重慶市6塊城市綠地土壤質(zhì)量調(diào)查及改良技術(shù)應(yīng)用效果分析

陳 月，胡艷燕，朱本國，陳喬宇

（重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院/重慶市園林土壤質(zhì)量檢測中心/川渝共建鄉(xiāng)土植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重慶市重點實驗室，重慶 401329）

隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，人民物質(zhì)生活水平的逐步提高和居住環(huán)境的不斷改善，享受美好愜意的園林城市生活是廣大市民追逐的夢想[1]。園林綠化作為城市環(huán)境發(fā)展重要的有機組成，不僅是我們城市的一張?zhí)厣懊?，還是城市唯一有生命的基礎(chǔ)設(shè)施，在維持城市生態(tài)安全、改善城市環(huán)境、提升城市核心競爭力等方面具有重要作用[2]。

城市綠地土壤是園林植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是調(diào)節(jié)城市水庫、參與物質(zhì)能量循環(huán)的基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在生態(tài)修復(fù)中發(fā)揮著重要作用。土壤質(zhì)量直接影響植物的生長和綠地的生態(tài)景觀效應(yīng)[3-4]。良好的土壤肥力和結(jié)構(gòu)，有利于植物根系的生長和養(yǎng)分的吸收，增強植物抗逆性，長勢旺盛。但城市綠地土壤受不恰當(dāng)?shù)氖┕せ蛉藶榛顒拥挠绊懀馏w中常伴有建筑垃圾、石塊等侵入體，同時受人為或機械踩踏壓實等影響，導(dǎo)致土壤堿化、不同層度的板結(jié)等，使土壤養(yǎng)分不足、物理性狀差，影響植物長勢，嚴(yán)重時會導(dǎo)致植物死亡[5-6]。因此土壤質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到園林綠化效果，并影響后期養(yǎng)護成本和工作量的多少[1,7]。

為了保證綠化效果能夠長久保持，通過土壤改良來為景觀植物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，是提高景觀植物種植成活率、提高施工質(zhì)量、達(dá)到創(chuàng)造預(yù)期園林景觀的重要的科學(xué)手段。重視城市綠地土壤的管理和質(zhì)量，也是我們現(xiàn)代園林綠化發(fā)展的新趨勢[8-9]。本研究通過對重慶市典型的城市綠地土壤質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查，分析土壤中存在的問題，針對性地提出改良方案，應(yīng)用改良技術(shù)，評價改良效果，以期為城市綠地土壤質(zhì)量的提升和改良技術(shù)的運用提供研究基礎(chǔ)和借鑒[10]。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

選取重慶市6 塊典型的城市綠地改良前后的土壤進(jìn)行調(diào)查及采樣檢測，采集表層（0～30 cm）土樣，每一土壤樣點均依照隨機多點的原則采集并充分混合均勻。采集后的土壤樣品拿回實驗室按照標(biāo)準(zhǔn)方法風(fēng)干和制備樣品，備測。

1.2 土樣測定指標(biāo)及方法

土壤樣品分析測定的項目包括土壤pH 值、有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。土壤有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定；pH 值采用電位法測定；堿解氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量用碳酸氫鈉浸提可見分光光度計測定；速效鉀含量用乙酸銨浸提火焰光度法測定[11]。

1.3 改良原則及目標(biāo)

生態(tài)優(yōu)先，因地制宜，測土配方，精準(zhǔn)改良，以“測土—配方—改良—提升”為基本原則，以重慶市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ50/T-044-2019）為改良依據(jù)，根據(jù)準(zhǔn)確的土壤分析數(shù)據(jù)，找出影響土壤質(zhì)量的障礙因子，結(jié)合擬種植植物對土壤的要求，明確土壤質(zhì)量提升的方向，進(jìn)行科學(xué)、精確、高效的土壤質(zhì)量提升。

改良后土壤為合格種植土壤，且符合《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。改良深度為30 cm，改良目標(biāo)值為pH值6.5～8.0，有機質(zhì)含量≥18 g·kg-1，堿解氮含量≥100 mg·kg-1，有效磷含量≥15 mg·kg-1，速效鉀含量≥110 mg·kg-1。

1.4 改良材料及用量

本次土壤改良使用的材料主要包括：有機無機復(fù)混肥料（散裝顆粒粉末狀，有機質(zhì)35%、總養(yǎng)分10%，其中有機肥材料部分由重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院利用污泥、淤泥、園林廢棄物、菌渣等有機固廢研制而成）；土壤酸堿性調(diào)節(jié)材料(粉末狀，pH 值5.5～6.0)；有機-無機復(fù)混棒肥（緩釋）。

