金政 吴文 张于卉
上海市“十三五”规划中明确提出“到2020年,人均公园绿地面积达到8.5 m2,森林覆盖率达到18%”。实现这一目标今后两年还需造林83.33 km2,预计需求1 250万株良种壮苗。同时,本市立足于“绿化、彩化、珍贵化、效益化”(以下简称“四化”)的城市林业建设,提出加快绿化建设,突出彩化、珍贵化和效益化,通过生态环境新突破,为四季增添丰富色彩,为城乡培育更多珍贵树种,努力实现城市高质量发展、人民高品质生活的要求。在绿化“四化”建设的不断推进下,施工单位对苗木的质量要求也不断提高,以往的地栽苗木由于移栽、修剪等原因在很多情况下已经不能达到苗木质量标准,而容器苗与裸根苗相比,可有效避免苗木根系在起苗、运输、定植时受到损伤(折断、失水和扭曲等),且具有易于搬运、便于困难立地造林、提高树木成活率等优点。
1.层林尽染的纳塔栎林
2.纳塔栎苗圃
3.纳塔栎容器苗
上海位于长江和钱塘江入海交汇处,属于亚热带海洋性季风气候,四季分明,日照充足,雨量充沛;土壤pH值相对偏高,属于滨海盐碱性土壤[1、2]。
目前为止,中国林科院亚林所已引种28种国外栎树,包括北美红栎、舒玛栎、纳塔栎、猩红栎、黑栎、牛栎、大果栎、沼生栎、南方红栎、水栎、琴叶栎、弗栎、红皮栎、柳叶栎、白栎、欧洲夏栎、栗栎、月桂叶栎等,在长江中下游地区建立了多片试验林。由于上海立地条件较为特殊,纳塔栎(Quercus nuttallii)、柳叶栎(Q. phellos)、舒玛栎(Q. shumardii)这三种原产于美国东部地区的北美栎树[3],在进行多年引种栽培试验中发现这三个北美栎树为彩叶树种可在上海应用于生态景观林和园林绿化建设(图1)。
上海市现有8家规模较大的生产北美栎树的苗圃,北美栎树苗木总量已达到96万多株,相较于2017年增加了19万余株。2016年,上海市已有苗圃开始繁育纳塔栎容器苗,随着容器苗繁育规模的扩大,目前为止,纳塔栎容器苗已达到5万余株。同时,2018年本市苗圃增加了柳叶栎和舒玛栎的繁育(图2、3)。
容器苗生产作为一种育苗技术,主要应用在林业林木育苗育种中[4]。其与裸根苗的明显区别在于它的根系是在容器内形成的。由于苗木根系先前得到容器保护,所以它在苗木的出圃、运输、造林的过程中成活率较高,栽植后根系恢复生长较快,不会出现短暂停止生长现象,这种生长模式有利于苗木的初期生长。容器苗常以轻基质无土材料作为育苗基质,包括基质装填、播种、覆土、传送、室内培育、室外炼苗等六个育苗过程[5]。从2017年开始已有两家苗圃开始北美栎树容器苗的生产繁育和销售。目前,纳塔栎容器苗已达到3万余株。根据近几年,北美栎树繁育数量的增加,林业建设中的推广应用,这三种北美栎树容器育苗在上海“四化”林业建设中具有推广前景(见表1)。
4.松江区珠江新城中央公园的纳塔栎
上海的城市绿化已从单纯、粗放的绿化向彩化、珍贵化和效益化升级,对人均绿地面积、景观多样性、植物多样性提出了更高的要求。在绿化“四化”建设中绿化是基础和保障,彩化是亮点和点睛,珍贵化是方向和追求,效益化是绿化可持续发展的保障和高质量发展的最重要检验。在统筹推进绿化“四化”建设中,对苗木的需求也与日俱增。
2018年,上海市有2 931家苗圃,苗木总量达到6 861万株。目前在圃主要树种仍然以香樟、桂花、女贞、榉树、银杏和落羽杉等这几个常规造林树种为主,存量达到3 041万株,占到苗木总量的44%。但需做好绿化苗木的储备,要进一步提高苗木质量,满足市场的需求。
