几种城市绿地有机肥的改土效果及其对台湾草生长的影响

郑利锦，张 帆，宋郭柳，史正军

（1深圳市万卉园景观工程有限公司，广东深圳 518042；2深圳市中国科学院仙湖植物园，广东深圳 518004）

0 引言

人类社会活动导致城市绿地土壤退化严重，其土壤物理结构和养分循环越来越差，已经严重影响了绿化植物的正常生长和发育[1-2]。施用有机肥作为提高土壤质量的有效途径之一，通过增加土壤有机质和有效养分含量、降低土壤容重、增强土壤颗粒非均质性、改善大团聚体的结构和稳定性，从而达到提高土壤肥力和促进植物生长的目的[3-4]。熊殷俊等[5]研究发现，园林废弃物有机肥能够有效降低城市土壤pH值，增加城市土壤有效磷和速效钾含量，且其本身具有较高的有机质和腐殖酸，能够有效改善城市土壤的理化性质，提高土壤质量。胡静等[6]研究表明，通过施用有机肥，土壤中过氧化氢酶、脲酶、全氮、全磷、速效钾以及有机质的含量明显增加，说明施用有机肥明显改善了土壤特性，增加了土壤肥力。此外，施用有机肥在提高土壤肥力的同时，也促进了植物的生长发育。例如，在常规施肥中加入羊粪有机肥可显著增加草地的物种丰富度和地上部生物量[7]；施用菌渣45 t/hm2对提高草地地上生物量、植物群落特征和物种多样性效果最好[8]。

随着社会经济快速发展和城市化水平的不断提高，政府和社会各界持续加大对园林绿化和城市生态环境的建设力度，其中绿地土壤培肥无疑是一个关键环节。此外，城市建设过程中了大量废弃物和禽畜粪便，如何将其合理资源化显得尤为重要。然而，与农产品种植业相比，城市绿地土壤有机肥施用研究较少，在实际绿地建设和管理中，难以因地制宜选择合适的有机肥种类。因此，本研究以深圳园林行业目前主要应用的几种有机肥材料为研究对象，通过盆栽试验，探讨绿地常用有机肥的改土效果及其对台湾草生长的影响，以期为绿地土壤有机肥的合理应用提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为砂壤土，采自深圳市罗芳山表层0～30 cm剖面自然土壤，基本理化性质为：pH 5.7，有机质13.33 g/kg，全氮1.52 g/kg，全磷2.24 g/kg，全钾16.81 g/kg，电导率0.43 mS/cm。

供试植物为台湾草(Zoysia pacifica)。

供试肥料为蘑菇渣堆肥、鸡粪有机肥、猪粪有机肥和园林废弃物堆肥。其中，园林废弃物堆肥由绿化枯枝落叶添加EM菌种经2个月堆肥腐熟制得；蘑菇渣堆肥由从市场采购半腐熟产品，添加EM菌菌剂经2个月堆肥腐熟制得；鸡粪有机肥和猪粪有机肥购自市场。供试肥料相关性质见表1。

1.2 试验设计

通过盆栽试验，设置4 个施肥处理[蘑菇渣堆肥(MG)、鸡粪有机肥(JF)、猪粪有机肥(ZF)、园林废弃物堆肥(YL)]和1 个对照处理（CK，不施肥），每个处理重复3 次。采集土壤自然风干后，过3 mm 筛，与有机肥充分混匀（有机肥:土壤=1:4，干重比），按土壤容重1.2 g/cm3装在陶土盆内（内径约30 cm，高35 cm）。于2008 年12 月，选取生长健壮、均匀一致的供试小植株进行移栽，常规养护管理，生长4个月后收获。

1.3 指标测定与方法

1.3.1 样品采集 于台湾草收获时采集土壤样品。每个盆随机选取5 个点采集表层0～20 cm 的土壤样品，混合均匀后，去除植物残茬，风干后一部分磨碎，分别过1.00 mm 孔径（20 目）和0.149 mm 孔径（100 目）的筛子，混匀保存用于土壤基本养分测定；另一部分原状土用于土壤团聚体含量测定。同时采集台湾草地上部样品，经自来水和蒸馏水润洗后，用吸水纸擦干，称重后杀青，烘干至恒重，称重；另外采集一部分叶片存于冰箱中，用于测定其叶绿素。

表1 供试肥料基本理化性质

1.3.2 项目测定与方法 土壤基本理化性质采用鲁如坤[9]的方法测定；土壤腐殖质总碳含量采用张甘霖等[10]的方法测定；土壤团聚体含量采用干筛法[11]；测定植物叶绿素采用分光光度比色法测定[12]。

1.3.3 数据处理 所有数据用Excel 2013 处理，SPSS 20.0 进行方差分析和显著性分析。试验数据用“平均值±标准误”表示，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比较采用Duncan 法，且P<0.05 被认为具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 绿地常用有机肥对土壤养分含量的影响

2.1.1 土壤常规养分 由表2分析可知，施用有机肥的处理土壤常规养分含量均显著高于对照(P<0.05)，说明有机肥可明显提高土壤肥力。此外，有机肥种类对土壤养分含量的影响存在差异。园林废弃物堆肥处理的土壤有机质含量显著高于其余3种有机肥处理，提升幅度分别为42.5%、73.6%、44.5%；土壤全氮和有效磷均以园林废弃物堆肥处理最高（1.5 g/kg和64.4 mg/kg），鸡粪有机肥处理最低（0.8 g/kg和32.6 mg/kg）；土壤全钾和速效钾含量均表现为蘑菇渣堆肥>鸡粪有机肥>园林废弃物堆肥>猪粪有机肥；猪粪有机肥处理的全磷和碱解氮含量均最低，且与其余有机肥处理间的差异均达到显著水平(P<0.05)。

