鄭利錦，張 帆，宋郭柳，史正軍

（1深圳市萬(wàn)卉園景觀工程有限公司，廣東深圳 518042；2深圳市中國(guó)科學(xué)院仙湖植物園，廣東深圳 518004）

0 引言

人類社會(huì)活動(dòng)導(dǎo)致城市綠地土壤退化嚴(yán)重，其土壤物理結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分循環(huán)越來(lái)越差，已經(jīng)嚴(yán)重影響了綠化植物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育[1-2]。施用有機(jī)肥作為提高土壤質(zhì)量的有效途徑之一，通過(guò)增加土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量、降低土壤容重、增強(qiáng)土壤顆粒非均質(zhì)性、改善大團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，從而達(dá)到提高土壤肥力和促進(jìn)植物生長(zhǎng)的目的[3-4]。熊殷俊等[5]研究發(fā)現(xiàn)，園林廢棄物有機(jī)肥能夠有效降低城市土壤pH值，增加城市土壤有效磷和速效鉀含量，且其本身具有較高的有機(jī)質(zhì)和腐殖酸，能夠有效改善城市土壤的理化性質(zhì)，提高土壤質(zhì)量。胡靜等[6]研究表明，通過(guò)施用有機(jī)肥，土壤中過(guò)氧化氫酶、脲酶、全氮、全磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)的含量明顯增加，說(shuō)明施用有機(jī)肥明顯改善了土壤特性，增加了土壤肥力。此外，施用有機(jī)肥在提高土壤肥力的同時(shí)，也促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)發(fā)育。例如，在常規(guī)施肥中加入羊糞有機(jī)肥可顯著增加草地的物種豐富度和地上部生物量[7]；施用菌渣45 t/hm2對(duì)提高草地地上生物量、植物群落特征和物種多樣性效果最好[8]。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，政府和社會(huì)各界持續(xù)加大對(duì)園林綠化和城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)力度，其中綠地土壤培肥無(wú)疑是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此外，城市建設(shè)過(guò)程中了大量廢棄物和禽畜糞便，如何將其合理資源化顯得尤為重要。然而，與農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)相比，城市綠地土壤有機(jī)肥施用研究較少，在實(shí)際綠地建設(shè)和管理中，難以因地制宜選擇合適的有機(jī)肥種類。因此，本研究以深圳園林行業(yè)目前主要應(yīng)用的幾種有機(jī)肥材料為研究對(duì)象，通過(guò)盆栽試驗(yàn)，探討綠地常用有機(jī)肥的改土效果及其對(duì)臺(tái)灣草生長(zhǎng)的影響，以期為綠地土壤有機(jī)肥的合理應(yīng)用提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為砂壤土，采自深圳市羅芳山表層0～30 cm剖面自然土壤，基本理化性質(zhì)為：pH 5.7，有機(jī)質(zhì)13.33 g/kg，全氮1.52 g/kg，全磷2.24 g/kg，全鉀16.81 g/kg，電導(dǎo)率0.43 mS/cm。

供試植物為臺(tái)灣草(Zoysia pacifica)。

供試肥料為蘑菇渣堆肥、雞糞有機(jī)肥、豬糞有機(jī)肥和園林廢棄物堆肥。其中，園林廢棄物堆肥由綠化枯枝落葉添加EM菌種經(jīng)2個(gè)月堆肥腐熟制得；蘑菇渣堆肥由從市場(chǎng)采購(gòu)半腐熟產(chǎn)品，添加EM菌菌劑經(jīng)2個(gè)月堆肥腐熟制得；雞糞有機(jī)肥和豬糞有機(jī)肥購(gòu)自市場(chǎng)。供試肥料相關(guān)性質(zhì)見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)盆栽試驗(yàn)，設(shè)置4 個(gè)施肥處理[蘑菇渣堆肥(MG)、雞糞有機(jī)肥(JF)、豬糞有機(jī)肥(ZF)、園林廢棄物堆肥(YL)]和1 個(gè)對(duì)照處理（CK，不施肥），每個(gè)處理重復(fù)3 次。采集土壤自然風(fēng)干后，過(guò)3 mm 篩，與有機(jī)肥充分混勻（有機(jī)肥:土壤=1:4，干重比），按土壤容重1.2 g/cm3裝在陶土盆內(nèi)（內(nèi)徑約30 cm，高35 cm）。于2008 年12 月，選取生長(zhǎng)健壯、均勻一致的供試小植株進(jìn)行移栽，常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理，生長(zhǎng)4個(gè)月后收獲。