根據(jù)改良目標(biāo)養(yǎng)分指標(biāo)的土壤供肥量與實際土壤供肥量之差估算改良材料用量，計算公式為：

式中：M 為改良材料用量，kg/100 m2；M1為單位質(zhì)量土壤中改良目標(biāo)的養(yǎng)分含量，mg·kg-1；M2為單位質(zhì)量土壤中養(yǎng)分實際含量，mg·kg-1；ω 為改良材料中養(yǎng)分的含量，%；ρ為土壤密度，mg·m-3；F 為單位校正系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤質(zhì)量調(diào)查結(jié)果

對改良前的綠地土壤進(jìn)行調(diào)查，植物長勢整體一般，灌木叢較為稀疏，山茶花等小喬木葉小花少。土壤檢查結(jié)果如表1所示，土壤pH 值整體符合《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，但是其中大多數(shù)土壤pH 值超過8.0，有堿化的趨勢。土壤酸堿度是植物能否正常生長的重要指標(biāo)，它對土壤中養(yǎng)分存在的有效性、土壤理化性質(zhì)、微生物活動及植物生長發(fā)育有很大的影響[12]，園林植物尤其是山茶花適宜在弱酸性或中性土壤中生長，所以需要進(jìn)行酸堿性改良。

表1 改良前綠地土壤質(zhì)量

土壤有機質(zhì)泛指土壤中來源于生命的物質(zhì)，是指各種形態(tài)存在于土壤中的所有含碳的有機物質(zhì)，是土壤各種養(yǎng)分元素，特別是氮和磷元素的重要來源，能夠促進(jìn)植物的生長發(fā)育，改善土壤的物理性狀，通常把土壤有機質(zhì)含量的多少作為判斷土壤肥力高低的一個重要指標(biāo)[13]。調(diào)查區(qū)綠地土壤的有機質(zhì)含量均低于15 g·kg-1，最低含量僅4.89 g·kg-1；堿解氮、有效磷和速效鉀含量反映了能夠被植物容易吸收利用的氮磷鉀素水平，調(diào)查區(qū)所有土壤堿解氮均不足80 mg·kg-1，最高含量僅64.9 mg·kg-1；有效磷的含量均低于15 mg·kg-1；一半土壤的速效鉀含量不滿足《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求。通過整體判斷，土壤偏堿、有機質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分缺失是影響土壤質(zhì)量的主要障礙因子。針對以上重點突出問題，應(yīng)對調(diào)查區(qū)的土壤實施增加土壤肥效養(yǎng)分、改良土壤酸堿性的改良技術(shù)措施。

2.2 土壤改良技術(shù)運用與評價

2.2.1 土壤養(yǎng)分提升和酸堿性改良

本次土壤改良采用溝施和撒施相結(jié)合的方式[14]。撒施是通用措施，最適用于大面積區(qū)域的土壤質(zhì)量改良。深翻可以使土壤疏松透氣，改善土壤的透水透氣性，有利于根系生長和土壤微生物的活動。同時，改良材料撒施后通過深翻可以使其均勻分布在土壤中。施用的材料是有機無機復(fù)混肥料和土壤酸堿性調(diào)節(jié)材料，其施用量為：1）撒施有機無機復(fù)混肥料7 kg·m-2和土壤酸堿性調(diào)節(jié)材料0.12 kg·m-2；2)溝施有機無機復(fù)混肥料4 kg·m-2和土壤酸堿性調(diào)節(jié)材料0.08 kg·m-2。

工序：改良材料運輸、轉(zhuǎn)運→有機無機復(fù)混肥料和土壤酸堿性調(diào)節(jié)材料混勻→灌木和草坪交界區(qū)域開溝→改良材料人工溝施、人工撒施→灌木上殘留的肥料清掃→將撒施的改良材料人工翻勻到土壤里→將施肥溝覆蓋→植物檢查→損傷的植物補栽→澆透水→現(xiàn)場清理。

注意事項：人工撒施不能直接在灌木葉片上撒施，需要輕輕搬開灌木，將肥料撒在灌木根部的土壤上面，最大限度避免肥料撒漏在灌木葉片和枝干上，殘留在灌木枝葉上的肥料需用掃帚輕輕清掃完全，施肥后需澆透水。

