城市绿化中樟树叶片黄化的营养诊断

李利敏，于英翠，刘思春，吴良欢

(1.西北农林科技大学 资源环境学院，陕西 杨凌712100； 2.浙江大学 环境与资源学院，浙江 杭州 310058)

樟树(Cinnamomumcamphora)为常绿大乔木，高大长寿，为国家二级保护树种，其树干通直，枝叶茂密，树冠广卵形，树形美观，巨大如伞，能遮阴避凉；具有阻隔噪音的能力，所散发出的化学物质有净化有毒空气的能力，能抵抗多种有害气体如氯气、二氧化硫、臭氧及氟气等；有抗癌功效，能涵养水源和固土防沙，有较强的吸滞粉尘能力，樟树特殊的香味可以驱虫，发达的主根能抗风。樟树稍耐荫，喜温暖湿润气候，耐寒性不强，较耐水湿，最适合生长在土壤肥沃光线充足的地方，是许多南方城市生态建设的首选树种。张家港市是一座新兴的工业港口城市，在已获国家环境保护模范城市和国家卫生城市的基础上，又积极创建生态城市，街道两旁多以樟树种植为主，以便进一步美化人们的居住环境[1]。但是张家港市区环境很不适宜樟树的生长，市区园林路两旁樟树已经出现了失绿黄化症，有的生长发育受阻，有的已引起枯梢落叶，严重影响景观的美观度[2]。国内目前对樟树虽然有一定研究[3-4]，但在营养诊断方面还不够系统深入。为此，我们以张家港市主要街道两旁叶片发生黄化的樟树为研究对象，以叶片颜色正常的樟树为对照，通过采集叶片进行养分含量、SPAD值和酶活性等测定，对其叶片营养状况进行研究，诊断黄化叶片的营养特征，以便为樟树合理施肥和综合管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 叶片采集

在张家港市南海路、中华路、长江路和华昌路，于9月初分别在街道两旁选取树龄(5 a)、胸径(13～15 cm)、树高(3.5～4.0 m)和冠幅约300 cm，生长基本一致的叶片黄化樟树和叶片正常樟树各5株，在树冠中部东南西北4个方位采集发生黄化的叶片和正常叶片若干，将5株树木叶片进行混合，取部分叶片样品在65 ℃下烘干粉碎后测定N、P、K和全Fe养分含量，剩余叶片样品直接用于测定活性Fe含量、SPAD(soil and plant analyzer development)值(植物叶片叶色的快速测定值即叶绿素含量的相对值)、过氧化氢酶和过氧化物酶活性。

1.2 叶片营养诊断测定

N、P、K含量采用H2SO4-H2O2消煮后分别以扩散法、钒钼黄比色法和火焰光度法测定[5]；活性Fe含量采用1 mol·L-1HCl浸提24 h，用原子吸收分光光度计测定[6]；全Fe含量采用干灰化法测定[5]；过氧化氢酶和过氧化物酶分别采用碘量法[7]和愈创木酚法[8]测定；SPAD值判读方法如下：分别在供试叶片中脉两侧各取上下2点，用叶绿素测定仪(SPAD-520)读取，最后取平均值。

1.3 数据处理

试验数据用DPS(Data Processing System)软件统计分析，差异显著性用Duncan’s新复极差检验法分析。

2 结果与分析

2.1 黄化樟树与正常樟树的叶片营养元素含量和SPAD值比较

由表1可以看出，不同采样点全氮含量变化较大(11.67～25.81 g·kg-1)，正常株除南海路和中华路外其余差异显著，黄化株除长江路和华昌路之间及南海路和长江路之间外其余差异达显著水平，4个采样点均以正常株较高且与黄化株差异显著。南海路和中华路黄化株全氮含量分别为对应正常株的66.61%和73.38%；长江路和华昌路黄化株全氮含量分别为对应正常株的81.38%和72.65%。4个采样点中全氮含量以华昌路最高，长江路其次，中华路和南海路较低。

不同采样点全磷含量变化较大(1.76～3.89 g·kg-1)，4个采样点均以黄化株较高，除长江路和华昌路正常株间及黄化株间差异不显著外，其余差异达显著水平。南海路和中华路黄化株全磷含量分别是对应正常株的153.75%和121.28%；长江路和华昌路黄化株全磷含量分别是对应正常株的115.34%和112.17%。4个采样点中全磷含量以南海路最高，中华路其次，华昌路和长江路较低。

不同采样点全钾含量变化较大(11.30～26.55 g·kg-1)，4个采样点均以正常株较高，除南海路黄化株和中华路正常株外其余差异均达显著水平。南海路和中华路黄化株全钾含量分别为对应正常株的86.16%和86.79%；长江路和华昌路黄化株全钾含量分别为对应正常株的72.62%和87.10%。4个采样点中全钾含量以长江路最高，华昌路其次，中华路最低。

