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永川城区市街应用川山茶生长现状及影响因子研究

作者: 李玲莉,田中,高晓军等 时间:2021-11-3 阅读次数:656

山茶(Camellia japonica L.)是我国十大名花之一,据上海著名园艺家黄德邻论断“我国茶花起源于青藏高原,后分南北两支,南支发展为云南山茶,北支发展为四川山茶,嗣后四川山茶沿长江流域向东发展,又形成了华东山茶。”四川山茶又称为川山茶,其栽培历史距今至少已有1800年。1986年7月,原四川省重庆市第十届人民代表大会常务委员会第十九次会议就已经确定山茶花为重庆市市花[1]。永川自2004年开始在市街绿化中大量种植川山茶,川山茶的应用数量和应用效果为全市最佳,形成独特的城市绿化景观和文化特色[2]。

目前,山茶市街应用常表现出新生枝条抽梢短、叶片少、缓苗期长等问题,无法达到‘枝繁叶茂’的生长状态,不仅直接影响绿化景观效果,还制约其推广应用。有学者研究表明,土壤中的养分含量影响苗木的发育形态。当养分含量较少时,有利于苗木根系的生长,反之,促进苗木枝条生长,说明新生枝条的生长势能较好反映土壤中的养分含量[3]。其中,新生枝条的长度和粗度与鲜重有极显著线性关系,可作为衡量植物体内营养物质累积的重要指标[4]。

本文在2013年和2019年永川创建国家生态园林城市调查资料的基础上,对永川城区24个川山茶种植地点的川山茶植株开展生长指标测定,从中选择代表性地点采集土壤样品,并送至重庆市土壤质量检测中心进行测定,同时利用树木雷达检测系统对满足测定要求的川山茶根系空间分布进行探测。通过分析永川市街川山茶生长发育现状,探索影响川山茶新生枝条生长势的土壤指标和根系空间分布规律,以期为川山茶市街应用提供技术支撑。

1/试验材料与方法

1.1 试验对象

以永川城区12条道路、5个广场和7个公园(综合公园和专类公园)种植的川山茶为试验对象。 

1.2 试验方法

1.2.1生长指标测定方法

在24个试验地点中,每个地点选择不少于4棵有代表性的茶树植株,每个植株分别测定地径、株高、冠幅和3个枝条的新生枝条长度和粗度,共计测定118棵。

1.2.2土壤质量测定方法

根据生长指标结果,选择13个具有代表性的试验地点,采用混合采样法,在距树干30 cm处采取0-30 cm深的土壤样品,共计13个。土壤样品送至重庆市土壤质量检测中心,测定pH值、EC值、有机质含量、有效氮、有效磷、速效钾、>2 mm砾石含量和土壤质地等8项指标。

1.2.3根系空间分布测定方法

根据生长指标结果,选择4个具有代表性的地点,每个地点测定5棵植株。

试验采用产自美国的树木雷达检测系统(900 MHz雷达天线,可分辨最小根系直径1 cm),选择距树干2 m以内无灌木、无大型杂草生长的川山茶植株。以树干为圆心,测定半径为0.5 m和1 m圆断面处,0-72 cm土层中直径≥1 cm的根系分布情况。

1.3 数据处理

采用Excel和SPSS19.0对试验数据进行汇总、方差分析、多重比较和主成分分析。

2/结果与分析

2.1 川山茶应用现状

永川区以茶竹为文化特色,在市街绿化中大量应用川山茶花。对24个试验地点调查发现,广场和公园中川山茶的应用频率较高,分别为71.43%和63.64%,道路中川山茶的应用频率较低为16.22%。

2.1.1 川山茶生长势评价

对24个试验地点供试川山茶的新生枝条长度和粗度进行95%置信区间分析,发现新生枝条长度的95%置信区间为(4.11 cm,4.39 cm),新生枝条粗度为(0.241 cm,0.246 cm)。以新生枝条长度和粗度的置信区间下限和上限作为供试川山茶生长势的分类依据,将24个试验地点的川山茶生长势分为好、中和差三类,结果见表1和图1。由表1可知,24个试验地点中,50.00%试验地点川山茶的新生枝条生长势为好,12.50%的试验地点川山茶的新生枝条生长势为中,37.50%试验地点川山茶的新生枝条生长势为差。

