复壮技术实施对古树根境土壤和新梢生长的影响

李飞广 江彦苹 程铭川 沈国杰 程池群 朱锋

李飛广，江彦苹，程铭川，等.复壮技术实施对古树根境土壤和新梢生长的影响——以平湖市古银杏为例［J］.福建农业科技，2023，54（11）：17-23.

收稿日期：2023-09-12

作者简介：李飞广，男，1985年生，工程师，主要从事古树名木救护工作。

*通信作者：沈国杰，女，1987年生，工程师，主要从事古树名木救护工作（E-mail：412392152@qq.com）。

基金项目：浙江省林业局项目（LY-20201101）。

摘  要：通过实施砌筑排水透气暗沟、土壤开挖和根系处理、回填土配置及更换土壤、整枝修剪、树体清腐、树体填补、加箍固定、支撑保护等复壮技术对平湖市的1株古银杏进行复壮保护，监测和分析了复壮技术实施前后土壤质量变化和新梢生长情况。结果表明：古银杏土壤有机碳、全氮含量显著增加了50.9%和60.1%（P<0.05），土壤C∶P、C∶K、N∶P、N∶K也显著提高（P<0.05），土壤容重下降了31.3%（P<0.05），而总孔隙度则增加了65.1%（P<0.05），土壤指标间具有显著性相关的数量由8对降低到4对。古银杏新梢生长量显著增加了28.9%～34.7%（P<0.05）。

关键词：古银杏；复壮；土壤；新梢生长

中图分类号：S 792.95  文献标志码：A     文章编号：0253-2301（2023）11-0017-07

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.11.003

Effects of the Implementation of Rejuvenation Technologies on the Soil in theRhizosphere of Ancient Trees and the Growth of New Shoots

——A Case Study of Ancient Ginkgo biloba in Pinghu City

LI Fei-guang1， JIANG Yan-ping2， CHENG Ming-chuan1， SHEN Guo-jie1*， CHENG Chi-qun1， ZHU Feng1

（1. Zhejiang Forestry University Ancient and Famous Trees Rescue Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang 311300， China；

2. School of Environmental and Resource Sciences， Zhejiang A & F University， Hangzhou， Zhejiang 311300， China）

Abstract： The rejuvenation and protection of an ancient Ginkgo biloba tree in Pinghu City was carried out through the implementation of rejuvenation techniques， such as the masonry of drained and ventilating ditches， soil excavation and root treatment， allocation of back filled earth and replacement of soil， branch pruning and trimming， tree body decaying， tree body filling， hoop fixing and support protection， the changes of soil quality and the growth of new shoots before and after the implementation of rejuvenation techniques were monitored and analyzed. The results showed that the contents of soil organic carbon and total nitrogen increased by 50.9% and 60.1% （P<0.05）， and the ratios of carbon to phosphorous， carbon to potassium， nitrogen to phosphorous， nitrogen to potassium in soil were also significantly increased （P<0.05）. The volume weight of soil decreased by 31.3% （P<0.05）， while the total porosity increased by 65.1% （P<0.05）， and the number of significant correlations among the soil indexes decreased from 8 pairs to 4 pairs. The growth of new shoots in ancient Ginkgo biloba was significantly increased by 28.9%～34.7% （P<0.05）.

Key words： Ancient Ginkgo biloba； Rejuvenation； Soil； Growth of new shoots

古树是指树龄在百年以上的树木，是一种不可再生、不可替代的活文物，具有很高的生态、科研和文化价值［1］。土壤是古树生态环境的重要组成部分，也是古树赖以生存的基本条件［2］，它是古树生长所需养分的主要来源，对调节古树生长具有重要作用。土壤物理和化学性质的劣变，往往是古树衰退甚至死亡的主要原因［3-7］。

生长于平湖市当湖街道河头社区松风台的银杏，是该市境内唯一的千年古银杏，树龄1175年，为一级保护古树，树高18.0 m，胸径183.0 cm，冠幅14.0 m×14.0 m。古树生长于架空木栈道围合而成的树池中，树体撕裂且向西北倾斜，树体有明显的腐烂空洞，树冠出现大量枯枝，叶片狭小稀疏等生长势衰弱现象，亟须采取有效复壮措施加以保护。本研究以该古树为对象，在调查分析古树生境情况的基础上，实施了土壤改良、树体修复等古树复壮技术，并监测、分析复壮技术措施实施前后古银杏土壤性质的变化及新梢生长情况，以期为同类型古树复壮保护提供借鉴。

1  材料与方法

1.1  研究区概况

银杏生长于当湖街道河头社区松风台，中心位置E121°0′59″，N30°42′16″，海拔2.6 m。该区属北亚热带南缘，东亚季风气候。境内地势平坦，气温适中，四季分明，日照充足，降水充沛，年平均气温15.8℃，年平均降水量1170 mm，年平均日照时数在2000 h，无霜期225 d。 土壤为水稻土，2023年古树周边土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为82.6、82.4、127.8 mg·kg-1。

