徐金明，王東升，杜錦洲，代 瑩

(長(zhǎng)春市綠化管理處，吉林 長(zhǎng)春 130062)

近幾年，在早春期間，長(zhǎng)春市城區(qū)內(nèi)街路綠化的主要樹種——黑皮油松出現(xiàn)了針葉發(fā)黃、生長(zhǎng)勢(shì)嚴(yán)重減弱的現(xiàn)象，人民大街兩側(cè)的油松受害尤為嚴(yán)重。為了找出油松受害的原因，筆者對(duì)長(zhǎng)春市道路綠化的黑皮油松進(jìn)行了調(diào)查分析。

1 研究方法

1.1 植物樣品的采集與處理

2011年4月15～25日，沿人民大街選取道路兩側(cè)的黑皮油松(Pinus tabulaeformis var.mukdensis Uyeki)植株，按不同受害程度劃分為生長(zhǎng)正常、輕度、重度和近死亡4個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)取6株。在兒童公園內(nèi)取生長(zhǎng)良好的3株黑皮油松作為對(duì)照(標(biāo)準(zhǔn)樣)。在每株樹上分別剪取正常針葉和受害針葉。

將針葉置于65℃烘箱中烘干48～72 h，然后粉碎過(guò)40目篩。以開(kāi)氏法測(cè)定針葉的全氮(半微量凱式定氮儀);以釩鉬黃比色法測(cè)定全磷(722型可見(jiàn)光分光光度計(jì));以原子吸收分光光度法測(cè)定全鉀(2020FS原子吸收分光光度計(jì))。

1.2 土壤樣品的采集與處理

2011年4月15～25日，在采集針葉的每株油松處，以根鉆法鉆取土壤樣品。按0～30、30～60、60～100 cm土層分別取樣裝袋。

將土壤置于室內(nèi)陰干。剔除雜物后碾壓粉碎過(guò)1 mm篩。采用2 mol氯化鉀浸提—還原蒸餾法測(cè)量土壤速效氮(儀器:半微量凱式定氮儀);采用0.5molNaHCO3法測(cè)定速效磷(722型可見(jiàn)光分光光度計(jì));采用NH4OAc浸提—原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定速效鉀(2020FS原子吸收分光光度計(jì));采用電位法測(cè)定土壤pH(PHS－3B酸度計(jì));采用電導(dǎo)法測(cè)定土壤溶液電導(dǎo)率(DDB—303A型便攜式電導(dǎo)率儀);采用離子色譜(離子色譜分析儀)測(cè)定土壤中Na+和Cl－的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑皮油松受害并不是土壤營(yíng)養(yǎng)水平低下所致

為了驗(yàn)證黑皮油松立地土壤營(yíng)養(yǎng)水平越低，則其受害越嚴(yán)重的假設(shè)，我們測(cè)量了受害程度不同的黑皮油松立地土壤營(yíng)養(yǎng)水平，取樣深度達(dá)1 m，具體測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。不同等級(jí)土壤的養(yǎng)分含量見(jiàn)表2。

表1 立地土壤養(yǎng)分測(cè)定

從表1可以看出，0～30 cm、30～60 cm、60～100 cm的所有土壤樣本的速效氮均值分別為17.42、11.42、12.30 μg·g－1，與表 2 不同等級(jí)土壤的營(yíng)養(yǎng)水平相比較處于極低水平;速效磷均值為 31.25、22.92、27.60 μg·g－1，處于極高水平;速效鉀均值為 185.28、161.89、156.75 μg·g－1，處于高水平。

土壤的速效氮、磷、鉀數(shù)據(jù)并不支持低土壤營(yíng)養(yǎng)水平是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。因?yàn)槌酥囟仁芎谄び退傻耐寥罓I(yíng)養(yǎng)狀況在某些土層內(nèi)顯著低于其它黑皮油松外，其余組間的差異并不明顯。甚至公園內(nèi)生長(zhǎng)良好的黑皮油松的土壤營(yíng)養(yǎng)水平低于道路綠化帶營(yíng)養(yǎng)水平，或無(wú)顯著差異(圖2)。因此，土壤營(yíng)養(yǎng)狀況并不是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

