基于樹干莖流速率變化的白玉蘭大樹栽植養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

有祥亮? 張冬梅?張?浪? 李?瑋? 傅仁杰? 羅玉蘭? 尹麗娟??

通過長期連續(xù)監(jiān)測白玉蘭莖流速率，將樹液流動規(guī)律結(jié)合物候期、成活生長狀況來判斷移植、排澇、澆水、遮陰、噴淋等最佳時(shí)間和栽前修剪恰當(dāng)程度，使得栽植養(yǎng)護(hù)措施由定性到定時(shí)定量精準(zhǔn)實(shí)施更有科學(xué)依據(jù)。早春日最大莖流速率超過2.5 cm/h，花芽萌動，開始進(jìn)入最佳移植期，持續(xù)到盛花期之前。盛花期后至葉芽開裂前為第2個最佳移植期。6月中下旬，如果連續(xù)2～3個晴天，或者晴、陰、雨相間天氣連續(xù)一周，日均莖流速率低于1.62 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排查和清除積水等障礙因素，恢復(fù)樹勢。7月中下旬，如果連續(xù)2～3個晴天，日均莖流速率低于3.76 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排除高溫、強(qiáng)光照等障礙因素，盡快恢復(fù)莖流速率，維持良好樹勢。

莖流速率；移栽時(shí)間；修剪強(qiáng)度；排澇；遮陰

白玉蘭（Yulania denudata），為木蘭科（Magnoliaceae）玉蘭屬落葉喬木，起源地和分布區(qū)域主要在中國[1]，為重要觀賞樹種，花期為2月底到3月中旬[2]。作為上海市市花，白玉蘭是上海城市綠化景觀營造不可或缺的重要樹種。第十屆中國花卉博覽會在上海崇明開展，以白玉蘭為代表的玉蘭園驚艷亮相。其中白玉蘭的大樹移栽起到了短期成園、快速成景的效果。但由于白玉蘭為肉質(zhì)根，不耐積水也不耐強(qiáng)光照射，導(dǎo)致移栽成功的難度加大，尤其是在類似花博園區(qū)地勢低洼、高地下水位、高鹽堿的立地環(huán)境下，移栽成功面臨極大考驗(yàn)。因此為了能夠提高成活率，需在移栽時(shí)間、栽前修剪、栽后養(yǎng)護(hù)上采取更加精準(zhǔn)的措施。過去，在移栽時(shí)間上和移栽當(dāng)年夏季的養(yǎng)護(hù)上，白玉蘭大樹移植僅滿足于符合一般大樹移栽的基本要求，如秋季落葉后至春季發(fā)芽前進(jìn)行，栽前適當(dāng)修剪、夏季高溫多雨季節(jié)注意排澇和適當(dāng)遮陰等。然而，這些要求是粗線條的、定性的，精準(zhǔn)的移栽時(shí)間、及時(shí)的排澇、恰當(dāng)?shù)男藜舫潭鹊戎荒芸拷?jīng)驗(yàn)和估摸來操作。

