四種土壤改良劑對城市綠化土壤pH值及養分的影響

摘 要 隨著城市化進程不斷加快，城市土壤的壓力也越來越大，尤其是綠化土壤退化尤為突出，出現土壤有效養分含量降低及堿化等一系列問題，對人類活動環境造成嚴重影響。試驗通過研究凹凸棒、有機肥、鐵肥、綠之洲改良劑等4種改良材料對城市綠化土壤主要養分及pH值的影響，以期為城市綠化土壤和生活土壤改良提供一定的技術支撐。結果表明：凹凸棒、有機肥在城市綠化土壤改良上均有不錯的效果，其中凹凸棒的改良效果較好，并且成本低，適用性高；當凹凸棒施用量為3.6 kg·m-2時，對城市綠化土壤的改良效果最好，其土壤pH值、銨態氮、有效磷、速效鉀含量分別改善至6.90、38.36 mg·kg-1、43.71 mg·kg-1、248.41 mg·kg-1。

關鍵詞 綠化土壤；改良材料；養分含量；pH值

中圖分類號：S156 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.17.017

城市土壤長期受到人類生產活動的擠壓及工業垃圾的侵蝕，具有以下特點：土壤堅實度大，城市地區土壤經過踐踏后堅實度明顯大于郊區土壤，土壤中空氣含量隨著堅實度增大而減少，導致土壤透氣性下降，氧氣含量不足，對樹木根系進行呼吸作用等生理活動造成不利影響，嚴重時可使根組織窒息死亡[1]。土壤貧瘠化，因為城區植物的枯枝落葉常被當作城市垃圾清除運走，使土壤營養元素循環中斷，降低土壤有機質含量，城市廢土中所含養分既少且難以被植物吸收，隨著廢土含量增加，土壤可供給的總養分相對減少[2]；另外城市行道樹周圍鋪裝混凝土瀝青等封閉地面，嚴重影響大氣與土壤之間的氣體交換，使土壤中缺乏氧氣，不利于土壤中有機物質的分解，減少了養分釋放[3]。

城市土壤是市民活動非常密集的地方，不僅為市民提供游、憩、休閑場所[4]，更發揮著凈化大氣、降低噪音、緩解熱島效應等生態功能[5-7]。由于人員密度和活動量大，致使土壤受到強烈的人為干擾和破壞，并隨著城市化進程的加快，越來越多的城市土壤受到工業垃圾及生活垃圾的污染侵蝕，土壤退化嚴重，產生土壤偏堿性、營養元素缺乏、土壤結構差等問題[8-13]，導致大多數綠化植物缺少生產所需的必要養分和適度pH，從而使植物生長不良甚至死亡，影響著城市環境的整體質量及動植物甚至人類的生命安全。

土壤改良方法按照傳統分類有物理改良法、化學改良法、生物改良法等，非土壤改良專業人員難以根據當地城市土壤的特點找到合適的土壤改良方法，因此對生產實踐的指導作用不大[14-15]。本文以城市綠化土壤為研究對象，通過比較不同種類及用量的土壤改良材料對城市土壤的改良效果，篩選適宜的土壤改良方案，以期對本地區城市土壤堿化及養分退化的改良提供一定的參考。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

為解決城市綠化土壤及生活土壤養分退化、堿度過高的問題，常用泥炭、椰糠、硫酸亞鐵、有機肥等材料來進行土壤改良。本研究結合當地城市綠地土壤的特殊性，從改良效果和經濟性原則出發﹐選擇凹凸棒、有機肥、鐵肥、綠之洲改良劑等4種材料來進行土壤改良試驗。

硫酸亞鐵也被稱作鐵肥，是一種酸性土壤調理劑，能夠快速調節土壤pH值，通過降低土壤pH來促進植物葉片葉綠素的形成﹐預防植物因缺鐵元素造成的黃化病，對喜酸性植物來說是比較重要的土壤改良材料。

凹凸棒石是當地特有的一種黏土材料，經濟實惠、性價比高，有千土之王的美稱。由于其優異的納米多孔效應從而具有吸附緩釋功能，且富含植物生長所需的中、微量元素，如鈣、磷、鉀、鈉、銅、鐵、鎂、鋅等，在提高肥效、保水保墑、土壤調理、治理污染和提高農產品質量等方面具有極大的優勢。

有機肥質地疏松，含有大量的有機質及植物所需的各種營養元素，施用有機肥能提高土壤有機質和氮磷鉀含量，促進土壤物理、化學和微生物作用，還可以改善土壤結構，促進土壤團粒結構的形成，協調土壤空氣和水分。

綠之洲土壤改良劑能夠深調土壤、以菌改善作物根際環境且提高土壤團粒結構，提高土壤微生物活性，有效預防根腐等系列土傳病害，激發根系活力，延緩根系早衰、根長根白；加速養分在植株體內的運輸，增強光合速率，提高肥料利用率，促進植株健壯有生機，提升產量和品質。