序号 绿地类型 地点 新生枝条长度(cm) 新生枝条粗度(cm) 分类等级
1 道路绿地 人民大道 3.88±0.616 0.250±0.017
2 红河大道 3.43±0.457 0.233±0.005
3 官井路 5.91±0.917 0.267±0.018
4 学府大道 4.54±1.317 0.245±0.017
5 中山大道中段 9.34±1.339 0.279±0.019
6 昌州大道中段 4.15±0.888 0.246±0.011
7 中山大道东段 5.90±1.068 0.277±0.014
8 汇龙大道 3.53±0.707 0.240±0.007
9 人民西路 4.11±1.458 0.241±0.020
10 人民东路 4.74±0.354 0.228±0.016
11 昌州大道东段 4.12±0.452 0.248±0.003
12 兴龙大道 6.05±0.874 0.304±0.009
13 公园绿地(综合公园和专类公园) 神女湖公园 4.17±0.710 0.243±0.014
14 望贤公园 2.31±0.663 0.219±0.011
15 中央公园 6.25±1.515 0.275±0.015
16 望城公园 2.81±0.461 0.190±0.010
17 棠城公园 2.53±0.285 0.203±0.008
18 兴龙湖公园 5.45±0.788 0.300±0.007
19 康桥生活公园 3.21±0.970 0.214±0.013
20 广场用地 渝西广场 4.38±1.160 0.244±0.013
21 文曲广场 3.69±0.686 0.235±0.009
22 灵猴广场 2.65±0.735 0.201±0.011
23 万达广场 0.93±0.642 0.203±0.006
24 人民广场 5.83±0.379 0.272±0.005

表1 24个试验地点川山茶新生枝条生长势分类表

 

其中,12条道路绿地中,75%道路路侧种植的茶花长势较好,以中山大道中段和兴龙大道川山茶的生长势较好,新生枝条长度分别为9.34 cm和6.05 cm,新生枝条粗度分别为0.279 cm和0.304 cm;以红河大道和汇龙大道川山茶的生长势较差,新生枝条长度分别为3.43 cm和3.53 cm,新生枝条粗度分别为0.233 cm和0.240 cm。

公园绿地和广场用地中,川山茶新生枝条生长势为差的地点占比为57.14%-60.00%。总之,虽然公园绿地和广场用地中川山茶的种植频率较高,但是整体长势较差,这可能与川山茶栽种时间的不同和养护单位采取的不同养护措施有关。

2.1.2 市街应用川山茶规格及生长指标相关性分析

对新生枝条生长势中等以上川山茶的地径、株高和冠幅进行统计分析,结果见表2。可见,地径4.0-7.9 cm的川山茶应用频率达80.56%,其中地径6.0-7.9 cm的川山茶植株应用频率最高占44.44%;地径2.0-3.9 cm和8.0 cm以上的川山茶在市街绿化中并不常用。

序号 地径(cm) 数量(株) 应用频率(%) 株高(m) 冠幅(m)
1 2.0-2.9 6 8.33 1.14 0.84
2 3.0-3.9 4 5.56 1.20 1.15
3 4.0-4.9 12 16.67 1.61 1.31
4 5.0-5.9 14 19.44 1.97 1.76
5 6.0-6.9 16 22.22 2.01 1.63
6 7.0-7.9 16 22.22 2.32 1.96
7 8.0 cm及以上 4 5.56 2.76 2.01

 表2 市街应用川山茶规格统计结果表

随着地径的增粗,市街应用川山茶的株高和冠幅呈逐渐增长的趋势。当地径达到6.0 cm及以上时,株高增至2.01 m,当地径达到8.0 cm及以上时,冠幅增至2.01 m。因此,使用川山茶进行市街应用时,建议采用地径4.0-7.9 cm的苗木以确保景观效果,不建议使用规格较小的川山茶苗木用作绿篱或丛状栽植。

