全 文 :第48卷第3期 东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) Vol.48No.3
2016年9月 Journal of Northeast Normal University(Natural Science Edition) September 2016
[文章编号]1000-1832(2016)03-0115-05
[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.03.022
[收稿日期] 2016-05-16
[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(42171231).
[作者简介] 陆静梅(1952—),女,博士,教授,博士研究生导师,主要从事结构植物学研究.
长春市黑皮油松综合复壮技术研究
陆静梅1,路 光2,王 岩2,刘丹丹1
(1.东北师范大学生命科学学院,吉林 长春130024;
2.长春市园林科学技术研究所,吉林 长春130033)
[摘 要] 应用物理、化学和生物综合复壮技术,对长春市行道树———黑皮油松进行学科交叉
综合复壮技术研究.首先改良土壤pH,然后通过喷施抑制蒸腾剂、注入营养液,扩大水圈、埋
设通气管等方法修复受损的黑皮油松根系,增加其吸收水和无机盐的功能.喷施抑制蒸腾剂养
护黑皮油松针叶,注射营养液有效激活了黑皮油松树干的韧皮部筛管分子、伴胞和维管形成层
细胞,增加了其光合作用的能力.通过学科交叉研究,解决了长春市行道树黑皮油松针叶枯黄、
树势明显衰弱等问题.
[关键词] 黑皮油松;合作研究;改良土壤pH;综合复壮技术;行道树景观
[中图分类号] Q 944.1 [学科代码] 180·5199 [文献标志码] A
黑皮油松Pinus tabulaeformis var.mukdensis是松科、松属、双维管束亚属油松的变种.木材为硬
木类,色深,叶鞘宿存,针叶基部的鳞叶下延.针叶内有2枚维管束.鳞脐背生,种子有翅.为阳性树种.
黑皮油松根深叶茂,具有水平根系和垂直根系,其主根发达,垂直深入地下,侧根向四周水平方向伸
展在土壤的浅表层吸收水和无机盐.黑皮油松抗逆性强,耐干旱和瘠薄土壤,喜微酸性土壤,要求土壤通
气性良好.
黑皮油松作为行道树在长春市已栽植多年.黑皮油松自然分布于承德以东至沈阳、鞍山等地区,其
稳定生长界线为沈阳以南,最北界为四平地区.长春地区黑皮油松属于引进树种.
从2000年开始,随着长春市极端气候的出现、融雪剂的大量使用,黑皮油松出现了针叶枯黄、生长
势逐年减弱的病症.2009年长春市遭受到罕见的多次大降雪,并伴随极端寒冷的天气.由于大雪严重影
响交通,环卫工人不得不使用融雪剂,并将雪堆积在黑皮油松周围.2010年春天冰雪融化后,街道两侧
的黑皮油松大部分都已经泛黄、发红,远远看去就像刚刚被大火烧过一样;松塔已经干瘪脱落,有的已死
亡(见图1)[1-2],油松的拯救工作迫在眉睫.
目前,国内对黑皮油松的研究多集中在生理、生化、生态等方面[3-22].但是关于融雪剂胁迫黑皮油松
生长发育的问题,以及如何进行黑皮油松的综合复壮问题却少有问津.为此本文进行了黑皮油松被融雪
剂胁迫后的综合复壮技术研究,以为林业管理部门和林业科技人员提供参考.
1 材料与方法
1.1 实验材料
以长春市栽种的行道树黑皮油松作为研究对象,研究区域涉及长春市的主要行政区域,即市属街路
及朝阳区、宽城区、绿园区、经开区、净月区、汽车厂区、南关区的52条街路.对共计13 365株黑皮油松
的生长情况进行全面的调查后,制定综合复壮技术研究方案.
东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第48卷
图1 2010年长春市人民大街两侧发病的黑皮油松
1.2 实验方法
1.2.1 用生物化学试剂改良根部土壤pH
融雪剂的使用,彻底破坏了黑皮油松根周围的土壤成分,改变了生长的pH条件,使其根尖开始枯
萎、腐烂,失去了吸收水和矿物质的能力,导致地上部分的针叶变黄、枯死.因此,改良黑皮油松根部土壤
的pH条件,营造快速复壮的土壤微环境,是综合复壮的基础与关键.
本实验首先应用生物化学试剂改良黑皮油松根部的土壤pH条件.实验进行4周后,黑皮油松茎尖
生长点开始复活,长出幼嫩针叶的叶原基;8周以后两针一束的嫩小针叶布满枝条的顶端.
1.2.2 物理复壮技术
(1)树冠清洗.于2012年4月初开始,每隔10d对树冠及树干进行全面彻底的清洗,每株树平均用
水量0.1t,共清洗3次.2013年、2014年继续对树冠采取清洗措施.
