關(guān)性

通過(guò)Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，榕樹(shù)的新根密度和長(zhǎng)度均與土壤溫度成負(fù)相關(guān)關(guān)系，而且具有顯著性（r = - 0.437，p < 0.01，圖2；r = -0.557，p < 0.01，圖3）。土壤溫度范圍為28℃～42℃范圍內(nèi)，更低的溫度有助于榕樹(shù)的新根生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為根系密度和長(zhǎng)度增加。有研究表明，土壤溫度過(guò)高或者過(guò)低都不利于植物根系的生長(zhǎng)[3， 9]，而在本試驗(yàn)中，榕樹(shù)的根系生長(zhǎng)表現(xiàn)為低溫促進(jìn)、高溫抑制，說(shuō)明此溫度范圍在榕樹(shù)的耐受閾值內(nèi)。有學(xué)者認(rèn)為根系溫度超過(guò)25℃植物生長(zhǎng)就會(huì)受到影響[10]，而本研究中榕樹(shù)可耐受較高的土壤溫度，這可能是與其根系發(fā)達(dá)、扎根較深有關(guān)[3]?；诖耍狙芯恐貙?duì)榕樹(shù)土球周圍的基質(zhì)進(jìn)行了降溫處理。

2.2環(huán)溝法降低土壤溫度

根據(jù)相關(guān)分析的結(jié)果，采用環(huán)溝法對(duì)榕樹(shù)土球周圍的基質(zhì)進(jìn)行了降溫處理。如圖4所示，在挖環(huán)溝的第2天，環(huán)溝處理組（CG）與對(duì)照組（CK）的溫度變化情況差異極顯著（p < 0.01），未經(jīng)處理的CK組溫度變化不明顯，而環(huán)溝處理的CG組降溫效果顯著，處理后次日平均降溫3.11℃。

本試驗(yàn)在驗(yàn)證了環(huán)溝法的效果之后，14日對(duì)CK組也進(jìn)行了環(huán)溝處理。如圖8所示，挖環(huán)溝之后，12—17日土壤溫度呈緩慢下降趨勢(shì)，17—21日溫度維持在35℃左右（12—21日氣溫變化不明顯，證明是環(huán)溝作用降溫），這也證明種植基質(zhì)的發(fā)酵活動(dòng)逐漸減弱并穩(wěn)定。21日下午用基質(zhì)回填環(huán)溝，由于23日氣溫下降且有陣雨，土壤溫度有所下降。經(jīng)過(guò)溫度控制，在試驗(yàn)期的土壤溫度范圍內(nèi)，榕樹(shù)新根生長(zhǎng)趨勢(shì)良好（圖7），與18日相比，25日的新根密度略有增加（p > 0.05，圖5），而新根的長(zhǎng)度極顯著增加（p < 0.01，圖6）。

此結(jié)果表明，操作簡(jiǎn)便的環(huán)溝法可以有效降低種植基質(zhì)二次發(fā)酵的高溫。與以往單純靠塑料管、空心竹筒、透氣袋等散熱技術(shù)相比[11]，環(huán)溝法既增加了土壤的散熱面積，又保留了在土球周圍的部分種植基質(zhì)，為新根生長(zhǎng)提供了足夠的基質(zhì)空間，并使其不至于裸露在空氣中。因此，在基質(zhì)二次發(fā)酵產(chǎn)生高溫的情況下，環(huán)溝法可以有效解決土球周圍種植基質(zhì)溫度過(guò)高的問(wèn)題，為新根的生長(zhǎng)提供適宜的溫度條件。

3結(jié)論與討論

土壤溫度是影響植物根系生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子之一。Walker J M [12]研究表明，土壤溫度1℃的變化就能使玉米的根系產(chǎn)生明顯的生理變化。在本研究中，榕樹(shù)的新根密度和長(zhǎng)度與土壤溫度成負(fù)相關(guān)關(guān)系，證明種植基質(zhì)二次發(fā)酵高溫抑制了榕樹(shù)新根的生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)環(huán)溝的降溫處理，榕樹(shù)的根系在30℃～35℃時(shí)可保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，也說(shuō)明榕樹(shù)根系具有較好的耐熱性。宋敏麗等[3]研究發(fā)現(xiàn)，不同的植物根系對(duì)土壤高溫的耐受閾值從25℃～40℃不等，并且植物根系越深，其耐熱性也越強(qiáng)。因此，本研究中榕樹(shù)對(duì)土壤高溫表現(xiàn)為較高的耐受性，可能與其較為發(fā)達(dá)的根系有關(guān)。綜上所述，榕樹(shù)的根系具有一定的耐熱性，可以作為高溫地區(qū)的優(yōu)良園林綠化樹(shù)種，但適當(dāng)?shù)目販卮胧﹦t更有利于其新根的生長(zhǎng)。

本研究采用的環(huán)溝控溫方法簡(jiǎn)單有效，除了應(yīng)對(duì)基質(zhì)二次發(fā)酵的問(wèn)題，還可為其他類似土壤環(huán)境的植物種植和管養(yǎng)提供參考：1）熱帶亞熱帶地區(qū)雨熱同期，植物在夏季面臨高溫高濕土壤環(huán)境，對(duì)一些抗逆性較差或移栽初期的植物采取相應(yīng)的控溫措施，可有效減少土壤高溫導(dǎo)致的病害[13]，提高植物的成活率；2）我國(guó)南方濱海地區(qū)氣候濕熱，同樣存在土壤高溫的風(fēng)險(xiǎn)，因此在濱海植物養(yǎng)護(hù)中除了考慮抗風(fēng)、抗鹽堿等技術(shù)，還應(yīng)考慮土壤溫度的管控；3）作為嶺南地區(qū)常見(jiàn)的綠化鄉(xiāng)土樹(shù)種，榕樹(shù)新根生長(zhǎng)與高溫土壤條件的作用機(jī)理也可為嶺南夏季高溫氣候的鄉(xiāng)土植物養(yǎng)護(hù)提供理論依據(jù)。

參照前人的研究，榕樹(shù)的根系與其他植物相比，對(duì)高溫更具有一定的耐受能力。今后需要繼續(xù)研究探索不同園林植物對(duì)溫度的耐受性，篩選出更多的耐熱樹(shù)種，以滿足各類高溫環(huán)境區(qū)域的園林植物配置，應(yīng)對(duì)城市的高溫環(huán)境[8]。另外，由于目前未有公認(rèn)的腐熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)和腐熟工藝的局限性[4～5]，園林種植基質(zhì)產(chǎn)生二次發(fā)酵往往對(duì)植物產(chǎn)生不利的影響，因此在園林種植基質(zhì)的選擇上要更加慎重。當(dāng)然，根據(jù)未腐熟基質(zhì)二次發(fā)酵的機(jī)理，可以在以后的研究中挖掘其對(duì)冬季土壤的保溫潛力，探索其對(duì)植物根系的御寒抗凍作用。

注：文中圖表除注明外，均由作者拍攝或繪制。

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