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Effect of Mulching Greenery Waste on Soil Fertility of Municipal Forest Land from Shanghai

绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响


研究绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响。结果表明: 绿化植物废弃物覆盖能降低土壤密度,提高土壤保水能力,增加总孔隙度和毛管孔隙度尤其是非毛管孔隙度; 在试验设计的6 120 kg·hm-2覆盖量范围内,覆盖能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷和速效钾含量,且覆盖用量与这些土壤肥力指标成极显著正相关; 土壤全钾含量的增加要在覆盖160天后且覆盖量高时才出现; 覆盖后土壤微生物生物量碳、氮含量也显著增加,微生物周转速率加快,周期缩短,转移量增加,土壤微生物活性增强,有利于土壤养分的循环和保持; 土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤主要肥力指标显著正相关,能有效评价绿化植物废弃物覆盖对土地的改良效果。绿化植物废弃物覆盖对提高城市土壤质量、降低绿地养护费用有积极作用,也有利于节约型城市园林绿化的建设。

Effect of mulching greenery waste on soil fertility of municipal forest land was studied. Result showed that greenery waste mulching reduced soil bulk density, improved water retention capacity of soil, and increased soil total porosity, capillary porosity, and especially non-capillary porosity. In the range of mulching amounts (6 120 kg·hm-2) applied in this experiment, mulching also significantly enhanced contents of organic matter, total nitrogen, total phosphorus, hydrolyzable nitrogen, available phosphorus and available potassium in soil, and the amount of mulch had a remarkable positive correlation with these soil critical nutrition indexes. However, the increase of total potassium was not observed until 160 days after the treatment with high amount of mulch. The mulch also significantly raised the contents of microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen, accelerate microbial turnover rate, shorten microbial turnover time, increase microbial transfer capacity and activate soil microbial activity, which was beneficial to recycling and maintaining soil fertility. Microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen had a significant positive correlation with the soil critical nutrition indexes, which could be used to evaluate the remediation efficiency of mulching greenery wastes on land. The mulching of greenery wastes had a positive role in improving soil quality and reducing maintenance costs for green space which was favor to constructing the economical landscape and gardening for the urban.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !",+02 #
3456,$ % & %
绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地
土壤肥力的影响!
顾7 兵&,$ 7 吕子文& 7 梁7 晶& 7 黄懿珍& 7 周立祥$ 7 方海兰&
(&2 上海市园林科学研究所 7 上海 $%%$#$;$6 南京农业大学资源与环境科学学院 7 南京 $&%%89)
摘 7 要:7 研究绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响。结果表明:绿化植物废弃物覆盖能降低土
壤密度,提高土壤保水能力,增加总孔隙度和毛管孔隙度尤其是非毛管孔隙度;在试验设计的" &$% :;·<= > $覆盖
量范围内,覆盖能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷和速效钾含量,且覆盖用量与这些土壤肥力
指标成极显著正相关;土壤全钾含量的增加要在覆盖 &"% 天后且覆盖量高时才出现;覆盖后土壤微生物生物量
碳、氮含量也显著增加,微生物周转速率加快,周期缩短,转移量增加,土壤微生物活性增强,有利于土壤养分的循
环和保持;土壤微生物生物量碳、氮含量与土壤主要肥力指标显著正相关,能有效评价绿化植物废弃物覆盖对土地
的改良效果。绿化植物废弃物覆盖对提高城市土壤质量、降低绿地养护费用有积极作用,也有利于节约型城市园
林绿化的建设。
关键词:7 绿化植物废弃物;覆盖;城市林地;土壤肥力;微生物生物量
中图分类号:’&9?2 97 7 7 文献标识码:-7 7 7 文章编号:&%%& > ?!@@($%&%)%# > %%%8 > %?