同时发现,新生枝条生长势中等以上川山茶的地径、株高和冠幅之间存在极显著线性相关关系(R=0.761),拟合公式为:,其中x为株高(m),y为冠幅(m),z为地径(cm)。

2.1.3 光照对川山茶新生枝条生长的影响

川山茶为喜半阴植物[5],川山茶新生枝条生长势较好的9条道路中,对半遮荫和全光照的川山茶新生枝条长度和粗度进行方差分析(结果见表3),发现半遮荫条件下,虽然川山茶新生枝条的长度粗度均较全光照条件下大,但未达到显著水平。9条道路上的川山茶栽植时间不少于10年,在适应了道路环境后,光照对其新生枝条生长的影响较小。

序号 处理 新生枝条长度(cm) 新生枝条粗度(cm) Sig.
1 半遮荫 5.46±0.457 0.247±0.006 0.467
2 全光照 4.90±0.554 0.246±0.011 0.867

 表3 光照对川山茶新生枝条生长影响方差分析结果

2.2 土壤质量基本情况

川山茶喜酸性土壤[5],对13个试验地点的8个土壤指标进行测定(见表4),发现土壤整体偏碱性,有机质含量低,有效氮、有效磷和速效钾含量变化较大。pH值方面,除兴龙湖公园为酸性土壤外,12个地点的土壤为中性偏碱性,其中53.85%的土壤为弱碱性;有机质含量方面,除昌州大道中段和红河大道的有机质含量大于20 mg/kg,84.62%的土壤有机质含量处于较低水平;土壤质地方面,川山茶新生枝条生长势较好的试验地点中,土壤质地包括粘土、轻粘土、砂质壤土和壤土,其中壤土占比57.14%,可见壤土更适合川山茶生长。

序号 地点 质地 pH值 EC值(ms/cm) 有机质(mg/kg) 有效氮(mg/kg) 有效磷(mg/kg) 速效钾(mg/kg) 砾石% (>2 m)
1 兴龙大道 壤土 8.2 0.351 9.8 49.7 6.3 163.0 39.4
2 学府大道 轻粘土 7.5 0.334 14.0 63.7 4.8 88.9 0.0
3 中山大道中段 壤土 8.2 0.349 12.2 41.0 17.4 131.0 25.7
4 昌州大道东段 壤土 8.2 0.857 7.6 44.5 9.9 110.0 34.4
5 昌州大道中段 壤土 8.3 0.499 22.4 96.0 4.3 111.0 21.8
6 兴龙湖公园 砂质壤土 6.0 0.342 10.8 60.7 18.1 75.9 11.3
7 人民广场 粘土 7.3 0.273 13.9 215.0 22.3 149.0 0.0
8 人民西路 粘土 7.1 0.253 12.7 81.1 13.5 162.0 13.7
9 神女湖公园 砂质壤土 8.3 0.269 9.3 59.6 38.5 303.0 35.0
10 红河大道 壤土 8.2 0.319 28.7 130.0 9.0 188.0 14.5
11 望贤公园 砂质壤土 8.4 0.288 9.2 52.8 5.5 94.4 28.5
12 灵猴广场 砂质壤土 7.2 0.349 18.1 56.7 13.4 154.0 36.2
13 文曲广场 粘壤土 7.4 0.496 14.8 437.0 15.6 140.0 5.2

表4 土壤理化指标测定结果 

为筛选影响川山茶生长的关键土壤因子,对新生枝条生长势较好的7个试验地点的土壤指标进行主成分分析发现,前3个特征值的贡献率分别为40.11%,23.36%和20.19%,累积贡献率达83.67%,因此选取3个主成分即可。根据4个主成分的特征向量可得到3个主成分方程:

F1=-0.405x1-0.741x2+0.355x3+0.873x4+0.604x5+0.235x6-0.737x7;

