陳曉敏,謝英奇,夏帥志,徐 洪,李青春,黃范全
(沅江市林業(yè)局,湖南 沅江 413100)
洞庭湖平原位于湖南省東北部,主要由長(zhǎng)江通過(guò)松滋、太平、藕池、調(diào)弦四口輸入的泥沙,以及洞庭湖水系湘江、資江、沅江、澧水等帶來(lái)的泥沙沖積而成,總面積18780km2,土壤深厚、肥沃,是湖南省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)土壤為堿性,據(jù)調(diào)查,平均土壤pH為7.8,其中,pH7.5~8.5的堿性土壤占82.17%,pH>8.5的強(qiáng)堿性土壤占0.85%。洞庭湖平原地下水豐富,地下水位普遍較高,國(guó)土普查統(tǒng)計(jì),豐水季節(jié),地下水深度<30cm的占21.2%,30~60 cm的占23.8%,>60cm的占54.9%[1]。
香樟(Cinnamomumcamphora)是樟科(Lauraceae)樟屬(Cinnamomum)常綠大喬木,為亞熱帶常綠闊葉樹(shù)種,在我國(guó)主要分布于長(zhǎng)江以南及西南地區(qū)。香樟也是益陽(yáng)市資陽(yáng)區(qū)、赫山區(qū)及沅江市赤山島等丘岡地帶最主要的自然植物種群和名貴鄉(xiāng)土樹(shù)種。香樟樹(shù)大蔭濃,四季常青,枝葉秀麗而具有香氣,是我國(guó)南方多省區(qū)風(fēng)景名勝綠化和旅游開(kāi)發(fā)的首選樹(shù)種;香樟木材木質(zhì)紋理清晰兼有芳香氣味,木材結(jié)構(gòu)細(xì)致均勻、易削切、切面光滑、耐腐蝕、耐蟲(chóng)蛀,常用作雕刻、家具裝飾、高檔木板的原材料;香樟枝葉富含精油,是日用化工、醫(yī)藥及食品等的重要原材料。香樟適生于深厚肥沃的pH 5.5~7.0的酸性或中性砂壤土,根系發(fā)達(dá),深根性,抗倒能力強(qiáng),不耐干旱和瘠薄,能短期耐水淹[2-3]。
香樟黃化病是一種非侵染性病害,是由于土壤pH過(guò)高,造成土壤中的鐵元素被土壤吸附固定,不能正常地被植物吸收利用,使植物葉片處于缺鐵狀態(tài)而呈現(xiàn)黃化癥狀的生理性病害。輕度香樟黃化病影響香樟正常生長(zhǎng),重度香樟黃化病導(dǎo)致香樟死亡[4]。
大量研究證明,土壤溶液pH越高,土壤對(duì)各種重金屬元素的吸附量和吸附能力則越強(qiáng)。當(dāng)pH>7時(shí),一些元素特別是微量金屬陽(yáng)離子,如Fe2+等溶解性降低,導(dǎo)致植物和微生物中這些元素缺乏。土壤pH受地下水、地面灌溉水、雨水的影響。碳酸鹽和鈣離子在地下水源中很常見(jiàn),因此成為堿性水源,雨水通常為弱酸性,此外還要考慮酸雨,其中既有硫酸鹽又有大量的氫離子。因此,堿性土壤地區(qū)的表層土壤,特別是耕作層土壤的pH要低于較深層土壤的pH[5-8]。
香樟在洞庭湖平原有廣泛的栽培,但其生長(zhǎng)表現(xiàn)參差不齊,有的生長(zhǎng)良好,有的黃化嚴(yán)重,有的生長(zhǎng)十分緩慢,原因是多方面的,但洞庭湖平原高地下水位和高pH是影響香樟生長(zhǎng)最大的因子。由于香樟不定根不發(fā)達(dá),主根由胚根發(fā)育,生長(zhǎng)在固定的位置,香樟地下莖在移栽后較難生長(zhǎng)出有利于生長(zhǎng)的側(cè)根。香樟栽植過(guò)深,過(guò)多的地下水影響了根呼吸和延緩了地溫的升高,導(dǎo)致香樟生長(zhǎng)緩慢或死亡。同時(shí),栽植過(guò)深,理論上香樟黃化病也更易發(fā)生;栽植過(guò)淺,香樟容易倒伏和不耐干旱,影響成活率[9-13]。為了論證香樟在洞庭湖平原堿性土壤條件下最合理的栽植深度,于2021年2月至2022年11月在沅江市開(kāi)展了相關(guān)研究。
試驗(yàn)地位于湖南省沅江市南大膳鎮(zhèn)大寨渠南岸,全長(zhǎng)8.6km。試驗(yàn)地光照充足,土壤肥沃,排水良好,年平均氣溫16.9 ℃,年平均日照時(shí)數(shù)為1743.5h,年平均降水量1322mm,多集中在4—6月,無(wú)霜期276d。土壤為河湖沖積物沉積形成的湖潮土,土壤pH8.0 ,地下水50~100cm。
