新建展览温室土壤理化性状变化

彭红玲

摘要 [目的]以上海辰山植物园热带花果馆为研究对象，探究新建展览温室土壤理化性状的变化。[方法]对比2011年不同展览温室的理化性状和2011—2015年热带花果馆的理化性状，研究辰山植物园热带花果馆土壤理化性状的变化。[结果]热带花果馆土壤有逐年酸化的迹象，盐分增加，有机质含量偏低，水解氮、有效磷和有效锌含量增加，有效锰、有效铜和有效铁含量减少；容重增加，总孔隙度和非毛管孔隙度减少。[结论]热带花果馆须进行土壤改良，可通过增施有机肥或适当施用生理碱性肥改善土壤不良状况。

关键词 热带花果馆；盐分；有机质；理化性状

中图分类号 S153 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）04-0107-03

Changes of Physical and Chemical Properties of Soil in the New Exhibition Greenhouse—Taking Tropical Flower and Fruit House of Chenshan Botanical Garden of Shanghai for Example

PENG Hong-ling

（Shanghai Chenshan Botanical Garden，Shanghai 201602）

Abstract [Objective]To explore changes of physical and chemical properties of soil in the new exhibition greenhouse of Chenshan Botanical Garden. [Method]The physicochemical properties of different exhibition greenhouse in 2011 and the physical and chemical properties of tropical flower and fruit house in 2011-2015 were compared， and changes of physical and chemical properties of soil in tropical flower and fruit house were studied. [Result]The results showed that soil in tropical flower and furit house had the signs of acidification year by year， the salt content increased， the organic matter content was low.The available Mn， Cu and Fe decreased slightly， the bulk density increased， the total porosity and non-capillary porosity decreased. [Conclusion]The soil of tropical flower and fruit house needs to be improved by adding organic manure or proper application of physiological alkaline fertilizer.

Key words Tropical flower and fruit houses；Salt；Organic matter；Physical and chemical properties

景观展览温室是一个由人工控制、展示生长在不同地域和气候条件下的植物及其生境的室内空间，其中收集并保育了世界各地具有代表性的植物，展示了丰富的生物多样性及其特色景观。随着国内经济实力的增强，公众对园林景观要求的提高，展览温室已成为城市景观设施建设的重点和热点[1-5]。

上海辰山植物园展览温室（由热带花果馆、沙生植物馆、珍奇植物馆组成）于2011年1月23日开馆，以其规模亚洲最大、设备先进、物种丰富、管理人性化等优点吸引无数游客前来参观。但展览温室毕竟是一个由人工控制室内空间，其环境的特殊性以及植物种类的繁多，迫切需要对植物生长的各种环境适时监测，尤其是土壤（植物生长的基础）。笔者以上海辰山植物园热带花果馆为例，研究新建展览温室土壤理化性质的变化。

1 研究区概况与研究方法

1.1 热带花果馆概况

热带花果馆总面积为5 521 m2，展出四季不同风格的主题，通过植物的新、奇、特，借助葉、花、果的色彩搭配和傣族文化、棕榈风情、地中海风情等人文景观设置，以巨大的山体作为背景和屏障，瀑布、水池、涌泉、喷雾等组景，形成美丽多姿的室内花园。热带花果分区见图1和表1。

1.2 研究方法

土壤样品的采集及制备参考LY/T 1210—1999方法，主要采集深度为0～20 cm，按S法布点混合采集土壤样品，每个混合样一般由5个以上的样品混合而成，重量控制在1 kg左右。

1.3 测定项目与方法

pH参照LY/T 1239—1999测定；电导率参照LY/T 1251—1999测定；有机质参照LY/T 1237—1999方法测定；水解性氮参照LY/T 1229—1999测定；有效磷参照LY/T 1233—1999测定；速效钾参照LY/T 1236—1999测定；密度和通气孔隙度参照LY/T 1215—1999（环刀）测定；土壤质地参照LY/T 1225—1999测定；有效锰、有效锌、有效铜、有效铁的测定采用DTPA浸提，用等离子耦合发射光谱（ICP-OES）测定。

