陳櫻芝 劉群錄(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海市閔行區(qū) 0040;上海古猗園,上海市嘉定區(qū) 080;上海交通大學(xué)設(shè)計學(xué)院,上海市閔行區(qū) 0040)
土壤是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ),也是保證園林植物正常生長必不可少的物質(zhì)條件。土壤理化性質(zhì)既能反映土壤肥力的高低,又可反映土壤供應(yīng)植物養(yǎng)分的能力[1-3]。對土壤理化性質(zhì)進(jìn)行分析,不僅能為區(qū)域土壤改良提供科學(xué)依據(jù),也能為區(qū)域內(nèi)的植物規(guī)劃提供指導(dǎo)。同時,園林土壤的質(zhì)量不僅關(guān)乎土壤肥力的維護(hù),而且對不同植物的種植影響不同,即在土壤環(huán)境營造上,要因植物種類而異[4]。
上海古猗園是一座古老的江南園林,位于上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)[5],最早建于明代嘉靖年間,園內(nèi)梅、竹、牡丹等主題植物的景觀特色鮮明。作為一個小而精且對外開放的園林景區(qū),上海古猗園的游客數(shù)量較大,土壤質(zhì)量受到了較大的人為干擾和破壞,再加上養(yǎng)護(hù)措施不夠精準(zhǔn),導(dǎo)致園區(qū)內(nèi)土壤的理化性質(zhì)常處于不穩(wěn)定狀態(tài),易出現(xiàn)土壤板結(jié)、孔隙度下降、養(yǎng)分流失、有機(jī)質(zhì)減少等問題。因此,本研究以上海古猗園不同樣地土壤為研究對象,分析其理化性質(zhì)和養(yǎng)分特征,以期系統(tǒng)掌握園內(nèi)不同區(qū)域土壤的理化性質(zhì)及養(yǎng)分情況,從而能以此為依據(jù)進(jìn)行景觀優(yōu)化和土壤改良,為上海古猗園新優(yōu)植物的引進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。
上海古猗園氣候類型為亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,四季分明,年均氣溫為17.36 ℃,年均最低溫度為-4.68 ℃,最高溫度為39.16 ℃,年均日照時數(shù)為1 770.28 h,年均降水量為1 430.02 mm[6]。
根據(jù)上海古猗園實(shí)際情況,選擇不同植被類型,并結(jié)合是否有人為干擾等因素,共選取8個試驗(yàn)樣地,具體樣地信息見表1。采樣時盡量在樣地中心區(qū)域進(jìn)行采集,并根據(jù)樣地的面積和地形,按照隨機(jī)、等量和多點(diǎn)混合的原則,采集0~25 cm的表層土樣。每個樣地選10個取樣點(diǎn)采集土樣,然后將各樣點(diǎn)的土樣均勻混合,并用四分法棄去多余土樣,各樣地保留1 kg左右土樣,最后將土樣風(fēng)干、磨碎、過篩后備用。
表1 上海古猗園樣地土壤采樣地點(diǎn)基本情況
對采集的土壤樣品分別進(jìn)行土壤容重、孔隙度、pH、EC值、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、全氮、堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量11個理化性質(zhì)指標(biāo)的檢測[7-13]。具體檢測或計算方法為:土壤容重采用環(huán)刀法測定;土壤酸堿度(pH)采用水土比2.5∶1水浸提電位法測定;土壤電導(dǎo)率值(EC值)采用水土比5∶1水浸提電導(dǎo)法測定;土壤孔隙度,總孔隙度(%)=非毛管孔隙度+毛管孔隙度,毛管孔隙度(%)=毛管持水量×土壤容重,非毛管孔隙度(%)=(最大持水量-毛管持水量)×土壤容重;土壤全氮含量按半微量凱氏法測定;土壤堿解氮含量用堿解擴(kuò)散法測定;土壤全磷含量采用鉬銻抗比色法測定;土壤有效磷含量采用鹽酸-硫酸浸提法測定;土壤全鉀含量和速效鉀含量采用火焰光度法測定;土壤有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定。
園內(nèi)有部分區(qū)域因設(shè)有圍欄,游人無法直接進(jìn)入,還有部分區(qū)域?yàn)殚_放區(qū),游客可進(jìn)入踩踏,這一人為干擾的差異可能導(dǎo)致土壤質(zhì)量產(chǎn)生差異。為測定人為干擾因素對土壤理化性質(zhì)的影響,分別測定了不同干擾程度下樣地土壤的容重、孔隙度、pH、EC值、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量11個理化性質(zhì)指標(biāo),每個樣地設(shè)15次重復(fù)。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計和圖表制作使用Excel 2010完成,方差分析使用SPSS軟件處理。