收稿日期:$%%@ > && > %@。
基金项目:上海市建委专项(AB%9%$%9)。
!方海兰为通讯作者。
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:;3%/2$%:7 *QQJRS 0Q =D1R;5JJGJ5T I4USJ =D1RV050UFST,R4VF1145T V050UFST,4GW JUVJRF411T G0G[R4VF1145T V050UFST6 )G S $)
4VV1FJW FG SV<0UV<05DU,5J=45:4Y1J V0UFSFZJ R055J14SF0G IFS< S0YUJ5ZJW DGSF1 &"% W4TU 4QSJ5 S=FR50YF41 YF0=4UU R45Y0G 4GW =FR50YF41 YF0=4UU GFS50;JG,4RRJ1J54SJ =FR50YF41 SD5G0ZJ5 54SJ,U<05SJG =FR50YF41 SD5G0ZJ5
SF=J,FGR5J4UJ =FR50YF41 S54GUQJ5 R4V4RFST 4GW 4RSFZ4SJ U0F1 =FR50YF41 4RSFZFST,I=4FGS4FGFG; U0F1 QJ5SF1FST6 3FR50YF41 YF0=4UU R45Y0G 4GW =FR50YF41 YF0=4UU GFS50;JG <4W 4 UF;GFQFR4GS V0UFSFZJ R055J14SF0G
IFS< SI4USJU 0G 14GW6 ,R0USU Q05 ;5JJG UV4RJ I<#0 =&/83:7 ;5JJGJ5T I4USJU;=D1R7 7 城市林地是城市生态系统的重要组成部分,也
是高强度城市化地区生态安全体系构建的核心成分
(秦佩恒等,$%%")。土壤作为植物生长的直接载
体,其质量直接影响着植物的长势和林地生态景观
效果的发挥。由于人为严重干扰和养护不到位,城
市土壤退化严重,普遍存在养分缺乏、结构板结、质
林 业 科 学 !" 卷 #
地粘重、污染严重等问题(方海兰等,$%%&;’(),
*++,)。城市林地土壤作为城市土壤的核心部分,
其土壤肥力亟待改良提高。
目前,我国关于培肥土壤肥力的研究主要侧重
于自然林带凋落物的自肥修复效应、秸秆还田提高
农田土壤肥力和抑制农田土壤退化等方面(武志杰
等,$%%$;郭剑芬等,$%%")。城市土壤研究近年来
虽受到人们的重视,但主要集中在理化性质调查和
污染特征分析等方面,很少有城市土壤特别是城市
林地土壤肥力改良修复的研究报道。目前,一方面
城市土壤肥力急需提高,另一方面城市土壤中绿化
植物产生的绿化植物废弃物没有进入城市土壤肥力
自维持的循环系统,导致城市土壤肥力进一步退化,
而且绿化植物废弃物填埋或焚烧等不合理的处置还
带来占用土地、产生二次污染等负面效应,不利于城
市生态环境建设(张庆费等,$%%-)。而利用枯枝落
叶、树枝修剪物等绿化植物废弃物进行土地利用,既
可提高土壤肥力,促进植物生长,还可减少城市废弃
物的量,可以取得很好的生态和环境效应(王成等,
$%%-;吕子文等,$%%&)。本研究选择上海典型的城
市林地为研究对象,将林地中产生的绿化植物废弃
物粉碎后直接覆盖,拟探讨绿化植物废弃物对城市
林地土壤的培肥作用以及修复城市林地土壤的方
法,进而为绿化植物废弃物的合理处置提供技术
依据。
*# 研究区概况
研究区位于上海市东部的浦东新区外环线东川
林带(*$*.!*/$*01,2%.*%/$*03)。该地区属于北亚
热带季风气候区,气侯温和湿润,年平均温度*" 4
左右,全年无霜期约 $2% 天,年平均降雨量* $%% ))
左右。植被主要为杨树( !"#$%$& ’$()*’(+,)-))林,
该林地建于 *++, 年,林地土壤为上海典型的河海冲
积所形成的灰潮土。
$# 研究方法
试验时间为 $%%& 5 %! 5 %"—$%%, 5 %! 5 %"。
在东川林带共设 ! 个处理,每个处理设 ! 个重复,每
个试验小区面积为 - ) 6 $% ),中间用田垄隔开。
处理 * 为未覆盖绿化植物废弃物的裸露林地,即对
照;处理 $ 为覆盖绿化植物废弃物* ,2$ 78·9) 5 $;
处理 2 为覆盖绿化植物废弃物2 "&$ 78·9) 5 $;处理
! 为覆盖绿化植物废弃物" *$% 78·9) 5 $。绿化植物