F2=0.764x1-0.076x2-0.035x3-0.171x4-0.063x5+0.948x6+0.566x7;

F3=0.406x1+0.007x2+0.882x3+0.072x4-0.680x5-0.135x6-0.145x7;

其中,x1-x7分别为土壤的pH值、EC值、有机质含量、有效氮含量、有效磷含量、速效钾含量和>2mm砾石含量。第1主成分表示土壤有效氮含量的综合因子,第2主成分表示土壤速效钾含量的综合因子,第3主成分表示土壤有机质含量的综合因子。由此可见,在川山茶栽后养护中,可通过追施有机肥和氮、钾含量较高的无机肥,促进川山茶生长。

2.3 川山茶根系分布特点

2.3.1 距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系空间分布趋势

根据川山茶新生枝条生长势分类结果,利用树木雷达检测系统对符合检测要求的生长势较好和较差的川山茶根系进行探测,共计测定4个试验地点,结果见表5、图2、图3、图4和图5。

序号 地点 距树干0.5 m 距树干1.0 m
平均根数/个 根系最深 分布深度/cm 根系最浅 分布深度/cm 平均根数/个 根系最深 分布深度/cm 根系最浅 分布深度/cm
1 兴龙湖公园 4.0±0.632a 29.09±4.874a 11.98±1.590AB 8.8±0.970a 47.51±1.304a 10.65±2.738a
2 兴龙大道 21.4±6.258a 50.36±5.996a 15.14±2.657A 12.2±3.760a 43.68±7.715a 18.30±3.864a
3 望贤公园 11.2±3.007a 40.17±4.968a 7.65±1.857BC 22.6±4.094a 53.38±2.190a 7.18±0.876a
4 红河大道 8.6±1.778a 36.97±8.958a 0.81±0.070C 10.6±4.456a 25.05±10.381a 0.85±0.084a

 表5 距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系分布多重比较结果


图2/兴龙湖公园川山茶距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系空间分布趋势


图3/兴龙大道川山茶距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系空间分布趋势


图4/望贤公园川山茶距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系空间分布趋势


图5/红河大道川山茶距树干0.5 m和1.0 m处粗度≥1 cm根系空间分布趋势

由表5可知,在距树干0.5 m处,粗度≥1 cm根系的最浅分布深度存在极显著差异,其他指标无显著差异。其中,川山茶新生枝条生长势较好的兴龙湖公园和兴龙大道,其粗度≥1 cm根系最浅分布深度均在10-20 cm的土层深度中;相对而言,川山茶新生枝条生长势较差的望贤公园和红河大道,其粗度≥1 cm根系最浅分布深度均在0-10 cm的土层深度中,又以红河大道中粗度≥1 cm根系的分布深度最浅,部分根系裸露于地表,肉眼可见。4个试验地点中,距树干0.5 m和1.0 m处,粗度≥1 cm的根数虽存在较大差异,但未达到显著水平。

结合图2、图3、图4和图5观察发现,随着距树干距离的增加,兴龙大道和红河大道中川山茶的粗度≥1 cm根系空间分布范围呈逐渐缩小的趋势,从15.14-50.36 cm和0.81-36.97 cm缩减至18.30-43.68 cm和0.85-25.05 cm;兴龙湖公园和望贤公园中川山茶的粗度≥1 cm根系空间分布范围呈逐渐扩大的趋势,从11.98-29.09 cm和7.65-40.17 cm扩大至10.65-47.51 cm和7.18-53.38 cm。这可能与川山茶的生长环境有关,兴龙大道和红河大道的川山茶种植在宽度2 m和5.8 m的路侧绿带中,有限的生长环境限制了根系的延伸。