1.3 指標(biāo)測(cè)定與方法

1.3.1 樣品采集 于臺(tái)灣草收獲時(shí)采集土壤樣品。每個(gè)盆隨機(jī)選取5 個(gè)點(diǎn)采集表層0～20 cm 的土壤樣品，混合均勻后，去除植物殘茬，風(fēng)干后一部分磨碎，分別過(guò)1.00 mm 孔徑（20 目）和0.149 mm 孔徑（100 目）的篩子，混勻保存用于土壤基本養(yǎng)分測(cè)定；另一部分原狀土用于土壤團(tuán)聚體含量測(cè)定。同時(shí)采集臺(tái)灣草地上部樣品，經(jīng)自來(lái)水和蒸餾水潤(rùn)洗后，用吸水紙擦干，稱重后殺青，烘干至恒重，稱重；另外采集一部分葉片存于冰箱中，用于測(cè)定其葉綠素。

表1 供試肥料基本理化性質(zhì)

1.3.2 項(xiàng)目測(cè)定與方法 土壤基本理化性質(zhì)采用魯如坤[9]的方法測(cè)定；土壤腐殖質(zhì)總碳含量采用張甘霖等[10]的方法測(cè)定；土壤團(tuán)聚體含量采用干篩法[11]；測(cè)定植物葉綠素采用分光光度比色法測(cè)定[12]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)用Excel 2013 處理，SPSS 20.0 進(jìn)行方差分析和顯著性分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比較采用Duncan 法，且P<0.05 被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠地常用有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 土壤常規(guī)養(yǎng)分 由表2分析可知，施用有機(jī)肥的處理土壤常規(guī)養(yǎng)分含量均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，說(shuō)明有機(jī)肥可明顯提高土壤肥力。此外，有機(jī)肥種類對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響存在差異。園林廢棄物堆肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其余3種有機(jī)肥處理，提升幅度分別為42.5%、73.6%、44.5%；土壤全氮和有效磷均以園林廢棄物堆肥處理最高（1.5 g/kg和64.4 mg/kg），雞糞有機(jī)肥處理最低（0.8 g/kg和32.6 mg/kg）；土壤全鉀和速效鉀含量均表現(xiàn)為蘑菇渣堆肥>雞糞有機(jī)肥>園林廢棄物堆肥>豬糞有機(jī)肥；豬糞有機(jī)肥處理的全磷和堿解氮含量均最低，且與其余有機(jī)肥處理間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

2.1.2 土壤腐殖質(zhì)總碳 由圖1 分析可知，所有處理的土壤腐殖質(zhì)總碳含量在5.7～12.9 g/kg之間。其中，4個(gè)施用有機(jī)肥處理的腐殖質(zhì)總碳含量均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，增加幅度為31.6%～126.3%。在有機(jī)肥處理中，園林廢棄物堆肥處理的土壤腐殖質(zhì)總碳含量最高，且與其余有機(jī)肥處理間的差異均達(dá)到顯著水平，是其余有機(jī)肥處理的1.2～1.7倍。

表2 綠地常用有機(jī)肥對(duì)土壤常規(guī)養(yǎng)分含量的影響

2.1.3 土壤團(tuán)聚體 由圖2 分析可知，施用有機(jī)肥可以明顯改變土壤團(tuán)聚體的組成。其中，施用蘑菇渣堆肥和雞糞有機(jī)肥可以顯著降低土壤大于5 mm粒級(jí)的相對(duì)含量，而顯著提高1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm粒級(jí)的比例(P<0.05)。此外，園林廢棄物堆肥對(duì)土壤團(tuán)聚體的改變主要體現(xiàn)在顯著增加了0.5～1 mm 粒級(jí)的相對(duì)含量，相應(yīng)地降低了0.25～0.5 mm粒級(jí)的比例。然而，施用豬糞有機(jī)肥對(duì)土壤團(tuán)聚體組成的影響未達(dá)到顯著水平?？傮w而言，土壤大團(tuán)聚體(0.25～10 mm)相對(duì)含量表現(xiàn)為園林廢棄物堆肥>豬糞有機(jī)肥>對(duì)照>蘑菇渣堆肥>雞糞有機(jī)肥，微團(tuán)聚體(<0.25 mm)則相反。

2.2 綠地常用有機(jī)肥對(duì)臺(tái)灣草生長(zhǎng)的影響

由表3 分析可知，臺(tái)灣草地上部鮮重和干重均以雞糞有機(jī)肥處理最高，與其余處理的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，分別為對(duì)照的2.9、2.3倍。此外，臺(tái)灣草葉綠素含量表現(xiàn)為園林廢棄物堆肥>雞糞有機(jī)肥>蘑菇渣堆肥>豬糞有機(jī)肥。其中，園林廢棄物堆肥處理的臺(tái)灣草葉綠素a、b和總含量均顯著高于蘑菇渣堆肥和豬糞有機(jī)肥處理，且相較對(duì)照增加了25.0%、33.3%、27.3%。

