環(huán)形抗旱水袋在綠化樹種黑松上的應用試驗

劉克非，賴永梅

（1 山東省青島第一中學，山東青島 266000；2 青島市海濱風景區(qū)管理處）

青島市位于北緯36°02′～36°24′，東經(jīng)120°07′～120°41′之間，屬于暖溫帶東亞季風氣候，受海洋季風調(diào)節(jié)，空氣濕潤，溫度適中，雨量充沛，四季分明。青島市年平均降水量為704.6mm，其中夏季降水量占全年58%，年平均蒸發(fā)量1472.6mm，5 月份最大平均為181.6mm。歷史上旱澇災害均有發(fā)生，以旱為主，春旱較嚴重。2019 年青島市年平均降水量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，秋冬季降水僅為34.7mm，嚴重的秋旱使一些澆水困難、土層瘠薄的園林樹木因干旱致衰致死，尤其是重要的綠化樹種黑松受害嚴重，嶗山、李滄、即墨等坡地黑松死亡萬余株，青島市海濱風景區(qū)前海一線的黑松生長不良，出現(xiàn)大量的枯死枝，死亡20余株，嚴重影響景觀。

黑松[1]（Pinus thunbergii Parl.）常綠喬木，喜光，耐干旱瘠薄，耐海霧，抗海風，最宜在土層深厚、土質(zhì)疏松，且含有腐殖質(zhì)的砂壤土處生長，是青島市的骨干樹種。青島黑松引種始自20 世紀30 年代末開始大量引進，引種的黑松非常適應青島的環(huán)境，快速發(fā)展。青島市區(qū)現(xiàn)有黑松10 萬余株[2]，青島市海濱風景區(qū)前海一線栽植的黑松也有近萬株，被廣泛地應用于防風、防潮、防沙林帶及海濱地區(qū)的風景林、行道樹或庭蔭樹，蒼勁蔥蘢、姿態(tài)萬千的黑松也已成為青島獨特的風景線。

環(huán)形抗旱水袋是針對澆水存水困難的園林植物設計的，該設施環(huán)繞綠化樹木根部，按照類似膜下滴灌[3]的方式灌溉，提供精準的水分供養(yǎng)，還可以對出水速度進行控制，實現(xiàn)按需滴水，起到防止水分蒸發(fā)和提高地溫的效果，具有節(jié)水和抗旱雙重作用。

1 試驗地概況

選擇魯迅公園坡地黑松林，面積為2.53hm2，土層薄，土壤肥力低，土壤粘重，坡度＞45°。

2 材料與方法

2.1 材料

選取魯迅公園坡地黑松林作為試驗點，從中隨機選取10 株胸徑10～15cm 的黑松作為環(huán)形抗旱水袋覆蓋的實驗對象，隨機選取根部不采取任何措施覆蓋的周邊10 株黑松（胸徑10～15cm）作為對照。

環(huán)形抗旱水袋，主體為袋體，整體為不閉合的圓環(huán)狀，兩端不固定連接在一起。袋體上表面設有1 個加水口和1 個排氣口，袋體下表面設有3 個排水口，每個排水口配設1 個能夠控制滴灌速度的出水滴管。袋體外側設有1 圈外邊膜，外邊膜的兩端不固定連接在一起；袋體內(nèi)側設有1 圈內(nèi)邊膜，內(nèi)邊膜的兩端也不固定連接在一起；兩端各自設有1 圈端頭邊膜。

圖1 環(huán)形抗旱水袋的整體結構示意圖

圖2 環(huán)形抗旱水袋背面的示意圖

2.2 方法

環(huán)形抗旱水袋的袋體繞黑松根部，先在鏟平并略低于地表的凹面繞樹根放置，將背面設置的能夠控制滴灌速度的出水滴管對應的地面挖出3 條深40cm 溝槽，引出能夠控制滴灌速度的出水滴管，便于調(diào)節(jié)滴水速度，并確保水袋不會影響滴管滴水；然后將環(huán)形抗旱水袋兩端頭對齊對好，用連接裝置進行連接固定。