废弃物主要是该林带自然产生的枯枝落叶和树枝修
剪物,粉碎成 $ : & ;) 大小的粒径后均匀地覆盖在
土壤表面,分别于覆盖后 $%,,%,*"%,$!%,2$% 和 2"-
天进行采样分析。采样时用“ <”型布点多点混合,
深度为 $% ;)。所采土壤样品一部分放入 ! 4冰箱
冷藏(最多不超过 !, 9)待测含水量和微生物生物
量碳氮含量;另一部分样品风干后研磨过筛分析土
壤密度、孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、
有效磷和速效钾等理化指标。其中微生物生物量碳
氮含量采用氯仿熏蒸直接浸提法( =>?;@ ’. )%A,
*+,&;B?CDCE9( ’. )%A,*++2),土壤基本理化性质的
测定参照《森林土壤分析方法》(张万儒,$%%%)。
土壤微生物的周转按照高云超等(*++2)和王
志明等($%%2>)的方法进行估算:
! / !0 1 2, (*)
式中:! 为微生物生物量库容值()8·78 5 *);0 为微
生物生物量总和()8·78 5 *);2 为采样次数。
(D / !3 1 !, ($)
式中:(D 为微生物生物量周转率( >
5 *);3 为微生
物生物量转移量()8·78 5 *)。
4 / * 1 (D, (2)
式中:4 为微生物生物量周转周期( >)。
5 / ! 6 " 6 7 1 4, (!)
式中:5 为微生物生物量流通量( 78·9) 5 $ > 5 *);"
为采样土壤密度(78·) 5 2);7 为采样深度())。
采用 1F;@G $%%2 作图,采用 行显著性差异检验。
2# 结果与分析
!" #$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤保水能力的影响
从图 * 可看出,林地覆盖绿化植物废弃物后土
壤含水量极显著增加(! J %I %*),处理 $,2 和 ! 土
壤含 水 量 比 处 理 * 平 均 高 *"I +K,2!I &K 和
-,I *K,且处理 $,2 和 ! 之间也差异显著(! J
图 *# 土壤含水量动态变化
L(8A *# MN?>)(; ;9>?8@ OP EO(G Q>R@S ;O?R@?R
%*
! 第 " 期 顾 ! 兵等:绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响
#$ #%)。由此可见,绿化植物废弃物覆盖能增加土
壤蓄水量。
!" #$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤密度及孔隙度的
影响
城市土壤密度偏高是城市土壤质量退化的一个
重要标志。从表 & 可知,试验前林地的土壤密度为
’$ % ( ’$ ) *+·* , ",土壤压实严重,这可能是东川林
地在建设时为赶速度大量使用机械所造成的。而试
验 ’ 年后,未覆盖绿化植物废弃物的处理 ’ 土壤密
度变化不大;而处理 &," 和 - 的土壤密度都显著降
低(! . #$ #%);最显著的为处理 -,其土壤密度经过
’ 年覆盖后降到了 ’$ &/ *+·* , ",上海市规定绿化
种植本底土密度应小于 ’$ "% *+·* , "(方海兰等,
&##0),可见,绿化植物废弃物覆盖能有效降低土壤
密度。
一般认为城市土壤的非毛管孔隙度应大于
%1,否则会影响植物根系的正常呼吸和生长(方海
兰等,&##0)。从表 & 可以看出,试验前林地土壤孔
隙基本以毛管孔隙为主,非毛管孔隙度很低,只有
’1左右,严重影响了植物根系呼吸。经过 ’ 年试验
后,未覆盖的处理 ’ 总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管
孔隙度总体变化不大,甚至有降低的趋势;而绿化
植物废弃物覆盖后明显提高了土壤的孔隙度,其中
处理 " 和 - 的总孔隙度和毛管孔隙度比处理 ’ 极显
著提高(! . #$ #’);由于覆盖量少,处理 & 的土壤总
孔隙度和毛管孔隙度和处理 ’ 之间差异不显著;但
处理 &," 和 - 的非毛管孔隙度比未覆盖的处理 ’ 极
显著增加(! . #$ #’),并且分别是各处理覆盖前的
%$ ’#,"$ %- 和 -$ %/ 倍。可见,覆盖能显著改善土壤
的通气状况。
表 #$ 不同处理的土壤密度和孔隙度!