叶绿素含量的高低直接影响植株的光合强度，叶绿素含量高，光合能力强。不同采样点SPAD值(21.57～31.73)变化较大，以正常株较高且与黄化株差异显著，华昌路与南海路、中华路和长江路黄化株之间SPAD值差异达显著水平。南海路和中华路黄化株SPAD值分别为对应正常株的77.51%和75.52%；长江路和华昌路黄化株SPAD值分别为对应正常株的69.17%和89.51%；4个采样点中SPAD值以华昌路和长江路较高，中华路较低。

表1 不同采样点叶片的全氮、全磷、全钾和SPAD值

Table1Leaf total N， total P， total K， and SPAD value of different sampling location

g·kg-1

表中数据为三次重复的平均值，不同小写字母分别表示经Duncan’s新复极差检验在0.05水平上的差异显著性；△%表示黄化株比正常株低(-)或高(+)的百分比，下同。

The data were average of 3 replicates， different small letters indicated significant differences among the treatments at α=0.05 levels using Duncan’s new multiple range test; △% represented the percentage of chlorosis plants lower (-) or higher (+) than green plants. The same as below.

2.2 黄化樟树与正常樟树的叶片活性铁、全铁含量、过氧化氢酶和过氧化物酶活性比较

表2表明，不同采样点活性铁含量变化较大(23.25～42.93 mg·kg-1)，4个采样点均以正常株活性铁含量较高且与黄化株差异显著，除华昌路和长江路、中华路和南海路外其余正常株之间差异均达显著水平，除中华路与长江路和南海路外其余黄化株之间差异达显著水平。南海路和中华路黄化株活性铁含量分别为对应正常株的74.69%和77.25%；长江路和华昌路黄化株活性铁含量分别为对应正常株的63.41%和77.21%。4个采样点中活性铁含量以华昌路最高，长江路其次，中华路最低。

不同采样点全铁含量变化较大(54.42～84.71 mg·kg-1)。均以正常株较高，除南海路和中华路黄化株间差异不显著外，其余差异均达显著水平。南海路和中华路黄化株叶片全铁含量分别为对应正常株的84.33%和72.32%；长江路和华昌路黄化株叶片全铁含量分别为对应正常株的64.24%和73.70%。4个采样点中全铁含量以长江路和华昌路较高，南海路最低。

表2 不同采样点叶片的全铁、活性铁、过氧化氢酶和过氧化物酶含量

Table2Leaf active Fe， total Fe， catalase and peroxidase of different sampling location

地点Location叶片Leaf活性铁Active Fe/(mg·kg-1)全铁Total Fe/(mg·kg-1)过氧化氢酶Catalase/(g·kg·min-1)过氧化物酶Peroxidase/(g·kg·min-1)南海路Nanhai Road正常Green31.13±0.25 b68.94±0.14 d14.77±0.01 d5.03±0.01 d黄化Chlorosis23.25±0.83 d58.14±0.06 f13.14±0.01 g4.31±0.01 e△%25.3115.6711.0414.31中华路Zhonghua Road正常Green32.26±0.73 b81.02±0.10 c17.51±0.01 c5.12±0.04 c黄化Chlorosis24.92±0.73 cd58.59±0.10 f14.10±0.01 f4.32±0.01 e△%22.7527.6819.4715.63长江路Changjiang Road正常Green42.93±0.54 a84.71±0.09 a18.57±0.02 b5.65±0.01 b黄化Chlorosis27.22±1.02 c54.42±0.13 g14.10±0.01 f4.33±0.01 e△%36.5935.7624.0723.36华昌路Huachang Road正常Green41.42±0.03 a82.40±0.07 b20.93±0.01 a7.15±0.02 a黄化Chlorosis31.98±0.34 b60.73±0.08 e14.49±0.00 e5.00±0.01 d△%22.7926.3030.7730.07

不同采样点过氧化氢酶活性变化较大(13.14～20.93 g·kg-1·min-1)，均以正常株较高，除中华路和长江路黄化株间差异不显著外，其余差异均达显著水平。南海路和中华路黄化株过氧化氢酶活性分别为对应正常株的88.96%和80.53%；长江路和华昌路黄化株过氧化氢酶活性分别为对应正常株的75.93%和69.23%。4个采样点中过氧化氢酶活性以长江路最高，华昌路其次，南海路最低。

不同采样点过氧化物酶活性变化较大(4.31～7.15 g·kg-1·min-1)，均以正常株较高且与黄化株差异显著，正常株间差异均达显著水平，华昌路与南海路、中华路、长江路黄化株间差异显著。南海路和中华路黄化株过氧化物酶活性分别为对应正常株的85.69%和84.38%；长江路和华昌路过氧化物酶活性分别为对应正常株的76.64%和69.93%。4个采样点中过氧化物酶活性以华昌路最高，长江路其次，南海路最低。

