落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法

摘要

本发明提供一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法，包括以下步骤：S1、选择相同树种，类似规格的至少两株落叶全冠乔木作为模拟的移植乔木，在各株移植乔木的树干上设置茎流探针，将茎流探针与采集装置电连接，以检测移植乔木的茎流速率；S2、选取其中一株移植乔木分期、分段进行断根处理；S3、对断根处理的移植乔木进行移植前修剪；S4、比较断根处理的移植乔木和对照的移植乔木的茎流速率；通过二者的茎流速率判断落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度参数。通过采用引入茎流速率并且对比判断的方案，能够在确保根冠平衡的前提下，较为精确的确定根部修剪强度参数。

说明书

技术领域

本发明涉及城市园林绿化生态改造领域，特别是一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法。

背景技术

对于胸径＞20cm的落叶全冠乔木，在华东地区最佳移植时间为秋季落叶后、树木发芽前的12月至翌年2月。移植时土球直径最大不宜超过2.5m，否则挖掘难度大，搬运、装卸车极易弄碎土球。针对不同的落叶全冠乔木如何确保在根冠平衡的前提下，确定合适的修剪策略，是移植成功的重要因素。现有的乔木移植多是凭借经验进行修剪，并采用护根或促根的方案进行保护的方案来提高移植成活率。例如中国专利文献CN103518589A记载的一种大树的移植方法，提到断根处理和移植后管理方案。CN108552008A记载的一种乔木的移植方法。CN111226734A记载的一种城市绿化乔木类苗木在夏季的移植方法。CN103392557A记载的一种反季节大乔木移植方法，仅较为笼统的提到加大土陀，以树木胸径的6～10倍为度，但是缺乏精确的数据，对于胸径＞20cm的落叶全冠乔木，这很容易导致难以运输。由于部分常绿全冠乔木的价值较高，因此很有必要寻求足够便利的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法，能够较为精确的确定根冠平衡前提下的根部修剪强度，从而以最小的移植难度和资源消耗得到最高的成活率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法，包括以下步骤：

S1、选择相同树种，类似规格的至少两株落叶全冠乔木作为模拟的移植乔木，在各株移植乔木的树干上设置茎流探针，将茎流探针与采集装置电连接，以检测移植乔木的茎流速率；

S2、选取其中一株移植乔木分期、分段进行断根处理；

S3、对断根处理的移植乔木进行移植前修剪；

S4、比较断根处理的移植乔木和对照的移植乔木的茎流速率；

通过二者的茎流速率判断落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度参数。

优选的方案中，在步骤S2中，分两次交替半环状切根，一次为2月中下旬萌芽前，另一次为11月中下旬落叶前；

以树干胸径的倍数为半径画圆，在外侧开半圆的环形沟，切断较细的根，使较粗的根与环形沟内壁齐平；

为防止倒伏，保留外径5cm以上的粗根，并在距环形沟内壁10cm处环状剥皮，涂抹浓度200-300mg/L的生根液；然后回填疏松的营养土将沟填平；

两次开出的半圆的环形沟构成一个整圆。

优选的方案中，断根处理的移植乔木和对照的移植乔木的茎流速率之比，在第一次断根处理后，断根处理的移植乔木的茎流速率下降到对照的移植乔木的茎流速率1/4附近，在第二次断根处理前回复到3/4附近；

第二次断根处理后，在一年内断根处理的移植乔木的茎流速率接近对照的移植乔木的茎流速率。

优选的方案中，在步骤S3中，移植乔木移植前剪掉2/5枝条；

在保持树冠基本骨架前提下，修剪以剪掉病弱枝、过密枝、内膛枝为主。

优选的方案中，在移植后，在移植目的地选择相似规格的同一树种进行茎流速率的对照监测；

移植乔木在移植后茎流速率下降到对照监测茎流速率的1/5，半年后恢复到2/5，一年后恢复到2/3，两年后与对照监测茎流速率持平。

优选的方案中，所述的茎流探针设置在树干距地1.3m处，将树皮清除形成一个宽4cm、高10cm的矩形框，茎流探针为两个；

两个茎流探针之间的距离为4cm，茎流探针插入树干深度为3cm。

优选的方案中，在步骤S1中，还设有气象采集系统，所述的气象采集系统用于采集太阳辐射、空气湿度、空气相对湿度、饱和水汽压差、降水量、风速、土壤含水率和土壤温度中的一种或多种的组合，以得到环境因子与茎流速率的关系；

采用逐步剔除法进行多元回归分析，建立茎流速率与环境因子的多元线性回归方程，以预测不同气象条件下的移植乔木的茎流速率。

优选的方案中，在步骤S1中，在移植目的地还设有气象采集系统，所述的气象采集系统用于采集太阳辐射、空气湿度、空气相对湿度、饱和水汽压差、降水量、风速、土壤含水率和土壤温度中的一种或多种的组合，得到环境因子参数；

