牛丽明
(北京市昌平区林业工作站,北京 102200)
流村镇白羊沟、高崖口沟与南口镇关沟、兴隆口沟是境外风沙源进入北京中心城区的主力风口,也是北京5大重点风沙危害区之一。该地区的生态环境治理对于提升城市生态环境、减少京西风沙源、改善中心城区空气质量具有重要意义。北京百万亩平原造林工程启动以来,流村镇利用山前平原地区的废弃砂石坑、沙荒地、建筑腾退地、退耕农田等造林绿化,不断改善区域生态环境。目前,平原造林森林景观效果已初步显现,发挥着固氮释氧、防土滞尘、水源涵养、水土保持等生态功能。
树木的生长发育需要一定的外界环境条件,风口地区冬春季节的极端低温、非节律性变温以及大风对平原造林树木的生长发育影响较大。新植树木枝条组织发育不充实、根系与土壤结合不紧密,易发生冻害和抽条现象。不同器官的受冻表现及危害性不同,根颈受冻后皮层变黑,常引起树势衰弱;主干受冻后易形成纵裂,诱发干腐病、流胶病及小蠹虫等病虫害。冻害、干旱也会加重幼树抽条现象,导致树形紊乱。
低温既可以伤害树木的地上或地下组织与器官,又可以改变树木与土壤的正常关系,影响树木的生长、发育和生理代谢活动。低温对树木的直接伤害有冻害、寒害和霜害,间接伤害有冻旱(生理干旱)、冻举和冻裂。
冻害是一种非侵染性病害,是树木组织内部结冰引起的伤害[1]。冻害多发生于秋末、冬季严寒期及春季回暖期,危害树木的花芽、枝条、枝杈、主干、根茎、根系等器官。花芽受害后内部变褐色,初期芽鳞松散,气温回升后表现为干缩不萌发。枝条随受冻程度的加重,髓部、木质部先后变色。枝杈受冻后表现为皮层变褐色、块状坏死或垂直下裂。主干受冻后易形成纵裂,诱发干腐病、流胶病及小蠹虫等病虫害。根茎所在的地表处温度变化激烈,受冻后树皮先变色后干枯,表现为局部一块或环状,引起树势衰弱或整株死亡[2]。当土温低于-3℃时根系受冻,常表现为发芽晚、生长不良。
抽条又称灼条、干梢,是冻旱造成的现象,表现为枝条脱水、干缩、枯干。枝条失水达一定程度先表现为皱皮,如果及时补充水分,枝条可恢复正常。如果继续脱水,枝条干枯死亡[3]。与枝干冻害相比,发生抽条的枝条木质部呈现干枯状态,颜色呈白色,干枯自上而下。而枝干冻害表现为树皮形成层变褐色,枝桠处症状明显,干枯自下而上。二者发生的时期也不同,抽条常发生于土壤未解冻的早春(3月),此时气候多风少雨,土壤温度仍较低。
影响冻害发生的外因有气候、地势、坡向、水体、土壤、养护管理等,其中降温的强度、持续的时间和发生的时期起主要决定作用[4]。若秋末突然降温,树木尚未经过抗寒锻炼,易发生冻害。日极端最低温度越低、寒潮持续时间越长、降温速度越快、回温速度越快,受害越严重。冻害也受周围环境和栽培水平的影响。郊区昼夜温差较城市绿地大,树木易受冻。土肥水管理及病虫害防治是否及时开展也影响树木的抗冻能力。
内因包括树木的品种差异和树木的生长状态,即树种、品种、树龄、生长势、当年枝条的成熟度以及休眠时间和深度等。不同树种、同一树种不同生长发育阶段其抗寒性均不同。与树龄有关。成年树的抗冻能力最强,幼树最弱;与树种和树势有关。项目坚持适地适树原则,选择的油松、栾树等乡土树种较为适应寒冷干旱的气候。但新植树木,特别是反季节栽植树木受损的根系恢复缓慢,受低温影响大;与枝条休眠及成熟度有关。枝条休眠越深、枝条越成熟,其抗寒性越强。
