绿化种植土壤有机质与有效硫的调配研究

2020-06-15赵秋霞洪凯琳

现代园艺 2020年6期

赵秋霞冯磊洪凯琳史鑫何莉武涛

（1 江苏澳洋生态园林股份有限公司，江苏苏州 215600；2 北京国际度假区有限公司，北京 101149）

2015 年，国家林业局发布了林业行业标准，LY/T 2445-2015《绿化用表土保护技术规范》[1]；2016 年，国家住房和城乡建设部又发布了城镇建设行业标准CJ/T 340-2016《绿化种植土壤》[2]。这2 个行业标准均规定了绿化土壤各质量指标的要求。在园林工程建设中，为了能满足绿化种植土壤的质量标准，必须研究相应土壤类型上各指标的调配参数。

本研究结合绿化种植土壤的生产，在对原土进行相应指标检测分析的基础上，对土壤有机质、有效硫的调配进行了试验，取得了预期效果，为绿化种植土的生产创造了条件。

1 材料与方法

1.1 材料

试验原土为北京通州的褐潮土，pH 值8.01，有机质9.0 g/kg，有效硫108mg/kg，用于调配有机质的材料为草炭和风化煤。草炭产自辽宁，含有机质42.0 g/kg。风化煤来自山西霍州市永安镇，用风化煤腐植酸原粉与浓度为10%的硝酸按3∶1的比例，加热回流2h 后制成，有机质含量为74.6g/kg。硫磺粉用沪试生产的沉降硫分析纯，含S≥99.5%。

1.2 方法

1.2.1 处理。试验采用单因素梯度法在室内培养，统一用10kg 基质原土，再加入相应调配材料。有机质培养试验设7个处理，分别为加有机质0、36、72、108、144、180、216g。每个试验处理按确定的有机质用量，50%用硝基风化煤按有机质的含量折算后加入，另50%用草炭有机质加入。加入的硝基风化煤和草炭干重分别为0 和0、24.13 和42.9、48.26 和85.8、72.39 和128.7、96.51 和176.6、120.64 和214.5、144.77和257.4g。

土壤有效硫的调配试验在有机质调配试验结束后进行，按有机质调配试验取得的有机质Y 与实物加入量X 之间的函数方程，将土壤有机质统一调配到30g/kg，再设7 个硫磺粉的用量处理。分别为0、1.18、2.35、3.53、4.70、5.88、7.05g。

1.2.2 试验方法。培养容器用聚乙烯塑料桶，原土先经粉碎筛分，颗粒均匀，在加料前先检测含水率，每桶10kg 干重原土，逐一添加400mL 自来水，统一调节各试验处理的土壤含水率。将基质原土充分混匀后，加入称好的添加料，再充分拌混合均匀后装桶，有机质培养试验在常温（20～25℃）条件下培养20d。培养结束后采用四分法，将培养土缩分至1kg，用做实验室检测样品。有效硫培养试验分5 月7 日（22d）、6 月6日（52d）、6 月28 日（74d）、7 月29 日（105d）4 次缩分采样，以观察培养时间对土壤有效硫的变化影响。每次缩分采样时，统一补充水分，调节含水率。

有机质培养试验于2019 年3 月8 日实施，3 月28 日结束。有效硫试验于2019 年4 月15 日实施，7 月29 日完成。

1.2.3 检测方法。土壤样品的检测均采用现行有效的标准方法。有机质的检测方法标准为LY/T 1237-1999，重铬酸钾法。土壤有效硫的检测用NY/T 1121.14-2006 标准，氯化钙浸提，分光光度法。土壤pH 值的测定用LY/T 1239-1999 标准，水土比2.5∶1 电位法。土壤水解性氮的测定用LY/T 1228-2015标准，碱解扩散法。

2 结果与分析

2.1 风化煤与草炭对提高土壤有机质的效果

培养试验土壤样品的检测结果表明，使用风化煤与草炭对提高绿化种植土壤的有机质含量具有明显效果（表1）。代号为CFZ5 的试验处理10kg 土加有机质180g，土壤有机质含量29.9g/kg，达到了绿化土壤＞25 g/kg 的标准要求。从各试验处理的土壤样品有机质含量检测结果分析，有机质的加入量（X）与土壤有机质的含量（Y）之间表现出正相关的关系。经统计分析，二者之间的函数方程为y=1.048x+9.157，相关系数R=0.9790＞R0.01=0.8745（v=5），相关性极显著。