以在培育地模拟移植目的地的环境因子参数。

优选的方案中，在培育地根据移植目的地的环境因子设置种植棚，种植棚设有可开合的透明棚顶，透明棚顶上设有遮蔽层，通过开合透明棚顶和设置遮蔽层调节太阳辐射和空气湿度；

种植棚的底部土壤与周围土壤隔绝，构成独立的空间，种植棚还与送风设备连接，用于调节室内压力，以调节空气相对湿度、饱和水汽压差和风速；

种植棚内设置喷淋装置，用于调节降水量；

土壤内设有滴灌管路，用于调节土壤含水率；

滴灌管路还与供风装置连接，用于调节土壤温度。

优选的方案中，在种植棚内设有气象采集系统，气象采集系统设有温度传感器、湿度传感器、绝对压力传感器、光亮度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器，以根据气象采集系统采集的环境因子参数控制种植棚内的透明棚顶开合、遮蔽层的遮蔽程度、喷淋装置的动作、滴灌管路的动作和滴灌管路与供风装置的切换，以自动化模拟移植目的地的气象条件。

乔木在长期发育过程中，地下部根系与地上部树冠二者之间已建立起一种互相供求的动态平衡关系，并为此互相联系、依赖、制约和影响。通常移植只剪树冠不剪根系。根冠平衡被打破后，树冠就会因枝量减少而本能性地通过增大所留枝条的生长量来恢复其平衡。修剪量越大，恢复平衡的生长速度就越快，树体就越易引发冒条。所以，剪树时对多年生大枝不可一次疏除得太多和回缩的太狠，以防刺激树冠冒条徒长。冒条徒长会大量消耗树体养分，削弱根系，降低枝芽发育质量，影响乔木存活。因此需要考虑根冠平衡。

本发明提供的一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法，通过采用引入茎流速率并且对比判断的方案，能够在确保根冠平衡的前提下，较为精确的确定根部修剪强度参数。优选的方案中，通过在移植目的地进行对比，能够进一步提高参数的精确性。通过采用多元线性回归方程进行预测的方案，能够通过对茎流速率的预测得到较为精确的根部修剪参数。通过设置的气象采集系统在培育地实地模拟移植目的地环境因子参数的方法，能够以模拟的方式获得较为精确的数据来指导根部修剪参数，并减少数据收集的成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明根部修剪移植示意图。

图2为采用本发明方法的栾树茎流速率与环境因子的Pearson相关性表格图。

图3为采用本发明断根处理方法的栾树与对照栾树的茎流速率变化柱状图。

图4为采用本发明方法的白玉兰茎流速率与环境因子的Pearson相关性表格图。

图5为采用本发明断根处理方法的白玉兰与对照白玉兰的茎流速率变化柱状图。

图6为本发明断根处理的移植乔木实地模拟环境因子的示意图。

图7为本发明对照的移植乔木实地模拟环境因子的示意图。

图中：移植乔木1，茎流探针2，采集装置3，气象采集系统4，环形沟5，钢板桩侧墙6，出风口7，开启门8，透明棚顶9，遮蔽层10，透明侧墙11，鼓风装置12，滴灌管路13，供水装置14，转换阀15，供风装置16，喷淋装置17。

具体实施方式

实施例1：

一种落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度确定方法，包括以下步骤：

S1、选择相同树种，类似规格的至少两株落叶全冠乔木作为模拟的移植乔木1，在各株移植乔木1的树干上设置茎流探针2，将茎流探针2与采集装置3电连接，以检测移植乔木1的茎流速率；

优选的方案如图1中，所述的茎流探针2设置在树干距地1.3m处，将树皮清除形成一个宽4cm、高10cm的矩形框，茎流探针2为两个；

两个茎流探针2之间的距离为4cm，茎流探针2插入树干深度为3cm。

茎流探针2和采集装置3采用FLGS-TDP 热扩散插针式茎流仪。

S2、选取其中一株移植乔木1分期、分段进行断根处理；

优选的方案如图6中，在步骤S2中，分两次交替半环状切根，一次为2月中下旬萌芽前，另一次为11月中下旬落叶前；

以树干胸径的倍数为半径画圆，在外侧开半圆的环形沟5，切断较细的根，使较粗的根与环形沟5内壁齐平；

为防止倒伏，保留外径5cm以上的粗根，并在距环形沟5内壁10cm处环状剥皮，涂抹浓度200-300mg/L的生根液；然后回填疏松的营养土将沟填平；

两次开出的半圆的环形沟5构成一个整圆。

进一步优选的，以树干为中心，以树干胸径的5倍为半径画圆，在外侧开沟。一般沟宽60-80cm，深100-150cm。切断细根，用锋利的修枝剪或手锯切断较粗的根，使之与沟的内壁齐平。