由表2可知,園內(nèi)土樣的密度較大,除茶室西南、大草坪樣地外,其余樣地的土壤容重均超過正常范圍(1.1~1.4 g/cm3),特別是石韻館北、石韻館南、小草坪、梅花廳西這4處樣地,土壤容重偏大,且相互間無顯著性差異。各樣地的土壤孔隙度整體偏低,在30%~54%之間,翠猗橋東、茶室西南樣地的土壤孔隙度較大,其中茶室西南樣地的土壤孔隙度最高,為53.33%,顯著高于其他樣地;石韻館北、小草坪、梅花廳南、梅花廳西樣地的土壤孔隙度較低,且相互間無顯著性差異。翠猗橋東樣地的土壤pH低于其他樣地,為7.14,其余7個樣地的土壤pH差距不大,均在7.2~7.6之間。大草坪樣地的土壤EC值最高,為1.53 mS/cm,顯著高于其他樣地;翠猗橋東、石韻館北樣地的土壤EC值分別為1.24、1.22 mS/cm,含鹽量較高;石韻館南、茶室西南樣地的土壤EC值均為1.13 mS/cm,與梅花廳南、梅花廳西樣地間土壤EC值相差不大,相對較正常,能較好地保障樣地內(nèi)植物正常生長;小草坪樣地的土壤EC值為1.03 mS/cm,顯著低于其他樣地。
表2 上海古猗園不同樣地土壤理化性質(zhì)
由表3可知,8個樣地的土壤全磷含量均較高,其中石韻館北樣地的土壤全磷含量最低,顯著低于其他樣地,比梅花廳南樣地低870.05 mg/kg,因此,該地塊可適當(dāng)加施磷肥進(jìn)行土壤改良。土壤全鉀含量最低的樣地是大草坪,僅為6 094.00 mg/kg,與茶室西南和石韻館南樣地間無顯著差異;土壤全鉀含量最高的樣地是翠猗橋東,達(dá)1 0649.14 mg/kg,與石韻館北樣地間無顯著差異。各樣地的土壤有效磷含量變化幅度較大,其中大草坪的土壤有效磷含量最高,為176.59 mg/kg,顯著高于其他7個樣地;石韻館北樣地的土壤有效磷含量最低,僅為15.93 mg/kg,顯著低于其他樣地。各樣地的土壤有效鉀含量差距較大,但均具有極高的供鉀水平。各樣地的土壤全氮含量均較高,平均為19.89%,屬正常礦質(zhì)土壤,其中,梅花廳南樣地的土壤全氮含量最高,為26.68%,氮儲量充足,潛在供氮能力強(qiáng),顯著高于其他7個樣地;翠猗橋東、石韻館北樣地的土壤全氮含量較低,且相互間無顯著性差異,平均為13.86%,這可能與施肥量以及植物對氮肥的吸收有關(guān);石韻館南、茶室西南樣地的土壤全氮含量平均為19.77%;兩個草坪樣地的土壤全氮含量平均為21.97%,均處于較高水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量最高的樣地是茶室西南,達(dá)44.80 g/kg,顯著高于其他7個樣地;石韻館北樣地的土壤有機(jī)質(zhì)含量最少,僅為15.82 g/kg,顯著低于其余樣地。
表3 上海古猗園不同樣地土壤基本養(yǎng)分情況
由表4可知,在土壤容重、孔隙度、堿解氮、全磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量6個理化性質(zhì)指標(biāo)上,上海古猗園封閉區(qū)域和開放區(qū)域之間存在顯著性差異。經(jīng)調(diào)查,上海古猗園內(nèi)植物養(yǎng)護(hù)時經(jīng)常采取松土等傳統(tǒng)方式,因此園內(nèi)土壤孔隙度整體較高,而開放區(qū)域由于人為踩踏頻繁,土壤孔隙度下降,進(jìn)而使土壤容重增加;同時,園內(nèi)還經(jīng)常進(jìn)行施肥等養(yǎng)護(hù)操作,因此,園內(nèi)土壤在堿解氮、全磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)4個指標(biāo)上,封閉區(qū)域也顯著高于開放區(qū)域。
表4 上海古猗園封閉區(qū)域和開放區(qū)域土壤理化性質(zhì)的差異值分析
本研究測定且評價了上海古猗園不同樣地土壤的11個理化性質(zhì)指標(biāo),比較了不同人為干擾下各樣地間土壤理化性狀的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),園內(nèi)土壤理化性狀總體處于中等偏上狀態(tài),多數(shù)樣地的土壤理化性質(zhì)指標(biāo)處于上海市園林綠化土壤的平均值之上,只有少部分樣地低于平均值,說明上海古猗園內(nèi)的土壤暫時不需要進(jìn)行大規(guī)模改良,只需對部分區(qū)域進(jìn)行土壤改良即可。從選擇的8個樣地來看,綜合各項理化性質(zhì)指標(biāo),以種植哺雞竹的石韻館北樣地的土壤質(zhì)量最差,其土壤結(jié)構(gòu)差且貧瘠缺肥,需要重點(diǎn)進(jìn)行改良;大草坪樣地的土壤大多數(shù)理化性質(zhì)指標(biāo)高于正常值,土壤質(zhì)量較好;值得注意的是,上海古猗園所有樣地的EC值均在1 mS/cm以上,據(jù)悉,當(dāng)EC值大于0.9 mS/cm時,可能存在土壤鹽漬化,當(dāng)EC值大于1.5 mS/cm時,除耐鹽植物[14]外,多數(shù)植物生長會受到明顯抑制,且上海市園林綠化土壤EC值平均為0.19 mS/cm[15],由此說明,上海古猗園的土壤EC值偏高,需在今后各類工程項目建設(shè)和土壤改良中加以關(guān)注。
本研究僅關(guān)注了上海古猗園的土壤理化性狀,對一些污染物,尤其是土壤中重金屬含量等,還缺乏研究,而這些指標(biāo)也是反映土壤質(zhì)量的重要方面[16-17]。因此,本研究還難以準(zhǔn)確地對上海古猗園的土壤質(zhì)量進(jìn)行全面評價,需在以后繼續(xù)開展研究。