(2)增设通气渗灌管,改善土壤透气性.在复壮树木树穴周围半径75cm处均匀埋设3~4个直径
为10cm的通气渗灌管,土层下埋入80cm,土层上保留20cm,冬季加装帽盖.通气管垂直放入,用土添
埋好.根据树木大小及立地条件,确定埋入通气渗灌管的数量.
(3)挖掘复壮沟,改善土壤板结情况.挖掘直径为1.5m的环形复壮沟,沟宽30cm、深80cm;每株
树依次填入黄沙40kg、草炭土15kg、腐叶土20kg、生物有机肥20kg.添加材料要均匀地撒在复壮沟
内,回填原土,打水圈.水圈内径1.8m,外径2m,浇一遍透水,用水量0.1t/株.
(4)大水灌溉淋溶沉降.清除树穴内20cm深的表土,同时对树穴进行大水灌溉淋溶沉降处理,以
减少土壤中的融雪剂,减轻重金属对黑皮油松伤害.用水量0.2t/株,共3次.
(5)修剪防护.对枯枝、弱枝进行适当修剪和疏枝,摘除当年新结及未成熟的松果;适时进行中耕松
土;进入休眠期之前灌防冻水、树干缠绕草绳.于第二年5月1日前除去缠绕物.
1.2.3 化学复壮技术
(1)根部处理.5月上旬,在挖掘复壮沟的同时回填营养物质.添加生物有机肥、灌施营养液.6月中
旬开始,在每株复壮黑皮油松的树穴内挖30cm深、30cm宽的环形沟,根部灌施杀菌剂400倍液、木酢
液300倍液,进行根系杀菌消毒处理.灌施生根剂可促使根系尽快恢复生长,长出新的侧根和毛细根(见
图2).平均15d为一个周期,生根剂浓度0.2%,使用药液量0.04t/株,连续灌根3次.
(2)针叶处理.4月上旬,对黑皮油松喷施蒸腾抑制剂.用电动喷雾器喷洒在叶面、枝干上,蒸腾抑制
剂溶于水,所以喷湿完成不可再喷水.每10d喷施一次,使用浓度200倍液,药液量0.05吨/株,连续喷
施3次.在7月初对针叶采取定期喷施叶面肥、木酢液等营养物质,浓度均为300倍液.叶面肥、木酢液,
每10d喷施一次,连续喷施3次,以补充养分.
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第3期 陆静梅,等:长春市黑皮油松综合复壮技术研究
(3)树干处理.7月中旬,使用专用松柏 “树干注入液”进行树干处理(见图2).方法如下:在距地面
30cm处,先用电钻斜向下45°角在树体上钻深3~5cm至木质部的小孔,将带有尖嘴的容器直接插入
孔中2~3cm,以药液不漏出树体外为标准;然后挤压瓶体,排出孔内空气,再在瓶底打一个针眼孔即
可.南北对称方向共注射2瓶,450mL/瓶,10d后检查瓶内药液存留量,药液全部进入树体后,重新换
瓶.“树干注入液”的用量根据实际树木生长情况而定.
图2 黑皮油松的综合复壮研究
1.2.4 黑皮油松生物复壮技术
为了改善黑皮油松根际周围土壤中的有益菌群落,促进吸收根的发育及其菌根化,选用菌根制剂进
行复壮处理.方法如下:首先在树盘下挖环状沟,深度以达到根系分布层为宜.用5L菌根剂添加10L
细黄土加水调成黏糊状,将菌根剂均匀涂抹在根系分布层近树的一侧沟壁上,再覆土即可.
2 结果与分析
北方地区,由于冬季采暖期长达半年,煤烟排放量较大,导致大量煤烟粉尘滞留于黑皮油松针叶上.
烟尘覆盖了叶面、堵塞了针叶气孔,直接影响叶的光合作用,破坏针叶的叶肉组织,使针叶脱水、失绿、枯
干、落叶,生长发育不良.经过连续3年早春对黑皮油松采取清洗措施,黑皮油松针叶上煤烟、灰尘、重
金属颗粒明显减少,针叶清洁后气孔通畅,光合作用、呼吸作用明显增强,针叶失绿枯黄、落叶现象明显
减少,绿叶量明显增加,生长势逐年恢复(见图3).
通过实验发现,土壤的透气性对黑皮油松生长影响较大,土壤深耕可以提高土壤通气性,形成良好
的内部气体交换空间.
实验证明:通过埋入通气渗灌管可增加土壤透气性,使黑皮油松根部通气状况得以明显改善.在进
入旺盛生长季节后,渗灌管又可以作为补充水分、养分的通道,能够使水分、营养物质等得以均匀到达根
系的各个层面,保证根部对水分、营养物质的有效吸收;同时也可以缓解土壤板结程度.实验结果表明,
增设通气渗灌管后黑皮油松生长弱势得以改善.