表1 有机质各试验处理土壤有机质含量的变化比较

加入有机质20d 后，不同有机质用量各处理的土壤有机质增加值也表现了较好的趋势，随着有机质加入量的增多，土壤有机质含量相应的提高。采用有机质用量为X，土壤有机质增加值为Y 进行分析，所得直线函数方程为y=1.047x+0.157，相关系数R 也为0.979，相关性极显著。从直线函数方程中看出，系数b 为1.047，近似于1。有资料认为[6]，有机质施入土壤后，在通气状态下以矿质化为主，在嫌气状态下以腐殖化为主。由此可以认为，绿化土壤有机质的调节，如果在有机质加入土壤后即进行采样测试，可暂不考虑有机质的矿化与腐殖化对土壤有机质含量的影响，用种植土的目标值减去原土的基本值，其差值即可用加入材料的有机质含量和含水率折算出所需的有机质实物量。如果有机质加入后需经较长的时间再采样检测，必须考虑有机质在土壤中矿化与腐殖化的因素。

2.2 风化煤与草炭对土壤水解性氮和有效硫含量的影响

因硝基腐殖酸风化煤是采用一定浓度的硝酸加入风化煤后，加热回流制成，引入了NO32-离子，并且风化煤和草炭中同时含有硫化合物。所以，加入土壤后对土壤水解性氮和有效硫的含量有一定影响。经有机质各试验处理土壤样品的测试结果，加入风化煤和草炭的各处理土壤水解性氮平均为173mg/kg，比对照CFZ0 处理33.6mg/kg 增加139.4mg/kg。并且各试验处理的土壤水解性氮含量增加的趋势明显，有机质用量X 与水解性氮含量Y 之间也表现出正相关的关系。二者间的函数方程为y=10.65x+38.03，相关系数R=0.996＞R0.01=0.8745（V=5），相关性极显著（表2）。

表2 有机质各试验处理对土壤水解性氮和有效硫的含量影响

表2 中同时看出，有机质各试验处理的土壤有效硫含量也表现出有规律地增加，各试验处理的土壤有效硫平均含量为120.9mg/kg，比对照CFZ0 处理的108.1mg/kg 增加12.8 mg/kg。各试验处理的土壤有效硫平均增加值低于土壤水解性氮。

2.3 硫磺粉对提高土壤有效硫含量的效果

表3 有效硫各试验处理土壤有效硫含量的变化比较

使用硫磺粉调节土壤有效硫含量的结果与有机质相似，105d 后7 个不同硫磺粉用量的处理，土壤有效硫含量随着硫磺粉用量的增加而增加，二者之间同样表现出极显著的正相关关系（表3）。经统计分析，培养105d 后的硫磺粉用量（X），与土壤有效硫含量（Y）之间的函数方程为y=1.0817x+153.42，相关系数R=0.9961＞R0.01=0.8745（v=5），相关性极显著。

2.4 硫磺粉加入后不同时间对土壤有效硫含量的影响

图1 硫磺粉加入后不同时间土壤有效硫变化曲线

从硫磺粉7 个用量处理不同采样时间的土壤样品有效硫检测结果分析可以看出，土壤有效硫含量的变化与硫磺粉加入后的时间有密切关系，表现出随着时间的延长，土壤有效硫含量有相应增加的趋势。各试验处理4 次采样的检测结果都有相同规律。所不同的是，各试验处理每期土壤有效硫的增加值和硫磺粉的转换系数b 值不一样（表4）。各试验处理硫磺粉的处理用量X 与土壤有效硫含量Y 之间均具有正相关的关系。从硫磺粉加入后22d 开始，以后每期转换系数b 值均有增加，105d 转换系数b 值达最大值，近似于1（图1、表4）。

表4 硫磺粉加入后不同时间土壤有效硫含量回归方程比较

以上说明，S 元素加入土壤后必须在土壤微生物的作用下，经过较长时间的化学变化才能形成有效态。因此，在绿化种植土的生产中必须考虑这一因素，区别于其它元素指标的调配，才能达到预期效果。

2.5 硫磺粉对土壤pH 值变化的影响

土壤试验样品pH 值的检测结果同时表明，硫磺粉不但能增加土壤有效硫的含量，对土壤pH 值也有明显调节效果。7个试验处理的4 次采样分析结果中，土壤pH 值最低的是代号为S6 处理培养105d 的样品，pH 值为7.74，比S0 处理同期的pH 值8.01 降低0.27。

表5 硫磺粉用后各处理不同时间土壤pH 值变化

由于土壤对酸碱度有很强的缓冲性能，所以，加入硫磺粉后，土壤pH 值在短期内变化很微妙。从表5 中7 个试验处理4 次采样的pH 测定值的分析看出，硫磺粉降低土壤pH 值都具有较好的趋势，但各试验处理pH 值的变化速度非常缓慢。在本试验中，结合土壤有效硫的测定，虽然已进行了105d 的4次采样，但还不能完整地评价降低pH 值的效果，有待继续观察。