彩化苗木是指色叶乔木和开花乔灌木等植物。调查发现:2018年上海市苗圃生产一年生及以下的苗木共553万株,榉树、纳塔栎和红叶石楠这三个产量靠前的树种皆为彩叶树种,其中榉树69万株,占12%;纳塔栎37万株,占7%;红叶石楠29万株,占5%。本市苗圃已慢慢受到市场调控,积极繁育彩叶苗木,增加彩化苗木产量,改变苗圃中苗木固化培养等劣势,为彩化苗木的供应提供保障。
珍贵化苗木随时间生长,景观效果越来越好,价值亦是越来越高,这于子孙后代而言是宝贵的植物资源,故珍贵化苗木的引种、筛选和种植迫在眉睫。由于珍贵树种生长慢、成本高、投资收益期长,上海市目前对珍贵彩色树种的研究较少,特别是一些生长环境要求较高的珍贵树种的育苗技术尚不成熟,尤其是楠木类、檀木类、麻栎类珍贵树种的种质资源和高效培育技术等缺乏系统研究,影响珍贵树种的大面积造林推广。
效益化苗木不仅仅是指经济效益,还要带来生态效益和社会效益。为“城市高质量发展”和“市民的高品质生活”的总体要求,构筑城乡互补、互通、互连的基本生态网络体系,通过引进和改良适合上海气候、土壤等特征的新优植物品种,进一步优化林业建设效益化。
绿化“四化”苗木的培育,需要增加更多的人力、物力、财力等,而容器苗可以提高苗木移栽过程中的成活率,减少损耗,高度重视容器化、标准化、机械化等技术应用,充分发挥容器苗木的产品优势,提高园林用苗品质。
2003年春,上海松江试验林采用1年生舒玛栎、纳塔栎、弗栎和2年生水栎、柳叶栎的裸根苗进行块状造林,初植株行距为1.5 m状造林,每树种小区800 m2,重复2~3次。造林当年树种存活率:舒玛栎、纳塔栎和水栎的均达到94%以上,柳叶栎81%,弗栎50%。通过10多年的引种栽培发现,来自美国南部地区的水栎、舒玛栎、纳塔栎、柳叶栎4种北美栎树能适应上海松江地区的自然条件,生长迅速,正常开花结实[6]。目前通过对长三角平原水网地区的纳塔栎和柳叶栎等树种的引种适应性进行评价,证实了纳塔栎和柳叶栎的抗风评价等级和耐水湿评价等级均为优(图4),具有很强的抗风性和抗水湿性[7]。
北美栎树的种植能赋予种植环境一种庄重、沉稳、大气、时尚的感觉,常应用于机关单位、高校研究所、高档公园小区、商业街、机场道路、高尔夫球场 ,与高档人文景观要求相匹配。北美栎树容器苗能满足苗木全冠及全年移植等施工要求,对其容器苗技术规程的研究日趋紧迫。
容器苗培育的关键技术是容器构造和基质配比。容器底部具小孔或可穿透、内侧壁具导根肋或导根槽,这是选择育苗容器的两个基本条件。聚丙烯育苗盘(箱)和无纺布容器都具备了上述条件,是当前较为先进的育苗容器。纳塔栎、舒玛栎和柳叶栎这三个北美栎树为深根性树种,在胚根突破1 cm左右时,选择生长状态相似的幼苗移栽至容器苗,栽培基质采用50%泥炭+25%珍珠岩+25%蛭石(v/v),每立方基质加载3.0 kg缓释肥;容器规格采用单因素随机区组设计,共4个处理,分别为规格(D×H):A(8 cm×10 cm)、B(10 cm×12 cm)、C(16 cm×18 cm)、D(18 cm×23 cm),第二年10月下旬进行最后测量。实验可知,大规格D(18 cm×23 cm)容器能有效提高幼苗的苗木高、地径生长、苗木根系总长、根总表面积、合格苗出苗率和侧根分化率(见表2)。
容器苗的基质为苗木成活和生长发育提供养分和水分的基础,是影响苗木成活和生长的重要条件,也是决定苗木质量的关键因素。郁春柳[8]研究发现纳塔栎容器苗最适合用50%泥炭+25%珍珠岩+25%菜园土的基质进行培育。
