不同施肥模式对园林绿地土壤理化性质的影响
2021-09-12郑冰
郑冰
摘 要 为探索科学施肥模式,缓解园林绿地土壤肥力的退化,以油松为处理对象,研究了园林废弃物、化肥和腐熟鸡粪对园林绿地土壤理化性质的影响,结果表明:施肥能够显著降低土壤容重和pH,增加土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度,提高土壤有机质含量,土壤电导率(EC值)变化不显著。以穴施腐熟鸡粪效果最佳,在0~30 cm土层中,穴施鸡粪的土壤容重降低了9.56%,pH降低了4.93%。土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和土壤有机质分别增加了6.25%、36.66%、12.03%和14.92%,有效改善了土壤环境,可以用于园林绿地建设和土壤的培肥。
关键词 施肥;园林绿地;理化性质;有机质;容重
中图分类号:S714.6 文献标识码:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2021.02.004
Abstract In order to explore the scientific fertilization mode and alleviate the degradation of the soil fertility of garden green land,the effect of garden waste,chemical fertilizer and decomposed chicken manure on the physical and chemical properties of garden green land soil was studied by using Pinus tabulaeformis as the treatment object. Result shows that fertilization can significantly reduce soil bulk density & pH value,increase soil capillary porosity,non-capillary porosity and total porosity,increase soil organic matter content,and soil EC value does not change significantly. The effect of applying decomposed chicken manure in the hole is optimal. In the 0-30 cm soil layer,the soil bulk density of the hole application of chicken manure is reduced by 9.56% and the pH value is reduced by 4.93%;soil capillary porosity,non-capillary porosity,total porosity & soil organic matter increase by 6.25%, 36.66%, 12.03% & 14.92% respectively,which effectively improve the soil environment and can be used for garden green space construction and soil fertilization.
Key words fertilization;garden green space;physical and chemical properties;organic matter;bulk density
土壤是人类生存的重要自然资源,是生物与非生物体进行能量和物质转化的重要枢纽和介质,但随着全球人口的增加,造成耕地面积锐减,土壤肥力下降,严重威胁人类生存的环境质量[1]。肥料是农业生产的基本资料,是决定植物健康生长的关键因子,能够满足植物生长对矿质元素的需求,改善土壤理化性质。目前,土壤肥料主要分有机肥和无机肥。与无机肥相比,有机肥因富含有机质和多种中微量元素,具有促进植物新陈代谢、活化土壤养分、改善土壤环境等优点,并有利于保护土壤环境[2]。园林植物是园林工程建设中重要的材料,随着人们生活水平的提高,对园林绿化观赏价值的要求越来越高,但在园林植物养护过程中“重化肥,轻有机肥”现象严重,导致施肥养分比例失调、土质变差、保水保肥能力降低、土壤肥力下降等,严重影响园林绿化的观赏价值[3,4]。