Volume 34 Issue 2
Mar.  2017
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ZHANG Junye, SI Zhiguo, YU Yuanchun, LI Xuran, GUO Weihong. Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 233-238. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005
Citation: ZHANG Junye, SI Zhiguo, YU Yuanchun, LI Xuran, GUO Weihong. Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 233-238. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005

Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005
  • Received Date: 2016-01-04
  • Rev Recd Date: 2016-06-02
  • Publish Date: 2017-04-20
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005

Abstract: To determine the cause of leaf chlorosis of Cinnamomum camphora, soil physicochemical properties were analyzed and evaluated. Results showed that in the 0-30 cm layer, soil bulk density in yellowing plots was significantly greater (P < 0.05) than that in non-yellowing plots; whereas, in the 30-60 cm layer there were no significant differences. Soil pH in yellowing plots was 8.28-8.64 and in non-yellowing plots was 6.57-7.45. For both 0-30 cm and 30-60 cm layers, yellowing plots were significantly greater than non-yellowing plots (P < 0.05) for soil organic matter (SOM), total nitrogen (N), available phosphorus (P), available iron (Fe), and manganese (Mn). The yellowing plots were greater than non-yellowing plots in the 0-30 cm layer for SOM (62.84%), total N (67.44%), available P (74.55%), available Fe (137.47%), and Mn (71.25%), and in the 30-60 cm plots for SOM (30.89%), total N (57.57%), available P (134.06%), available Fe (86.93%), and Mn (71.38%). No significant differences were found for available potassium, Zn, and Cu. Thus, soil alkalinity and low available Fe were the main factors causing C. camphora yellowing.

ZHANG Junye, SI Zhiguo, YU Yuanchun, LI Xuran, GUO Weihong. Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 233-238. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005
Citation: ZHANG Junye, SI Zhiguo, YU Yuanchun, LI Xuran, GUO Weihong. Cinnamomum camphora chlorosis and soil physicochemical properties[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2017, 34(2): 233-238. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2017.02.005
  • 樟树Cinnamomum camphora是重要的园林绿化树种[1],具有生长快、枝叶繁茂、冠形美观、抗虫蛀等特点,在江苏省徐州市广泛栽植,深受市民喜爱。近年来徐州樟树出现叶片黄化、生长不良等情况,严重影响园林绿化效果。据徐州市园林局调查,截至2014年底,全市栽植的4.6万株樟树中,黄化病株率达到13.4%,其中,道路、广场黄化病株率为15.5%,公园、街头绿地黄化病株率9.2%,单位、居住区黄化病株率13.7%。樟树黄化导致生长势衰弱,抗性降低,容易导致其他病害的发生,严重时整株死亡[2-3]。笔者通过对徐州市区樟树土壤的调查和评价,试图找出樟树叶片黄化的主要土壤限制因子,为徐州市樟树栽植提供科学依据。

  • 徐州市地处江苏省西北部,33°43′~34°58′N,116°22′~118°40′E,年平均气温为14.0 ℃,年平均日照时数为2 284.0 h,年平均无霜期为200.0~220.0 d,年平均降水量为930.0 mm[4],属暖温带季风气候区。主要土壤类型有棕壤土、褐土、紫色土、潮土、砂姜黑土、水稻土等6类,其中棕壤土、褐土为暖温带湿润、半湿润气候和落叶植被环境下的地带性土壤,潮土类为该区冲积平原主要土类,此外在一些湖荡洼地中还有少量沼泽土类。

  • 根据樟树是否黄化[5]设置黄化样地4个,分别为徐丰路广场(P1),新城区政府(P2),和平大道行道树(P3),军旅小区(P4);非黄化样地5个,分别为彭祖园(P5),云龙山南坡(P6),徐州医学院韩山分院(P7),马陵山(P8),邳州瑞兴路龙海大道(P9)。选取典型樟树3株·样地-1作为采样株,在树冠投影中部向外挖掘3条放射状土壤剖面(需要时掀开地面硬铺装),于0~30 cm,30~60 cm分别采集土壤混合样品,带回实验室处理并测定理化性质;环刀采集原状土壤,测定土壤容重。样地概况见表 1

