摘要：利用 TRU 系統(tǒng)對南山植物園不同徑級的川山茶（Camellia szechuanensis Chien）進行掃描，測定粗度≥1 cm 的根系空間分布情況，結果表明，隨著地徑粗度的不斷增加，在距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 的根數(shù)呈減少趨勢，與地徑和冠幅達到極顯著負相關；距樹干 0.5 m 和 1.0 m 圓斷面處，供試茶樹根數(shù)從 20個增加至 35 個，分布范圍從 12.89~56.19 cm 擴大至 9.79~59.24 cm。其中 78%~85% 粗度≥1 cm 的根分布在20~72 cm 深的土層中，約 40% 的根分布在 20~40 cm 深的土層中；以樹干為圓點，在半徑 5 m 的 90°扇形范圍內，隨著距樹干距離增加，粗度≥1 cm 的孤植茶樹的根數(shù)逐漸增多，卻在滴水線附近有所減少。挖開土壤發(fā)現(xiàn)，滴水線附近多為細根。雖然滴水線外粗度≥1 cm 的根系數(shù)量仍不斷增加，但很難確定為茶花根系。結合茶樹養(yǎng)護實際，建議追肥時將肥料沿樹冠滴水線進行溝施。

       樹木雷達檢測系統(tǒng)（tree radar unit，以下簡稱TRU）的基本原理是利用高頻雷達波（1 MHz~1 GHz），以脈沖形式通過發(fā)射天線被定向地送入探測體內。雷達波在傳播過程中，當遇到存在電性差異的介質時，電磁波便發(fā)生反射，由接收天線接收。在對接收天線接收到的雷達波進行處理、分析的基礎上，根據(jù)接收到的雷達波波形、強度、時間等推斷樹木根系的空間位置、結構、電性質及幾何形態(tài)，從而達到對樹木根系的探測［1］。TRU 系統(tǒng)作為高效的淺層探測方法，具有操作簡單靈活、剖面直觀、無損性等優(yōu)點［2］。自引入中國后，被廣泛用于古樹樹干空腐檢測和根系空間分布無損檢測［3-6］。

     川山茶（Camellia szechuanensis Chien）作為山茶的一個重要品系，因其主要分布在四川省而得名［7］。1986 年 7 月，原四川省重慶市第十屆人民代表大會常務委員會第十九次會議就已經(jīng)確定山茶花為重慶市市花。目前，國內以南山植物園收集、展示川山茶品種類型最為齊全，現(xiàn)有川山茶傳統(tǒng)品種 110個，古樹 100 多株［8］，并于 2016 年入選首批國家花卉種質資源庫。為此，本研究采用 TRU 系統(tǒng)，對南山植物園山茶園內的川山茶植株進行根系非破壞性檢測，探索粗度≥1 cm 的根系空間分布特點，以期為南山植物園川山茶的日常養(yǎng)護提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗對象

    以南山植物園山茶園長勢較好的川山茶植株為試驗對象，選擇距樹干 2 m 以內無灌木、無大型雜草生長的川山茶植株。其中地徑 3~12 cm 10個徑級的茶樹每個徑級不少于 3 棵，共測定 34 棵。對草坪孤植的 3棵茶樹單獨測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 根系空間分布測定方法

     試驗采用產(chǎn)自美國Treeradar 公司的樹木雷達檢測系統(tǒng)（900 MHz 雷達天線，可分辨最小根系直徑 1 cm）。1）圓形斷面掃描。選擇樹干間距不少于 2.5 m的 34棵茶樹，以樹干為圓心，根據(jù)生長地實際情況，測定半徑 0.5 m 和 1 m 圓斷面處，0~72 cm 土層中粗度≥1 cm的根系分布情況。2）扇形斷面掃描。以 3 棵孤植茶樹為試驗對象，以樹干為圓心，選擇受周圍樹木影響較小的 90°扇面方向，在距樹干基部 5 m 內，每隔 0.5 m 測定 0~72 cm土層中直徑≥1 cm的根系分布情況。

1.2.2 土壤質量測定方法

     采用混合采樣法，在距樹干 30 cm 處采取 0~30 cm 深的土壤樣品，送至重慶市土壤質量檢測中心，測定 pH、EC、有機質含量、有效氮、有效磷、速效鉀、＞2 mm 礫石含量和土壤質地等 8項指標。

1.2.3 生長指標測定方法

    采用鋼卷尺和游標卡尺測定每棵山茶植株的株高、冠幅、地徑。

1.3 數(shù)據(jù)處理

    采用 Excel和 SPSS 19.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行匯總、方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 土壤質量基本情況

      由表 1 可知，山茶園為中性壤土，有機質、有效氮和有效磷含量較高，且土壤中未見＞2 mm 礫石。結合日常養(yǎng)護發(fā)現(xiàn)，山茶園每年都要為每棵茶樹施入腐熟的油餅肥，同時起到了改良土壤的作用。

