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太原市六城区土壤化验分析报告
发布人:太原市园林植物研究中心 发布时间: 2018-03-20 10:05:05 浏览次数:

      随着城市园林的深化发展,对城市街道苗木的质量要求也越来越高,不仅要求有良好的景观效果,还要有较优的生态效应,能对不良环境表现出应有的抗逆性,虽然园林管理日趋成熟与细化,但是较农业管理来说,还是相对粗矿,特别是对于园林绿化土壤来说,没有引起足够的重视,从而出现了土壤质量与苗木生长需求不匹配,导致苗木生长缓慢,长势不良甚至干枯死亡的情况时有发生。在这种大环境背景下,太原市园林植物研究中心科研人员于2016年3月开始对太原市六城区各主要街道的绿地土壤进行了采集化验,通过切实掌握城市街道绿地土壤的养分理化性状数据,来对相对应的土壤进行改良和培育,从整体上提高城市街道绿地的土壤质量,从而为街道绿地苗木提供良好的生长环境,最大限度地降低由于土壤问题所引起的苗木质量问题。具体试验情况如下:


1 试验设计


1.1 试验设计与方法


      2016年3月,对太原市六城区的主要街道60条的街道绿地进行土样采集,每条街道设3个采样点,每个采样点分两层,分别为0-20cm,20-40cm,将每个街道的3个采样点进行混合储存,共采集120份土样,将每份土样充分混匀,制成混合样品,带回室内除杂、风干后,过20目和100目孔筛备用。


1.2 测定项目与方法


      土壤酸碱度用酸度计测定,土壤容重用环刀法测定,土壤全盐量用电导仪测定,土壤碱解N用扩散法测定,速效P用0.5mol•L-1碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定,速效K用1mol•L-1乙酸铵浸提-火焰光度法测定,土壤有机质用重铬酸钾外加热法测定。


1.3数据处理


      试验数据用MicrosoftExcel2003绘制图表。


2 实验结果与分析(试验原始数据略)


2.1 土壤容重


      土壤容重,即土壤容积密度,是指土壤在未破坏自然结构的情况下,单位容积中的重量,通常以克/厘米3表示,土壤容积密度的大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度、耕作措施等有关。砂土容积密度较大,粘土容积密度较小。一般腐殖质多的表层容积密度都较小,耕作土壤中,耕层容积密度一般为1.00~1.30g/cm3,土层愈深则容积密度愈大,可达1.40~1.60g/cm3。沼泽土的潜育层容积密度可达1.70~1.90g/cm3或更大。土壤容积密度不仅用于鉴定土壤颗粒同排列的紧实度,而且也是计算土壤孔隙度和空气含量的必要数据。

      街道土壤受人为影响较大,土壤浇水量和人为踩踏频率都会对土壤容重有影响,在本次试验时,未挖掘土壤剖面,只是简单采集10-20cm处受人为干扰相对较少的地段进行采集,可基本了解到街道耕层土壤的容重趋势。由试验数据所示,太原市六城区街道耕层土壤容重大部分均大于1.35g/cm3,超过了适宜苗木生长的边界域值,这说明太原街道栽植绿地受人为因素如踩踏、建筑垃圾的填埋等影响较大,密实度较高,苗木根系呼吸和生长条件受到限制,不利于苗木的长远生长。

      建议改良措施:

1,对街道绿地栽植土壤的组成结构进行严格把控,禁止建筑垃圾、生活垃圾等物质参入栽植土;

2,经常松土,增加土壤透气性,适当增加硬质铺装,降低人为踩踏对土壤容重的影响;

3,适当施入部分有机肥,增加土壤的缓冲性能,促进土壤团粒结构的形成,为苗木根系提供一个良好的生长环境;

4,对于容重过大的土壤栽植土,可根据实际情况采取换土措施,将符合苗木生长条件的土壤替换不良理化形状的栽植土。


2.2 土壤PH


      土壤酸碱度即土壤pH值,是土壤重要的基本性质之一,是土壤形成过程和熟化培肥过程的一个指标。土壤pH一般采用电位法,用pH计直接进行测定。用酸度计测定土壤悬浊液pH时,常用玻璃电极为指示电极,甘汞电极为参比电极。当pH玻璃电极和甘汞电极插入土壤悬浊液时,构成一电池反应,两者之间产生一个电位差,由于参比电极的电位是固定的,因而该电位差的大小决定于试液中的氢离子活度,氢离子活度的负对数即为PH,可在pH计上直接读出pH值。称取通过1mm筛孔的风干土样10g于50ml高型烧杯中,加水25ml,枯枝落叶或泥炭层样品称5g,加水50ml。用玻璃棒剧烈搅动1-2min,静置半小时,酸性土用1molL-1氯化钾浸提土壤,室内避免空气中氨或挥发性等的影响。