1.2  古树复壮技术

经调查、取样、检测及分析发现银杏生长衰退的外部原因有地下水位较高、土壤板结等原因。于2020年11月开展了以砌筑排水透气暗沟、土壤开挖和根系处理、回填土配置及更换土壤、整枝修剪、树体清腐、树体填补、加箍固定、支撑保护等技术的古树复壮。

1.2.1  土壤改良  砌筑排水透气暗沟。沿木平台内侧布置一条环状排水透气暗沟，深度1.0～1.1 m，上口宽0.8～1.0 m，下口宽0.4～0.6 m，整体呈倒梯形状。沟内分别回填0.4～0.5 cm厚石块、0.2 m厚碎石、0.1 m瓜子片、0.1 m粗砂，铺上无纺布后回填0.2 m厚植土。

土壤开挖、根系处理。分2年实施，将根周平面区域分成4个区块，每年开挖对向的两个区块，开挖时，采用人工从木栈道一侧向古树树干方向循序渐进的，一层一层慢慢地进行开挖，查看土壤和根系情况，将发黑发臭的土壤和死亡、腐烂的根系全部清理干净。根系修剪时应截到存活处，截口要求修理平整，修剪过的伤口和周边根系、土壤等用广谱性杀菌、消毒剂进行杀菌消毒处理，以免根系伤口感染。对根系进行促（诱）发新根的技术处理，以利于古树长势的恢复。

回填土配置及更换土壤。开挖根系处理好后，先在根系周围回填一定厚度的粗砂后，回填营养土（园土∶粗砂∶有机基质∶珍珠岩=4∶3∶2∶1），对部分无法更换的土壤采用硫酸亚铁进行改良，每年2次，每次用量50～100 g·m-2。

1.2.2  其他复壮措施  （1）整枝修剪，截口处理。对树冠上腐烂严重的枯枝进行修剪，腐烂轻微的枯枝保留并进行清腐、防腐处理；对病虫枝、衰退枝进行适当修剪，促进树枝更新复壮。修剪造成的伤口应涂以保护剂，如成品伤口涂抹剂或含有0.01%～0.1%的萘乙酸膏，以保护伤口，防止病菌侵入和水分的过多蒸发。（2）树体清腐，防腐处理。用铁刷、铲刀、刮刀、凿子等工具将所有腐烂物和已变色的木质部全部清除，至硬木即可。采用广谱、内吸性的药剂，将药液稀释后进行涂刷或喷施，杀灭腐烂处的害虫；等药液晾干后，再用季铵铜、甲维盐等树体专用杀菌剂处理，对树洞内的真菌、细菌等病菌进行杀灭。处理1 d后用专用药剂对内壁进行全面的封涂，防止雨水、病虫、细菌等的侵入。（3）加箍固定。由于旧的抱箍与树体倾斜撕裂的方向发生了错位，不能有效地防止树体开裂，需要重新使用铁箍进行加固。新箍加固时要注意和树体接触部位必须用软材料进行衬垫，以防铁箍损伤树皮，新箍制作完成后方可移除旧箍，防止发生开裂。（4）树体填补。对古银杏的大洞采用开放式引流的处理方式，在防腐处理后不再进行封堵，能让雨水自然流出；只对小型、朝天、积水无法排除的树洞进行填补处理。（3）支撑保护。采用仿生硬支撑和拉索支撑同步相结合的方式进行树体加固，即在古树西北方向浇筑仿生硬支撑，在东、南、西三面设置拉索支撑，同步对树体进行加固，起到双保险的作用。

1.3  项目测定方法

1.3.1  新梢生长量及叶绿素含量测定  于2021年、2022年、2023年的5月中旬，在古银杏树的东、西、南、北方向，采集当年新生枝梢及叶片，用钢卷尺测定新梢长度，使用SPAD-502 Plus叶绿素测定仪测量40张叶片的叶绿素相对含量。

1.3.2  土壤理化性質的变化  以2020年浙江省地球物理地球化学勘查院采自该古树周边土壤的检测报告数据作为土壤的本底数据。

2023年5月16日在离古银杏2 m的东、南、西、北4个方向，分别采集土壤分析样和容重样，带回实验室风干后，过0.149 mm筛进行分析。土壤碳（C）、氮（N）含量采用Elementar Vario MAX 碳氮元素分析仪（德国Elementar公司）测定；采用HClO4-H2SO4消煮，钼蓝比色-分光光度法测定磷（P）含量、火焰光度法测定钾（K）含量［8］。

1.4  数据统计

采用SPSS Statistics 22.0对数据进行单因素方差分析（One-way ANOVA），平均数的多重比较采用最小显著性差异法（Least-Significant Difference，LSD，P<0.05）。所有图表的制作在 EXCEL中完成。分别对2020年和2023年古银杏根境土壤理化指标进行两两因素间的相关系数进行分析，以了解指标间的相关性。

2  结果与分析

2.1  实施复壮技术对古银杏新梢生长量和叶片叶绿素含量的影响

2.1.1  实施复壮技术对古银杏新梢生长量的影响  由图1可知，2021年是古银杏复壮技术实施后的第1年，新梢生长量为19.0 cm，显著低于2022年、2023年新梢生长量的24.5 cm和25.6 cm。与第1年相比，复壮技术实施2～3年后，新梢生长量显著增加了28.9%～34.7%（P<0.05）。

