环形抗旱水袋在绿化树种黑松上的应用试验

刘克非，赖永梅

（1 山东省青岛第一中学，山东青岛 266000；2 青岛市海滨风景区管理处）

青岛市位于北纬36°02′～36°24′，东经120°07′～120°41′之间，属于暖温带东亚季风气候，受海洋季风调节，空气湿润，温度适中，雨量充沛，四季分明。青岛市年平均降水量为704.6mm，其中夏季降水量占全年58%，年平均蒸发量1472.6mm，5 月份最大平均为181.6mm。历史上旱涝灾害均有发生，以旱为主，春旱较严重。2019 年青岛市年平均降水量432.9mm，上半年降水133.6mm（比常年偏少66.1mm），汛期（7～8月）降水264.6mm，秋冬季降水仅为34.7mm，严重的秋旱使一些浇水困难、土层瘠薄的园林树木因干旱致衰致死，尤其是重要的绿化树种黑松受害严重，崂山、李沧、即墨等坡地黑松死亡万余株，青岛市海滨风景区前海一线的黑松生长不良，出现大量的枯死枝，死亡20余株，严重影响景观。

黑松[1]（Pinus thunbergii Parl.）常绿乔木，喜光，耐干旱瘠薄，耐海雾，抗海风，最宜在土层深厚、土质疏松，且含有腐殖质的砂壤土处生长，是青岛市的骨干树种。青岛黑松引种始自20 世纪30 年代末开始大量引进，引种的黑松非常适应青岛的环境，快速发展。青岛市区现有黑松10 万余株[2]，青岛市海滨风景区前海一线栽植的黑松也有近万株，被广泛地应用于防风、防潮、防沙林带及海滨地区的风景林、行道树或庭荫树，苍劲葱茏、姿态万千的黑松也已成为青岛独特的风景线。

环形抗旱水袋是针对浇水存水困难的园林植物设计的，该设施环绕绿化树木根部，按照类似膜下滴灌[3]的方式灌溉，提供精准的水分供养，还可以对出水速度进行控制，实现按需滴水，起到防止水分蒸发和提高地温的效果，具有节水和抗旱双重作用。

1 试验地概况

选择鲁迅公园坡地黑松林，面积为2.53hm2，土层薄，土壤肥力低，土壤粘重，坡度＞45°。

2 材料与方法

2.1 材料

选取鲁迅公园坡地黑松林作为试验点，从中随机选取10 株胸径10～15cm 的黑松作为环形抗旱水袋覆盖的实验对象，随机选取根部不采取任何措施覆盖的周边10 株黑松（胸径10～15cm）作为对照。

环形抗旱水袋，主体为袋体，整体为不闭合的圆环状，两端不固定连接在一起。袋体上表面设有1 个加水口和1 个排气口，袋体下表面设有3 个排水口，每个排水口配设1 个能够控制滴灌速度的出水滴管。袋体外侧设有1 圈外边膜，外边膜的两端不固定连接在一起；袋体内侧设有1 圈内边膜，内边膜的两端也不固定连接在一起；两端各自设有1 圈端头边膜。

图1 环形抗旱水袋的整体结构示意图

图2 环形抗旱水袋背面的示意图

2.2 方法

环形抗旱水袋的袋体绕黑松根部，先在铲平并略低于地表的凹面绕树根放置，将背面设置的能够控制滴灌速度的出水滴管对应的地面挖出3 条深40cm 沟槽，引出能够控制滴灌速度的出水滴管，便于调节滴水速度，并确保水袋不会影响滴管滴水；然后将环形抗旱水袋两端头对齐对好，用连接装置进行连接固定。

经加水口给袋体加水，加水时注意排气口保持排气状态，以确保加满水，调节出水滴管的滴水速度至满意状态；然后用细土将外边膜的外沿和绕树根的内边膜的外沿封严压实，再用细土将端头边膜和环形抗旱水袋内外边膜的接头处封严压实，环形抗旱水袋就可以正常作业了。

环形抗旱水袋1 次加满水为50kg（大树需水量大，可以加长环形抗旱水袋的长度），对照开穴浇透水为150kg。

加水30 天后，取黑松根部0～20cm 深的土壤进行采样，多点样品充分混匀，取混匀土样称重，然后放于铝盒，105～110℃，烘6～8h，冷却再次称重，测定环形抗旱水袋与不采取任何措施的黑松根系土壤含水量。

加水50 天后，取黑松根部20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm 深的土壤进行采样，每层多点样品充分混匀，取混匀土样称重，同样采用铝盒烘干法测定各土层含水量变化。

3 结果分析

3.1 环形抗旱水袋对土壤含水量的影响

胸径10～15cm 的黑松开穴浇1 次透水需水150kg，而使用环形抗旱水袋仅需50kg。土壤含水量在浇水30 天后，环形抗旱水袋覆盖的黑松0～20cm 深土壤含水量平均为23.03%，未覆盖的对照黑松0～20cm深土壤含水量平均为14.42%，比对照提高8.61%。由此可见，环形抗旱水袋覆盖黑松树穴，既可减少土壤水分蒸发，增加土壤含水量，又可节水75%以上。

3.2 环形抗旱水袋对黑松各土层土壤含水量的影响

黑松根系集中在0～80cm 土层中，而80%黑松根系则分布在土层30cm 以下。加水50 天后测得20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm 深的土壤含水量随土层深度的增加而升高，且高于同土层对照的土壤含水量。

表1 不同处理黑松根部各土层土壤含水量

4 结语

干旱区域地表蒸发量远远大于降水量，降低地表蒸发量尤为重要。环形抗旱水袋内外边膜压实覆盖住黑松树穴，就相当于给黑松树穴覆膜，地下水不断向上蒸发，遇到膜后形成水滴又返回土壤中，大大减少地表水分蒸发量。环形抗旱水袋出水管的土层深度为40～50cm（出水管深度取决于土壤质地、土层厚度、树种等因素），滴灌的水分集中在土层20～80cm，此湿润层为黑松根系的主要分布区，故使黑松主要根系区的土壤始终保持在最佳含水状态。

环形抗旱水袋覆膜同时滴灌，是一种高效节水灌溉设施，可节水75%以上，起到减少水分蒸发和提高地温的效果，具有节水和抗旱双重作用。

5 建议

园林树木根系主要集中在0～100cm，本试验地为坡地，土层薄，地表60cm 以下多为山石，故土层深度仅测到60cm，有条件的可测到80～100cm 土层，能更全面反映环形抗旱水袋对各土层土壤含水量的影响。

出水滴管易堵塞，由于出水滴管放在地表以下的沟槽中，停水后滴管会产生负压，将土壤中的微小颗粒吸入滴管而形成堵塞。建议在放置出水滴灌的沟槽中放置大于滴灌口径的石粒。

环形抗旱水袋也可以加入液体肥，覆膜后减少了肥料的挥发和雨水淋溶的损失，加大土壤养分的释放和肥料的利用率，可相应地减少肥料的施用量。