土壤高溫對榕樹新根生長的影響

郭健樺+謝騰芳+李銀+李秋靜+譚廣文

摘要：榕樹Ficus microcarpa是嶺南地區主要的鄉土園林樹種之一。探究了未腐熟基質二次發酵產生的高溫對剛移植的榕樹大樹新根生長的影響，結果表明：在基質發酵產生高溫的情況下，榕樹新根的生長與土壤溫度成負相關；環溝控溫處理可有效降低基質發酵產生的高溫，給新根提供適宜的生長溫度。

關鍵詞：基質二次發酵；土壤高溫；新根生長；榕樹

中圖分類號：S688

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2017）03-0069-04

收稿日期：2017-03-17

修回日期：2017-04-18

Abstract： Ficus microcarpa is a primarily kind of native landscape tree in Lingnan area. This study explored the effects of soil temperature on the new root growth of Ficus microcarpa under the condition of secondary fermentation of undecomposed cultivation medium. The results show that Ficus microcarpa root growth was negatively correlated with soil temperature under high temperature leaded by fermentation. The management of temperature by circular groove effectively reduced the high temperature induced by substrate fermentation， and suitable soil temperature were given.

Key words： Secondary fermentation； Soil high temperature； New root growth； Ficus microcarpa

引言

土壤溫度是影響植物根系生長的關鍵因子之一，不適合的土壤溫度一方面會增加植物根系病害，另一方面會導致植物根系生長不良甚至植株死亡。Liu X M等[1]對辣椒的研究表明，土壤溫度與疫霉病的發生有關。宋敏麗等[2]認為，土壤溫度過高會導致植物根系受到嚴重阻礙甚至停止生長。作為植物根系的直接載體，栽培基質的理化性質與土壤的溫度有密切關系[3]。目前，市場上栽培基質的有機原料主要包括泥炭、椰糠、木屑、稻殼、甘蔗渣、蘆葦末、花生殼、動物糞便等有機殘體。朱鳳香等[4]研究發現，目前固體廢棄物的堆肥生產工藝存在較大差異，并且腐熟度評價方法有很大的局限性[5]，且還未有公認的腐熟度評價標準，因此許多栽培基質未完全腐熟便用于種植，出現基質二次發酵導致土壤溫度過高引起植物生長不良甚至死亡的情況[6]。為降低基質發酵產生的高溫，加大灌溉量可以在一定程度上降低土壤溫度，但同時也增加了土壤濕度，易生成高溫高濕的土壤環境，導致植物根系生長不良甚至爛根的現象。因此，在園林綠化工程中，一方面要慎重選擇栽培基質；另一方面，也要在栽培基質未完全腐熟的情況下，探索有效的控溫方法，研究土壤溫度與植物新根生長的作用機理，從而提高園林植物的成活率，減少損耗增加效益。

榕樹Ficus microcarpa是嶺南地區主要的鄉土園林樹種，在城市綠化中有很高的應用頻率[7]。已有研究表明，雖然榕樹具有一定的耐熱性，但是城市極端高溫天氣的頻繁出現對榕樹地上部的生長起到了明顯的抑制作用[8]。本文研究土壤高溫對剛移植的榕樹大樹新根生長的影響，并總結出綠化工程中具有可操作性的控溫方法，為解決植物在高溫土壤環境下根系生長不良的問題提供理論依據和技術參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

6株原栽于廣東中山的榕樹大樹（編號F1 ～ F6，具體大小見表1），采用全冠移植方法，土球約為胸徑的8倍，于2016年10月26日移栽于深圳市龍崗區華為研發樓中庭（N22°39′，E114°03′，下文簡稱中庭）。該地區屬亞熱帶海洋性季風氣候，四季溫和，降雨充沛，年均氣溫22.3°C，年均降雨量1 933 mm。

種植時使用人工配制的基質，其配方為：藥渣等固體廢棄物堆肥︰河沙︰陶粒︰黃土 = 6︰2︰1︰1（體積比）。基質的理化性質為：pH 7.70± 0.05，電導率1.23 ± 0.16 ms·cm-1，有機質90.19 ± 7.51 g·kg-1，全氮4.53 ±0.57 g·kg-1，全磷0.83 ± 0.09 g·kg-1，全鉀12.15 ± 3.52 g·kg-1，堿解氮254.78 ± 25.21 mg·kg-1，速效磷32.78± 4.98 mg·kg-1，速效鉀1 114.36 ±83.10 mg·kg-1。由于堆肥未完全腐熟，會使其進行二次發酵，從而導致土壤溫度過高。