1.4 数据分析

用Microsoft Excel 2007软件对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 EC、有机质和pH的变化

EC值能够反映土壤的含盐水平，EC值越高，土壤含盐量越大。辰山植物园的新建温室（热带花果馆、沙生植物馆、珍奇植物馆）与上海植物园温室相比，pH偏高，EC值（热带花果馆除外）偏低。4个展览温室，热带花果馆EC值最高，达0.957 mS/cm，其次是上海植物园，EC值为0.822 mS/cm（表2）。上海植物园温室经过长期运营，已形成稳定的养护措施，土壤生态系统稳定，pH、EC达到稳定，但辰山植物园展览温室的pH、EC仅代表新配种植土的情况，随着肥料的施用、室内环境的变化及植物的生长，土壤pH、EC也会发生相应变化。

从表3可以看出，虽然2011—2015年土壤有机质含量差异不显著，但随着养护年限的增加，有机质含量缓慢增长，这与养护中有机肥的施用有一定关系。研究表明，温室土壤有机质含量一般高于30.00 g/kg，但热带花果馆的土壤有机质含量仅在14.00 g/kg左右。土壤pH不仅直接影响作物生长，还间接影响土壤中的离子平衡从而影响作物对养分的吸收[6-8]。热带花果馆的pH由2011年的6.48逐渐降为2015年的4.62，土壤有酸化倾向。而土壤酸化会导致植物铝中毒，加速土壤中矿物营养元素的流失，土壤结构的改变，最终导致土壤贫瘠，影响植物生长；同时细菌和放线菌等均不耐酸（pH<5.00时，活动逐渐受到抑制），酸性环境下有机质分解、氮素转化等均受到抑制；酸性条件下，也会引起某些地下害虫或者病原菌的滋生，从而间接影响植物生长。因此在热带花果馆的后期养护中，可适当施用生理碱性肥，同时增加有机质含量。

2.2 速效养分的变化

由表4可知，与2011年相比，2015年水解氮、有效磷、有效锌含量增加，其他元素有效含量均减少。

2011年土壤中的水解氮、有效磷含量很高，说明热带花果馆土壤中不缺乏磷素、氮素。一般在酸性条件下，土壤中的氮素以NO-3形式存在，磷素以H2PO2-4形式存在，是植物吸收的主要类型；当pH<6.50时，随着pH降低，磷的有效性降低，当pH<6.00时固氮菌活动降低，有效态氮供应减少。2015年水解氮和有效磷含量较2011年大幅增加，结合近年来温室pH的变化，可知温室在不断增加氮、磷的补给。

铁、铜、锰、锌在低酸条件下易于溶解，但pH<5.00时，铁溶解度更大，铜、锰、锌有效性降低。因此，2015年有效锰、有效铜虽有减少，但含量能够满足植物生长所需，而有效锌的增加则可能与病虫害防治含锌药剂有关。

2.3 容重、孔隙度的变化

土壤容重是一个综合反映土壤孔隙度和土壤结构特征的指标，容重大小受土壤质地、有机质以及土壤结构等的影响[6，9]。

土壤孔隙包括总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度，其中，非毛管孔隙度反映土壤保肥蓄水能力。在土壤各孔隙中，非毛管孔隙对降水的疏通作用最大。

由表5可知，热带花果馆和上海植物园温室的容重相似，均在1.00 g/cm3左右。上海植物园温室的总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均高于热带花果馆。2个温室的总孔隙度均在40.00%以上，非毛管孔隙度较高，达到上海绿化种植土的要求。上海植物园土壤经过十几年的栽种、改良，总体物理性质较好，土质属壤土，孔隙度分布与植物生长相适应，而热带花果馆由于新建成，土壤生态系统未完善，土质以砂质土居多，孔隙度总体较低。