試驗(yàn)用香樟來(lái)自沅江市赤山島,該島為雪峰山余脈,土壤為四紀(jì)紅壤,pH5.5~6.5,試驗(yàn)樹(shù)帶土移栽,胸徑4~5cm,土球直徑35cm,樹(shù)干在2.4m處截干,不保留樹(shù)冠和側(cè)枝。
2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法,設(shè)置栽植深度一個(gè)因素,栽植深度是指苗木根莖處埋土深度。2021年2月下旬至3月上旬進(jìn)行栽植,設(shè)置了-5、0、5、10、15、20、25、30cm共計(jì)8種深度的栽植處理(-5cm是指根莖處高于地平面5cm,土球周?chē)钔?5cm至根莖處,簡(jiǎn)稱(chēng)“淺栽高培土”),每個(gè)處理重復(fù)3次,共計(jì)24個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)栽30株,共計(jì)720株。栽植株行距為4m×5m。試驗(yàn)穴規(guī)格為70cm×70cm×70cm,根據(jù)栽植深度回填土壤。
因試驗(yàn)栽植苗木較多,為減少因栽植時(shí)間不同帶來(lái)的誤差,每個(gè)重復(fù)的起苗、運(yùn)苗、植苗均在同一天內(nèi)完成。苗木在栽植后澆足澆透頭水,1周后澆二水,之后每隔15~20d檢查1次土壤墑情,發(fā)現(xiàn)土壤缺水及時(shí)澆水,澆水持續(xù)至2021年4月下旬。苗木栽植后的后期管理均采取相同標(biāo)準(zhǔn),即:統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)澆水、施肥、抹芽、病蟲(chóng)害防治和松土除草。
2.2.2 調(diào)查內(nèi)容與方法
(1)成活率調(diào)查
于2021年6月上旬、11月上旬及2022年11月上旬,采用全株調(diào)查法對(duì)各處理香樟成活率進(jìn)行調(diào)查并數(shù)據(jù)分析。為了便于區(qū)分是黃化病還是干旱等其它原因?qū)е铝苏翗?shù)植株死亡,在黃化病調(diào)查時(shí),對(duì)感病植株用油漆標(biāo)注,并結(jié)合黃化病致死癥狀加以區(qū)分。
(2)香樟黃化病調(diào)查
于2021年6月上旬及2022年11月上旬,對(duì)各處理香樟進(jìn)行黃化病調(diào)查。為簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,本試驗(yàn)黃化病調(diào)查不做危害程度等級(jí)區(qū)分和感病指數(shù)計(jì)算,香樟苗成活生長(zhǎng)出枝葉后,凡有樹(shù)葉失綠變黃、生長(zhǎng)異常的香樟,均統(tǒng)計(jì)為感病株。
(3)生長(zhǎng)量調(diào)查
于2021年11月上旬和2022年11月上旬,對(duì)各處理香樟的樹(shù)高、胸徑進(jìn)行測(cè)量,對(duì)調(diào)查所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其中,樹(shù)高采用塔尺調(diào)查,胸徑采用測(cè)樹(shù)專(zhuān)用圍尺調(diào)查。
從表1可知,栽植深度對(duì)香樟黃化病的影響較為顯著,香樟黃化病的發(fā)生與栽植深度呈正相關(guān),當(dāng)栽植深度達(dá)到20cm以上時(shí),香樟黃化病發(fā)生率明顯上升,當(dāng)栽植深度達(dá)到25cm以上時(shí),出現(xiàn)嚴(yán)重感病和死亡植株。