保證移栽大樹成活的關(guān)鍵是樹體自身的水分平衡，即根系吸水與蒸騰和生理耗水之間的平衡。近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出了各種不同的樹木水分的研究方法，而利用莖流儀對樹干莖流監(jiān)測是判斷根系吸水狀況的重要手段，其在測定樹干莖流方面有著精準(zhǔn)、連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，被普遍應(yīng)用于樹木蒸騰耗水研究[3-4]。裴志永、王力等，唐達(dá)等分別研究了毛烏素沙地沙柳、蘋果樹、荒漠灌叢的莖流特征，通過莖流儀測定植物的蒸騰耗水，利用水分蒸騰規(guī)律實(shí)現(xiàn)科學(xué)灌溉節(jié)約用水[5-8]。孫守家等、高強(qiáng)等分別對銀杏和玉蘭斷根和移栽后的樹體水分狀況進(jìn)行研究，建立模型并預(yù)測水分失衡程度，給出帶土球、剪葉片、噴蒸騰抑制劑等保水措施[9-10]。本研究通過長期連續(xù)監(jiān)測白玉蘭莖流速率，從樹液流動規(guī)律結(jié)合物候期、成活生長狀況來判斷移植、排澇、澆水、遮陰、噴淋等最佳時(shí)間和栽前修剪恰當(dāng)程度，使得栽植養(yǎng)護(hù)措施由定性到定時(shí)定量的精準(zhǔn)實(shí)施更有科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院（北緯31°9′15″，東經(jīng)121°26′36″）青松科普基地，平均海拔2.2 m；屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均溫17.8℃，極端最高溫在7、8月可達(dá)到39.9℃，冬季最低氣溫可達(dá)-12℃；四季分明，全年降水主要集中在5～9月，有春雨、梅雨、秋雨3個雨期，年降雨量為1 159.2 mm；夏季盛行東南風(fēng)，冬季盛行西北風(fēng)；全年無霜期約230 d。土壤質(zhì)地黏重，平均 pH值為7.79，以砂粉黏重土壤為主，體積質(zhì)量偏高，土壤孔隙較差[11]。

1.2 試驗(yàn)材料

選擇胸徑15～20 cm，高度7～9 m的白玉蘭大樹10株，帶土球栽植，土球直徑為6～8倍胸徑。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樹木栽植

2020年早春花芽萌動期，群植3株胸徑20 cm白玉蘭大樹，株距2 m，土球直徑為8倍胸徑。栽植前，在保留樹冠外形的前提下，修剪掉包括病弱枝、過密枝、重疊枝等枝條在內(nèi)的總枝量的1/3。同時(shí)，在相鄰區(qū)域，孤植1株同規(guī)格、同土球大小的白玉蘭大樹，栽前修剪同上，強(qiáng)度較輕，為原枝量的1/4。

栽植方法為同一大穴栽植3株群植樹，另外穴栽植孤植樹，皆為平植，栽后土球略高出地面，穴底無排水設(shè)施。夏季7～8月份晴熱天氣早晚各噴淋一次。

2021年分別在早春花芽萌動期和花后展葉前，群植和列植6株胸徑15 cm白玉蘭大樹。土球直徑為6倍胸徑。修剪強(qiáng)度為總枝量的2/3。樹穴底部有排水設(shè)施（表1）。

表1 試驗(yàn)樹木栽植及處理情況

1.3.2 數(shù)據(jù)測定及處理

對白玉蘭生長指標(biāo)、生理指標(biāo)、樹干莖流及氣象因子進(jìn)行測定，通過Excel和SPSS24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，并繪圖、制表進(jìn)行相關(guān)分析。

（1）生長指標(biāo)測定。平均葉片面積大?。╩m2）：選取大樹健康成熟葉片，每樹同一方向隨機(jī)取葉10片，采用Yaxin-1241便攜式葉面積儀測定其葉面積，并求取平均值；新梢生長量（cm）：選擇當(dāng)年新生的枝條，用鋼皮卷尺測定其長度。

（2）生理指標(biāo)測定。葉綠素相對含量：每星期定時(shí)對采取的葉片用SPAD502葉綠素儀分別測定每片葉子的上部、中部、尖部的葉綠素相對含量，最后求取平均值為所測葉片的葉綠素含量。

（3）樹干莖流的測定。采用美國Dynamax公司生產(chǎn)的FLGSTDP包裹插針式植物莖流儀通過熱交換的原理對試驗(yàn)的白玉蘭各安裝型號為（TDP-30）探針。

具體安裝方法為：在探針安裝處刮去樣木的粗皮，采用特定規(guī)格的鉆頭，依據(jù)儀器自帶模型沿樹干縱向垂直鉆取直徑1.5 mm的孔洞，插入（TDP-30）探針，探針插好后，用泡沫塊將探針夾住，用膠帶固定后外面包裹絕緣、防輻射材料，最后用膠帶密封，防止雨水進(jìn)入。每個植物莖流計(jì)有上下兩個探針，其中含有一條加熱線（即安在上面的探針）和一對或多對T-型熱電偶。上面的探針使用恒定電流加熱，下面的探針作為對照不加熱。當(dāng)樹木邊材的熱量傳導(dǎo)隨莖流速度的增加而增加時(shí)，樹木邊材的熱擴(kuò)散隨莖流的增加而增加，從而導(dǎo)致加熱源溫度的降低。組成完整安裝后自動采集和記錄莖流數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集的間隔期為10 min，得到的數(shù)據(jù)通過云傳輸與建立超級終端的筆記本電腦相連。