%&’( #$ )*+, -./0+12 &/- 3*4*0+12 5/-.4 -+66.4./1 14.&17./10
处理
23456*476
土壤密度
89:; <47=:6> ?(*+·* , ")
毛管孔隙度
@5A:;;53> A939=:6> ? 1
非毛管孔隙度
B97CD5A:;;53> A939=:6> ? 1
总孔隙度
2965; A939=:6> ? 1
&##0 , #- , #) &##E , #- , #) &##0 , #- , #) &##E , #- , #) &##0 , #- , #) &##E , #- , #) &##0 , #- , #) &##E , #- , #)
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- ’$ %/ ’$ &/GDF %&$ - )’$ /D@ ’$ &# %$ %’GH %"$ % )0$ -DH
! ! !同列小写字母不同表示差异显著(! . #$ #%),同列大写字母不同表示差异极显著( ! . #$ #’)。 I7 6J4 =5*4 39K,6J4 <:LL43476 =*5;; ;46643=
*457 =:+7:L:D576 <:LL43476 56 6J4 #$ #% ;4M4;,6J4 <:LL43476 D5A:65; ;46643= *457 =:+7:L:D576 <:LL43476 56 6J4 #$ #’ ;4M4;$
!" !$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤有机质含量的
影响
有机质含量是土壤供肥特性的一项重要指标。
从图 & 可看出:处理 ’ 有机质含量经过 ’ 年试验后降
低了 ’-$ /1;而处理 &," 和 - 的土壤有机质含量极
显著增加(! . #$ #’),比试验前分别增加了 0$ ##1,
’)$ #1 和 "#$ 01,比处理 ’ 分别提高了 ’&$ )1,
&&$ ’1和 ’&E1。整个覆盖期间,土壤有机质含量呈
波动变化,但有机质增量与覆盖用量之间没有明显的
线形正相关,与武志杰等(&##&)研究的玉米秸秆还田
的有机质变化规律相似。
!" 8$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤氮元素的影响
图 " 表明土壤全氮含量和有机质含量的变化规
律一致并呈极显著正相关( " N #$ 00/,! . #$ #’)。
绿化植物废弃物覆盖后土壤全氮含量比覆盖前增加
了 #$ -E ( ’$ #" +·O+ , ’(! . #$ #’),处理 &," 和 - 分
别增加了 ""$ ’1,--$ 01 和 0’$ -1,且不同覆盖量
之间也差异显著(! . #$ #%),覆盖量越大,土壤全氮
含量增加越多。
图 &! 土壤有机质含量动态变化
P:+Q &! R>75*:D DJ57+4 9L =9:; 93+57:D *56643 D976476
图 " 表明不同处理下水解氮和土壤全氮含量的
动态变化基本一致但略有差异。水解氮在 &# 天就
达到了峰值,此时处理 ’,&," 和 - 分别增加了
-#$ 0,/#$ #,’#) 和 ’’% *+·O+ , ’,在快速升高后,土
壤水解氮的含量有所减少,之后趋于平稳,但处理 -
增加明显。覆盖 ’ 年后,处理 ’,&," 和 - 分别增加
了 &’$ ",0)$ E,)%$ / 和 ’&E *+·O+ , ’,其中覆盖(处理
&," 和 -)与未覆盖的(处理 ’)差异极显著( ! .
#$ #’),且处理 &," 和 - 之间水解氮含量差异也极显
著( ! . #$ #’)。
’’
林 业 科 学 !" 卷 #
图 $# 土壤全氮和水解氮含量动态变化
%&’( $# )*+,-&. ./,+’0 12 31&4 515,4 +&561’0+ ,+7 /*7614*8,940 +&561’0+ .1+50+5
图 !# 土壤全磷和有效磷含量动态变化
%&’( !# )*+,-&. ./,+’0 12 31&4 515,4 :/13:/16;3 ,+7 ,<,&4,940 :/13:/16;3 .1+50+5
!" #$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤磷元素的影响
从图 ! 可知,绿化植物废弃物覆盖后土壤全磷
含量明显增加,试验 = 年后,覆盖处理和未覆盖处理
土壤全磷含量之间差异极显著(! > ?@ ?=),但覆盖
量不同的处理 A,$ 和 ! 之间差异不显著。
从图 ! 还可看出,在整个试验期间,未覆盖处理
= 有效磷含量呈逐渐降低的趋势,而覆盖处理后土壤
速效磷含量极显著增加(! > ?@ ?=)。在覆盖处理 A?