2.1.2  实施复壮技术古银杏叶片叶绿素含量的影响  由图2可知，复壮技术实施后，古银杏叶片叶绿素含量在52.1～60.2 mg·g-1，不同年份间无显著差异（P>0.05）。

2.2  实施复壮技术对古银杏根境土壤理化性质的影响

2.2.1  实施复壮技术对古银杏根境土壤氮磷钾含量的影响  从图3可知，古银杏实施复壮技术后，其根境土壤有机碳含量显著提高（P<0.05），从2020年的13.10 g·kg-1上升到2023年的19.76 g·kg-1，提高了50.9%。实施复壮技术对土壤全钾含量没有显著影响（P>0.05），全钾含量介于21.66～23.40 g·kg-1。

从图4可知，复壮技术实施后，古银杏根境土壤全氮含量显著提高（P<0.05），从2020年的0.76 g·kg-1上升到2023年的1.22 g·kg-1，提高了60.1%。土壤全磷含量则表现为复壮技术实施后所下降，但差异并不显著（P>0.05），全磷含量含量介于1.11～1.19 g·kg-1。

2.2.2  实施复壮技术对古银杏根境土壤氮磷钾计量比的影响  从图5可知，古银杏复壮技术实施后，土壤碳氮比略有下降，从16.41下降到14.56，但差异不显著（P>0.05）。复壮技术实施后显著提高了土壤碳磷比，比值从10.09上升到18.47，提高了83.2%，差异达显著水平（P<0.05）。

从图6可知，复壮技术实施后，土壤碳钾比和氮磷比均显著提高（P<0.05）。从2020年到2023年，土壤碳钾比从0.50上升到0.86，土壤氮磷比从0.61升高到1.27，分别提高了72.6%和108.4%。

从图7可知，土壤氮钾比随着复壮技术的实施而显著升高，从2020年0.03上升到2023年的0.06，显著增高了99.6%（P<0.05）。土壤磷钾比为0.05左右，复壮技术的实施并没有显著改变土壤磷钾比。

2.2.3  土壤基本理化性质的变化  由表1可知，复壮技术实施后第3年（2023年），土壤容重和pH值显著下降（P<0.05），而总孔隙度显著上升

（P<0.05），与未实施复壮技术相比（2020年），土壤容重显著下降了31.3%，pH显著下降了0.65个单位，而总孔隙度则增加了65.1%。

2.3  土壤理化指标间的相关性

古银杏复壮技术实施前（2020年），土壤理化指标间的相关系数见表2，土壤C与C∶K、P∶K，N与C∶P、C∶K、N∶K，CN与P∶K，C∶P与C∶K、N∶K的相关性达显著水平（P<0.05）。土壤K与其他因子间呈负相关，但没有达到显著性水平。

古银杏复壮技术实施后第3年（2023年），土壤理化指标间的相关系数如表3所示，从表3可知，土壤P与K、P∶K， K与P∶K， C∶P与C

∶K之间具有显著性相关（P<0.05）。

3  结论与讨论

古银杏复壮技术中的砌筑排水透气暗沟，可以很好防止地下水位过高对根系生长的影响，促进根系的健康恢复。通过开挖土壤、回填配置土可以将原有板结土壤更换为优质的营养土，为古银杏的生长提供了良好的土壤环境。复壮技术实施后，古银杏根境土壤有机碳和全氮含量显著提高了50.9%和60.1%（P<0.05），土壤碳氮磷钾的化学计量比也随之改变，土壤C∶P、C∶K、N∶P、N∶K也显著提高（P<0.05），土壤质量总体向好的方向发展。土壤C∶P从10.09上升到18.47，低于全国水平（136）［9］；土壤C∶P表示磷有效性的高低，C∶P越小土壤中磷的有效性越高。土壤C∶P＜200时，表示养分的净矿化［10］，古银杏复壮技术实施前后的土壤磷有效性均较高，表现为磷的净矿化。土壤氮磷比通常可作为氮素饱和的养分限制阈值标准［11］。土壤N∶P从0.61上升到1.27，但低于全国的平均水平（8.2）［12］。土壤C∶K从0.50上升到0.86，土壤N∶K从0.03上升到0.06。复壮技术实施后土壤容重显著下降，而孔隙度显著升高，为古银杏根系生长创造了良好的土壤物理条件。复壮技术实施前、后的分析表明，古银杏土壤理化指标间发生了较大的变化，土壤K与其他指标间的负相关转为正相关，显著性相关指标的数量由8对降低到4对。

复壮技术的全面实施，促进了古银杏新梢的生长，复壮技术实施后第2年和第3年（2022-2023年），古银杏新梢生长量显著高于实施后的第1年（2021年），表明该树的生长衰退趋势已得到了控制，生长势明显增强。今后还需定期进行监测，以全面了解和掌握该古树的健康状况，为相似古树的复壮技术提供基础数据。

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（责任编辑：林玲娜）