    样地及代号 树木胸径/cm 土壤状况 樟树生长情况
    黄化样地 P1 16.7~17.5 样地位于广场种植池内, 树池规格小, 种植密集, 铺装下方为, 下垫垃圾土。土壤属于客土,侵入体约占20%。样地位于新城区政府路旁绿地内,土壤属于客土,侵入体约占20%。 生长势较差,生长空间小,叶片黄化,只有当年生嫩叶,叶片中黄色。
    P2 17.0~27.0 样地位于新城区政府路旁绿地内,土壤属于客土,侵入体约占20%。 生长势较差,叶片黄化,叶片黄化从叶缘开始。
    P3 17.0~18.7 样地为路旁行道树种植池,透气性较差,铺装下方铺垫建筑、生活垃圾。土壤属于客土,侵入体约占5%。 生长势较差,叶片黄化,叶片黄绿色或中黄色。
    P4 13.1~23.0 样地位于小区绿地内,土壤属于客土,侵入体约占4%。 生长势一般,成片黄化,叶片呈柠檬黄色或中黄色。
    非黄化样地 P5 15.6~20.0 样地位于彭祖园内,土壤属于客土,侵入体约占15%。 生长势一般,叶片无黄化,叶片呈柠檬黄色,树冠完整。
    P6 21.0~23.2 样地位于云龙山南坡,含有石砾、石灰,侵入体约占15%。 生长势一般,叶片无黄化,树冠完整。
    P7 51.3~62.5 样地属于校园绿地,侵入体约占2%。 生长势良好,叶片无黄化,叶片深绿色,树冠完整。
    P8 42.0~71.0 样地位于马陵山,含有石砾、石灰,均为原土,侵入体约占10%。 生长势良好,叶片无黄化,叶片为深绿色或墨绿色、有光泽,树冠完整。
    P9 16.5~20.0 样地位于道路旁绿化带,土壤属于客土,侵入体约占2%。 生长势良好,叶片无黄化,叶片深绿色,树冠完整。
      说明:生长势良好是指全株叶片深绿或者墨绿色, 树冠完整无缺; 生长势一般是指叶片50%左右黄化, 树冠顶部有少量苦稍; 生长势较差是指全株叶片均黄化, 植株濒于死亡。

    Table 1.  General situation of sampling plots

  • 土壤样品摊在室内干净白纸上,阴凉处风干,期间经常翻动土样并将大土块捏碎以加速干燥,同时清除植物细根、石块等杂质。风干后,用木棒磨碎,分别通过2.00,0.25,0.15 mm土壤筛,装密封袋备用。样品袋外写明编号、采样地点、采样深度、样品粒径等。

    环刀法测量土壤容重;电位法测量土壤pH;半微量凯氏法测量全氮;0.5 mol·L-1碳酸氢钠浸提-钼蓝比色法测量有效磷;1.0 mol·L-1乙酸铵浸提-火焰光度法测量速效钾;重铬酸钾氧化-外加热法测量有机质;DTPA浸提-原子吸收分光光度法[6]测量土壤有效态微量元素(铁、锰、锌、铜)。

  • 表 2可知:在0~30 cm土层中,和平大道路旁绿地土壤容重最大,为1.80 g·cm-3;彭祖园土壤容重最小,为1.23 g·cm-3。黄化样地土壤容重变幅为1.49~1.80 g·cm-3,非黄化样地土壤容重变幅为1.23~1.35 g·cm-3。多重比较结果表明:黄化样地土壤容重显著高于非黄化样地(P<0.05)。根据住房和城乡建设部颁布的CJ/T 340-2011《绿化种植土壤》标准,绿化种植土壤容重≤1.35 g·cm-3,发现黄化样地土壤容重偏大,非黄化样地土壤容重基本符合要求。在30~60 cm土层中,黄化样地和非黄化样地土壤容重均高于1.35 g·cm-3,超过相关规定的标准。

    样地及代号 土壤容重/(g·cm-3)
    0~30 cm 30~60 cm
    黄化样地 P11.55±0.24 b1.59±1.23 a
    P21.46±1.26 c1.55±1.24 a
    P31.80±1.78 a1.57±1.24 a
    P41.49±1.36 c1.45±0.98 b
    非黄化样地P51.23±0.35 e1.58±1.36 a
    P61.35±0.45 d1.48±1.46 b
    P71.32±0.23 d1.36±1.25 c
    P81.26±0.68 e1.46±1.23 b
    P91.33±0.45 d1.47±1.06 b
      说明:同列不同字母表示差异显著 (P<0.05)。

    Table 2.  Comparison of soil buik density with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