經(jīng)加水口給袋體加水，加水時注意排氣口保持排氣狀態(tài)，以確保加滿水，調(diào)節(jié)出水滴管的滴水速度至滿意狀態(tài)；然后用細土將外邊膜的外沿和繞樹根的內(nèi)邊膜的外沿封嚴壓實，再用細土將端頭邊膜和環(huán)形抗旱水袋內(nèi)外邊膜的接頭處封嚴壓實，環(huán)形抗旱水袋就可以正常作業(yè)了。

環(huán)形抗旱水袋1 次加滿水為50kg（大樹需水量大，可以加長環(huán)形抗旱水袋的長度），對照開穴澆透水為150kg。

加水30 天后，取黑松根部0～20cm 深的土壤進行采樣，多點樣品充分混勻，取混勻土樣稱重，然后放于鋁盒，105～110℃，烘6～8h，冷卻再次稱重，測定環(huán)形抗旱水袋與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 深的土壤進行采樣，每層多點樣品充分混勻，取混勻土樣稱重，同樣采用鋁盒烘干法測定各土層含水量變化。

3 結果分析

3.1 環(huán)形抗旱水袋對土壤含水量的影響

胸徑10～15cm 的黑松開穴澆1 次透水需水150kg，而使用環(huán)形抗旱水袋僅需50kg。土壤含水量在澆水30 天后，環(huán)形抗旱水袋覆蓋的黑松0～20cm 深土壤含水量平均為23.03%，未覆蓋的對照黑松0～20cm深土壤含水量平均為14.42%，比對照提高8.61%。由此可見，環(huán)形抗旱水袋覆蓋黑松樹穴，既可減少土壤水分蒸發(fā)，增加土壤含水量，又可節(jié)水75%以上。

3.2 環(huán)形抗旱水袋對黑松各土層土壤含水量的影響

黑松根系集中在0～80cm 土層中，而80%黑松根系則分布在土層30cm 以下。加水50 天后測得20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm 深的土壤含水量隨土層深度的增加而升高，且高于同土層對照的土壤含水量。

表1 不同處理黑松根部各土層土壤含水量

4 結語

干旱區(qū)域地表蒸發(fā)量遠遠大于降水量，降低地表蒸發(fā)量尤為重要。環(huán)形抗旱水袋內(nèi)外邊膜壓實覆蓋住黑松樹穴，就相當于給黑松樹穴覆膜，地下水不斷向上蒸發(fā)，遇到膜后形成水滴又返回土壤中，大大減少地表水分蒸發(fā)量。環(huán)形抗旱水袋出水管的土層深度為40～50cm（出水管深度取決于土壤質(zhì)地、土層厚度、樹種等因素），滴灌的水分集中在土層20～80cm，此濕潤層為黑松根系的主要分布區(qū)，故使黑松主要根系區(qū)的土壤始終保持在最佳含水狀態(tài)。

環(huán)形抗旱水袋覆膜同時滴灌，是一種高效節(jié)水灌溉設施，可節(jié)水75%以上，起到減少水分蒸發(fā)和提高地溫的效果，具有節(jié)水和抗旱雙重作用。

5 建議

園林樹木根系主要集中在0～100cm，本試驗地為坡地，土層薄，地表60cm 以下多為山石，故土層深度僅測到60cm，有條件的可測到80～100cm 土層，能更全面反映環(huán)形抗旱水袋對各土層土壤含水量的影響。

出水滴管易堵塞，由于出水滴管放在地表以下的溝槽中，停水后滴管會產(chǎn)生負壓，將土壤中的微小顆粒吸入滴管而形成堵塞。建議在放置出水滴灌的溝槽中放置大于滴灌口徑的石粒。

環(huán)形抗旱水袋也可以加入液體肥，覆膜后減少了肥料的揮發(fā)和雨水淋溶的損失，加大土壤養(yǎng)分的釋放和肥料的利用率，可相應地減少肥料的施用量。