表1 不同栽植深度對(duì)香樟黃化病的影響Tab.1 Effects of different planting depths on yellowing disease of Cinnamomum camphora栽植深度/cm栽植株數(shù)2021年6月2022年11月感病株數(shù)感病率/%感病株數(shù)感病率/% 備注-5901112.255.6090910.055.65901213.366.610901314.477.715901415.688.920901820.01617.825901921.11718.9 病危1株30902224.42124.4死亡1株
2022年11月調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,隨著香樟的生長(zhǎng),根系越來(lái)越發(fā)達(dá),植株越來(lái)越健壯,對(duì)黃化病表現(xiàn)出了一定的自愈力,這種自愈力主要體現(xiàn)在栽植深度-5~15cm的區(qū)域,平均黃化病感病率由2021年6月的13.1%降至2022年11月的6.9%,降幅為47%,而栽植深度大于20cm的區(qū)域自愈力表現(xiàn)微弱,平均黃化病感病率由2021年6月的21.8%降至2022年11月的20%,降幅僅為8.3%。
從表2可以看出,栽植深度對(duì)香樟成活率的影響較為顯著,栽植當(dāng)年,栽植深度小于20cm的小區(qū),香樟成活率均較高,栽植深度大于20cm的小區(qū),香樟成活率顯著下降;同時(shí),香樟枝葉萌發(fā)明顯延遲,部分樹(shù)干上端枯死。
表2 不同栽植深度對(duì)香樟成活率的影響Tab.2 Effects of different planting depths on survival rate of Cinnamomum camphora栽植深度/cm栽植株數(shù)2021年6月2021年11月2022年11月成活株數(shù)成活率/%成活株數(shù)成活率/%成活株數(shù)成活率/%-5908796.78392.27684.40908695.68594.48392.25908897.88897.88796.710908695.68695.68695.6
2021年6月成活率調(diào)查,栽植深度為5cm、15cm小區(qū)的成活率最高,達(dá)97.8%,栽植深度為30cm的小區(qū)成活率最低,僅88.9%,前者比后者成活率提高了8.9%;栽植深度小于20cm的小區(qū)平均成活率為96.7%,栽植深度大于20cm的小區(qū)平均成活率為90%,前者比后者成活率提高了6.7%。
2021年11月成活率調(diào)查,栽植深度為-5cm小區(qū)的成活率降低了4.5%,栽植深度為0cm小區(qū)的成活率降低了1.2%,其它小區(qū)成活率均未有變化,這可能是由于2021年夏、秋季的高溫與干旱導(dǎo)致栽植過(guò)淺樟樹(shù)部分死亡。
2022年出現(xiàn)了自1961年以來(lái)的最熱夏季,栽植過(guò)淺的-5cm小區(qū)出現(xiàn)較多的植株死亡,成活率降至84.4%,栽植深度為0cm小區(qū)出現(xiàn)2株死亡,成活率降至92.2%,其它栽植較深的小區(qū)均表現(xiàn)出了較強(qiáng)的耐干旱能力,成活率較穩(wěn)定。
從表3可以看出,栽植深度對(duì)香樟胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)量的影響均極顯著。栽植第一年,栽植深度為0cm的小區(qū),生長(zhǎng)表現(xiàn)最好,平均胸徑生長(zhǎng)量和平均樹(shù)高生長(zhǎng)量分別為1.3cm、82cm,增長(zhǎng)率分別為28.9%、34.2%。栽植深度為30cm的小區(qū),生長(zhǎng)表現(xiàn)最差,平均胸徑生長(zhǎng)量和平均樹(shù)高生長(zhǎng)量分別為0.4cm、45cm,生長(zhǎng)率分別為8.9%、18.8%。栽植第二年,栽植深度為5cm的小區(qū),生長(zhǎng)表現(xiàn)最好,平均胸徑生長(zhǎng)量和平均樹(shù)高生長(zhǎng)量分別為2.4cm、155cm,生長(zhǎng)率分別為42.12%、48.3%。