1.2? 試驗設計

本試驗于2022年在新沂市沂蘭綠色材料研究院綠化園區內進行，通過在綠化土壤中添加不同改良劑來中和城市土壤pH和改善銨態氮、有效磷、速效鉀含量。

試驗設置見表1，通過在綠化園區內隨機選取10個采樣點，使用土鉆采取0～30 cm深的土樣，將每個樣點的土樣充分混合，去除樣品中的石塊、草根等雜物，均分為16等份，分別放入在長和寬為50 cm、深30 cm的容器中，再均勻混合不同土壤改良劑，測定土壤銨態氮、有效磷、速效鉀含量及pH值。

1.3? 土樣測定指標及方法

采用五點采樣法，將取到的樣品充分混合，按四分法棄去多余的部分，然后將采集、風干、過篩的16份土壤樣品分別測定pH值、銨態氮、有效磷、速效鉀含量4個指標。 銨態氮、有效磷、速效鉀含量的測定參照LD-GT4型高智能土壤肥料養分檢測儀（山東萊恩德智能科技有限公司）操作說明進行。土壤酸堿度檢測方法：將風干后的土樣剔除大顆粒，稱10 g放入燒杯中，按風干土重的1∶2.5比例加蒸餾水，攪拌使土粒充分分散，靜置0.5 h后利用pH儀（PHS-2F酸度儀）檢測。

1.4? 數據處理

采用Excel 2010軟件進行數據統計分析。使用SPSS 22.0統計軟件中單因素方差分析不同處理間pH、銨態氮、有效磷、速效鉀的差異。采用Duncan’s檢驗進行多重比較，綜合評價探尋最佳方案。

2? 結果與分析

2.1? 不同處理的土壤pH值比較

從表2可以看出，城市綠化土樣（CK處理）呈弱堿性，pH值為8.1；各改良劑處理均降低了土壤pH值，其中A3處理效果最為明顯，pH值從8.1降至5.48，降低了2.62個單位；C1處理效果最不明顯，pH值降至7.67，降低了0.43個單位。B處理與D處理在pH改善效果上較為接近，相同水平之間pH值相差0.15、0.17、0.16。整體來看，A處理對城市綠化土壤pH有顯著影響，C處理則沒有明顯影響。

2.2? 不同處理的土壤銨態氮含量比較

由表3可見，城市綠化土壤銨態氮含量初始值（CK）為23.16 mg·kg-1，其中C3處理改善效果最為顯著，土壤銨態氮含量為48.32 mg·kg-1，增加值為25.16 mg·kg-1；D1處理效果最不顯著，銨態氮含量為24.97 mg·kg-1，增加值為1.81 mg·kg-1；B處理各水平之間的土壤銨態氮含量沒有顯著差異，B1、B2、B3兩兩之間相差為0.46、1.15、1.61 mg·kg-1；C處理各水平之間差異則較為明顯，C1、C2、C3之間分別相差4.72、5.97、10.69 mg·kg-1。整體來看，C處理對城市綠化土壤銨態氮含量有顯著影響，D處理則沒有顯著影響。

2.3? 不同處理的土壤有效磷含量比較

由表3可見，城市綠化土壤有效磷含量初始值（CK）為37.26 mg·kg-1，其中C3處理改善效果最為顯著，土壤有效磷含量達58.15 mg·kg-1，增加值為20.89 mg·kg-1；A1處理效果最不顯著，有效磷含量為38.56 mg·kg-1，增加了1.30 mg·kg-1。B處理與D處理的土壤有效磷含量較為接近，相同梯度B1和D1、B2和D2、B3和D3之間分別相差0.67、0.57、0.55 mg·kg-1。整體來看，C處理對城市綠化土壤的有效磷含量有顯著影響，A處理則沒有顯著影響。

2.4? 不同處理的土壤速效鉀含量比較

由表3可見，城市綠化土壤速效鉀含量初始值（CK）為116.79 mg·kg-1，其中B3、C3處理的改善效果最為顯著，土壤速效鉀含量分別為248.41、264.58 mg·kg-1，增加值分別為131.62、147.79 mg·kg-1；A2處理效果最不顯著，速效鉀含量為131.59 mg·kg-1，增加了14.8 mg·kg-1。A處理、D處理對城市綠化土壤的速效鉀含量沒有顯著影響，兩個處理相同梯度之間的改善效果較為接近。整體來看，B、C處理對城市綠化土壤速效鉀含量有顯著影響，C、D處理則沒有顯著影響。