樹干莖流速率是根據(jù)Grannier（1996）定義的公式計(jì)算[12-14]：

式中：K為無量綱參數(shù)；dT是測定期間各測點(diǎn)TDP探頭兩個探針之間的瞬時(shí)溫差（℃），dTmax為測定期間的最高探針溫差（℃）；V是樹干的莖流速率（cm/h）。

（4）氣象因子的測定。在所測樹木附近安裝DCH20自動氣象觀測站，由氣象因子測定系統(tǒng)與樹干莖流計(jì)同步測定太陽總輻射（ESR）空氣溫度（T）、空氣相對濕度（RH）、風(fēng)速（WS）、降雨量（MM），所得數(shù)據(jù)與終端電腦后臺可下載查看。

2 結(jié)果與分析

2.1 通過莖流速率變化對適宜栽植時(shí)間的分析

2.1.1 早春莖流速率變化與物候期

從圖1、圖2可看出，在2020年12月28日之前，樹干日最大莖流速率0.4～2.0 cm/h，樹液流動緩慢，維持在休眠末期的較低水平。但從2020年12月29日開始，2020年12月31日、2021年1月1日-2日，日最大莖流速率皆超過2.5 cm/h，其中2021年1月2日甚至達(dá)到5.29 cm/h的高位。樹液流動加快，表明休眠結(jié)束，根系吸水能力增強(qiáng)。物候觀測也表明花芽開始萌動，進(jìn)入膨大期（表2）。

1. 2020年12月16日-31日莖流速率日變化

2. 2021年1月1日-15日莖流速率日變化

表2 白玉蘭早春開花物候期

2021年1月1日-2月9日繼續(xù)處于花芽膨大期，日最大莖流速率達(dá)到和超過2.5 cm/h的日數(shù)達(dá)到19天（圖2、圖3）。2月10日進(jìn)入現(xiàn)蕾期。2月14日進(jìn)入始花期，其中2月15日莖流速率為2.61 cm/（h圖3）。2月17日-23日進(jìn)入盛花期，莖流速率快速升高，在2月18日、22日分別達(dá)到4.15 cm/h、4.38 cm/（h圖4）。3月1日-12日花后展葉前莖流速率變化趨緩（圖5）。

3. 2021年2月1日-15日莖流速率日變化

4. 2021年2月16日-28日莖流速率日變化

5. 2021年3月1日-15日莖流速率日變化

2.1.2 莖流速率與適宜栽植時(shí)間

從表3可以看出，2021年春季花芽萌動期和花后展葉前2個時(shí)間段栽植的白玉蘭大樹成活率皆達(dá)到100%，生長狀況良好，新梢生長量、平均葉面積、葉綠素相對含量等生長及生理指標(biāo)與原地生長的白玉蘭相對照，非常接近。

表3 不同栽植時(shí)間白玉蘭成活生長情況（截至2021年5月20日）

白玉蘭在春季樹液開始流動，當(dāng)2020年12月29日莖流速率達(dá)到2.5 cm/h后，根系活性增加，吸水能力增強(qiáng)，休眠的花芽開始萌動，移栽進(jìn)入第一個最佳時(shí)期，此期一直持續(xù)到2021年2月9日。此移植期莖流速率大多低于3.0 cm/h。2021年1月17日群植3株白玉蘭，當(dāng)日最大莖流速率2.88 cm/h，處在芽萌動期，且莖流速率較低的水平。

