北方地区香樟树引种现状与前景分析:土壤问题与对策

张肃俊秦 飞李全胜王 朋

北方地区香樟树引种现状与前景分析:土壤问题与对策

张肃俊1秦 飞2李全胜3王 朋3

1 徐州市林果场 江苏徐州 221000 2 徐州市城市园林绿化管理站 江苏徐州 221000 3 徐州市农业委员会 江苏徐州 221000

根据香樟树的适生土壤要求,分析了北方香樟引种地区的主要土壤条件,提出了香樟引种栽植中地形改造、人工换种植土、化学改良、生物改良等“改土适树”技术措施。

香樟,引种,土壤,改土适树

香樟(Cinnamomum camphora(L.)Presl)为中亚热带分布的地带性植物，是我国长江以南中亚热带常绿阔叶林代表树种，重要的城乡绿化树种和珍贵的经济树种和用材树种，寿命极长，被广泛应用于城乡园林、防护林、珍贵用材林、芳香油原料基地建设[1]。随着城乡园林绿化事业发展和全球气候变暖，目前香樟不仅在江淮地区的苏中、皖中等北亚热带地有区广泛栽培，淮河流域及以北的苏北、皖北、中原(河南)、鲁中南等温带地区城市也开始较多地种植。但是，在香樟树北引过程中，也出现了诸如冬季冻害、生理性黄化病等技术瓶颈。本文将针对北方主要引种地区土壤条件，提出满足香樟引种生长的“改土适树”技术措施，以期为香樟北引工作提供参考。

1 香樟树适生土壤与北方主要引种区的土壤问题

1.1 香樟树的适生土壤

据研究，在我国香樟树林主要分布区的4大立地类型中，河岸滩洲香樟树林的土壤为冲积土(灰潮土)，成土物质主要为硅铝质风化物或河床沉积物上发育而成的土壤。质地为砂土，呈酸性反应，pH值为5～6，地下水位稳定在1～1.5 m以下。丘陵香樟树林的土壤为石灰岩风化发育而成的红黄壤。岗地香樟树林土壤为第四纪红色黏土发育而成的红壤，土壤通透性较差。山地天然香樟树林土壤为山地红壤，质地为轻黏壤—轻壤土，pH值为4.5～5.0，腐殖质含量1.34%～3.06%，全氮0.121 45%～0.137 1%，磷(6.3～5.1)×10-6，钾(208～262)×10-6[1]。树干解析表明，不同立地类型香樟树林的生长发育规律基本一致，所不同的主要是生长量有所差异，由第四纪红色黏土发育而成的红壤上的香樟树生长量明显低于河床沉积物上发育而成的土壤上的香樟树生长量[2]。可见，香樟喜肥沃、土层深厚、酸性至中性的砂质壤土、轻沙壤土的黄壤、红壤、红黄壤、冲积土[3]。

1.2 引种区的基本土壤

北方主要香樟树引种区位于华北平原(又称黄淮海平原)南部的黄淮地区和山东丘陵区。区内分布最广的土壤类型为潮土，其次为褐土和棕壤，此外还间杂分布有砂姜黑土、沼泽土、内陆盐渍土等。其中，潮土广泛分布于黄河冲积平原区，成土母质主要为近代黄河泛滥沉积物，富含钙质，碳酸钙含量一般为6～14，呈微碱性至碱性。褐土发育于太行山第四季洪积冲积物。苏北、淮北、鲁中山地中下部和山前平原地带的褐土主要为石灰岩、钙质沙页岩、玄武岩等风化残积物，或富含钙质的厚层黄土及黄土堆积物，土壤黏重，盐基交换量低，呈中性至微碱性。棕壤主要分布于苏北、淮北低山丘陵区，胶东和沭东丘陵区及鲁中南山区，为花岗岩、片麻岩、石英斑岩等酸性岩石的残积物所形成的土壤，淋溶作用比较强，土壤中可溶性盐和碳酸盐都被淋失，土壤一般呈微酸性至中性反应，无石灰反应。砂姜黑土成土母质为黄土性古河流沉积物，含有多量游离碳酸钙。内陆盐渍土广泛分布于黄淮海平原地区。盐化潮土一般表土含盐量0.15%～0.6%；碱化潮土一般表土含盐量0.1%～0.3%，碱性强，pH值为8.5～9.5[4-5]。