表2 不同等級(jí)土壤的營(yíng)養(yǎng)水平

圖1 不同受害程度黑皮油松正常葉片的營(yíng)養(yǎng)元素含量

2.2 黑皮油松受害是因?yàn)闃淠緦?duì)土壤營(yíng)養(yǎng)的吸收受阻

我們測(cè)量了受害程度不同的黑皮油松正常針葉的全氮、全磷和全鉀含量(詳見(jiàn)表3)。嚴(yán)重受害和幾近死亡黑皮油松正常葉片的氮、磷含量，顯著低于道路上正常生長(zhǎng)和輕度受害的黑皮油松，同時(shí)低于公園內(nèi)生長(zhǎng)狀態(tài)良好的黑皮油松(圖1)。該結(jié)果表明，受害黑皮油松針葉的營(yíng)養(yǎng)狀況較差。除了黑皮油松所處立地營(yíng)養(yǎng)條件本身會(huì)造成這種差異外，還有處于不同受害程度的黑皮油松個(gè)體，因某種原因而致?tīng)I(yíng)養(yǎng)吸收途徑受阻，從而無(wú)法充分吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素。

表3 受害與正常針葉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

鉀元素含量與氮、磷元素相反，無(wú)論受害程度怎樣，生長(zhǎng)在道路兩側(cè)的黑皮油松針葉鉀含量顯著高于公園內(nèi)黑皮油松(圖1)。作為植物生長(zhǎng)必備的大量元素，鉀元素除了參與植物的各種代謝活動(dòng)外，還因能提高細(xì)胞滲透勢(shì)而成為植物抵抗干旱和鹽脅迫的主要離子。當(dāng)植物體內(nèi)鉀元素大量增加時(shí)，往往意味著植物正在遭受著嚴(yán)重的土壤干旱或生理干旱。所謂土壤干旱是指土壤含水量低，植物無(wú)法吸收到充足水分。生理干旱是指土壤并不缺水，但因其它不良土壤狀況(如鹽堿、低溫、通氣狀況不良、存在有害物質(zhì)等)或根系自身原因(如執(zhí)行吸收功能的毛細(xì)根死亡)，使根系無(wú)法吸收水分，致使植物發(fā)生水分虧缺的現(xiàn)象。當(dāng)生理干旱發(fā)生時(shí)，植物往往會(huì)主動(dòng)吸收大量鉀元素，以平衡細(xì)胞液滲透勢(shì)，維持水分平衡。因此，不同受害等級(jí)黑皮油松正常針葉的營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)顯示，受害黑皮油松對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的吸收途徑受阻，受阻原因源自生理干旱。

圖3 不同受害程度黑皮油松立地土壤的pH值和電導(dǎo)率

2.3 鹽分聚集是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因

土壤水溶鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，其水溶液具有導(dǎo)電作用。導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，可用電導(dǎo)率表示。在一定濃度范圍內(nèi)，溶液的含鹽量與電導(dǎo)率呈正相關(guān):含鹽量愈高，溶液的滲透壓愈大，電導(dǎo)率也愈大。因此土壤浸出液的電導(dǎo)率的數(shù)值能反映土壤含鹽量的高低。

由圖3的電導(dǎo)率可以看出，道路兩側(cè)綠化帶0～30 cm、30～60 cm和60～100 cm土層的電導(dǎo)率均顯著高于公園各層土壤，表明綠化帶0～100 cm的土壤中已含有較高的鹽分，這些鹽分主要聚集在0～30 cm的表層土壤中。

本次研究監(jiān)測(cè)的道路綠化帶土壤pH值與公園土壤沒(méi)有顯著差異，變化范圍在7.5～8.4之間(圖3)。同時(shí)，道路兩側(cè)不同受害程度黑皮油松的立地土壤pH值之間也沒(méi)有顯著差異。表明道路綠化帶土壤電導(dǎo)率的增加是由中性鹽引起的，即傷害黑皮油松的是鹽脅迫，而不是堿脅迫。