3 結(jié)論

相比不施肥，施用有機(jī)肥能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分含量，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，促進(jìn)臺(tái)灣草的生長(zhǎng)，改土效果整體表現(xiàn)為園林廢棄物堆肥>蘑菇渣堆肥>雞糞有機(jī)肥>豬糞有機(jī)肥。其中，施用園林廢棄物堆肥的土壤pH值適中，氮磷鉀全量和有效量較高，土壤大團(tuán)聚體相對(duì)含量最多，臺(tái)灣草生長(zhǎng)狀況最好，是深圳市綠地改土效果最好的有機(jī)肥。

4 討論

施用有機(jī)肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要管理措施之一，評(píng)價(jià)一種施肥方式不僅需要考慮其對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的促進(jìn)作用，還需要考慮其對(duì)土壤的培肥效果[13]。從培肥土壤方面來(lái)看，有機(jī)肥是土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源，施用有機(jī)肥可以減少氮、磷對(duì)作物生長(zhǎng)和有機(jī)碳積累的限制[14]。本研究結(jié)果表明，施用有機(jī)肥的土壤有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀全量和有效量均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，這與Li等[15]的研究結(jié)果一致，原因有兩點(diǎn)：（1）相較不施肥處理，施用有機(jī)肥直接將大量養(yǎng)分帶入土壤；（2）有機(jī)肥促進(jìn)臺(tái)灣草的生長(zhǎng)發(fā)育，使其具有更大的根系生物量，這有利于土壤微生物的繁殖，進(jìn)而對(duì)土壤原有的無(wú)效態(tài)養(yǎng)分起到活化作用[16]。此外，相關(guān)研究表明，施用有機(jī)肥顯著提高了土壤中有機(jī)碳、腐殖質(zhì)及胡敏酸、富里酸的含量，促進(jìn)土壤有機(jī)碳活化與更新，改善腐殖質(zhì)的品質(zhì)[17-18]。在本研究中，園林廢棄物堆肥處理的土壤腐殖質(zhì)總碳含量最高，且與其余有機(jī)肥處理間的差異均達(dá)到顯著水平，是其余有機(jī)肥處理的1.2～1.7 倍，但其本身的有機(jī)質(zhì)含量最低，其中的機(jī)理和原因還需要進(jìn)一步研究。

表3 綠地常用有機(jī)肥對(duì)臺(tái)灣草生長(zhǎng)和葉綠素含量的影響

土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)對(duì)土壤質(zhì)量影響顯著，其數(shù)量的多少?zèng)Q定了土壤蓄水保墑、儲(chǔ)存養(yǎng)分及抗侵蝕等能力的高低[19]。研究表明，壓碎的大團(tuán)聚體釋放的CO2含量比完整的大團(tuán)聚體多34%～61%，說(shuō)明大團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳起到保護(hù)作用[20]。本研究中，各處理土壤大團(tuán)聚體相對(duì)含量表現(xiàn)為園林廢棄物堆肥>豬糞有機(jī)肥>對(duì)照>蘑菇渣堆肥>雞糞有機(jī)肥，表明施用園林廢棄物堆肥對(duì)土壤有機(jī)碳的保護(hù)作用最強(qiáng)，土壤結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。此外，趙紅等[21]研究表明，土壤有機(jī)碳含量越高，微團(tuán)聚體越穩(wěn)定，這在本研究結(jié)果中得到驗(yàn)證，在4種有機(jī)肥處理中，雞糞有機(jī)肥處理的有機(jī)碳含量最低，其微團(tuán)聚體相對(duì)含量發(fā)生了顯著變化。

相關(guān)研究表明，隨著有機(jī)肥添加量達(dá)到20%～30%的體積水平，植物生長(zhǎng)有所改善[22]。本研究的有機(jī)肥添加量為20%，除了豬糞有機(jī)肥處理外，其余處理的臺(tái)灣草鮮重和干重均高于對(duì)照，但只有雞糞有機(jī)肥與對(duì)照間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，這可能是因?yàn)槟⒐皆逊省㈦u糞有機(jī)肥和園林廢棄物有機(jī)肥的礦化率遠(yuǎn)大于豬糞有機(jī)肥，礦化過(guò)程釋放的有機(jī)酸和有效養(yǎng)分更多，微生物活動(dòng)更強(qiáng)，更有利于改善土壤結(jié)構(gòu)和植物生長(zhǎng)[23]。此外，植物葉綠素含量說(shuō)明植物光合產(chǎn)物積累的情況，與植物光合能力大小呈正相關(guān)[24]。本研究中，臺(tái)灣草葉綠素a、b 和總量均表現(xiàn)為園林廢棄物堆肥>雞糞有機(jī)肥>蘑菇渣堆肥>豬糞有機(jī)肥，說(shuō)明施用園林廢棄物有機(jī)肥對(duì)臺(tái)灣草光合能力的促進(jìn)作用最大，有利于改善草坪色澤。