1.3 城市土壤的质量退化与碱性化

城市化过程中土壤质量的退化包括物理的、化学的和生物学的等方面[6]。土壤压实是城市土壤物理退化的主要形式。城市中的硬覆盖不仅使雨水不能渗入土壤，还阻止土壤与大气的气体交换，使土壤中产生的CO2不能向空气中扩散、空气中的O2不能进入土壤，根系生理活动受阻，造成根系毒害[7]。由于压实的影响，土壤物理性质发生显著改变，结构破坏，容重和硬度增大，孔隙度和渗透性降低，改变了土壤的固、液、气三相比，对土壤生物活动、土壤物理—化学平衡和氧化还原状况、土壤过滤和缓冲性能都产生影响，使根系生长和吸收机能受到严重影响[8-12]。另一方面，城市土壤中常常混有建筑废弃物、水泥、砖块和其他碱性混合物等，其中的Ca向土壤中释放，土壤中碳酸盐与碳酸反应形成重碳酸盐等，使城市绿地土壤中pH值明显高于自然土壤。土壤趋向碱性是城市土壤的显著特征[13-15]。由于城市生态系统中物质循环过程不闭合的特点，城市土壤成为污染物末端固定者，城市土壤重金属污染主要涉及Cu，Zn，Pb和Hg，其他元素的富集并不明显。交通和工业活动是造成城市土壤重金属含量普遍比近郊土壤高的主要因素[16]。其中，Pb主要来源于含铅汽油的燃烧排放，Zn主要来源于机动车轮胎轮胎磨损产生的含Zn粉尘[17]。

综上所述，在香樟北引区，多数原生土壤并不适宜香樟生长；少量分布的褐土类淋溶褐土亚类、潮土类棕潮土亚类、棕壤土类潮棕壤亚类虽然能满足香樟栽植对土壤的要求，但也存在着城市土壤质量退化和碱性化问题。因此，在种植香樟时必须进行土壤改良。

2 香樟栽植中的“改土适树”技术

2.1 香樟树的根系分布特点

香樟树属深根树种，根系发达，具有强大的水平根系和垂直根系。天然下种的苗木侧根发达，主根较细。人工培育的实生苗一般主根粗大，须根较细、少。香樟树根的再生能力很强，经久不衰，遇到邻近木的根系常能愈合连生[2]。香樟树根系分布的基本型为横走型，根系分布深度型为中根性根系型(具有水平根或斜出根，垂下根短浅，大根、细根及分布频度均集中于上层)，根系分布密度型为疏根型[18]。水平根系大部分分布在表土层内。香樟树的根幅与冠幅比例在平地规律性较差，在山坡地的比例为1.18～2.28∶1，即根幅大于冠幅0.18至1.28倍[2]。

2.2 地形改造

2.2.1 基本要求

对香樟树定植点进行地形改造的主要目的在于使香樟树根系集中分布区与地下潜水间的距离大于土壤毛管水强烈上升高度，以切断或减少潜水中的盐碱离子向根际土壤的运动。可将潜水蒸发与潜水埋深关系曲线上的拐点相依的埋深作为毛管水强烈上升高度范围，轻壤土、中壤土、轻黏土的毛管水强烈上升高度分别为2～2.5 m、1.5～2.0 m和1.0 m左右[5]。

2.2.2 改造原则

1)整体协调。《园治》有“约十亩之地，须开池者三，……余七分之地，为垒土者四……”的说法，说明地形和竖向控制是园林布局的基础。园林中的地形是具有连续性的，园林中的各组成部分是相互联系、相互影响、相互制约的，彼此不可能孤立存在。因此，香樟树定植区域地形处理既要保持种植要求，又要与周围环境融为一体，力求达到自然过渡的效果。

2)利于排水脱盐。排水是调控土壤水盐动态的关键性措施。园林中常用自然地形的坡度进行排水，但明沟排水一般所能形成的地下水位降深较小，排除下层潜水的能力弱。因此要合理安排分水和汇水线，系统设计明沟排水、暗管排水和竖井排水系统，保证地形具有较好的排水条件，使土壤处于稳定脱盐状态。

2.2.3 工程措施

1)堆土。堆土前应明确土壤潜水的常年埋深，以合理确定香樟树栽植区域的堆土高度。堆土要求地形起伏适度、坡长适中。一般来说，绿地坡度小于2%时易积水；坡度2%～5%且同一坡面不太长时能够满足一般降水的排水要求；坡度5%～10%的地形排水良好且具有起伏感，宜优先使用。

2)明沟。地表径流与明沟自然汇、排水系统是园林绿地中使用最广泛的排水措施，投资少，便于管理。排水沟沟深大于临界深度能够起到降低及控制地下水位的作用。从脱盐范围看，排水沟工作深度3 m时一侧影响范围约在200 m，沟深降至2.5 m时约为100 m[5]。

3)暗管。适用于较大规模片植香樟树又不适宜设立达到要求深度的明沟的区域的地下水位调控。暗管可用具有透水孔的波纹塑料管，埋设深度一般要求1.2 m以上，间距50 m以内，暗管四周包裹燃煤炉渣作为裹滤层，以提高暗管排水作用和防淤能力。