1.2試驗方法

1.2.1土壤溫度測定

采用apuhua TM-902C溫度計，在距離每株大樹的土球邊緣30 cm處隨機選4個樣點，將K型感溫線探頭埋入地下深80 cm處，于2016年11月12—25日每天定時測量并記錄各個樣點的溫度。

1.2.2根系數量和長度測定

分別于2016年11月18日和25日，隨機在大樹土球邊緣選擇3個根系觀察樣點（深60 cm），小心挖開基質，露出原土球，在土球側表面統計20 cm×20 cm范圍內新根的數量，并隨機選5條新根測量長度。

1.2.3土壤溫度控制

采用環溝法控制土壤溫度，根據地形情況在距離土球邊緣40 cm處挖1～4條寬50 cm、深1 m的環溝（圖1）。其中對照組（CK）為F1、F2和F3，環溝處理組（CG）為F4、F5和F6（11月12日挖環溝）。為保證該項目所有大樹的成活，在確定了環溝法降溫的效果之后，11月14日對CK組的大樹也進行了環溝處理。

1.3統計和分析方法

采用Person相關性分析大樹根系發育與土壤溫度和濕度的相關性，單因素方差分析（one-wayANOVA）比較環溝法降溫效果、根系密度和長度變化。

2結果與分析

2.1大樹新根生長與土壤溫度的相關性

通過Pearson相關分析發現，榕樹的新根密度和長度均與土壤溫度成負相關關系，而且具有顯著性（r = - 0.437，p < 0.01，圖2；r = -0.557，p < 0.01，圖3）。土壤溫度范圍為28℃～42℃范圍內，更低的溫度有助于榕樹的新根生長，主要表現為根系密度和長度增加。有研究表明，土壤溫度過高或者過低都不利于植物根系的生長[3， 9]，而在本試驗中，榕樹的根系生長表現為低溫促進、高溫抑制，說明此溫度范圍在榕樹的耐受閾值內。有學者認為根系溫度超過25℃植物生長就會受到影響[10]，而本研究中榕樹可耐受較高的土壤溫度，這可能是與其根系發達、扎根較深有關[3]。基于此，本研究著重對榕樹土球周圍的基質進行了降溫處理。

2.2環溝法降低土壤溫度

根據相關分析的結果，采用環溝法對榕樹土球周圍的基質進行了降溫處理。如圖4所示，在挖環溝的第2天，環溝處理組（CG）與對照組（CK）的溫度變化情況差異極顯著（p < 0.01），未經處理的CK組溫度變化不明顯，而環溝處理的CG組降溫效果顯著，處理后次日平均降溫3.11℃。

本試驗在驗證了環溝法的效果之后，14日對CK組也進行了環溝處理。如圖8所示，挖環溝之后，12—17日土壤溫度呈緩慢下降趨勢，17—21日溫度維持在35℃左右（12—21日氣溫變化不明顯，證明是環溝作用降溫），這也證明種植基質的發酵活動逐漸減弱并穩定。21日下午用基質回填環溝，由于23日氣溫下降且有陣雨，土壤溫度有所下降。經過溫度控制，在試驗期的土壤溫度范圍內，榕樹新根生長趨勢良好（圖7），與18日相比，25日的新根密度略有增加（p > 0.05，圖5），而新根的長度極顯著增加（p < 0.01，圖6）。

此結果表明，操作簡便的環溝法可以有效降低種植基質二次發酵的高溫。與以往單純靠塑料管、空心竹筒、透氣袋等散熱技術相比[11]，環溝法既增加了土壤的散熱面積，又保留了在土球周圍的部分種植基質，為新根生長提供了足夠的基質空間，并使其不至于裸露在空氣中。因此，在基質二次發酵產生高溫的情況下，環溝法可以有效解決土球周圍種植基質溫度過高的問題，為新根的生長提供適宜的溫度條件。