舒玛栎和柳叶栎幼苗平均高达1 cm左右时,移至16 cm×18 cm(D×H)的无纺布营养杯中,每个营养杯1株。基质配比采用随机区组设计,共5个处理(v/v):B1(90%泥炭+10%珍珠岩);B2(65%泥炭+10%珍珠岩+25%苗圃土);B3(45%泥炭+10%珍珠岩+45%苗圃土);B4(25%泥炭+10%珍珠岩+65%苗圃土);B5(10%珍珠岩+90%苗圃土)。每个处理进行3次重复,每个重复分别为30株舒玛栎和柳叶栎幼苗,每立方基质加载3.0 kg缓释肥,第二年9月中旬进行最后测量。实验可知,基质配比B1最适合舒玛栎容器苗的培育;基质配比B1和B2适合柳叶栎容器苗的培育(见表3)。
北美栎树容器苗生产标准化、规范化、科学化,要从前期的圃地选择、设施要求、容器选择、基质配比,中期的芽期、苗期的管理,到后期苗木分级、苗木检疫、起苗运苗等措施都需设置合理的技术标准,这样才能有效提高苗木繁育质量,减少苗木栽植、运输过程中的损耗。
表1 上海市苗圃中北美栎树苗木数量
表2 不同规格容器对北美栎树苗木生长的影响
表3 不同基质配比对舒玛栎和柳叶栎生长的影响
北美栎树是高大落叶乔木,主干直立,树形优美,具有较长色叶期的生物学特性,是冬季良好的观叶树种,同时具有抗干旱瘠薄环境的优势。北美栎树可用于庭荫树、行道树、园景树、水源涵养林及水土保持林等。容器苗可以满足四季造景、造林的需求,减少物候变化对植物的影响,在上海统筹推进绿化“四化”建设中具有推广前景。
庭荫树可以为人们提供遮阴的场所,同时还具有较高的装饰价值。庭荫树主要以遮阴为主,因此,在树种选择中,要突出其观赏效果和遮阴功能[9]。纳塔栎根深叶茂,秋季是优良的赏叶树种,如松江区珠江新城中央公园和鲁迅公园内栽植的纳塔栎已经枝繁叶茂,在夏季为人们提供了一处遮阴避暑的休息场所(图5)。
行道树是道路风貌标志物,树种选择需要结合景观、生态效益等各方面综合考虑[10]。纳塔栎叶片季相明显,有较高观赏价值,且杨华等[11]研究发现柳叶栎和北美红栎具有较好的屏蔽紫外线辐射的功能,在城镇绿化时重视选择对有害辐射有显著屏蔽效应的植物,能进一步提升绿地生态服务功能,构建健康的居住环境,如金山区卫清路、松江区银泽路、辰塔路等两侧的景观。
5.鲁迅公园的纳塔栎
6.松江区泖港段水源涵养林
水源涵养林是以涵养水源、改善水文状况、调节水的小循环和增加喝水常年流量,防治水土流失以及保护可饮水源为主要目的。在河流上游两侧营造的防护林,应选择树体高大、冠幅大、根系深、根域广、耐水湿、抗性强、枯落物易于分解的树种,以乔木为主。北美栎树具有耐水湿,根系发达,有较强抗台风能力。松江区泖港段水源涵养林中的纳塔栎十多年来生长健康,已是纳塔栎采种林(图6)。
北美栎树根深叶茂,树干通直,树形美观,秋色斑斓,观赏价值较高,并具有一定的耐水涝能力,在本市城镇园林绿化工程和水源涵养林中具有较好的应用前景。针对城市地区林业建设的特殊性,上海市绿化和市容管理局指定的上海市生态公益林建设标准提出,乔木胸径控制在2~8 cm,同时在新版《造林技术规程》(GB/T 15776-2016)中强调严格控制大规格树木造林。为适应苗木市场的需求及要求,大量苗圃从业者不在固守原有的育苗方式,开始接触容器苗的培育。
容器苗与传统育苗技术相比,容器苗有许多独特的优势,如造林时苗木根系未受损伤,能较好地保持苗木活力,抗逆性强,造林后无缓苗期,成活率高,生长快,成林时间短,且无造林季节限制等,适合在气候及立地条件恶劣的地区造林[12]。北美栎树进行容器苗繁育有利于苗木栽植不受季节限制,可以更广泛地运用于上海绿化“四化”建设。