表 1 土壤理化指標測定結果

2.2 供試茶樹基本生長情況

2.2.1 供試茶樹生長指標變化規(guī)律

對34棵供試茶樹的地徑、株高和冠幅進行分析，結果（表 2）發(fā)現(xiàn)，隨著地徑粗度的增加，供試茶樹的株高和冠幅呈逐漸增加的趨勢。其中，株高從 2.03 m 增至 3.93 m，以徑級 7.0~7.9 cm 為分界點，株高開始增至 3 m；冠幅從 1.53 m 增至 3.30 m，以徑級 6.0~6.9 cm 和 11.0~11.9 cm為分界點，冠幅開始增至 2 m和 3 m。

表 2 供試茶樹地徑、苗高和冠幅調查結果

2.2.2 供試茶樹生長指標與距樹干0.5 m處粗度≥1 cm根數(shù)相關性分析

將 34 棵茶樹的地徑、株高、冠幅與距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 的根數(shù)進行雙變量相關性分析，結果見表 3。由表 3可以看出，地徑、株高和冠幅之間呈極顯著正相關，相關系數(shù)從 0.752 至0.907；距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 的根數(shù)與地徑、株高和冠幅負相關，并與地徑和冠幅達極顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.605 和-0.468。由此可見，隨著地徑粗度的增加，供試茶樹的冠幅不斷增大，距樹干0.5 m處粗度≥1 cm的根數(shù)卻逐漸減少。

表 3 生長指標與距樹干0.5 m處粗度≥1 cm根數(shù)相關性分析

2.3 供試茶樹根系分布

2.3.1 粗度≥1 cm 根系縱向分布

      測定不同土層深度中，供試茶樹粗度≥1 cm 的根數(shù)多重比較結果見表 4。由表 4 可知，隨著土壤深度的增加，距樹干0.5 m 和 1.0 m 根數(shù)均呈先增加后減少的趨勢，約有51% 的粗度≥1 cm 的根分布在深度 20~40 cm 土層中，并與深度 0~20 cm 和 40~72 cm 土層中的根數(shù)均達極顯著差異。其中，距樹干 0.5 m 的圓斷面處，深度 40~72 cm 土層中的根數(shù)雖然比 0~20 cm 的多，但未達到顯著差異；距樹干 1.0 m 的圓斷面處，深度40~72 cm 土層中的根數(shù)較 0~20 cm 的多，并達到極顯著差異。由此可見，山茶園茶樹 78%~85% 的粗度≥1 cm 的根分布在深度 20~72 cm 的土層中，其中約51%的根分布在20~40 cm深的土層中，深度0~20 cm土層中粗度≥1 cm的根數(shù)較少。

表 4 不同土層深度中粗度≥1 cm 根數(shù)分布情況

2.3.2 粗度≥1 cm根系橫向分布

   1）距樹干 0.5 m 和 1.0 m 處粗度≥1 cm 根系橫向分布。在距樹干 0.5 m 和 1.0 m 圓斷面處，測定 34 棵供試茶樹粗度≥1 cm 根系分布，結果見表 5。由表 5可知，距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 根數(shù)為 20，較距樹干 1.0 m 處少，差異達極顯著水平；距樹干 0.5 m 和1.0 m 處根系分布的最深深度和最淺深度無顯著變化，距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 根系主要分布在深度12.89~56.19 cm 的土層中，距樹干 1.0 m 處根系主要分布在 9.79~59.24 cm的土層中。由此可見，隨距樹干距離增加，粗度≥1 cm 的根數(shù)從 20 增加至 35，根系的分布范圍進一步擴大，主要分布于深度 9.79~59.24 cm的土層中。

表 5 距樹干 0.5 m和 1.0 m處粗度≥1 cm 根數(shù)分布情況

2）距樹干 5 m 內粗度≥1 cm 根系橫向分布。為了進一步探索川山茶根系的橫向延伸范圍和分布趨勢，選擇草坪內孤植的 3棵川山茶，測定其基本生長情況（表 6）和粗度≥1 cm 根系空間分布（圖 1、圖 2和圖 3）。3 棵孤植茶樹于 2003 年種植于坡向西南，坡度 13°的草坪中，生長健壯，枝葉繁茂。

此外，隨著距樹干距離的增加，粗度≥1 cm 根系最淺分布在 10 cm左右的土壤深度中，粗度≥1 cm根系最深分布變化較大，這可能與土壤質地、粒徑等有關。

表 6 3棵孤植茶樹地徑、株高和冠幅的調查結果

圖 1 距樹干 5 m內孤植樹 1根數(shù)及根系分布深度趨勢

圖 2 距樹干 5 m內孤植樹 2根數(shù)及根系分布深度趨勢

圖 3 距樹干 5 m內孤植樹 3根數(shù)及根系分布深度趨勢

2.3.3 徑級對根系分布的影響

   距樹干 0.5 m 圓斷面處，10 個徑級茶樹粗度≥1 cm 根系分布多重比較結果見表 7。由表 7 可知，隨著茶樹地徑粗度的增加，距樹干 0.5 m 處粗度≥1 cm 根數(shù)呈減少趨勢，粗度≥1 cm 根系的最深分布深度和最淺分布深度無顯著差異。其中，地徑 7.0~7.9 cm 的茶樹植株的根數(shù)與其他徑級的無顯著差異，可見以地徑 7.0~7.9 cm為界，地徑 3.0~6.9 cm的茶樹每株有粗度≥1 cm的根數(shù)為 27~33，地徑 8.0~12.9 cm茶樹每株有粗度≥1 cm的根數(shù)為 15~26；10 個徑級茶樹中，粗度≥1 cm 根系的最深分布深度范圍為 53.04~62.08 cm，最淺分布范圍為 5.86~12.67 cm。