  • 表 3可以看出:黄化样地土壤pH值变幅为pH 8.28~8.64,呈碱性,非黄化样地土壤pH值变幅为pH 6.57~7.45,呈中性。0~30 cm土层中,黄化样地土壤有机质普遍低于非黄化样地,且黄化样地土壤有机质低于CJ/T 340-2011《绿化种植土壤》规定绿化种植土壤有机质≥12.0 g·kg-1的要求;30~60 cm土层中,除彭祖园外,其他样地有机质质量分数均小于12.0 g·kg-1,低于相关标准。

    样地及代号 pH值 有机质/(g·kg-1)
    0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm
    黄化样地P18.39±0.23 a8.32±0.36 a7.17±3.65 f3.61±3.24 f
    P28.48±0.11a8.64±0.58 a10.00±3.21 e7.55±1.89 d
    P38.28±0.12 a8.36±0.36 a11.54±4.25 d7.71±0.67 d
    P48.36±0.34 a8.30±0.11 a11.44±3.65 d8.43±0.11 c
    非黄化样地P57.45±0.45 b7.42±0.03 a16.30±4.25 b10.19±2.78 b
    P67.22±0.78 b7.34±0.21 b13.25±1.23 d8.23±0.09 c
    P77.24±0.32 b7.25±0.08 b23.80±4.58 a12.20±1.45 a
    P86.95±0.45 c7.00±0.23 b14.31±7.56 c7.29±0.65 d
    P96.57±0.66 c6.66±0.24 b14.99±5.68 c6.81±2.35 e
      说明:同列不同字母表示差异显著 (P<0.05)。

    Table 3.  Comparisom of pHand organic matter contents with leaf chlorosis and without leaf chlorsis

  • 表 4可知:不同样地全氮质量分数差异显著(P<0.05),其中徐州医学院最高,为1.04 g·kg-1,徐丰路广场最低,为0.37 g·kg-1,徐州医学院全氮是徐丰路广场的2.81倍。不同样地有效磷质量分数差异显著,其中彭祖园最高,为10.02 mg·kg-1,和平大道路旁绿地最低,为2.39 mg·kg-1。除彭祖园外,其他样地有效磷质量分数均低于CJ/T 340-2011《绿化种植土壤》规定的有效磷标准。各样地土壤速效钾质量分数均在100 mg·kg-1以上,高于CJ/T 340-2011《绿化种植土壤》规定的速效钾≥60 mg·kg-1的标准,表明速效钾丰富。30~60 cm土层的情况和0~30 cm土层基本相同;黄化样地全氮、有效磷、速效钾质量分数显著低于非黄化样地。

    样地及代号 全氮/(g·kg-1) 有效磷/(mg·kg-1) 速效钾/(mg·kg-1)
    0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm
    黄化样地 P1 0.37±0.33 f 0.34±0.23 d 4.62±0.98 d 2.94±1.52 e 127.10±3.64 d 125.16±8.36 d
    P2 0.45±0.12e 0.28±0.04 e 2.98±1.04 e 2.81±0.75 e 101.92±1.24 e 97.19±4.56 e
    P3 0.52±0.32 d 0.41±0.23 c 2.39±0.45 e 2.56±9.36 e 125.53±2.35 d 124.64±8.65 d
    P4 0.39±0.33 f 0.29±0.18 e 5.91±0.97 c 4.39±3.37 c 163.35±2.34 b 123.46±11.11 d
    非黄化样地 P5 0.71±0.45 b 0.63±0.35 a 10.02±1.36 a 3.99±1.38 d 147.86±1.89 c 166.72±5.67 a
    P6 0.54±0.52 d 0.38±0.24 d 4.26±0.78 d 8.77±3.24 b 134.08±7.56 c 132.12±7.46 c
    P7 1.04±0.42 a 0.58±0.47 b 5.47±1.35 c 4.29±1.68 c 158.02±2.56 b 140.54±9.56 b
    P8 0.68±0.65 c 0.56±0.36 b 7.92±2.35 b 11.04±8.25 a 132.12±4.57 c 137.11±5.35 c
    P9 0.65±0.56 c 0.45±0.29 c 7.00±1.75 b 9.01±6.23 a 172.73±2.35 a 177.09±2.36 a
      说明:同列不同字母表示差异显著 (P<0.05)。

    Table 4.  Comparison of total nitrogen, available phosphorus, and available potassium with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