针对园林绿地土壤肥力逐渐降低的現象,研究了不同施肥模式对园林绿地土壤理化性质的影响,旨在建立环境友好型施肥体系,对缓解园林绿地土壤退化、改善土壤环境、提高土壤肥力具有重要的现实意义。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验在大同市文瀛湖风景区进行。景区内种植乔木12.7万株、灌木439万株、地被213.4万m2、水生植物27.6万m2,包含油松(Pinus tabuliformis)、垂柳(Salix babylonica)、樟子松( Pinus sylvestris var. mongolica)、榆树(Ulmus pumila)、国槐(Sophora japonica)等树种。该地区属温带大陆性季风气候,受季风气候影响,四季分明,冬冷夏热,最低气温12.5 ℃,最高气温37.3 ℃,年均气温6.2 ℃。春季干旱少雨,夏秋季节多雨,平均年降水量400~500 mm,无霜期132 d,年有效积温为3 796.6 ℃。
1.2 试验设计
试验于2019年进行。选择油松作施肥处理对象,设置园林废弃物覆盖(T1)、穴施氮磷钾(15∶15∶15)复合肥(T2)、穴施腐熟鸡粪(T3)3个施肥处理和1个对照(不施肥)处理,重复3次。以等氮为原则,每株穴施氮肥200 g,每个处理10株油松。各处理均为一次性施入,后期不进行追肥,园林废弃物覆盖依据油松树冠进行覆盖。
1.3 测定项目与方法
于2019年9月采样,在油松树冠2/3处,围绕树体圆形采样,每个处理采集 5 个点,采样前先除去地表的枯枝落叶层后,取0~10、>10~20和>20~30 cm深度的土样,去掉土壤中可见的植物根系、植物残体及碎石等成分后,放入自封袋,带回实验室进行土壤理化性质的测定[5]。采用电位法测定土壤pH;采用电导仪测定土壤的电导率(EC);采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量。用环刀法测定土壤的物理性质。将装满土壤的环刀置于烘干箱内于85 ℃烘干至恒质量后称质量(m1),然后将环刀有空的一面放入装有3 mm水的平底盘内,让土壤毛管充分吸水后取出称质量(m2),除净环刀内的土壤,干燥环刀后称质量(m3),然后根据环刀的直径和高度计算出环刀的体积V环刀。
土壤容重(g cm-3)=(m1-m3)/V环刀
毛管孔隙度(%)=(m2-m1)/m1×100×土壤容重
总孔隙度(%)=(1-土壤容重/土壤比重)×100
非毛管孔隙(%)=总孔隙度(%)-毛管孔隙度(%)
1.4 数据统计与分析
采用 Excel 2007 和 SPSS 19.0 软件进行数据统计与分析。采用Turkey 法(P<0.05)进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥模式对园林绿地土壤容重的影响
由图1可知,随着土层深度的增加,各处理的土壤容重呈增加趋势。0~10 cm土层中,与CK处理相比,T1和T2处理增减幅度差异不显著,但T3处理降低了12.40%,差异达到显著水平(P<0.05);>10~20 cm和>20~30 cm土层中各处理的土壤容重变化规律基本相同,均以T2处理的土壤容重最高,CK处理次之,两者之间的差异不显著(P>0.05),以T3处理的土壤容重最低,T1处理次之,两者与CK处理相比均显著降低,其中,T3处理分别降低了9.56%和7.69%,T1处理分别降低了7.35%和8.39%。
由此可见,园林绿地养护中,增施化肥对土壤改善效果不佳,而增施有机肥(T1园林废弃物覆盖、T3腐熟鸡粪)能够显著降低土壤容重,疏松土壤,并以T3处理效果最佳。
2.2 不同施肥模式對园林绿地土壤孔隙度的影响
由图2可知,不同施肥模式下,园林绿地土壤孔隙度随土层深度的增加呈逐渐降低趋势。0~10 cm土层中,土壤毛管孔隙度表现为T3>T1>T2>CK处理,与CK处理相比,T1处理增加5.34%,T3处理增加5.80%,均达到显著水平,而T2处理增加不显著。非毛管孔隙度表现为T2>T3>T1>CK处理,与CK处理相比,T1、T2和T3处理的非毛管孔隙度分别增加了11.56%、31.53%和22.71%。总孔隙度表现为T3>T2>T1>CK处理,与CK处理相比,T1、T2和T3处理的总孔隙度分别增加了6.59%、8.46%和9.21%;>10~20 cm土层中,毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均表现为T3>T2>T1>CK处理,与CK处理相比,T1、T2和T3处理的毛管孔隙度分别增加7.92%、6.75%和8.65%;非毛管孔隙度分别增加26.36%、50.54%和60.41%。总孔隙度分别增加了10.89%、14.40%和17.69%;>20~30 cm土层中,以T2处理的总孔隙度和毛管孔隙度最大,以T3处理的非毛管孔隙度最大。与CK处理相比,T2处理的毛管孔隙度增加了9.97%,总孔隙度增加了11.82%;T3处理的非毛管孔隙度增加了31.59%。