抽条是由根系受冻和枝条水分散失的综合因素造成,即“冻、旱”造成的。早春土壤不缺水,但由于土壤水分冻结不能被根系吸收或吸收量小,地上部分仍不断蒸腾失水,导致树体水分失调。影响抽条的间接因素:低温,低温增加了土壤冻结深度,影响了根系活动;大风,大风降低了地表温度,加速了树木蒸腾作用和土壤水分蒸发,当风速达0.2~0.3m·s-1时,蒸腾作用是无风条件下的3倍;栽培措施,早春灌水早且次数多会降低土温,影响根系对水分的吸收。
此外,抽条的发生也与树种、品种、树势以及枝条的成熟度有关。生长后期如果没有及时控制氮肥、降水较多或灌水频繁,导致树木贪青徒长,枝条发育不充实,树体的抗寒能力下降。
根据低温伤害机理和成因,梳理出本项目中影响树木安全越冬的内在因素:苗木质量,部分地块栽植了截干苗、裸根苗,且部分苗木在运输过程中根系、枝干受损,土球松散;苗木规格,为满足立地成景,落叶乔木规格多为胸径8cm及以上,常绿乔木多为株高2.5m及以上,定植后恢复生长能力弱;枝条徒长,秋季枝条贪青徒长,组织不充实,木质化程度低;新植树木,新植树木枝梢、根系萌发迟,秋季停止生长晚,树体积累营养物质少,进行抗寒锻炼不充分。
外在因素:栽植技术,因栽植量大,苗木不能随起、随运、随栽。整地不规范,土壤改良不到位,对拆迁腾退地的建筑垃圾和废弃砂石坑的石块清理不彻底,种植穴规格小,栽植过深或过浅等;栽植时期,受土地流转、拆迁腾退等前期工程进度影响,部分苗木错过3月中旬—5月上旬的栽植黄金期,反季节栽植;不良立地条件,风口地区冬季严寒干燥、春季多风少雨,土壤沙化、干旱、贫瘠,大风加大了树木蒸腾量,降低了地表温度,易导致树木偏冠、大枝折断、树体水分失衡。
综上所述,影响树木冻害和抽条发生的因素十分复杂,既有大规模造林施工中的栽植技术和苗木质量等,又有风口地区气候、土壤等不良立地条件。
秋季叶片自然脱落是落叶树木抵御低温的一种生态策略,也是进入休眠期的标志。根据树木物候期的生理特点,秋季(10—11月)、冬季(12—翌年2月)和春季(3—4月)开展防寒工作。按照“预防为主,综合防治”的原则,主要防寒措施有秋施基肥、浇灌封冻水和返青水、病虫害防治、冬季修剪、根茎培土、树干涂白、包裹树干7种。
秋施基肥可以改良土壤结构,提高土壤肥力和温度,促进树木根系生长,增加树体营养物质的积累。对废弃砂石坑、沙荒地等困难立地条件下树木采用环状沟施肥方法,具体做法:10—11月期间挖掘环状沟,其外径与树木的冠幅相当,深度和宽度以25~30cm为宜;将10kg的有机肥施入沟内,覆土踏实并浇水,确保肥效充分发挥。此外,土壤施肥方法还有放射沟施肥、穴施,交替使用有利于根系的均匀生长。配合施用磷钾肥可促进树木根系的扩大和新梢粗壮充实,增强树木对低温等不良环境及病虫害的抵抗能力。树木生长后期需要控制氮肥用量,避免枝稍徒长。