天时,有效磷含量达到最大值,和水解性氮的变化趋
势一致,覆盖量越大,有效磷含量增量越大;之后有
效磷含量又开始降低并趋稳定,但含量一直高于未覆
盖的处理 =。覆盖处理 = 年后,处理 A,$ 和 ! 的有效
磷含量分别达到了 =$@ ?,=B@ " 和 =C@ C -’·D’ E =,比覆
盖前土壤有效磷含量增加了 $@ =F,B@ FG 和 G@ ?$
-’·D’ E =,且不同覆盖量之间差异极显著(! > ?@ ?=)。
!" %$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤钾元素的影响
图 B 表明绿化植物废弃物覆盖后土壤全钾含量
有所增加,但增加的量比全氮和全磷小,这可能和上
海土壤本身钾含量相对较高而绿化植物废弃物钾含
量不高有关。在覆盖前 ="? 天,! 个处理的土壤全钾
含量差异均不显著,直至 ="? 天以后,处理 = 和 A 的
土壤全钾含量和处理 $,! 之间差异才达到极显著水
平(! > ?@ ?=);试验 = 年后,土壤全钾增加了 $@ =$ H
"@ "A ’·D’ E =,处理 =,A,$ 和 ! 分别增加了 =F@ !I,
A"@ "I,AG@ BI和 $"@ FI,处理 A 和 = 差异不显著,但
处理 $ 和 = 之间差异显著(! > ?@ ?B),处理 ! 和 = 之
间差异极显著(! > ?@ ?=)。说明绿化植物废弃物覆
盖对土壤全钾的影响可能要在一段时间后才显现出
来,并且也只有在覆盖量高时影响才显著。
图 B 还表明,相对于未覆盖处理 =,覆盖处理 A,
$ 和 ! 速效钾含量都有极显著提高(! > ?@ ?=),平均
增加了 CB@ =,=?= 和 =$G -’·D’ E =,且不同覆盖处理
之间也差异极显著(! > ?@ ?=)。一般植物中的钾都
是以游离态存在且在分解转化中易于流失,而本试
验绿化植物废弃物覆盖后,速效钾的含量都有明显
增加,主因可能有二:一是植物中以游离态存在的
钾易被分解,分解后的钾被土壤吸收固定;二是覆
盖增加了土壤微生物的活性,进而促进了绿化植物
A=
! 第 " 期 顾 ! 兵等:绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响
! ! !
图 #! 土壤全钾和速效钾含量动态变化
$%&’ #! ()*+,%- -.+*&/ 01 20%3 404+3 504+22%6, +*7 8+5%73) +9+%3+:3/ 504+22%6, -0*4/*4
废弃物的分解和钾的释放(耿玉辉等,;<<<)。
!" #$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤微生物生物量碳
氮含量的影响
从图 = 可以看出,处理 > 在整个试验期间微生物
生物 量 碳 含 量 呈 降 低 趋 势,> 年 后 降 低 了
?<@ A ,&·B& C >;而绿化植物废弃物覆盖后却显著增加
了土壤微生物生物量碳含量(! D <@ <>),且覆盖量越
大,增加效果越明显,不同覆盖处理之间差异极显著
(! D <@ <>),这与秸秆等有机废弃物还田后所得结果
一致(王志明等,;<<":)。覆盖时间不同对土壤微生
物生物量碳含量的影响也不同,覆盖E< 天时土壤微
生物生物量碳含量达到了最大值,此后微生物生物量
碳含量逐渐降低并趋于稳定(原因可能为:一是绿化
植物废弃物中易分解物质已经被微生物利用殆尽,微
生物已经进入稳定期甚至衰退期;二是绿化植物废
弃物在腐解过程中会产生有机酸,对微生物产生抑制
作用)。而覆盖处理 > 年后,虽然土壤微生物量碳含
量增加趋势比刚覆盖时有所减缓,但处理 ;," 和 A 还
比覆盖前增加了 >A>,>E> 和";; ,&·B& C >,与龚伟等
(;<从图 = 还可看出,微生物生物量氮含量和微生
物生物量碳含量的变化趋势相似,覆盖处理均较未