各处理不同土层土壤毛管空隙度和非毛管孔隙度的比例不同:0~10 cm土层中,毛管孔隙度占总孔隙度的75.54%~79.83%,非毛管孔隙度占总孔隙度的20.17%~24.46%;>10~20 cm土层中,毛管孔隙度占总孔隙度的76.20%~82.53%,非毛管孔隙度占总孔隙度的17.47%~23.80%;>20~30 cm土层中,毛管孔隙度占总孔隙度的76.98%~80.83%,非毛管孔隙度占总孔隙度的19.17%~23.02%。
由此可见,施肥有利于增加园林绿地土壤的毛管孔隙度和非毛管空隙度、总空隙,并随着土层深度的增加而降低,并以T3处理的效果最佳,其毛管孔隙度占总孔隙度的76.20%~77.34%,非毛管孔隙度占总孔隙度的22.66%~23.80%。
2.3 不同施肥模式对园林绿地土壤pH和EC值的影响
由表1可知,不同施肥模式下园林绿地土壤pH随土层深度的增加呈增加趋势。0~10 cm土层中,不同施肥处理的土壤pH均低于CK处理,T1和T3处理分别比CK处理降低了9.14%和8.30%,差异显著;T2比CK降低了7.97%,差异不显著。EC值以T2处理最低,比CK处理降低了18.92%,差异显著;>10~20 cm土层中,以T1处理的pH最低,比对照降低10.12%,以T2处理的EC值最低,比CK处理降低了18.08%,差异均达到显著水平;>20~30 cm土层中,T2处理的土壤pH比CK处理增加了9.15%,差异显著,T3处理与CK相比差异不显著,以T1处理的土壤pH最低,比CK处理降低了14.23%,差异显著。各处理的土壤EC值与CK相比差异不显著。
由此可见,在园林绿地养护中,科学施肥能够降低土壤pH,使土壤偏于中性,且对土壤EC值的影响不显著;而施用化肥却能够显著提高土壤pH,降低土壤EC值。试验施肥条件下以T3处理效果最佳。
2.4 不同施肥模式对园林绿地土壤有机质含量的影响
由图3可知,园林绿地土壤有机质含量随着土层深度的增加呈降低趋势。0~10 cm土层中,以T3处理的土壤有机质含量最高,T1处理次之,分别比CK处理增加了13.11%和15.22%,差异达到显著水平。T2处理比CK处理降低了0.58%,差异不显著;>10~20 cm土层中,T3和T1处理土壤有机质含量比CK处理增加了15.22%、14.95%,差异达到显著水平,T2处理比CK处理增加了7.20%,但差异不显著;>20~30 cm土层中,各施肥处理的土壤有机质含量显著增加,与CK处理相比,T1、T2和T3处理分别增加了16.42%、8.77%和16.57%,差异均达到显著水平。
由此可见,施肥有助于提高园林绿地土壤中有机质的含量,并以有机肥(T1园林废弃物覆盖、T3腐熟鸡粪)对土壤(0~30 cm)有机质的提升效果较为明显,且两者之间的差异不显著。
3 结论与讨论
土壤是植物生长的主要载体,其理化性质的优劣影响植物的生长发育。土壤容重和孔隙度是反映土壤通透性和保水保肥能力的重要指标,土壤容重越小、总孔隙度越大代表土壤越疏松,通气性越好。在试验条件下,采用园林废弃物覆盖和穴施腐熟鸡粪均能显著降低土壤容重,提高土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度,并随着土层深度的增加而逐渐降低,這与沈松等[6]人的研究结果相似。有机肥富含有机质,能够有效补充土壤有机质含量,在试验条件下,园林废弃物覆盖和腐熟鸡粪均有助于提高土壤有机质含量,降低土壤pH,但对土壤EC值的影响不大。
综上所述,穴施腐熟鸡粪对园林绿地土壤理化性质的改善效果最佳,在0~30 cm土层中,穴施腐熟鸡粪处理的土壤容重降低了9.56%、pH降低了4.93%;土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和土壤有机质分别增加了6.25%、36.66%、12.03%和14.92%,有效地改善了土壤环境,增加了土壤通气性和疏松性。园林废弃物富含有机质,但腐熟前的理化性质不稳定,在试验条件下作用效果不如腐熟鸡粪,但经过好氧高温发酵后的园林废弃物富含稳定有机质和腐殖质,替代或与其他肥源配施用于园林绿地土壤改良效果尚待进一步研究。
参考文献:
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