4)竖井。适用于小规模点植香樟树区域的地下水位调控。通过人工抽水降低地下水位，以控制春、秋季土壤返盐并为自然降水腾空土壤蓄水库容，增加降雨入渗，创造土壤淋洗脱盐条件。竖井以异骨料井型为宜，结构形式为上部5～6 m实管，其余均为无砂混凝土滤水结构管。

2.2 人工换种植土

人工换种植土一般应在栽植香樟树之前进行。如果是已种植成活的香樟树，应采取分年换土的方法更换种植土。

2.2.1 土壤类型

选用的香樟树种植土土壤质地以沙质或轻沙质壤土为宜。根据徐州地区的原土条件，应选一般呈弱酸性至中性、无石灰反应，可以满足香樟树生长对土壤pH值要求的褐土类淋溶褐土亚类(山红土属、山黄土属)以及潮土类棕潮土亚类、棕壤土类潮棕壤亚类土壤作为香樟树栽培种植土。

2.2.2 换土范围

考虑施工工程量，种植土的更换可以按定植点逐点进行。以定植点为圆心半径3 m以上、深度60 cm以上区域应当更换种植土。

2.2.3 换土方法

首先，起去定植点区域原土至目标深度以下10～15 cm的土壤。然后，辅设隔离层，切断土壤毛管功能，控制换土区土壤次生盐碱化的发生。隔离层厚度10～15 cm，可用碎石子(2～4 cm的二四碴)、粗砂、经沤制的锯末、秸杆等分层铺设。最后，将准备好的种植土填入穴内。注意回填的种植土应稍高于目标高程，使经自然沉降后的地形造形和排水坡度基本恰当，无明显的低洼。

2.3 化学改良法

对已种植于非适宜土壤中多年的香樟树，因其根系已广泛伸入到当地原土之中，已经不能置换适宜的土壤时，要采取化学改良法，包括增施酸性肥料过磷酸钙以降低土壤pH值以及每年施入适当的有机质如腐叶土与硫酸亚铁混合肥等，逐步促使土壤理化学性质向着有利于香樟树生长的方向改变。

有机质以腐叶土最佳，分针叶土和阔叶土2种。针叶土由腐烂的松树等针叶树的针叶、残枝或锯末沤制而成，pH值3.5～4。阔叶土由各种阔叶树的落叶腐烂制成，pH值为4.5～5.5。

有机改良的优点是有机物质自身腐烂后所含的多种元素都是香樟树生长所必需的，并使土壤疏松，透气性和透水保水性良好。

硫酸亚铁的使用最好与有机肥一起发酵、腐熟后再施入，这样可以减少土壤对铁的固定，增强铁供应效能。

2.4 生物改良法

生物改良即在香樟树定植区域配植一些特殊的吸盐植物，通过植物吸收土壤盐分并人工收获地上部分的办法，逐步降低土壤pH的方法。

生物改良可用的植物有聚盐植物和泌盐植物2类。聚盐植物的渗透压一般在40 atm以上，能在高盐土壤中繁茂生长，如碱蓬属(Suaeda)、滨藜属(Atriplex)植物等；泌盐植物能通过茎、叶表面的分泌腺把吸收的盐分排出体外，如柽柳(Tamarix chinensis)、胡頹子(Elaeagnus pungens)等。

3 讨论与结论

城市香樟树黄化病普遍发生最重要的原因在于城市土壤质量的退化与碱性化，影响根际铁的有效性，并降低香樟根系活力[19]。Fe2+是植物吸收的形态，Fe3+必须在输入细胞质之前在根表还原成Fe2+。如果植物不能获得充足的Fe2+，大多数植物便会表现出缺铁症状。在酸性和还原态条件下，Fe2+的浓度显著增加。在pH值＞4时，pH值每增减1个单位，Fe3+的活度将增减1 000倍[20]，可溶铁在pH值6.5～8.0时达到最低值。北方香樟引种区城市土壤pH值普遍较高，降低了土壤铁的有效性。同时，在石灰性土壤中，铁与碳酸钙形成更难溶的化合物[21]。会引起根际土壤pH值升高，降低根系对Fe的还原能力和木质部向地上运输铁的数量，影响铁的吸收[22]。对降低叶片铁的作用远远比降低根铁的作用为大[23]。由于磷在城市土壤中富营养化现象严重[24]，植株大量吸收磷素，使植株体内铁磷比失调，影响铁的运转，导致叶片失绿，并降低过氧化物酶和过氧化氢酶的活性[11]。城市土壤重金属的富集，Cu，Mn，Zn等元素中毒都能引起香樟树黄化[25-27]。因此，北方城市在引种香樟时进行土壤改良是最基础的技术措施，对引种香樟能否健康生长起着关键作用。

[1]郑万钧.中国树木志[M].北京:中国林业出版社，1983.