當(dāng)2月17日-23日盛花期過后，2月24日-3月14日葉芽裂開前，莖流速率低于2.0 cm/h，又處于較低水平，此期為移栽的第二個最佳時(shí)期。其中，2021年3月4日列植的三株白玉蘭大樹，當(dāng)日最大莖流速率僅為1.09 cm/h，處在葉芽開裂前的較低水平。

總之，在江南地區(qū)，白玉蘭栽植一般在樹木秋季落葉后至翌年春萌芽前進(jìn)行。落葉后隨著氣溫逐漸走低，樹木進(jìn)入休眠狀態(tài)，冬季過后，早春隨氣溫逐漸回升，休眠解除，根系恢復(fù)活力，白玉蘭花芽開始萌動，樹液流動。當(dāng)日最大莖流速率達(dá)到2.5 cm/h后，即可開始移栽。隨著盛花期到來，莖流速率明顯上升，此時(shí)不宜移植，盛花期過后，莖流速率下降，在葉芽裂開前處在較低水平，又可開始移栽。

2.2 通過莖流速率變化對夏季養(yǎng)護(hù)措施的分析

2.2.1 樹穴排水與莖流速率變化

從圖6可以看出，2020年6月中下旬，降雨頻繁，天數(shù)達(dá)12天，降雨強(qiáng)度高，其中6月12日，降雨量7 mm，6月15日兩次強(qiáng)降水，合計(jì)雨量14.6 mm，6月23日降水13.6 mm。相應(yīng)地，3株群植的白玉蘭大樹莖流速率發(fā)生變化，從圖7看出，其中兩株表現(xiàn)正常的植株在經(jīng)歷6月23日的強(qiáng)降雨之后，平均日最大莖流速率在24日、26日、30日逐漸增高，從6.10 cm/h至11.83 cm/h，最后達(dá)到14.89 cm/h。而根部積水植株盡管在6月17日之前莖流速率大多高于正常植株，但從6月18日后莖流速率逐漸低于正常植株。6月23日后盡管正常植株莖流速率明顯升高，而積水植株莖流速率一直在低位徘徊，日最大莖流速率低于2.70 cm/h，與此同時(shí)，樹冠葉片也出現(xiàn)萎蔫、枯黃現(xiàn)象，至7月上旬枝條失水干枯，樹木死亡。通過樹穴通氣管檢測，土球根系底部1/3范圍內(nèi)積水嚴(yán)重。而正常植株底部并無積水。

6. 2020年6月10日-31日降雨量日變化

7. 2020年6月10日-31日莖流速率日變化

從6月中下旬莖流速率的變化來看，正常植株莖流速率的日平均值為1.62 cm/h，而死亡植株的莖流速率日均值為1.23 cm/h。在該時(shí)間段，如果連續(xù)2～3個晴天，或者晴陰雨相間天氣連續(xù)一周，日均莖流速率低于1.62 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排查和清除積水等障礙因素，恢復(fù)樹勢。

2.2.2 修剪、遮陰與莖流速率變化

從圖8看出，在2020年7月中下旬，當(dāng)年春季群植與孤植的白玉蘭大樹莖流速率出現(xiàn)了前期相似，后期差異巨大的現(xiàn)象。在7月16日-20日，兩者相差無幾，7月21日-24日孤植白玉蘭日最大莖流速率逐漸低于群植白玉蘭。7月25日后孤植白玉蘭莖流速率一直在低位波動，最大值僅為1.0 cm/h，明顯低于群植白玉蘭同期莖流速率。與此同時(shí)，從7月22日開始，樹冠葉片也相繼出現(xiàn)萎蔫、枯黃現(xiàn)象，至7月底枝條失水干枯，樹木死亡。