栽植深度為30 cm的小區(qū),生長(zhǎng)仍表現(xiàn)最差,平均胸徑生長(zhǎng)量和平均樹(shù)高生長(zhǎng)量分別為1.1cm、86cm,生長(zhǎng)率分別為22.4%、30.2%??傮w來(lái)看,栽植深度為-5~10cm的小區(qū)生長(zhǎng)均表現(xiàn)良好,尤其以栽植深度為0~5cm小區(qū)表現(xiàn)最好,當(dāng)栽植深度大于15cm時(shí),栽植越深,生長(zhǎng)表現(xiàn)越差,栽植深度達(dá)到25cm以上時(shí),一些植株表現(xiàn)出了生長(zhǎng)遲滯的病態(tài)。
表3 不同栽植深度對(duì)香樟生長(zhǎng)的影響Tab.3 Effects of different planting depths on the growth of Cinnamomum camphora栽植深度/cm2021年2022年胸徑樹(shù)高胸徑樹(shù)高生長(zhǎng)量/cm生長(zhǎng)率/%生長(zhǎng)量/cm生長(zhǎng)率/%生長(zhǎng)量/cm生長(zhǎng)率/%生長(zhǎng)量/cm生長(zhǎng)率/%-51.022.279.032.92.036.4143.044.801.328.982.034.22.339.7150.046.651.226.781.033.82.442.1155.048.3100.920.076.031.22.138.9148.046.8150.715.665.027.11.630.8125.041.0200.715.658.024.21.426.9103.034.6250.511.149.020.41.326.095.032.9 300.48.945.018.81.122.486.030.2
從表3中兩年生長(zhǎng)量對(duì)照來(lái)看,栽植深度對(duì)香樟胸徑生長(zhǎng)量的影響,第一年要明顯大于第二年。2021年,生長(zhǎng)最好的小區(qū)平均胸徑生長(zhǎng)量1.3cm,是生長(zhǎng)最差小區(qū)平均胸徑生長(zhǎng)量0.4cm的3.25倍;而2022年,生長(zhǎng)最好的小區(qū)平均胸徑生長(zhǎng)量2.4cm,僅為生長(zhǎng)最差小區(qū)平均胸徑生長(zhǎng)量1.1cm的2.18倍。
(1)香樟栽植的深度不同,黃化病感病株率有較顯著的差異。栽植越深,香樟黃化病越容易發(fā)生。栽植深度0cm的小區(qū),黃化病感病株率最低,兩年感病株率分別為9%、5.6%;而栽植深度為30cm的小區(qū),黃化病感病株率最高,兩年感病株率分別為27.8%、25.6%。試驗(yàn)表明,黃化病感病株率較低、且較易自愈的栽植深度為-5~15cm。
(2)香樟栽植的深度不同,成活率的差異較顯著。栽植過(guò)淺,如-5cm,苗木生根不完全,容易倒伏,遇干旱季節(jié),容易死亡。栽植過(guò)深,如20cm以上,苗木根部因水份過(guò)多、地溫過(guò)低、氧氣稀少,苗木成活率降低。試驗(yàn)表明,成活率高且較耐干旱的栽植深度為0~20cm。
(3)香樟栽植的深度不同,胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)量有顯著的差異。合理的栽植深度,可提高香樟胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)量,試驗(yàn)表明,栽植深度為-5~10cm時(shí),香樟胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)正常,栽植深度為0~5cm時(shí),香樟胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)表現(xiàn)最佳。
綜上所述,在洞庭湖平原堿性土壤條件下,香樟的栽植深度均對(duì)香樟黃化病、成活率、生長(zhǎng)量有較顯著的影響。綜合考慮黃化病、成活率、生長(zhǎng)量、造林成本等因素,香樟最適宜的栽植深度為0~10cm。