2015年对热带花果馆土壤物理性质进行调查，结果显示，容重为1.21～1.35 g/cm3，满足绿化种植土的要求；非毛管孔隙度（NCP）为1.29%～2.21%，与园林绿化种植5.00%～25.00%的要求相差甚远，毛管孔隙度（CP）在21.80%～28.33%，NCP/CP仅为0.07，与理想的NCP/CP为1.00相差甚远。表层土壤的含水量在10.45%～14.13%，仅为饱和含水量的33.33%左右，说明采样时土壤的含水量较低。

对比2011、2015年的土壤物理性质可以发现，热带花果馆建成5年后，土壤容重增加了16.50%，总孔隙度降低了33.00%，主要是非毛管孔隙度由原来的17.30%降至1.90%，毛管孔隙度并未发生明显变化。而导致土壤孔隙度和容重变化的主要原因是非毛管孔隙度的减少，而非毛管孔隙度反映了土壤滞留和下渗水发挥水源涵养的能力，决定土壤通气透水性的强弱，可见热带花果馆的通气透水性严重减弱。

土壤孔隙度决定土壤保水功能，研究表明有机质与孔隙度呈显著正相关[10]，有机质的减少会导致土壤颗粒缺乏有机质的胶结，引起土壤大团聚体破坏及产生更小可移动的颗粒，而细小颗粒会阻塞土壤孔隙，使土壤孔隙度下降和容重增加。

纵观温室近年来的有机质情况，有机质含量一直處于缺乏水平，是非毛管孔隙度减少和容重增加的一个重要原因。

3 结论与讨论

该研究表明，热带花果馆在建馆时土壤物理性质（尤其是容重、孔隙度）较好，但有机质含量较低，土壤酸性或强酸性，盐分较高。随着展馆的运营，土壤有逐年酸化的迹象，土壤盐分增加，有机质含量偏低，但水解氮和有效磷含量增加，有效锌含量增加，有效锰、有效铜、有效铁含量略减少；容重增加，总孔隙度和非毛管孔隙度减少，土壤物理性质有严重下滑迹象。

新建展览温室运营5年来，有机质含量未明显增加，水解氮和有效磷含量的增加可能与温室施用速效肥料相关，但水解氮和有效磷含量的增加可能会对植物造成伤害。

为保证热带花果馆植物的正常生长，必须对土壤进行改良：可施加有机改良材料，如绿化植物废弃物堆肥或者其他有机肥，既可以增加土壤有机质含量，改善土壤物理性质，也可吸附土壤中的盐分，减少盐分对植物伤害的同时可防止土壤酸化，同时确保改良材料有效锌、有效锰、有效铜、有效铁的含量。养护中，尝试施用生理碱性肥，以减轻温室土壤酸化的程度。

参考文献

[1] 杨庆华，黄卫昌，胡永红.上海辰山植物园展览温室的特色与创新[J].上海建设科技，2011（2）：22-23，27.

[2] 胡永红，黄卫昌.展览温室的发展及其在上海的现状[J].上海建设科技，2001（3）：29-30.

[3] 卫辰，汪艳平.展览温室景观植物的配置：以上海辰山植物园热带花果馆为例[J].现代农业科技，2016（15）：154-160.

[4] 胡永红，黄卫昌.展览温室与观赏植物[M].北京：中国林业出版社，2005：2.

[5] 黄卫昌，胡永红.上海植物园展览温室室内布展设计及植物选择[J].上海建设科技，2000（1）：25-26.

[6] 王博文，陈立新.土壤质量评价方法评述[J].中国水土保持科学，2006，4（2）：120-126.

[7] 项建光，方海兰，杨意，等.上海典型新建绿地的土壤质量评价[J].土壤，2004，36（4）：424-429.

[8] 王辛芝，张甘霖，俞元春，等.南京城市土壤pH和养分的空间分布[J].南京林业大学学报（自然科学版），2006，30（4）：69-72.

[9] 张华，张甘霖.土壤质量指标和评价方法[J].土壤，2001，33（6）：326-330.

[10] 张波，史正军，张朝，等.深圳城市绿地土壤孔隙状况与水分特征研究[J].中国农学通报，2012，28（4）：299-304.