2.2.2 重點植物施肥

對綠地中孤植的小喬木和花灌木（山茶花、紫薇、木芙蓉等）在樹冠的滴水線上均勻施用有機無機復(fù)混棒肥6 根/株，進(jìn)行重點改良。棒肥為強壓縮有機無機復(fù)混肥料，肥效緩釋，單位體積內(nèi)儲存的養(yǎng)分高，可以持續(xù)、高效、緩釋提供所需養(yǎng)分，并改良土壤酸堿性?？勺鳛橹参锷L的長期養(yǎng)分供應(yīng)來源，通過深施在土壤下層，將喬木等植株根系引入深層空間。具體操作方法：在小喬木和花灌木四周均勻鉆6個施肥孔，孔直徑5 cm、深30～40 cm；將棒肥投入孔內(nèi)，覆蓋孔口。

2.2.3 改良后土壤質(zhì)量調(diào)查

完成土壤質(zhì)量改良作業(yè)約1 年后，按照《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行土壤樣品采集，每個改良區(qū)域共采集土壤樣品10 個（共計60 個樣品）。改良后的土壤調(diào)查檢測結(jié)果如表2所示。

表2 改良后的綠地土壤質(zhì)量

改良后，6 塊綠地土壤pH 值、有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量均達(dá)到改良目標(biāo)值，符合《園林種植土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。其中，pH 值介于7.3～7.8 之間，整體較改良前有所下降，土壤酸堿度的改良效果十分顯著；土壤有機質(zhì)的含量較改良前均得到了有效提升，最低含量30.7 g·kg-1，最高含量為49.9 g·kg-1，平均含量39.3 g·kg-1，改良后的土壤養(yǎng)分的儲存能力顯著增強；土壤堿解氮含量較改良前提升2～3倍，最低含量為112 mg·kg-1，最高含量178 mg·kg-1，平均為139 mg·kg-1；改良后的土壤有效磷最高含量60.4 mg·kg-1，最低含量24.9 mg·kg-1，平均含量34.7 mg·kg-1，較改良前提升了數(shù)倍以上；改良后土壤速效鉀含量介于133～194 mg·kg-1，平均含量為168 mg·kg-1。氮素能夠促進(jìn)植物莖葉生長茂盛，葉色濃綠提高光合效能，有利于樹干加粗生長和樹冠迅速擴大，反之土壤堿解氮偏低，會導(dǎo)致植物生長緩慢、葉片小而薄、葉片發(fā)黃或脫落等。磷能夠促進(jìn)植物花芽分化，促進(jìn)根系生長，增強抗旱、抗寒、抗病蟲害能力，土壤有效磷偏低會導(dǎo)致植株葉片變小、根系易老化等。改良后調(diào)查植物發(fā)現(xiàn)，灌木叢植被更加茂密，葉片顏色更加飽和，根系生長更密；開花小喬木整體生長更加良好，根系、葉片大小和數(shù)量、冠幅都較改良前有所改善。綜合土壤檢測和園林綠化植物外觀，本次土壤改良技術(shù)運用的效果較為理想，后期將持續(xù)關(guān)注改良后土壤的變化情況。

3 結(jié)語

土壤的生成發(fā)育是一個漫長的過程，土壤質(zhì)量改良工程非一次性工程，需要長期關(guān)注。對質(zhì)量較差的土壤進(jìn)行改良，其本質(zhì)就是人們通過工程措施、化學(xué)措施、生物措施等手段，使用酸堿調(diào)節(jié)劑、改良基質(zhì)等各種改良材料，改善土壤的基本理化性狀，營造良好的土壤生長發(fā)育環(huán)境，促進(jìn)土壤的發(fā)育，最終建立健康的土壤生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)施入一次改良材料后，可能出現(xiàn)短期效果顯著，但遠(yuǎn)期乏力的現(xiàn)象，因此應(yīng)密切關(guān)注土壤質(zhì)量隨時間的變化，建議在改良后每6～12個月進(jìn)行一次土壤診斷。由于園林土壤的復(fù)雜性，不同地區(qū)需要結(jié)合實際情況采取不同的技術(shù)措施進(jìn)行改良。今后將在此基礎(chǔ)上，積極探索優(yōu)化土壤改良方法，加強城市綠地土壤改良的精細(xì)化和數(shù)據(jù)化管理水平[15-16]。