浇灌封冻水是利用水的比热容比泥土大的特点平抑地温,创造相对稳定的温度环境;增加土壤湿度,加速土壤内有机物质分解,提高根系的吸收功能。具体做法:以干基为圆心筑埂围堰,向其内部缓流浇灌。为确保浇足浇透,围堰内径不小于1m,高不低于20cm,切记出现跑冒滴漏和大水急灌现象。浇灌时期宜选择11月上中旬,此时土壤冻融交替。12月上旬土温低于0℃时,可再浇1次封冻水。
早春树木展叶前(3月)浇灌返青水,可以减少地表昼夜温差,避免倒春寒危害树木根系,并为树木后期生长奠定基础。水分管理也是全年养护管理的重点,按照“促前控后”原则,在降水少的的树木生长旺盛期(4—6月)根据墒情及时灌溉,促进营养积累;在生长后期(9月中旬)停止灌水,促使枝条及早结束生长。
冬季修剪又称休眠期修剪,可以减少营养浪费和营养回流,改善树木通风透光条件。落叶乔木栽植3a内冬季修剪每年不少于1次,栽植3a后每2年不少于1次。修剪方法有截、疏、放、伤、变[5]。平原造林树木的树形已基本成形,常规修剪以疏枝为主,将枯死枝、病残枝、徒长枝、内堂枝、细弱枝、重叠枝等从基部疏除。悬铃木、元宝枫、鸡爪槭等易流伤和流胶的树种,在秋末落叶前或春季展叶后进行修剪。应注意直径3cm以内的伤口可不做处理,超过3cm的及时涂抹伤口愈合剂,不得涂抹油漆,防止伤口水分蒸发和腐烂。整形修剪则根据修剪对象的发枝方式和干性不同而不同。杨树、银杏等主干明显的树种,保留中央领导干,分阶段疏除轮生枝。国槐、栾树、元宝枫等主干不明显的树种,主干顶端留取分布均匀的3~6个主枝,其余疏除,形成自然卵圆形树冠。松柏类萌发力弱的树种轻剪,新栽和生长势弱的树木不剪或轻剪。此外,秋季适当控梢、摘心,可以控制枝条在晚秋前不再生长,促进枝条老熟,避免遭受冻害、抽条危害。
树木感染病虫害后树势衰弱,易遭受冻害、冻旱等低温伤害,并进一步削弱树势,形成病虫危害、树木亚健康、低温伤害这一恶性循环。平原造林中常见的病虫害及冬季防治措施如下:槐叶柄小蛾以幼虫在槐豆、当年生枝条和树皮缝中越冬,结合冬季修剪,剪除有虫豆荚及枝条;国槐尺蠖以蛹在树下土壤中越冬,及时清理树木周围土壤中的蛹;斑衣蜡蝉最喜臭椿,以卵块在树干上越冬,冬季刮除卵块;草履蚧危害杨、柳、槐,1月上旬在树木1m高度绑缚20cm宽塑料环,完成树干围环阻止若虫上树,每隔3~5d人工抹杀1次。围环阻隔法也可防治春尺蠖、松毛虫等其他具有上下树习性的害虫;在入冬或早春用40%福美砷50~100倍液涂于病斑,或3~5度石硫合剂或50%退菌特500~1000倍液喷施,可防治杨柳腐烂病。
根茎进入休眠期最晚,解除休眠最早,极易受冻[6]。浇灌封冻水后结合封偃,在树木根茎处培起直径50~80cm、高15~30cm的土堆并拍实,减少土壤水分蒸发,防止低温伤害根茎和根系。应注意不宜从树木周围就地取土,避免伤害树木根系。翌年春季需扒开培土,以防根茎霉烂。
树干涂白可以降低树皮对太阳辐射的吸收,防止温差过大对树皮造成的伤害[7],是最为经济实用的防寒措施之一。每年3—4月、9—10月,对落叶乔木主干1.2m以下进行2次集中涂白。常用的涂白材料是生石灰、硫磺、食盐、动(植)物油、热水,按一定比例随用随配,搅拌均匀。此外,树干涂白还能预防和减少蚜虫、蚧壳虫等病虫害的发生,防止日灼和牲畜啃食。