S3、对断根处理的移植乔木1进行移植前修剪；

优选的方案中，在步骤S3中，移植乔木1移植前剪掉2/5枝条；

在保持树冠基本骨架前提下，修剪以剪掉病弱枝、过密枝、内膛枝为主。

S4、比较断根处理的移植乔木1和对照的移植乔木1的茎流速率；本例中的断根处理的移植乔木1作为CK2，对照的移植乔木1作为CK1。

通过二者的茎流速率判断落叶全冠乔木移植根冠平衡修剪强度参数。由此结构，根据茎流速率的恢复速度能够较为精确的确定在确保根冠平衡前提下根部修剪参数。以较低的资源消耗，确保对于胸径＞20cm的落叶全冠乔木的存活率。蒸腾作用是植物正常生长发育的重要生理现象。茎流是指植物体内的水分在蒸腾作用的拉动下所发生的上升过程，所以植株单株蒸腾速率可近似地由单株茎流速率代替。通过监测大规格落叶全冠乔木移植后蒸腾过程，可以跟踪树木移植后不同断根和修枝强度下树木茎流速率的变化。通过茎流速率的变化，可以提前预判生长状况是否正常。也能找出不同树种断根和修枝最大极限值即阈值。从而确定适宜的根冠平衡修剪强度参数，在成活率和经济性之间达到平衡。

优选的方案如图3中，断根处理的移植乔木1和对照的移植乔木1的茎流速率之比，在第一次断根处理后，断根处理的移植乔木1CK2的茎流速率下降到对照的移植乔木1CK1的茎流速率1/4附近，在第二次断根处理前回复到3/4附近；

第二次断根处理后，在一年内断根处理的移植乔木1的茎流速率接近对照的移植乔木1的茎流速率。

优选的方案中，在移植后，在移植目的地选择相似规格的同一树种进行茎流速率的对照监测；

移植乔木1在移植后茎流速率下降到对照监测茎流速率的1/5，半年后恢复到2/5，一年后恢复到2/3，两年后与对照监测茎流速率持平。

实施例2：

在实施例1的基础上，优选的方案如图1中，在步骤S1中，还设有气象采集系统4，优选采用ECH

采用逐步剔除法进行多元回归分析，建立茎流速率与环境因子的多元线性回归方程，以预测不同气象条件下的移植乔木的茎流速率。

以某地郊野公园为例：位于某水系附近，其规划总面积约16km

在株行距4m×4m栾树林内选择生长健壮、冠型良好、干形通直的2株相邻的大栾树，其胸径、树高、冠幅分别为：CK1，21.7cm、16.5m、3.5m；CK2，22.3cm、17.0m、3.6m。

两株树于2018年2月28日分别安装FLGS-TDP 热扩散插针式茎流仪对茎流速率连续监测，同时安装一套ECH

首先，在CK1和CK2树干距地1.3m处用刀将树皮清除掉，形成一个宽4cm、高10cm的矩形框，将钻模平放在矩形框上，使用电钻打3 cm左右深的两个相距4 cm圆孔，然后将FLGS-TDP热扩散探针(Thermal Dissipation Probe，DYNAMAX，美国)安装进去，用橡皮泥封住接口处，并用固定泡沫和胶带固定探针，再用防辐射护罩将探针所在位置完全包裹，最后将探针与主机相连。每10s获取1次数据，并存储每1h的平均值。树干液流速率计算公式为:

各环境因子测定：使用ECH

断根处理：于2018年2月26号，对栾树CK2第一次断根处理。具体做法：距树干基部5倍胸径处开挖半圆形环状沟，沟宽70cm，深120cm。切断细根，并用锋利的修枝剪或手锯切断较粗的根，使之与沟的内壁齐平。为防止倒伏，保留5cm以上的粗根，并在距内壁10cm处环状剥皮，涂抹浓度200-300mg/L的生根液。然后回填疏松的营养土将沟填平。于同年11月26日，对CK2栾树进行第二次断根处理。用上述同样方法开挖另一半圆形环状沟。

如图2中，通过FLGS-TDP热扩散探针和ECH

以栾树CK1茎流速率为因变量(y，cm/h)，太阳辐射(x

y=-2.78+0.095x

断根后茎流速率的变化：从图3看出，栾树CK2在2018年2月第一次断根后，3月15日茎流速率仅为对照栾树CK1的1/4左右，随后缓慢恢复到11.15号的3/4左右；随着11月下旬第二次断根，栾树CK2第二年3月份下降为对照栾树CK1的1/2左右，随着栾树CK1的茎流速率逐渐上升，与对照栾树CK2的差距逐渐缩小，到11月中旬，两者茎流速率已非常接近。