圖4 不同受害程度黑皮油松立地土壤(0～30 cm)的Na+和Cl－離子含量

0～30 cm土層的Na+和Cl－離子含量顯示，公園內(nèi)土壤中的鹽離子含量明顯低于道路兩側(cè)綠化帶土壤。并且，重度和死亡黑皮油松的立地土壤中含有較高的Na+和Cl－離子。因此，從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來(lái)看，道路綠化帶土壤的高含鹽量是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

從世界范圍來(lái)看，化學(xué)融雪劑用于清除道路積雪始于20世紀(jì)30年代，在20世紀(jì)60年代得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在寒冷地區(qū)。加拿大每年氯化鈉型融雪劑的使用量約為900～1 000萬(wàn)t。美國(guó)每年化學(xué)融雪劑的使用量也高達(dá)千萬(wàn)噸。近年來(lái)，在中國(guó)北方地區(qū)融雪劑除雪以其簡(jiǎn)便的操作方式、低廉的價(jià)格及良好的融雪效果而得到廣泛應(yīng)用。因大量使用融雪劑而使園林植物受害的現(xiàn)象已在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市發(fā)生。例如，北京市2002年冬季撒放的融雪劑共造成4 000多株植物死亡;南京市2007年用掉的融雪劑多達(dá)2 000多噸，致使一些行道樹和綠島植物出現(xiàn)了發(fā)黃枯萎的現(xiàn)象。

近年來(lái)，由于冬季降雪量較大，長(zhǎng)春市為解決交通問(wèn)題，而大量撒放成本較低的氯鹽融雪劑。融化后的雪水滲入到土壤后，把大量可溶性鹽離子帶到植物根系周圍，導(dǎo)致鹽離子在土壤表層聚集，從而引起綠化植物淺層毛細(xì)根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收受阻，甚至引起毛細(xì)根的死亡。

氯化鈉型融雪劑對(duì)植物的影響因植物種類而異，但都會(huì)造成植物生物量的下降、葉片黃褐化和最終導(dǎo)致植株死亡。主要危害有以下三方面:①滲透脅迫。含有鹽分的積雪融化后滲入到土壤中，導(dǎo)致土壤鹽濃度上升，植物吸收水分困難，尤其是在大氣相對(duì)濕度較低的情況下，蒸騰作用加強(qiáng)，鹽害更為嚴(yán)重。②離子毒害。土壤環(huán)境鹽分過(guò)多，就會(huì)導(dǎo)致植物吸收某種鹽類過(guò)多而排斥了對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，從而導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)部的離子種類和濃度發(fā)生變化，破壞原有平衡，造成植物營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，抑制其生長(zhǎng)。③破壞正常代謝。主要包括對(duì)植物光合作用、呼吸作用和蛋白質(zhì)代謝等方面的影響。

除此以外，高濃度Na+能分散土壤中有機(jī)顆粒和無(wú)機(jī)顆粒，導(dǎo)致土壤滲透能力下降，造成土壤板結(jié)，水分不易到達(dá)深層土壤，致使深層根系吸水同樣發(fā)生困難。

2.4 相同生境條件下的黑皮油松，植株較大的受害較輕

根系是植物吸收水分和營(yíng)養(yǎng)的主要器官，當(dāng)根系受損時(shí)，其吸收能力將大大降低。因取樣困難，我們無(wú)法取到深入地下的黑皮油松根系。但依據(jù)植物地上和地下生物量的相關(guān)性，我們可以通過(guò)比較不同受害程度黑皮油松的冠徑和胸徑，來(lái)揭示根系間的差異。

隨著受害程度的增加，黑皮油松的冠徑和胸徑表現(xiàn)為降低，并且重度受害黑皮油松冠徑的降低程度達(dá)到了顯著水平(圖5)。該結(jié)果表明，黑皮油松的受害程度與植株大小相關(guān)，即植株越小，受害程度越重。