覆盖处理土壤微生物生物量氮含量大,且差异极显
著( " F <@ G)。覆盖绿化植物废弃物 >
年后,土壤微生物生物量氮含量增加了很多,处理
;," 和 A 分别增加了 >;@ E,"E@ A 和 A?@ # ,&·B& C >,
且处理 " 和 A 与处理 > 之间差异极显著( ! D
<@ <>),处理 > 和 ; 之间差异不显著。
图 =! 土壤微生物生物量碳、氮含量动态变化
$%&’ =! ()*+,%- -.+*&/ 01 ,%-80:%+3 :%0,+22 -+8:0* +*7 *%480&/* -0*4/*4
!" %$ 绿化植物废弃物覆盖对土壤微生物周转的
影响
土壤微生物周转对土壤有机质和养分循环起着
决定作用,对了解土壤养分供应潜力和植物养分的
有效性有非常重要的意义(何振立,>GG?;吴金水
等,;<由表 " 可见,处理 > 微生物周转率最低,微生物
生物量碳周转率为 <@ ?# + C >,周转周期为 >@ "" +,说
明处理 > 微生物生物量碳在 >@ "" + 更新 > 次;微生
物生物量氮周转率为 <@ "; + C >,周转周期为 "@ >< +,
">
林 业 科 学 !" 卷 #
倍增期为 $% &" ’,处理 & 微生物生物量氮在 (% &) ’
更新 & 次。而覆盖处理的土壤微生物生物量碳和氮
周转率比处理 & 大,周转期比处理 & 短,且覆盖量越
大,微生物周转率越大,周转期越短。由此可见,绿
化植物废弃物覆盖加快了土壤微生物生长代谢,有
利于养分的矿化释放,促进植物的生长。
由表 ( 可见,覆盖处理微生物生物量碳和微生
物生物量氮的流通量较大,且随覆盖用量的增加而
增大,而未覆盖处理的流通量较低,表明覆盖处理后
微生物生长和消亡量增加,土壤中微生物繁殖速度
加快,微生物活性加强,加快了土壤中营养元素的循
环,且覆盖用量越多效果也越明显。同时从表 ( 还
可看出 ! 个处理微生物生物量碳周转期都要比微生
物生物量氮短,说明微生物生物量碳更新比微生物
生物量氮快,可能与绿化植物废弃 物 含 碳 量
高有关。 # #
表 !" 土壤微生物生物量碳氮周转
#$%& !" ’()* +),-(%)$* %)(+$.. /0-1(23-
参数
*’+’,-.-+
处理 &
/+-’.,-0. &
处理 $
/+-’.,-0. $
处理 (
/+-’.,-0. (
处理 !
/+-’.,-0. !
1 2 1 2 1 2 1 2
转移量 /+’034-+ 5633-3 7(,8·98 : &) ;;% < <% !& ($= !"% > !"! <$% < >=< ;;% !
周转率 /?+06@-+ +’.- 7 ’ : & )% <> )% ($ &% &< &% (( &% $< &% (< &% (! &% (;
周转期 /?+06@-+ .A,- 7 ’ &% (( (% &) )% ;> )% <> )% <= )% <( )% <> )% <$
流通量 B5?C-3 7( 98·D, : $ ’ : &) $!( $)% ( =)) &$< & ($" $); & <)$ $>$
!4 5" 覆盖量和微生物生物量碳氮及土壤肥力之间
的关系
表 ! 表明覆盖量和土壤有机质、全氮,全磷、水
解氮、有效磷、速效钾、微生物生物量碳和微生物生
物量氮之间呈极显著线性正相关,表明在试验设置
的覆盖用量范围内,土壤营养元素和微生物活性随
覆盖用量增加而增加。但土壤全钾含量与绿化植物
废弃物覆盖量之间相关性不显著,这正是前面所分
析的上海土壤钾含量相对较高,而绿化植物废弃物
钾含量不高的原因所致。
表 6" 覆盖量与土壤养分含量之间的相关系数!
#$%& 6" #73 ,(--3*$/)(1 ,(388),)31/. $+(19 /73 ,(23-$93 $+(01/ $1: .()* 10/-)31/. ,(1/31/.