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东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第48卷
图3 复壮后的黑皮油松
挖掘复壮沟、填入透气材料的方法,有效改善了土壤的板结状况,增加了土壤通透性和肥力.通过填
埋适量黄沙、草炭土、树叶、有机基质,促进了土壤团粒结构的形成.实验结果证明:通过挖掘复壮沟,促
进了根系范围内侧根及毛细根系的生长;根系生根量、根系长度都有明显增加;扩大了根与土壤的接触
面,增强了水分、矿质元素的吸收功能,提高了碳水化合物的合成和运输.
对黑皮油松根部土壤的测试结果表明,土壤中盐分总量及重金属含量均超标,在树穴内清除部分表
土、大水灌溉淋溶沉降的处理办法,能有效减少土壤中盐分总量及重金属含量.融雪剂及重金属污染层
一般存在于表土层30cm以内,清除部分表土,能减少污染物质、盐分和重金属,有效避免对根系的毒
害.3年的实验结果证明,该方法对缓解土壤污染效果显著.
在黑皮油松进入生长季节后,在叶面喷施木酢液、叶面肥,对油松生长具有促进作用,可以增加针叶
存留数量,减少针叶枯黄量.喷施叶面肥后,与对照组相比较,针叶留存数量明显增加,对照组3年平均
针叶留存数量为250.96个,实验组3年平均针叶留存数量为379.7个,效果显著;同时落叶量明显减
少,叶色变绿,生长势逐渐恢复趋于正常.
3年的观测结果表明,施用菌根剂后黑皮油松生长状况明显得到改善:土壤的物理性质得以改善,
稠密的菌丝网,使土壤变得疏松、透气和具有弹性,菌丝网具有较好的保土和保水性能,起固定和团聚作
用;枝叶年生长量显著提高,针叶变绿,当年新枝抽枝量增多.植株生长健壮,生长势旺盛.
菌根剂可以提高植物根系吸收水、肥的能力,提高植物对矿物质和有机质的分解和利用.菌根剂的
施用使黑皮油松产生外生菌根,其生长过程中能分泌多种酶,可以直接分解土壤中不溶解的矿物质、有
机质等多种矿物元素,改善植物体内养分状况,提高黑皮油松对土壤养分的利用率.菌根在生长、存活过
程中产生多种天然生长刺激素,包括生长素等,调节植物体内养分运转,促进植物生根、生长和发育.菌
根对环境的适应性比植物强,因而当它们与植物形成菌根后可以增强植物的抗逆性,如提高对土壤干
旱、瘠薄、极端高温、酸碱度和高浓度有毒物质的抗性和耐性,扩大根际的粘胶层范围、加速矿质土壤风
化等,改善土壤的化学性质.在改善土壤理化性质的同时,有益的微生物群落除具有防卫功能,成为植物
防御病害的防线以外,还提高了土壤活性,具有分解、吸收、固氮、养分传递、减轻环境污染等作用,并能
保持土壤结构,提高土壤的可耕性,使其更有利于植物的生长.
3 结论
长春市的行道树黑皮油松树势衰弱的主要原因是:应用融雪剂除雪,并将雪堆放在黑皮油松周围,
造成了其根部土壤板结、透气性变差;融雪剂和重金属污染,破坏了土壤的营养物质及生长环境.
3年的综合复壮技术研究实践证明,本实验方法有效、可行,拯救了濒临死亡的黑皮油松.
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第3期 陆静梅,等:长春市黑皮油松综合复壮技术研究
[参 考 文 献]
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The comprehensive rejuvenation study for Pinus tabulaeformis var.mukdensis
LU Jing-mei 1,LU Guang2,WANG Yan2,LIU Dan-dan1
(1.School of Life Sciences,Northeast Normal University,Changchun 130024,China;
2.Changchun City Garden Science and Technology Institute,Changchun 130033,China)
Abstract:Application of physical,chemical and biological comprehensive rejuvenation technique,
through the interdisciplinary cooperation study to research the comprehensive rejuvenation technique
of endangered P.tabulaeformis Changchun roadside-trees.First of al,improved soil pH,and then
injected inhibit-transpiration solution and nutrient solution,expanded the hydrosphere,embedded
ventilation pipe to repair their damaged root,increased its function of absorbing water and inorganic
salts.To spray inhibit-transpiration solution is curing its needles,to inject nutrient solution is
effectively activating the molecule of phloem sieve tube,companion cel and the vascular cambium
cels,increased its ability to photosynthesis.Through the interdisciplinary research cooperation,solved
the problem of rodeside-trees obvious weakness and pinus needles become withered and yelow,restore
the grand canopy and lush growth of pinus trees in Changchun.
Keywords:Pinus tabulaeformis var.mukdensis;cooperative study;improve soil pH;comprehensive
rejuvenation technology;roadside-tree landscape
(责任编辑:方 林)
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