2.3.2粗度≥1 cm根系在不同土层深度中的根系数量占比


图6/兴龙湖公园川山茶不同深度土层中粗度≥1 cm根系分布占比


图7/兴龙大道川山茶不同深度土层中粗度≥1 cm根系分布占比


图8/望贤公园川山茶不同深度土层中粗度≥1 cm根系分布占比


图9/红河大道川山茶不同深度土层中粗度≥1 cm根系分布占比

对4个试验地点中,0-20 cm、20-40 cm、40-72 cm土层中粗度≥1 cm根系占比进行分析(见图6、图7、图8和图9),发现距树干0.5 m和1.0 m处,新生枝条生长势较好的兴龙湖公园和兴龙大道,70.45-91.80%粗度≥1 cm根系分布在0-40 cm深的土层中,其中0-20 cm土层中,粗度≥1 cm根系占比为19.63-55.00%;20-40 cm土层中,粗度≥1 cm根系占比为20.45-62.30%。而新生枝条生长势较差的望贤公园和红河大道,在0-20 cm深的土层中,粗度≥1 cm根系占比为65.49-90.57%;20-40 cm土层中,粗度≥1 cm根系占比为3.77-19.64%。

由此可见,在0-20 cm和20-40 cm土层中,粗度≥1 cm的根系的分布占比对川山茶新生枝条的生长势有重要影响。

3/结论与讨论

对永川城区栽植的118棵川山茶的新生枝条生长势、土壤质量和根系空间分布进行分析,总结如下:

3.1川山茶为喜半阴植物,即使在生长环境较差的道路绿地中,当其适应全光照环境后,新生枝条的生长势可达较好水平,其长度和粗度与遮阴条件下相比无显著差异。

3.2调查发现,永川城区市街绿化常用川山茶规格为地径4.0-7.9 cm、株高1.61-2.32 m、冠幅1.31-1.96 m。其中,62.5%达到中等以上水平,川山茶新生枝条生长势中等以上的评价标准为长度≥4.11 cm、粗度≥0.241 cm。新生枝条生长势中等以上川山茶的地径、株高和冠幅之间存在极显著线性相关关系。

3.3同时发现,永川城区供试地点的土壤整体偏碱性,有机质含量低,与川山茶苗圃和专类公园的土壤相差甚远[2,6]。经主成分分析发现,第1主成分和第2主成分为土壤有效氮和速效钾含量的综合因子,第3主成分表示土壤有机质含量的综合因子。土壤pH值决定了营养元素的离子状态和植物吸收效率[7]。川山茶为喜酸性土壤植物,日常养护中,一方面通过追施氮、钾含量较高的无机肥,弥补土壤营养不足;另一方面通过调整土壤的pH值,改变土壤中已有营养元素的离子状态,提高营养元素的吸收利用效率;再者,增施有机肥能让土壤保持较好的通气性和透水性,促进根系的延伸生长和提高土壤微生物活性[8,9],进而增大根系吸收面积,促进川山茶生长。

3.4川山茶新生枝条生长势较好的兴龙湖公园和兴龙大道,粗度≥1 cm根系最浅分布深度均在10-20 cm的土层深度中,70.45-91.80%粗度≥1 cm根系分布在0-40 cm深的土层中,其中0-20 cm土层中,粗度≥1 cm根系占比为19.63-55.00%;20-40 cm土层中,粗度≥1 cm根系占比为20.45-62.30%。相对而言,新生枝条生长势较差的望贤公园和红河大道中,在0-20 cm深的土层中,粗度≥1 cm根系分布过浅,甚至肉眼可见;20-40 cm土层中,根系占比不足19.64%,甚至仅有3.77%。可见,改良20-40 cm深度土壤对促进川山茶新生枝条的生长有重要影响。

综上所述,川山茶作为重庆市花,在市街绿化中广泛应用必须制定精细化栽培养护技术措施,日常养护中,可通过调整土壤pH值至5.5-6.0之间[5];追施化肥以补充土壤中的养分含量;提高距树干1 m范围内,0-40 cm深土壤中的有机质含量等措施,促进川山茶根系分布范围的拓展和川山茶新生枝条生长势快速恢复。

(基金项目:重庆市科技计划项目(No. cstc2011pt-gc80019),重庆市城市管理科技计划项目“川山茶市街应用栽培管理技术研究”(城管科字2018第(01)号)资助。)

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