2.3 樟树叶片养分、SPAD值和酶活性之间的相关性

由表3可以看出，全磷与活性铁之间呈极显著负相关，全氮含量、全钾含量、SPAD值、全铁含量、过氧化氢酶和过氧化物酶活性与活性铁均为极显著正相关，其中作用最为显著的是全氮，其次是过氧化氢酶，最小为全钾，说明全氮和过氧化氢酶在调节铁平衡和改善缺铁症状中起重要作用。

表3 叶片各元素间的相关性

Table3The correlation between elements in leaves

项目全氮全磷全钾SPAD值活性铁全铁过氧化氢酶过氧化物酶ItemTotal NTotal PTotal KSPAD valueActive FeTotal FeCatalasePeroxidase全氮Total N1.00-0.89∗∗0.88∗∗0.72∗∗0.91∗∗0.67∗∗0.84∗∗0.90∗∗全磷Total P1.00-0.89∗∗-0.54∗∗-0.78∗∗-0.43∗-0.57∗∗-0.60∗∗全钾Total K1.000.53∗∗0.84∗∗0.48∗0.64∗∗0.68∗∗SPAD值 SPAD value1.000.86∗∗0.89∗∗0.77∗∗0.77∗∗活性铁Active Fe1.000.87∗∗0.90∗∗0.87∗∗全铁Total Fe1.000.91∗∗0.79∗∗过氧化氢酶 Catalase1.000.93∗∗过氧化物酶 Peroxidase1.00

“**”和“*”分别表示在0.01和0.05水平差异显著。

“**” and “*” indicated significant differences at α=0.01 and α=0.05 levels respectively.

3 讨论

黄化株叶片全磷含量明显高于正常株，全氮、全钾、SPAD值、活性铁、全铁、过氧化氢酶和过氧化物酶明显低于正常株。武建林等[9]提出肥料以磷酸盐形式供给植物，使植物发生黄化或黄化加重。臧成凤等[10]也提出随磷水平的增加对植株生长的抑制作用明显增强，叶片中氮、钾、铁、锌和硼元素的含量呈先升高后降低的趋势。熊博等[11]提出，叶片黄化抑制了幼苗的正常生长，显著降低了叶片叶绿素含量，改变了叶绿素的组成比例，从而降低叶片光合能力。供试叶片过氧化物酶和过氧化氢酶活性较低，可能是因为供试叶片活性铁较低，而这两种酶受铁营养支配。我们的研究与赵艳琴等[12]提出的桃树感染黄化植原体后，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳发现过氧化物同工酶的酶带减少，颜色变浅，酶活性下降的结论一致。

黄化株叶片全磷含量明显高于正常株，活性铁和全铁含量明显低于正常株。缺铁叶片呼吸受阻，叶绿体蛋白质被破坏，所以要使叶片转绿必须增施铁肥。无机铁盐很难矫正高磷诱导的缺铁失绿症。所以，尽可能选螯合态铁肥，或者施无机肥时增施有机肥或酸化剂。张书捷等[13]提出酸化剂的施用有助于克服水稻苗期缺铁黄化。酸化剂在土壤微生物作用下逐步释放酸性离子，改良根际碱性环境，有效改善土壤理化性质，提高土壤的缓冲能力。建议三月底四月初和八月底分两次进行施肥，第一次新根较多，吸收能力强，第二次总根量较大，均有助于提高肥料利用率，促进樟树的生长[14]。建议在施肥基础上做到如下养护管理：禁止向树木周围倾倒垃圾或有害物质，保证樟树立地土壤不被污染；为了保护树木越冬，秋末或冬初经常对树干进行涂白，涂白剂主要成分是牛油和石灰，碱性较强，樟树属喜酸性植物，为避免黄化病的加重，要停止对樟树树干涂白[15]；冬季浇“封冻”水，结冻后放出的潜热有利于提高树木越冬能力[16]。秋末冬初，树穴内土壤要深翻熟化，还要适当断根以刺激大量幼根的生长，从而提高樟树对土壤中各种养分包括铁的吸收能力，使樟树树势健壮。

SPAD值与全氮、全钾、活性铁、全铁、过氧化氢酶和过氧化物酶之间均呈极显著正相关，与全磷之间呈极显著负相关。植物合成有机物质和获得能量的根本源泉来自于光合作用，叶绿素又是叶绿体的重要组成部分，对光能的吸收、传递和转换起决定性作用。有研究认为，当叶绿素计读数SPAD值大于30，即为正常；小于20即为黄化；介于20与30之间，越靠近30，黄化概率越小，越靠近20，黄化概率越大[17]。本研究中，樟树叶片SPAD值为21.57～31.73，属中度黄化。

南海路和中华路黄化程度比长江路和华昌路严重可能是南海路和中华路建筑物和住宅区较多引起的，建筑垃圾如混凝土、砖块、石灰等恶化了樟树赖以生存的土壤环境，生活污水如肥皂水、洗洁精水及工业污水如造纸废水、纺织废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等对樟树根系造成毒害[18]，严重影响了樟树对养分的吸收。土壤环境差，土质比较贫瘠，所以在施肥基础上要结合树穴换土[19]。