土壤矿质元素含量与古侧柏生存状态的相关性

贾文龙，邢国明

（山西农业大学园艺学院，山西太谷030801）

古树名木是绿化、美化的一个重要组成部分，是一种不可再生的自然和文化遗产，具有重要的科学、历史和观赏价值。古树是指树龄在百年以上的树木，多与人文有关[1]。

侧柏（Porientalis）又名扁柏，属于柏科侧柏属[2]，常绿乔木，高达20m，胸径1～4m，幼树树冠尖塔形，老树广圆形。树皮薄，呈薄片状剥离，生鳞叶小枝排成一平面。叶全为鳞片状，交互对生，叶长1～3mm，紧贴小枝，先端微钝，有香气。雌雄同株，球花单生于小枝顶端。球果卵圆形，长1.5～2.0 cm，种鳞木质，厚而扁平，背部上端有一反曲的小尖头，成熟前肉质蓝绿色，被白粉，熟后木质，红褐色，开裂。每种鳞具2粒种子，种子无翅。花期3—4月，球果10—11月成熟[3]。

侧柏在我国分布很广，南北各地皆有分布，其中又以黄河流域为集中分布区。它为温带阳性树种，幼龄期稍耐阴，能适应干冷及暖湿气候，抗旱性强，对土壤要求不严格，适生于中性、酸性及微碱性土中。在石灰岩山地，pH为7～8时，侧柏生长最旺盛，是石灰岩山地优良的园林树种，抗盐碱能力较强，含盐量在0.2%左右也能适应。但其浅根生，抗风力较弱，萌芽性强[4]。侧柏树冠参差，枝叶低垂，宛若碧盖，群植中混交一些观叶树种，则斑斓若霞，交相辉映，艳丽夺目。历来侧柏多配植于陵园墓地、甬道、庙宇和名胜古迹。侧柏亦可用于道路庇荫，或作绿篱，如密植于风景区道旁，加以整形，颇为别致[5]。侧柏树树冠圆浑丰满，酷似绿球，适于门庭、纪念性建筑物周围、路口种植，在规则式园林中配植最为得称；孤植或丛植于花坛、行车环岛中心亦甚相宜，若列植成篱，颇为别致。侧柏及其园艺品种对有毒气体具有中强度抗性，可作厂区、街道绿化[6]。

1 材料和方法

试验材料取自北京市中山公园内古侧柏树，生长势分为良好和衰弱，分别为A02185（良好）、A02125（良好）、A01779（良好）、A02041（良好）、A02302（良好）、A02306（良好）；A02092（衰弱）。在4—11月份进行土壤矿质元素含量的测定。

采用典型取样和常规取样结合的方法，在6月雨季前和8月底分2次同时取良好树和衰弱树的土样。取样时，在树冠垂直投影外侧取3点，每点取50～60 cm深的土样，此为古树根系分布集中区，然后把3点同一深度的土样分别均匀混合，装入信封，编号记录[7]。

数据处理用Excel和DPS数据统计分析软件系统。

2 结果与分析

2.1 土壤矿质元素含量的变异

在古侧柏土壤化学性质中，以全盐含量变幅最大，变异系数为41.67%；其次为Cu，有效P，Fe；pH变异系数最小，仅为3.49%（表1）。

表1 土壤化学性质的变异情况

2.2 土壤矿质元素含量的分布规律

经分布函数的χ2检验，土壤化学性质中有机质，全盐，pH，碱解 N，速效 K，有效 P，Fe，Mn，Cu，Zn，水溶性 Na的分布规律也遵从 N（1.40，0.172），N（0.048，0.0202），N（8.31，0.292），N（56.57，11.352），N（128.17，23.362），N（13.14，4.102），N（5.23，1.512），N（7.95，0.642），N（15.48，6.152），N（6.51，1.082），N（16.31，1.382）的正态分布。

2.3 土壤矿质元素含量标准值范围的划分

土壤化学性质的标准值包括缺乏、低值、正常值、高值、过高5个数值范围。研究发现，对符合正态分布的有机质，全盐，pH，碱解N，速效K，有效 P，Fe，Mn，Cu，Zn，水溶性 Na，按概率分级法，用（-1.281 8 S），（-0.524 6 S），（+0.524 6 S），（+1.281 8 S）4个分点将土样分析数据分为5级，使1～5级分别对应标准值中的缺乏、低值、正常值、高值、过高5个数值范围，5个级别的样本出现的概率分别为10%，20%，40%，20%和10%。其中，处在第3级，即在（X－0.524 6 S）～（+0.524 6 S）间的土样分析值，可作为标准值的正常值范围。

2.4 土壤矿质元素含量的标准值

采用4点5分段的概率分级法，划分土壤化学性质标准值中的缺乏、低值、正常值、高值、过高5个数值范围。据此提出中山公园古侧柏土壤矿质元素含量的标准值（表2），与国内外标准值相比[8]，基本保持一致。北京中山公园土壤化学性质标准值表现出的独特点是土壤、环境及栽培管理措施综合反应的结果。