相关系数
16++-5’.A60
有机质
E+8’0AF
,’..-+
全氮
/6.’5
0A.+68-0
全磷
/6.’5
GD63GD6+?3
全钾
/6.’5
G6.’33A?,
速效氮
HIJ+65IK’L5-
0A.+68-0
有效磷
M@’A5’L5-
GD63GD6+?3
速效钾
M@’A5’L5-
G6.’33A?,
微生物
生物量碳
NAF+6LA’5
LA6,’33
F’+L60
微生物
生物量氮
NAF+6LA’5
LA6,’33
0A.+68-0
! )% >=;!! )% ;&;!! )% "$!!! )% (!" )% "$;!! )% ;"&!! )% ;>&!!
# # ! !:" O )% )>;!!:" O )% )&。下同 /D- 3’,- L-56PQ
# # 从表 > 可看出,土壤微生物生物量碳氮与土壤
有机质、全氮、水解氮、有效磷、速效钾之间均呈极显
著线性相关(" O )% )&),这也表明土壤微生物生物
量碳氮与土壤肥力关系密切,可综合反映土壤的肥
力状况,是评价土壤质量的重要微生物学指标。但
微生物生物量氮与全钾及全磷之间相关性不显著,
这可能与绿化植物废弃物本身钾和磷的含量不高
有关。
表 ;" 微生物生物量碳、氮与土壤养分含量之间的相关系数
#$%& ;" <(--3*$/)(1 ,(388),)31/. $+(19 /73 .()* +),-(%)$* <,= $1: .()* 10/-)31/. ,(1/31/.
项目
R.-,
有机质
E+8’0AF
,’..-+
全氮
/6.’5
0A.+68-0
全磷
/6.’5
GD63GD6+?3
全钾
/6.’5
G6.’33A?,
速效氮
HIJ+65IK’L5-
0A.+68-0
有效磷
M@’A5’L5-
GD63GD6+?3
速效钾
M@’A5’L5-
G6.’33A?,
微生物生物量碳 NAF+6LA’5 LA6,’33 F’+L60 )% <<&!! )% !! )% =)>!!
微生物生物量氮 NAF+6LA’5 LA6,’33 0A.+68-0 )% "(>!! )% "< )% )=! )% <$!# 结论与讨论
绿化植物废弃物覆盖能明显改善土壤的保水能
力,并且和农业上的秸杆还田和森林凋落物自然覆
盖的保水效果一致(徐福利等,$))";张雷燕等,
$))<)。绿化植物废弃物覆盖能降低土壤密度,提
高土壤总孔隙度和毛管孔隙度。绿化植物废弃物覆
盖能提高土壤有机质、全氮、全磷、水解氮、有效磷和
速效钾含量,改善城市林地土壤贫瘠、肥力供给不足
的缺陷。绿化植物废弃物覆盖还能提高土壤中微生
!&
! 第 " 期 顾 ! 兵等:绿化植物废弃物覆盖对上海城市林地土壤肥力的影响
物生物量碳、氮含量,缩短微生物量周转时间,加快
微生物对营养元素的吸收与释放,增加微生物流通
量,增强微生物活性。绿化植物废弃物覆盖对城市
林地土壤的保肥作用与农业上的秸杆还田和森林枯
落物还林取得的保肥效果一致(武志杰等,#$$#;李
海涛等,#$$%)。
和秸杆还田一样,绿化植物废弃物用量并不是
越多越好(晋凡生等,#$$$;黄利斌等,#$$&),本次
试验的最大覆盖量是’ (#$ )*·+, - #,这也是根据前
人试验结果设置的(王成等,#$$.)。而且本试验也
证明在’ (#$ )*·+, - #覆盖量范围内,绿化植物废弃
物覆盖量和土壤主要肥力指标呈显著线性正相关,
覆盖量越大对土壤的改良作用越显著,但在接近
’ (#$ )*·+, - #覆盖量时土壤的改良效果再没有升
高,因此提倡最大用量为’ (#$ )*·+, - #。
绿化植物废弃物在城市林地中覆盖,既达到了
废弃物资源化利用的目的,又能提高城市土壤质量,
降低城市林地的养护费用,是建立节约型城市园林
绿化的有效措施之一。
/0102341 等((555)研究认为土壤微生物量碳
在总体上可以反映 ($ 6 #$ 1 时间尺度土壤质量演