  • 表 5可知:在0~30 cm土层中,邳州瑞兴龙海大道铁和锰质量分数最高,分别为14.83 mg·kg-1和13.63 mg·kg-1,和平大道路旁绿地铁和锰质量分数最低,分别为3.83 mg·kg-1和6.17 mg·kg-1,最高值分别是最低值的3.87倍和2.21倍;多重比较结果表明:黄化样地铁、锰质量分数显著低于非黄化样地。锌质量分数最高的是邳州瑞兴龙海大道,为2.70 mg·kg-1,最低的是云龙山南坡,为1.28 mg·kg-1。铜质量分数最高的是邳州瑞兴龙海大道,为2.50 mg·kg-1,最低的是军旅小区,为1.07 mg·kg-1,各样地有效铜质量分数差异较小。在30~60 cm土层中,马陵山铁和锌质量分数最高,分别为9.27 mg·kg-1和3.79 mg·kg-1,徐丰路广场铁和锌质量分数最低,分别为3.64 mg·kg-1和1.28 mg·kg-1。铜质量分数最高的是军旅小区,为4.93 mg·kg-1,最低的是马陵山,为1.55 mg·kg-1。锰质量分数最高的是徐州医学院,达到12.73 mg·kg-1,最低的是军旅小区,为4.15 mg·kg-1。整体上看,非黄化样地有效铁和有效锰质量分数较高。

    样地代号 铁/(mg·kg-1) 猛/(mg·kg-1) 锌/(mg·kg-1) 铜/(mg·kg-1)
    0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm 0~30 cm 30~60 cm
    黄化样地P14.08±1.23 e3.64±7.36 e7.96±2.36 c8.86±4.15 b1.99±35 b1.28±10.23 c2.07±0.32 a4.34±0.45 a
    P24.46±0.98 d4.53±7.56 d7.93±4.56 c7.28±6.27 c1.50±3.65 c1.92±11.02 b1.22±0.46 b1.71±0.64 d
    P33.83±2.35 e3.86±15.78 e6.17±5.36 d5.17±1.48 d1.52±1.78 c2.01±12.32 b2.22±0.68 a3.60±1.23 b
    P44.42±2.35 d4.81±16.35 d6.18±7.86 d4.15±3.25 e1.76±5.36 c3.21±5.36 a1.07±0.57 b4.93±2.65 a
    非黄化样地P56.86±2.36 c7.73±14.35 b10.61±3.68 b7.89±1.68 c1.29±4.56 d1.37±8.54 c2.13±0.63 a1.74±0.97 d
    P67.21±1.98 c8.62±2.78 a12.380±5.26 a12.02±6.54 a1.28±3.65 d2.09±9.78 b1.84±0.76 b2.21±1.22 c
    P79.90±1.77 b6.59±6.35 c12.57±4.78 a12.73±7.85 a1.21±5.25 d3.73±5.36 a1.21±0.68 b1.64±0.23 d
    P810.98±1.65 b9.27±4.56 a11.29±6.35 b9.67±4.35 b1.40±2.56 d3.79±2.36 a1.62±0.46 b1.55±0.65 d
    P914.83±8.37 a7.14±5.38 b13.63±7.23 a12.22±6.58 a2.70±3.56 a2.15±8.56 b2.50±5.38 a2.70±0.83 c
      说明:同列不同字母表示差异显著 (P<0.05)。

    Table 5.  Comparison of available microelement contents with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

  • 对样地理化性质综合分析可知(表 6):0~30 cm土层黄化样地和非黄化样地土壤容重差异显著;黄化样地土壤呈碱性,非黄化样地土壤呈中性;黄化样地土壤有机质、全氮、有效磷显著低于非黄化样地,铁和锰质量分数显著低于非黄化样地,速效钾、锌及铜质量分数差异不显著。

    土层/cm 样地类型 土壤容重/(g·kg-3) pH值 有机质/(g·kg-1) 全氮/(g·kg-1) 有效磷/(mg·kg-1) 速效钾/(mg·kg-1) 微量元素/(mg·kg-1)
    0~30 黄化 1.58 a 8.38 a 10.04 b 0.43 b 3.97 b 129.47 a 4.19 b 7.06 b 1.69 a 1.65 a
    非黄化 1.31 b 7.09 b 16.53 a 0.72 a 6.93 a 119.39 a 9.95 a 12.09 a 2.57 a 1.86 a
    30~60 黄化 1.54 a 8.41 a 6.83 b 0.33 b 3.17 b 117.61 a 4.21 b 6.36 b 2.11 a 3.65 a
    非黄化 1.47 a 7.30 b 8.94 a 0.52 a 7.42 a 150.71 a 7.87 a 10.91 a 2.62 a 1.97 b
      说明:黄化样地和非黄化样地的数据分别为4个样地和5个样地的平均值。同列不同字母表示差异显著 (P<0.05)。