表2 土壤化学性质的标准值

2.5 土壤矿质元素含量与古树生长的关系

土壤有机质对古树正常生长非常重要，它可以长期稳定、均衡地供给古树所需要的营养，特别是微量元素，更重要的是，使土壤形成和保持良好的团粒结构，使土壤的水、肥、气、热等综合指标保持良好状态。土壤有机质含量是土壤指标的决定性因素之一，是衡量土壤肥力的关键指标。土壤有机质含量应不低于1.32%，才能使古树保持良好的生长状况。同时，树木生长需要N，P，K，Ca，Mg，Fe，Mn，Cu，Zn 等矿质营养元素。古树多年生长在固定的土壤里，长期大量吸取养分和降水的淋溶作用，造成土壤的矿质元素缺乏。另外，城市工业化及人为的活动还会影响自然界和土壤，可能造成土壤中某些元素过量，引起古树对某种元素的过量中毒。例如，Na+是土壤中常发现的过量中毒的离子。

3 结论与讨论

3.1 结论

根际环境对古树生长有着直接的影响。古侧柏生长的最佳立地条件为：有机质1.32%～1.49%，全盐 0.038%～0.059%，pH 8.17～8.46，碱解 N 50.63～62.52mg/kg，速效 K 115.93～140.42 mg/kg，有效 P 11.00～15.29mg/kg，Fe 4.45～6.02 mg/kg，Mn 7.62 ～8.29 mg/kg，Cu 12.26 ～18.71 mg/kg，Zn 5.95～7.08mg/kg，水溶性 Na 15.60～17.03mg/kg。这为古侧柏保护复壮提供了参数。

3.2 讨论

大量测试数据的分析表明，矿质营养元素与古树的生长有显著的关系，每种元素在古树的正常生长中都有一个合理的量，不能过多或过少，而且各种元素相互间要保持一个适宜的比例，一旦其中某元素因某种原因过多或缺失，这个合适的比例将失去平衡，会引起古树正常生理活动的变化，表现为正常的吸收作用、光合作用等活动受到影响，最终导致古树生长衰弱。

氮、磷、钾是植物生长不可缺少的营养元素[9]。氮素水平对植物叶绿素含量、叶面积等都有明显的影响；磷对植物光能的利用、物质和能量代谢都具有不可替代的作用[9]；钾是作物体内许多重要有机物的组成部分，以多种形式参与作物体内各种生化过程。

本试验结果 表明，N，P，K，Ca，Mg，Fe，Mn，Cu，Zn含量符合国家标准值范围，值得单独分析的是Na元素。研究表明，古侧柏的矿质营养元素平衡问题都与Na元素的过量有关，也就是说，在目前古树的生长环境中，土壤里Na盐含量普遍过高[10]。由于Na过量，导致根细胞的被动吸收，影响其他元素的吸收，破坏元素的平衡，同时对细胞也产生毒害作用，严重破坏古树正常的生理代谢机能，引起叶片灰化、黄化、枯死，最终导致整株古树生长濒弱、死亡。所以，在生产中就要采取各种复壮措施降盐，降低土壤中Na盐含量，从而使古树叶片Na的含量维持在一个合理范围。叶片Na元素含量的合理范围应为26.011～42.701mg/kg，而我们所测古侧柏的Na元素平均含量为232mg/kg，大大超过这个范围[11]。

［1］ 王晓勇，郝龙彪.浅谈古树名木的保护对策[J].山西农业科学，2007，35（12）：79-80.

［2］ 张涛.园林树木栽培与修剪 [M].北京：中国农业出版社，2002：115-116.

［3］ 李景侠，康永祥.观赏植物学[M].北京：中国林业出版社，2005：73-75.

［4］ 刘克锋，王衍庆.北京天坛公园土壤研究[J].北京农学院学报，1989，3（4）：37-43.

［5］ 陈有民.园林树木学[M].北京：中国林业出版社，1999.

［6］ 郝建华，郝晨曦.园林树木栽培技术[M].北京：化学工业出版社，2005.

［7］ 劳家圣.土壤农化分析手册[M].北京：农业出版社，1988.

［8］ 李春花，梁国庆.专用复混肥配方设计与生产[M].北京：化学工业出版社，2001.

［9］ 廖红，严小龙.高级植物营养学 [M].北京：科学出版社，2003.

［10］ 刘爱荣，赵可夫.盐胁迫下盐芥渗透调节物质的积累及其渗透调节作用 [J].植物生理与分子生物学学报，2005，31（4）：389-395.

［11］ 赵可夫.盐分过多对植物的伤害作用和伤害机理[J].曲阜师院学报，1984（专刊）：30-32.