[2]江西省林业厅造林处.香樟树栽培[M].北京:中国林业出版社，1991.

[3]南京林业大学.中国林业词典[M].上海:上海科技出版社，1994.

[4]刘明光.中国自然地理图集[M].3版.北京:中国地图出版社，2010.

[5]中国农业科学院.黄淮海平原治理与农业综合开发[M].北京:中国农业科技出版社，1989.

[6]张甘霖.城市土壤的生态服务功能演变与城市生态环境保护[J].科技导报，2005，23(3):16-19.

[7]冷平生.城市植物生态学[M].北京:中国建筑工业出版社，1995.

[8]卢瑛，龚子同，张甘霖.南京城市土壤的特性及其分类的初步研究[J].土壤，2001，(1):47-51.

[9]李丽雅，丁蕴铮，侯晓丽，等.城市土壤特性与绿化树生长势衰弱关系研究[J].东北师大学报:自然科学版，2006，38(3): 124-127.

[10]Stroganova M，Myagkova A，Prokofieva T，et al.Soil of Moscow and urban environment[M].Moscow:RussianFederation Press，1998.

[11]韩继红，李传省，黄秋萍.城市土壤对园林植物的影响及其改善措施[J].中国园林，2003(7):74-76.

[12]杨金玲，汪景宽，张甘霖.城市土壤的压实退化及其环境效应[J].土壤通报，2004，35(6):688-694.

[13]高玉娟.哈尔滨城市绿地土壤研究[D].哈尔滨:东北林业大学，2001.

[14]管东生，何坤志，陈玉娟.广州城市绿地土壤特征及其对树木生长的影响[J].环境科学研究，1998，11(4):51-54.

[15]陈秀玲，李志忠，靳建辉，等.福州城市土壤pH值、有机质和磁化率特征研究[J].水土保持通报，2011，31(5):176 -181.

[16]张甘霖，赵玉国，杨金玲，等.城市土壤环境问题及其研究进展[J].土壤学报，2007，44(5):925-933.

[17]刘廷良，高松武次郎，左濑裕之.日本城市土壤的重金属污染[J].环境科学学报，1996，9(2):47～51.

[18]颜正平.植物根系分布生态学理论与体系模式之研究[J].水土保持研究，2005，12(5):1-6.

[19]李月娣.香樟树黄化病害研究进展[J].林业实用技术，2011，(2):34-36.

[20]Lindsay W L，Schwab A P.The chemistry of iron in soils and its availability to plants[J].Journal of Plant Nutrition，1982，5(6): 821-840.

[21]Mengel K，Bübl W.Verteilung von Eisen in Blättern von Weinreben mitinduzierter Fe-Chlorose[J].Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde，1983，146(5):560-571.

[22]张福锁.重碳酸盐抑制向日葵吸收利用铁的机理[J].土壤，1992，4(6):293-297.

[23]周厚基，全月澳.苹果树缺铁失绿研究的进展:铁逆境对树体形态及生理生化作用的影响[J].中国农业科学，1988，12 (3):23-27.

[24]陈立新.城市土壤质量演变与有机改土培肥作用研究[J].水土保持学报，2002，16(3):36-39.

[25]于永忠，张荣根.香樟树黄化病的简易防治方法[J].农业装备术，2005(2):35.

[26]陈超燕.樟树黄化病发生原因及其致病机理的研究[D].合肥:安徽农业大学，2005.

[27]张鑫.樟树黄化病致病机理、危害性及复绿技术[D].合肥:安徽农业大学，2007.

Situation and Prospect of Introduced Cultivationof Cinnamomum camphorain NorthernRegion: Soil Problems and Countermeasures

Zhang Sujun1Qin Fei2Li Quansheng3Wang Peng3
(1.Xuzhou Forest Farmsand Orchard，Xuzhou 211000，China；2.Xuzhou Municipal Utility and Gardens Bureau，Xuzhou 221018，China；3.Xuzhou agriculturecommittee，Xuzhou 221018)

This paper analyzed the main soil condition of the areas which introduce and cultivate Cinnamomum camphorain the North of China in line with the adaptable soil requirement of the species，and came up with the technical measures featured with soil improvement and adaptation of species property，including terrain transformation，artificial change of soil，chemical improvement and biological improvement.

Cinnamomum camphora，soil，problems，treatment

2014-11-30

张肃俊,高级工程师,研究方向为苗木繁育与林木栽培

秦飞,研究员级高级工程师,研究方向为风景林营建与园林植物保护,E-mail:xzlyqf@126.com