入冬前(11月底—12月初),用草绳、塑料膜、无纺布、尼龙布等将新植的不耐寒性树种和反季节栽植树木的主干及部分主枝包裹,可以减少水分散失、保持树干湿度。具体做法:包裹物用细绳牢固固定,一圈一圈相互紧紧挨着向上缠至第1分枝处,避免树干表皮与外界空气接触。拆除时间不早于晚霜。
反季节栽植树木的树势恢复较慢,在栽植时施用抗蒸腾剂、生根粉,在栽植后加强常规防寒措施,可以促进树体营养物质积累,防止冻害和抽条现象的发生。同为生长季节栽植的元宝枫,施用抗蒸腾剂、生根粉的树木成活率明显高于未施用树木,且树木长势强、抗逆性强。生根粉施用方法:栽植时按照每株施用生根粉6g的标准,按比例稀释后喷洒至土球外层。或在栽植后结合浇灌3次定根水施入,诱导树木不定根或不定芽形成;抗蒸腾剂施用方法:将抗蒸腾剂兑水稀释500倍后,对树木进行均匀喷雾,间隔期5~7d,连喷3~5次。通过形成薄膜抑制水分蒸发,或使叶面气孔关闭减少蒸腾作用,促进地上地下的水分平衡。实践证明,对反季节栽植苗木施用抗蒸腾剂、生根粉,不仅能提高当年树木成活率,而且存活树木当年冬季及翌年春季冻旱、抽条发生几率也远小于未施用抗蒸腾剂、生根粉的树木。
项目中影响树木安全越冬的不利因素较多,部分因素在大规模造林工程中不可避免,这对树木的栽后养护管理,特别是秋冬春三季的防寒工作提出了更高标准和要求。防寒工作存在的主要问题:养护管理者防寒意识淡薄,随着全球气候变暖,部分养护管理者存在侥幸心理,入冬前没有及时开展防寒工作;养护水平参差不齐,如,树木围堰偏小偏矮,导致浇灌封冻水和返青水不足,修剪下来的病虫残枝以及枯枝落叶清理不彻底,成为多种病虫集中越冬的“温床”,涂白剂滴洒在土壤上,引起树木烧根、土壤污染。因此,园林从业人员需要加强平原造林树木秋冬季节防寒工作,采用综合措施,提高树木抗寒性,加强树体保护,避免或减轻低温伤害。
流村镇平原造林树木不仅要经历冬春漫长的低温阶段,还受强风、土壤沙化、干旱等多种环境因子影响,冻害、抽条等自然灾害风险形势严峻复杂。防寒是越冬前至早春期间养护工作中的重要内容。针对项目中树木越冬的不利因素,从提高树木的抗寒性、消除低温影响、及早进行抗寒锻炼3方面采取防寒措施:通过土肥水管理、修剪等措施,增加树体营养物质积累,促使枝条充实,提高树木越冬能力;通过树干涂白、包裹、根茎培土、病虫害防治等措施,加强树体保护,避免或减轻低温伤害;通过摘心、肥水控制等措施,在确保树木前期正常生长的基础上,促使枝条及时停止生长,避免秋季徒长。
对平原造林新增林木资源开展的主要防寒措施有秋施基肥、浇灌封冻水和返青水、病虫害防治、冬季修剪、根茎培土、树干涂白、保护树干7种。造成冻害和抽条的原因复杂,应采取综合措施。每种措施不是单独存在,如秋施基肥、浇灌封冻水、根茎培土等措施配合施用,达到相辅相成的效果。风口地区土壤贫瘠沙化,且困难立地条件下树木和反季节栽植树木根系与土壤结合不紧密,需要增加有机肥使用量,提高土壤肥力和保水保肥能力。
对于大规模造林中不可避免的反季节栽植树木,影响树木成活率和抗寒能力的主要因素是树体水分代谢平衡和根系的生长恢复情况。栽植时配合施用生根粉和抗蒸腾剂,促进根系伤口的愈合,加快根系对营养的吸收,从而提高树木抗寒能力,避免发生冻害和抽条。