8. 2020年7月16日-31日莖流速率變化

2020年7月后半月，正是夏季高溫、少雨、光照強(qiáng)烈的時(shí)段。最高溫度超過35℃的天數(shù)達(dá)到9天（圖9），太陽總輻射強(qiáng)度超過400 w/m2的天數(shù)達(dá)到11天（圖10），降雨稀少，總降雨量只有15 mm（圖11）。在此不利氣象條件下，當(dāng)年孤植的白玉蘭大樹由于因移植受損的根系還在恢復(fù)期，栽前修剪強(qiáng)度低（只有總枝量的1/4），加之缺乏遮陰措施，盡管晴天早晚各有1次樹冠噴淋，仍然沒有解決樹體水分失衡問題，在大量蒸騰失水與根系有限吸水的情況下，樹木逐漸走向死亡。而群植白玉蘭栽前修剪強(qiáng)度高（總枝量的1/3），蒸騰耗水較少，兼有側(cè)方遮陰的便利，加之樹冠噴淋，在綜合防護(hù)措施之下，莖流速率持續(xù)維持較高水平，保證了樹體水分平衡，樹木得以正常生長。

9. 2020年7月16日-31日氣溫變化

10. 2020年7月16日-31日太陽總輻射強(qiáng)度變化

11. 2020年7月16日-31日降水量日變化

從2020年7月后半月莖流速率的變化來看，正常植株莖流速率的日平均值為3.76 cm/h，而死亡植株的莖流速率日均值為0.90 cm/h。在該時(shí)間段，如果連續(xù)2～3個晴天，日均莖流速率低于3.76 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排除高溫、強(qiáng)光照等障礙因素，盡快恢復(fù)莖流速率，維持良好樹勢。

3 結(jié)論與討論

通過莖流速率觀測和移植后的成活生長表現(xiàn)得出，白玉蘭大樹移植有2個最適時(shí)間段：（1）早春花芽萌動后至盛花期之前。當(dāng)早春日最大莖流速率超過2.5 cm/h，花芽萌動開始，根系活力增加，移栽后利于根系傷口愈合。盛花期莖流速率明顯增高，根系吸水負(fù)荷較大，如果此時(shí)移栽，帶有傷口的根系受損更嚴(yán)重；（2）盛花期后至葉芽開裂前。此期莖流速率回落到低于2.5 cm/h的較低水平，根系吸水負(fù)荷下降，利于移栽。葉芽開裂后，進(jìn)入展葉期，莖流速率又迅速升高，不再適合移栽。

白玉蘭根系肉質(zhì)，對土壤的透氣性要求高，夏季暴雨很容易因積水損傷根系，導(dǎo)致生長不良甚至死亡。6月中下旬正常植株莖流速率的日平均值為1.62 cm/h，而死亡植株的莖流速率日均值為1.23 cm/h。在該時(shí)間段，如果連續(xù)2～3個晴天，或者晴、陰、雨相間天氣連續(xù)一周，日均莖流速率低于1.62 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排查和清除積水等障礙因素，恢復(fù)樹勢。需要指出，白玉蘭大樹移栽前，樹穴底部最好做隔水濾層和排水暗管，同時(shí)淺栽。從根本上保證無積水和根系呼吸通暢。

夏季高溫、強(qiáng)光照對當(dāng)年移栽白玉蘭大樹威脅較大。2020年7月后半月正常植株莖流速率的日平均值為3.76 cm/h，而死亡植株的莖流速率日均值為0.90 cm/h。在該時(shí)間段，如果連續(xù)2～3個晴天，日均莖流速率低于3.76 cm/h，則該樹生存受到威脅，需及時(shí)排除高溫、強(qiáng)光照等障礙因素，盡快恢復(fù)莖流速率，維持良好樹勢。從死亡和正常植株對比，不難看出，栽植前1/3總枝量的較強(qiáng)修剪強(qiáng)度和夏季側(cè)方遮陰對樹木存活起重要作用。

由于莖流速率受樹木個體、氣象條件、土壤條件的綜合影響較大，白玉蘭栽植和養(yǎng)護(hù)各節(jié)點(diǎn)莖流速率的觀測數(shù)值在不同個體、不同年份差異是較大的。本研究基于1～2年測出的開始移栽和需要采取養(yǎng)護(hù)措施的莖流速率閾值僅供參考。隨著觀測年度和數(shù)據(jù)積累增加，以莖流速率的相對值作為參考更為科學(xué)合理。