2.5? 綜合評價分析

2.5.1? 隸屬度矩陣計算

從土壤改良效果及經濟性出發，設置5個指標，分別為銨態氮、有效磷、速效鉀含量、pH值及成本。按照熵權法計算各個指標權重（見表4）。

2.5.2? 權重代入分析

在城市土壤改良過程中，一定范圍內土壤銨態氮、有效磷、速效鉀含量越高越好，pH和價格則越低越好，因此在計算過程中將pH值和價格取之倒數再乘以100加以計算。最后不同處理的氮磷鉀含量均隨處理量增加呈正顯著關系，所以取最大處理量進行計算。

Y=0.116 29X1+0.259 7X2+0.178 94X3+0.282 15X4+0.162 91X5

A3=0.116 29×33.28+0.259 7×44.89+0.178 94×134.12+0.282 15×180.18+0.162 91×60.61=100.239

B3=0.116 29×38.36+0.259 7×43.71+0.178 94×248.41+0.282 15×144.73+0.162 91×125=121.461

C3=0.116 29×48.32+0.259 7×58.15+0.178 94×264.58+0.282 15×141.143+0.162 91×76.92=121.461

D3=0.116 29×27.54+0.259 7×43.16+0.178 94×137.27+0.282 15×142.05+0.162 91×71.43=90.689

經過指標權重代入計算后，A、B、C、D的綜合評價值分別為100.239、121.461、121.461、90.689，其中B3處理綜合評價最高，D3綜合評價最低。

3? 小結與討論

本試驗結果表明，凹凸棒、有機肥在城市綠化土壤改良上均有不錯的效果，從銨態氮、有效磷、速效鉀含量來看，改良效果從好到差依次為有機肥、凹凸棒、常見改良劑、鐵肥；但從pH值來看，改良效果依次為鐵肥、凹凸棒、常見改良劑、有機肥。最適合城市綠化植物生長的pH值，一般在5.2～6.8之間。pH是土壤中離子濃度的衡量標準，會影響植物對礦質離子的吸收，影響植物根部的滲透壓，可能會造成植物失水萎蔫甚至枯萎，還會影響土壤中微生物的種類和數量[16]。城市綠化土壤在人類長期踐踏及建筑材料侵蝕下呈堿性，因此城市土壤改良中pH值也是一個重要指標[17]。在改良效果相近的情況下則考慮經濟因素，按施用量來計算，鐵肥施用量為其他處理的1/10。經過市場調研發現，硫酸亞鐵價格為16.5元·kg-1，凹凸棒價格為0.8元·kg-1，有機肥價格為1.3元·kg-1，綠之洲改良劑價格為1.4元·kg-1，由于硫酸亞鐵施用量為其他處理的1/10，價格也應除以10計算，與綠之洲改良劑價格相近。但兩者在土壤營養成分、pH上表現較差，而凹凸棒石都排在第二名，改良效果較好，并且成本低，其原理是對于堿性板結土壤[18]，它可以降低堆積密度，增加透氣性和透水性；可以交換各種金屬離子，特別是重金屬離子，提高土壤基礎交換能力，也可以改善酸性土壤。同時，凹凸棒土含有較高的礦質營養元素，可以增加土壤肥力，提供微量元素。凹凸棒土還可以吸附土壤中的有害元素，減輕土壤污染[19]，對改良土壤有極佳效果。在本市周邊存在大量的凹凸棒石礦，資源較豐富，運輸成本則降低較多，在改良成本方面優勢顯著。有機肥如果能夠與其他酸性改良劑同時使用，改良效果將更好，但成本也會更高，對于大面積需要被改良的城市土壤來說并不是最佳的選擇，同樣綠之洲改良劑也存在相同的問題。一般而言，改良劑與其他肥料一起使用效果更佳，如按一定比例與土壤混合好，再使用一定量的復合肥或磷酸二氫鉀。

開展4種土壤改良劑不同梯度水平的土壤改良效果比較試驗，經過綜合評價分析得出處理B3對城市綠化土壤改良效果最好，pH值、銨態氮、有效磷、速效鉀含量分別改善至6.90、38.36 mg·kg-1、43.71 mg·kg-1、248.41 mg·kg-1。從土壤pH方面來看，改良效果從好到差依次為鐵肥、凹凸棒、常見改良劑、有機肥，處理A3對土壤pH的改良效果最好，pH值改善至5.48；從銨態氮、有效磷、速效鉀含量方面來看，改良效果依次為有機肥、凹凸棒、常見改良劑、鐵肥，處理C3的改良效果最好，銨態氮、有效磷、速效鉀含量改善至48.32 mg·kg-1、58.15 mg·kg-1、264.58 mg·kg-1。

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（責任編輯：易? 婧）

收稿日期：2023-03-27

作者簡介：蘇鵬（1997—），男，江蘇淮陰人，碩士，主要從事有機肥研發。E-mail： 1813172676@qq.com。