变,718938 等((5&’)曾把土壤微生物生物量碳作为
由不同耕作法引起的土壤生物学性质变化的一个指
标,大量研究证实微生物生物量碳对评价土壤质量
具有积极意义(俞慎等,(555;:;0<3 !" #$=,(5&&;
>?@+A1+1 !" #$=,#$$$)。本研究表明土壤微生物生
物量碳氮与土壤主要肥力指标呈极显著线性相关,
能综合反映土壤肥力,是有效评价废弃物土地利用
效果的关键性生物学指标。
参 考 文 献
方海兰,陈 ! 玲,黄懿珍,等 = #$$%= 上海新建绿地的土壤质量现状
和对策 = 林业科学,B"(增刊):&5 - 5B=
龚 ! 伟,胡庭兴,王景燕,等 = #$$%= 川南天然常绿阔叶林人工更新
后枯落物对土壤的影响 = 林业科学,B"(%):((# - ((5=
高云超,朱文珊,陈文新 = (55"= 土壤微生物生物量周转的估算 = 生
态学杂志,(#(’):’ - ($=
耿玉辉,吴景贵,李万辉,等 = #$$$= 作物残体培肥土壤的研究进展 =
吉林农业大学学报,##(#):%’ - %5=
黄利斌,李荣锦,王 ! 成 = #$$&= 国外城市有机地表覆盖物应用研究
概况 = 林业科技开发,##(’):( - &=
郭剑芬,杨玉盛,陈光水,等 = #$$’= 森林凋落物分解研究进展 = 林业
科学,B#(B):5B - 55=
何振立 = (55%= 土壤微生物量及其在养分循环和环境质量评价中的
意义 = 土壤,#((#):’( - ’5=
晋凡生,张宝林 = #$$$= 免耕覆盖玉米秸秆对旱塬地土壤环境的影
响 =生态农业研究,&("):B% - .$=
吕子文,方海兰,黄彩娣 = #$$%= 美国园林废弃物的处置及对我国的
启示 = 中国园林,’:5$ - 5B=
李海涛,于贵瑞,李加永,等 = #$$%= 井冈山森林凋落物分解动态及
磷、钾释放速率 = 应用生态学报,(&(#):#"" - #B#=
秦佩恒,武剑锋,刘雅琴,等 = #$$’= 快速城市化地区景观可达性及
其对林地的影响———以深圳市宝安区为例 =生态学报,#’((():
"%5’ - "&$"=
武志杰,张海军,许广山,等 = #$$#= 玉米秸秆还田培肥土壤的效果 =
应用生态学报,("(.):."5 - .B#=
吴金水,肖和艾 = #$$B= 土壤微生物生物量碳的表观周转时间测定
方法 = 土壤学报,B(("):B$( - B$(=
王 ! 成,郄光发,彭镇华 = #$$.= 有机地表覆盖物在城市林业建设中
的应用价值 = 应用生态学报,(’((():##(" - ##(%=
王志明,朱培立,黄东迈,等= #$$"1= 水旱轮作条件下土壤有机碳的分解
及土壤微生物量碳的周转特性= 江苏农业学报,(5(():"" -"’=
王志明,朱培立,黄东迈,等 = #$$"C= 秸秆碳的田间原位分解和微生
物量碳的周转特征 = 土壤学报,B$("):BB’ - B."=
徐福利,梁银丽,汪有科,等 = #$$’= 秸秆覆盖保护耕作法土壤水分
和温度变化及玉米产量的效应 = 土壤通报,"%(B):’B& - ’.$=
俞 ! 慎,李 ! 勇,王俊华,等 = (555= 土壤微生物量作为红壤质量生
物指标的探讨 = 土壤学报,"’("):B(" - B##=
张庆费,辛雅芳 = #$$.= 城市枯枝落叶的生态功能与利用 = 上海城市
建设,#:B$ - B.=
张万儒 = #$$$= 森林土壤分析方法 = 北京:中国标准出版社 =
张雷燕,刘常富,王彦辉,等 = #$$%= 宁夏六盘山南侧森林枯落物及
土壤的水文生态功能研究 = 林业科学研究,#$(():(. - #$=
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(责任编辑 ! 于静娴)
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