3結論與討論

土壤溫度是影響植物根系生長的關鍵因子之一。Walker J M [12]研究表明，土壤溫度1℃的變化就能使玉米的根系產生明顯的生理變化。在本研究中，榕樹的新根密度和長度與土壤溫度成負相關關系，證明種植基質二次發酵高溫抑制了榕樹新根的生長。經過環溝的降溫處理，榕樹的根系在30℃～35℃時可保持良好的生長狀態，也說明榕樹根系具有較好的耐熱性。宋敏麗等[3]研究發現，不同的植物根系對土壤高溫的耐受閾值從25℃～40℃不等，并且植物根系越深，其耐熱性也越強。因此，本研究中榕樹對土壤高溫表現為較高的耐受性，可能與其較為發達的根系有關。綜上所述，榕樹的根系具有一定的耐熱性，可以作為高溫地區的優良園林綠化樹種，但適當的控溫措施則更有利于其新根的生長。

本研究采用的環溝控溫方法簡單有效，除了應對基質二次發酵的問題，還可為其他類似土壤環境的植物種植和管養提供參考：1）熱帶亞熱帶地區雨熱同期，植物在夏季面臨高溫高濕土壤環境，對一些抗逆性較差或移栽初期的植物采取相應的控溫措施，可有效減少土壤高溫導致的病害[13]，提高植物的成活率；2）我國南方濱海地區氣候濕熱，同樣存在土壤高溫的風險，因此在濱海植物養護中除了考慮抗風、抗鹽堿等技術，還應考慮土壤溫度的管控；3）作為嶺南地區常見的綠化鄉土樹種，榕樹新根生長與高溫土壤條件的作用機理也可為嶺南夏季高溫氣候的鄉土植物養護提供理論依據。

參照前人的研究，榕樹的根系與其他植物相比，對高溫更具有一定的耐受能力。今后需要繼續研究探索不同園林植物對溫度的耐受性，篩選出更多的耐熱樹種，以滿足各類高溫環境區域的園林植物配置，應對城市的高溫環境[8]。另外，由于目前未有公認的腐熟度評價指標和腐熟工藝的局限性[4～5]，園林種植基質產生二次發酵往往對植物產生不利的影響，因此在園林種植基質的選擇上要更加慎重。當然，根據未腐熟基質二次發酵的機理，可以在以后的研究中挖掘其對冬季土壤的保溫潛力，探索其對植物根系的御寒抗凍作用。

注：文中圖表除注明外，均由作者拍攝或繪制。

參考文獻：

[1] Liu X M，Zhou Y L，Li L J，et al. Effect of inoculum density，soil water matric potential and soil temperature on mortality of pepper caused by Phytophthora capsici [J]. Acta Phytopathologica Sinica，2004，34（3）：256-260.

[2] 宋敏麗，溫祥珍，李亞靈. 根際高溫對植物生長和代謝的影響綜述[J]. 生態學雜志，2010，29（11）：2258-2264.[3] 張強，衛國安，王勝，等. 干旱區荒漠戈壁土壤結構參數和熱力參數的垂直變化[J]. 干旱區研究，2003，20（1）：44-52.

[4] 李承強，魏源送，樊耀波，等. 堆肥腐熟度的研究進展[J]. 環境科學進展，1999，7（6）：1-11.

[5] 朱鳳香，王衛平，楊友坤，等. 固體廢棄物堆肥的腐熟度評價指標[J]. 浙江農業科學，2010（1）：159-163.

[6] 張明. 未腐熟有機肥的危害[J]. 農家參謀，2016（7）：47.

[7] 溫林鳳，溫秀軍，孫朝暉，等. 廣州城市綠地喬木種類及生長狀況調查[J].中國城市林業，2014，12（5）：39-42.[8] 金松恒，李雪芹，王俊剛. 高溫脅迫對無柄小葉榕光合作用的影響[J]. 中國農學通報，2009，25（3）：83-87.

[9] 羅寧，魏湜，李晶，等. 低溫脅迫對玉米苗期根系特征及電導率的影響[J]. 生態學雜志，2014，33（10）：2694-2699.[10] 連兆煌. 無土栽培原理與技術[M].北京：中國農業出版社，1994.

[11] 張奎漢，李映萍，譚建萍，等. 園林大樹夏季全冠移植的幾項關鍵技術[J].廣東園林，2014，36（6）：69-71.

[12] Walker J M. One degree increment in soil temperature affects maize seeding behavior [J]. Progress Social Soil Science American，1969，33：729-736.

[13] 張裕嶺. 蔬菜高溫高濕條件下易發生的八種病害及防治技術[J]. 上海蔬菜，2008（4）：82-83.