    Table 6.  Comparison of physical and chemical properties of the plot soils planted Cinnamomun camphora with leaf chlorosis and without leaf chlorosis

    在30~60 cm土层中,黄化样地和非黄化样地土壤容重差异不显著;黄化样地土壤呈碱性,非黄化样地土壤呈中性;黄化样地土壤有机质、全氮、有效磷质量分数显著低于非黄化样地,铁和锰质量分数显著低于非黄化样地,速效钾、锌及铜质量分数差异不显著。

  • 关于樟树叶片黄化的原因,学者已进行了探讨。陈超燕等[8]认为某些物理因素也能导致樟树叶片黄化,如由于地面被水泥严密覆盖导致的透气性降低,施工、车辆和人为活动导致的土壤容重增加等。本研究发现:黄化样地土壤容重显著高于非黄化样地,且部分黄化样地被水泥覆盖,说明土壤紧实、透气性差也是导致樟树叶片黄化的因素之一。马白菡等[9]认为土壤的pH值和樟树黄化关系密切,pH值为pH 4.2~6.5时,樟树无黄化,而当pH值为pH 7.2~8.3时,则发生不同程度的黄化。对猕猴桃Actinidia chinensis黄化病与土壤养分相关性分析表明[10],患黄化病猕猴桃土壤平均pH值变化范围为pH 8.04~8.07,属于偏碱性土壤。陈超燕等[8]认为,樟树黄化的另一原因在于碱性环境下,土壤中铁的有效性降低,植物难以吸收利用。本研究发现,黄化样地土壤呈碱性,且黄化样地有效铁质量分数显著低于非黄化样地,而非黄化样地土壤呈中性,有效铁质量分数较高,与马白菡等[9]和王光州等[11]的研究结果一致。白鹏华等[12]分析了梨Pyrus sorotin黄化与土壤养分的关系,发现土壤有机质质量分数过低会抑制土壤的还原过程,从而认为有机质质量分数低也是导致梨树黄化的重要因素。同时,氮素和锰的缺乏会导致叶绿素形成受阻,叶片叶绿素变少而加剧黄化。本研究发现,黄化样地土壤有机质、全氮及有效锰质量分数显著低于非黄化土壤,与前人的观点一致。除铁元素外,有人发现铅/锌复合重金属处理樟树树体后,叶绿体光合结构遭到破坏,叶绿素含量和叶绿素a/ b比值减小[13],说明樟树黄化现象并不是铁元素单一因子的作用。还有学者研究表明[14]:樟树不同黄化表现个体间超氧化物歧化酶、过氧化物酶等抗氧化酶活性差别明显且与黄化程度密切相关。因此,樟树黄化的原因比较复杂,理论研究还不够深入和系统,需要进一步探讨。

    本研究数据指示:土壤呈碱性,有效铁质量分数降低,间接导致叶绿素形成受阻,是引起徐州市樟树黄化的主要因素。黄化样地土壤有机质质量分数低,土壤容重过大,有效养分不足是导致樟树黄化的次要因素。根据结果,本研究认为解决叶片黄化问题的较好途径:第一,在种植樟树之前,添加酸性客土,预防黄化。第二,施用樟树黄化专用肥,可以在3月下旬、6月中旬、8月下旬、9月下旬分别施用樟树黄化专用肥,连续施用1 a即可取得良好效果[15]。第三,根外追肥。当樟树黄化病发展到中后期时,根部活力明显下降,吸收矿质营养能力减弱,通过根外追肥,可以及时补充营养,使得樟树黄化病明显好转。外源施铁虽然在短时间内可以起到良好效果,但是治标不治本,改良土壤质量[16]才能从根本上解决黄化问题。第四,修剪枝条,缓解营养不足。一旦发现黄化樟树根系活力下降,可以剪掉部分枝条,集中营养以供应剩余枝条。夏秋季修剪要保留功能叶片,冬剪时如病症严重,可重修剪,只保留几大主干枝,等来年萌生新芽。第五,增加黄化土壤有机质,加大微生物对有机质的转化量,从而改善根际环境、促进根系生长。

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