鹽害發(fā)生時(shí)，大量細(xì)根往往因無(wú)法忍受高鹽條件而死亡。冠徑和胸徑小意味著植株根系較小，從而執(zhí)行水分和營(yíng)養(yǎng)吸收的細(xì)根數(shù)量和面積也相對(duì)較少。因此，在同樣鹽害條件下，依舊能執(zhí)行吸收功能的小植株的細(xì)根數(shù)量大大少于大植株，受害更為嚴(yán)重。并且，植株較大的黑皮油松，其根系深入土層更深，可以在未遭受鹽害干擾的深層土壤中存活并吸取營(yíng)養(yǎng)，從而降低了鹽脅迫的傷害。

圖5 黑皮油松的冠徑和胸徑

2.5 近幾年已不在道路綠化帶中堆積撒有融雪劑的積雪，綠化帶中仍有鹽分

①融雪劑中的鹽分一旦進(jìn)入土壤，便很難清除。滲透到土壤中的鹽類物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間地滯留而使土壤很難恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。氯化鈉型融雪劑融化后，Na+和Cl－在土壤中有較高的溶解度，容易在土壤中蓄積，并且鹽分隨著土壤水分的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。

②即便是不向綠化帶中堆積融雪劑雪，來(lái)往汽車行駛時(shí)噴濺的雪水，同樣能夠飛濺到綠化帶中。發(fā)黃枯萎的植被都靠近機(jī)動(dòng)車道也證明了這一點(diǎn)。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

①本研究中所有土壤樣品的速效氮都處于極低水平，速效磷處于極高水平，速效鉀處于高水平。不同受害等級(jí)黑皮油松生長(zhǎng)的土壤營(yíng)養(yǎng)條件沒(méi)有顯著性差異，因此土壤營(yíng)養(yǎng)低下不是導(dǎo)致黑皮油松受害的主要原因。

②不同受害等級(jí)黑皮油松正常針葉的營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)顯示，受害黑皮油松對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的吸收途徑受阻，受阻原因源自生理干旱，造成生理干旱的直接原因是土壤中鹽分的過(guò)度積累，冬季融雪劑的過(guò)量使用是造成街路綠化帶中土壤鹽分過(guò)量的主要原因。因此黑皮油松受害的主要原因是冬季融雪劑的過(guò)量使用。

3.2 建議

①根本解決辦法是更換新土，并不再使用含鹽的融雪劑。即使移走受害樹木，補(bǔ)種植物也會(huì)因高鹽土壤而難以存活，必須進(jìn)行大規(guī)模的深層換土。針對(duì)大量噴灑了融雪劑的路段，在不傷害植物根系的情況下，將道路兩側(cè)綠化帶和分車帶中的土壤進(jìn)行更換，以防止淋溶后鹽分下移對(duì)植物造成更大的危害?；趩棠靖档姆植继攸c(diǎn)和不同土壤層面的化驗(yàn)結(jié)果，換土深度應(yīng)不小于40 cm。

②干旱期(如早春)大量灌溉，并增施營(yíng)養(yǎng)。鹽分對(duì)植物的傷害表現(xiàn)在生理干旱上，即植物吸收不到足夠的水分和養(yǎng)分。因此，在植物生長(zhǎng)的脆弱期，如早春，進(jìn)行人工灌溉，以緩解植物的吸水困難。

③還可通過(guò)在土壤中埋設(shè)滲透管和打氣孔等方式，來(lái)增加黑皮油松根系周邊土壤的透氣性和透水性，從而減輕含有融雪劑的雪水對(duì)黑皮油松的危害。

④適當(dāng)控制融雪劑的施用量。在使用融雪劑時(shí)，嚴(yán)格控制單位面積使用量，加大噴灑車與道路綠化植物之間的距離，盡量避免把融雪劑直接撒入綠化池中或樹坑內(nèi)。建議多使用環(huán)保型融雪劑，逐漸淘汰常規(guī)氯鹽型融雪劑。應(yīng)大力發(fā)展機(jī)械除雪，以機(jī)械為主，手動(dòng)為輔。并充分利用天然雪水對(duì)植物的灌溉作用。

⑤對(duì)綠化帶進(jìn)行冬季隔離，隔離方法是用無(wú)紡布在綠化帶周邊釘制60 cm以上的隔離網(wǎng)，以防止融雪劑的濺入。這種方法目前在哈爾濱市及我市的部分城區(qū)已經(jīng)使用，效果較好。