表 7 距樹干 0.5 m處 10個徑級粗度≥1 cm 茶樹根系分布情況

3 小結與討論

南山植物園山茶園 37 棵供試茶樹根系空間分布特征如下。

1）隨著地徑粗度從 3.00 cm 增至 12.9 cm，供試茶樹的株高和冠幅不斷增大，其中株高從 2.03 m 增至 3.93 m，冠幅從 1.52 m 增至 3.30 m。但在距樹干0.5 m 處，粗度≥1 cm 的根數(shù)與地徑和冠幅達極顯著負相關。

2）距樹干 0.5 m 和 1.0 m 圓斷面處，供試茶樹78%~85% 粗度≥1 cm 的根分布在 20~72 cm 深的土層中，其中約50%的根分布在20~40 cm深的土層中，深度0~20 cm土層中，粗度≥1 cm的根數(shù)相對較少。

3）隨著距樹干距離增加，粗度≥1 cm 的根數(shù)從20 增加至 35，分布范圍從 12.89~56.19 cm 擴大至9.79~59.24 cm；孤植茶樹的粗度≥1 cm 的根數(shù)逐漸增多，卻在滴水線附近有所減少，隨后繼續(xù)增加。挖開土壤觀察發(fā)現(xiàn)，滴水線處茶樹根系較細，滴水線外粗度≥1 cm根系很難確定為茶花根系。

4）隨著供試茶樹地徑粗度的增加，距樹干 0.5 m處粗度≥1 cm 根數(shù)呈減少趨勢。以地徑 7.0~7.9 cm為分界點，地徑3.0~6.9 cm的茶樹每株長有粗度≥1 cm的根數(shù)為 27~33，地徑 8.0~12.9 cm 茶樹每株長有粗度≥1 cm 的根數(shù)為 15~26；不同徑級茶樹粗度≥1 cm根系的最深分布范圍為 53.04~62.08 cm 和最淺分布范圍為 5.86~12.67 cm。

綜上所述，受TRU 系統(tǒng)根系粗度測定范圍限制，本文僅對南山植物園川山茶粗度≥1 cm 的根系的根系空間分布進行研究，川山茶須根生長規(guī)律和空間分布仍需進一步研究。南山植物園山茶園作為川山茶種質資源的重要保存地，彰顯了重慶市作為“山水之城，美麗之地”的人文特色。同時，南山植物園山茶園的精細化養(yǎng)護措施、養(yǎng)護水平和養(yǎng)護成效代表了重慶市茶花養(yǎng)護的最高水平，為市街茶花養(yǎng)護指明了方向。根據(jù)本文研究結果，結合山茶園的養(yǎng)護措施，建議追肥時將肥料沿樹冠滴水線進行溝施，以便肥料被投放在細根較多的地方，從而實現(xiàn)肥料的快速高效吸收，促進根系向四周延展。

參考文獻：

[1]呂靜霞. 基于雷達波的木材內部缺陷檢測方法研究[D]. 北京林業(yè)大學, 2015.

[2]劉星旦. TRU樹木雷達參數(shù)校正方法研究[D]. 西北農林科技大學, 2017. 

[3]康越程. 基于TRU樹木雷達對黃陵古側柏空腐規(guī)律研究[D]. 西北農林科技大學, 2019.

[4]田凌鴻. 天水市伏羲廟古側柏健康無損傷診斷與評價 [D]. 西北農林科技大學, 2019.

[5]賴娜娜, 袁承江, 唐碩, 等. 應用探地雷達探測古樹根系分布[J]. 東北林業(yè)大學學報, 2011, 39(11): 124-126.

[6]肖夏陽, 文劍, 肖中亮, 等. 基于雷達波的樹木軀干內部缺陷探測識別[J]. 林業(yè)科學, 2018, 54(5): 127-134.

[7]LY/T 2814—2017, 川山茶栽培技術規(guī)程[S].

[8]周利. 川茶花品種圖鑒[M]. 重慶：重慶出版社, 2011.

來源：李玲莉，周 利，何永鉥，等 . 基于 TRU 系統(tǒng)對南山植物園川山茶根系空間分布規(guī)律的研究[J].湖北農業(yè)科學，2022，61(1):122-125。轉在的目的在于傳遞更多的知識，如有侵權行為，請聯(lián)系我們，我們會立即刪除。