大栾树移植前断根缩坨的正确方法：

通过上述数据分析茎流速率变化综合总结，大规格的栾树在距树干胸径5倍距离处，分春秋两次环状开沟断根后，第二年秋季茎流速率已恢复到未断根处理的水平。结合环形沟5内新根的大量出现，12月进入休眠期后挖树干胸径6-8倍胸径的土球，进行移植成功率较高。

实施例3：

如果培育地与移植目的地相距较远，两地的环境因子相差较大，则实施例2的方案可能存在较大偏差。

在实施例1的基础上， 优选的方案如图6、7中，在步骤S1中，在移植目的地还设有气象采集系统4，优选采用ECH

优选的方案如图6、7中，在培育地根据移植目的地的环境因子设置种植棚，种植棚设有可开合的透明棚顶，透明棚顶上设有可卷动的遮蔽层，例如遮阳网，通过开合透明棚顶，例如打开开启门8，形成出风口7。或者设置遮蔽层调节太阳辐射和空气湿度；

种植棚的底部土壤与周围土壤隔绝，构成独立的空间，本例中采用的方案是在移植乔木1周围打下钢板桩侧墙6直至原土层，阻断周围土壤水分传递，从而使移植乔木1下方土壤含水率几乎不受周围土壤影响。种植棚还与送风设备连接，用于调节室内压力，以调节空气相对湿度、饱和水汽压差和风速；

种植棚内设置喷淋装置，用于调节降水量；

土壤内设有滴灌管路，用于调节土壤含水率；

滴灌管路还与供风装置16连接，用于调节土壤温度。供风装置16根据需要供应冷风或热风，通过转换阀15切换的方式与滴灌管路13连通，通过供风调节土壤温度。

优选的方案如图5、6中，在种植棚内设有气象采集系统4，气象采集系统4设有温度传感器、湿度传感器、绝对压力传感器、光亮度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器，以根据气象采集系统4采集的环境因子参数控制种植棚内的透明棚顶开合、遮蔽层10的遮蔽程度、喷淋装置的动作、滴灌管路的动作和滴灌管路与供风装置16的切换，以自动化模拟移植目的地的气象条件。

在培育基地绿化区内，设置用于模拟的种植棚，在种植棚打入深度大于6米的钢板桩侧墙6，阻断周围土壤水分传递，形成大致独立的土壤环境。根据从移植目的地采集的气象条件，以上述的方案对种植棚内的环境因子进行模拟。从而确保移植乔木1茎流速率能够较为接近的反映移植目的地的实际培育环境，确保最终的移植成功率。如图6中，于2018年1月15日移植一株白玉兰大树作为CK2，移植前剪掉2/5枝条。断根方案与实施例2相同，土球直径为胸径的8倍。修剪以剪掉病弱枝、过密枝、内膛枝为主。其胸径、树高、冠幅分别为：修剪前36.5cm、10.8m、5.4m，修剪后树高、冠幅相应缩减。

在相邻区域的种植棚内，以规格相似的原地生长的大规格白玉兰作为对照CK1。其胸径、树高、冠幅分别为：35.8cm、11.9m、5.6m。

两株树于2018年3月1日分别安装FLGS-TDP热扩散插针式茎流仪对茎流速率连续监测，同时安装一套ECH

白玉兰CK1茎流速率与环境因子关系：白玉兰CK1全1年各生长季连日的环境因子与茎流速率的相关性见图4中。其结果与移植目的地的规格相似的大规格白玉兰监测结果很相似。

以模拟移植目的地气象条件的种植棚内的白玉兰茎流速率为因变量(y，cm/h)，太阳辐射(x

y= -7.84+0.093x

大规格白玉兰修剪移植后茎流速率的变化：如图5所示，2018年3月15号白玉兰CK2修剪移植后，茎流速率迅速下降到白玉CK1的1/5左右，以后几个月缓慢上升，半年后达到白玉兰CK1的2/5左右，到2019年3月份满一周年时，白玉兰CK2的茎流速率达到白玉兰CK1的2/3左右，以后缓慢增长，到2020年3月后已经接近CK1的水平。从上述实施例2和3的数据对比可以看出，本例中的大规格白玉兰移植后的恢复速率要低于实施例3中栾树的恢复速率，因此，与实施例2相比，增大本例中环形沟5的内径，保留更多细根，有助于确保大规格白玉兰移植成功率。

大规格白玉兰移植前修剪的正确方法为：

通过分析总结茎流速率变化，大规格白玉兰在移植前需剪掉2/5枝条，在保持树冠基本骨架前提下，以剪掉病弱枝、过密枝、内膛枝为主，并对健壮枝适当回缩。然后移植成功率较高。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。