2.1.2 土壤腐殖质总碳 由图1 分析可知，所有处理的土壤腐殖质总碳含量在5.7～12.9 g/kg之间。其中，4个施用有机肥处理的腐殖质总碳含量均显著高于对照(P<0.05)，增加幅度为31.6%～126.3%。在有机肥处理中，园林废弃物堆肥处理的土壤腐殖质总碳含量最高，且与其余有机肥处理间的差异均达到显著水平，是其余有机肥处理的1.2～1.7倍。

表2 绿地常用有机肥对土壤常规养分含量的影响

2.1.3 土壤团聚体 由图2 分析可知，施用有机肥可以明显改变土壤团聚体的组成。其中，施用蘑菇渣堆肥和鸡粪有机肥可以显著降低土壤大于5 mm粒级的相对含量，而显著提高1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm粒级的比例(P<0.05)。此外，园林废弃物堆肥对土壤团聚体的改变主要体现在显著增加了0.5～1 mm 粒级的相对含量，相应地降低了0.25～0.5 mm粒级的比例。然而，施用猪粪有机肥对土壤团聚体组成的影响未达到显著水平。总体而言，土壤大团聚体(0.25～10 mm)相对含量表现为园林废弃物堆肥>猪粪有机肥>对照>蘑菇渣堆肥>鸡粪有机肥，微团聚体(<0.25 mm)则相反。

2.2 绿地常用有机肥对台湾草生长的影响

由表3 分析可知，台湾草地上部鲜重和干重均以鸡粪有机肥处理最高，与其余处理的差异达到显著水平(P<0.05)，分别为对照的2.9、2.3倍。此外，台湾草叶绿素含量表现为园林废弃物堆肥>鸡粪有机肥>蘑菇渣堆肥>猪粪有机肥。其中，园林废弃物堆肥处理的台湾草叶绿素a、b和总含量均显著高于蘑菇渣堆肥和猪粪有机肥处理，且相较对照增加了25.0%、33.3%、27.3%。

3 结论

相比不施肥，施用有机肥能显著提高土壤有机质和氮磷钾养分含量，改善土壤物理结构，促进台湾草的生长，改土效果整体表现为园林废弃物堆肥>蘑菇渣堆肥>鸡粪有机肥>猪粪有机肥。其中，施用园林废弃物堆肥的土壤pH值适中，氮磷钾全量和有效量较高，土壤大团聚体相对含量最多，台湾草生长状况最好，是深圳市绿地改土效果最好的有机肥。

4 讨论

施用有机肥是农业生产中的重要管理措施之一，评价一种施肥方式不仅需要考虑其对植物生长发育的促进作用，还需要考虑其对土壤的培肥效果[13]。从培肥土壤方面来看，有机肥是土壤养分的重要来源，施用有机肥可以减少氮、磷对作物生长和有机碳积累的限制[14]。本研究结果表明，施用有机肥的土壤有机质、氮磷钾全量和有效量均显著高于对照(P<0.05)，这与Li等[15]的研究结果一致，原因有两点：（1）相较不施肥处理，施用有机肥直接将大量养分带入土壤；（2）有机肥促进台湾草的生长发育，使其具有更大的根系生物量，这有利于土壤微生物的繁殖，进而对土壤原有的无效态养分起到活化作用[16]。此外，相关研究表明，施用有机肥显著提高了土壤中有机碳、腐殖质及胡敏酸、富里酸的含量，促进土壤有机碳活化与更新，改善腐殖质的品质[17-18]。在本研究中，园林废弃物堆肥处理的土壤腐殖质总碳含量最高，且与其余有机肥处理间的差异均达到显著水平，是其余有机肥处理的1.2～1.7 倍，但其本身的有机质含量最低，其中的机理和原因还需要进一步研究。

表3 绿地常用有机肥对台湾草生长和叶绿素含量的影响

土壤团聚体结构对土壤质量影响显著，其数量的多少决定了土壤蓄水保墒、储存养分及抗侵蚀等能力的高低[19]。研究表明，压碎的大团聚体释放的CO2含量比完整的大团聚体多34%～61%，说明大团聚体对土壤有机碳起到保护作用[20]。本研究中，各处理土壤大团聚体相对含量表现为园林废弃物堆肥>猪粪有机肥>对照>蘑菇渣堆肥>鸡粪有机肥，表明施用园林废弃物堆肥对土壤有机碳的保护作用最强，土壤结构最稳定。此外，赵红等[21]研究表明，土壤有机碳含量越高，微团聚体越稳定，这在本研究结果中得到验证，在4种有机肥处理中，鸡粪有机肥处理的有机碳含量最低，其微团聚体相对含量发生了显著变化。

相关研究表明，随着有机肥添加量达到20%～30%的体积水平，植物生长有所改善[22]。本研究的有机肥添加量为20%，除了猪粪有机肥处理外，其余处理的台湾草鲜重和干重均高于对照，但只有鸡粪有机肥与对照间的差异达到显著水平(P<0.05)，这可能是因为蘑菇渣堆肥、鸡粪有机肥和园林废弃物有机肥的矿化率远大于猪粪有机肥，矿化过程释放的有机酸和有效养分更多，微生物活动更强，更有利于改善土壤结构和植物生长[23]。此外，植物叶绿素含量说明植物光合产物积累的情况，与植物光合能力大小呈正相关[24]。本研究中，台湾草叶绿素a、b 和总量均表现为园林废弃物堆肥>鸡粪有机肥>蘑菇渣堆肥>猪粪有机肥，说明施用园林废弃物有机肥对台湾草光合能力的促进作用最大，有利于改善草坪色泽。