      在与上述相同的条件下,把玻璃电极与甘汞电极插入土壤悬液中,测pH值。由试验数据可知,太原市街道绿地栽植土壤整体偏碱,pH值基本在8-8.5范围之内,基本上没有超出最大阈值范围,但是不是大部分园林植物最佳的土壤pH。因此需要对其进行改良。园林上采用的方法是通过施用酸性土壤改良材料来降低土壤pH,一半无机的改良材料主要是一些酸性化学物质,如石膏、磷石膏、硫磺粉、硫酸亚铁和过磷酸钙等,这些材料相对简单易得,缺点是降低pH的效果不是很稳定,很容易反弹。酸性的有机改良材料如草炭、酸性有机基质,一些酸性的有机土壤等,酸性有机改良材料不但能降低土壤pH,更重要是增加土壤有机质,作用效果比无机材料效果更好且更加持久。就园林土壤而言,好的物理结构和高有机质含量比单纯的调节土壤pH更有利于植物生长。


2.3 土壤全盐量


      土壤中盐分含量过高时,会直接影响农作物和树木的生长。对于沿海地区的滨海盐土、内陆干旱、半干旱地区的盐碱土而言,土壤可溶性盐分的含量是一个很重要的性状,对指导生产有很大的实际意义。土壤水溶性盐可按一定的土水比例(通常采用1∶5),用平衡法浸出,然后测定浸出液中的全盐量以及CO32-,HCO3-,Cl-,SO42-,Ca2+,Mg2+,Na+,K+等8种主要离子的含量(可计算出离子总量),测定结果均以100克土所含厘摩尔数和重量百分率(%)表示。土壤中的水溶性盐是强电介质:其水溶液具有导电作用。导电能力的强弱可用电导率表示。在一定的浓度范围内,溶液的含盐量与电导率呈正相关,含盐量愈高,溶液的渗透压愈大,电导率也愈大。土壤浸出液的电导率可用电导仪测定,并直接用电导率的数值来表示土壤含盐量的高低。


      由于土壤含盐量过高或过低均不利于植物生长,因此控制土壤含量量是土壤改良的首要对策,土壤全盐量过低,说明土壤速效养分含量相对较低,需要施入有机肥或者适量的无机肥,土壤全盐量过高,就要首先分析原因,采取一定的工程措施进行水洗排盐,如试验数据显示,太原市道路栽植土的全盐量高低不一,有的非常低如龙城大街和西矿街的0.036%,这就需要通过上述方法适当的补充肥料,或者对其进行定向改良。而有的达到了0.4%以上,这就需要适当采取一些措施如增加排水措施,增加自来水灌溉次数,增施有机肥料,适当改变植物种植方案,种植一些耐盐碱的植物如泡桐或雄性杨树等等。


2.4 土壤碱解氮


      土壤碱解氮的测定可以初步了解土壤的供氮能力,掌握土壤有效态氮素的基本丰缺程度,为进一步全面了解土壤养分供应能力打下基础。其方法原理就是在扩散皿中,土壤于碱性条件和硫酸亚铁存在下进行水解还原,使易水解态氮和硝态氮转化为氨,并扩散,为硼酸溶液所吸收。硼酸溶液吸收液中的氨,用标准酸滴定,由此计算碱解氮的含量。土壤碱解氮含量的标准分级可分为四级,≤30为很低,30-60为低,60-90为中等,90-120为丰富,≥120为很丰富,由试验数据可知,太原六城区部分道路栽植绿地土壤碱解氮含量偏低,含量等级未达到丰富,有的甚至未达到中等,这就需要根据实际情况对其进行适当的N素补充,特别是在苗木生长旺盛时期5月-9月,少量多次进行施肥,以免N素过度流失,造成不必要的浪费。


2.5 土壤速效磷


      磷是植物的重要营养元素,但土壤中磷的总储藏量对于植物养分的关系是间接的。植物所能接收的是水溶性和弱酸溶性的磷酸盐,以及部分由胶体吸收的磷,这些就称为土壤的速效性磷。测定土壤速效性磷含量可以作为了解这种土壤供应磷强度的指标。土壤速效磷的测定一般采用碳酸氢钠法进行测定。用碳酸氢钠溶液提取土壤有效磷,在石灰性土壤中提取液中的HCO3-可和土壤溶液中的Ca2+形成CaCO3沉淀,从而降低了Ca2+的活度而使某些活性较大的Ca-P被浸提出来,再用钼锑抗比色法进行比色测定即可得到土壤速效磷含量,但通常所说的土壤有效磷只是指某一特定方法所测定出的土壤的磷量,不是具有真正的“数量”的概念,而是一种能反应植物需磷特性规律的相对值。土壤速效磷分为三个等级,即≤5为低,5-10为中等,≥10为丰富,由试验数据可知,太原市六城区道路绿地土壤速效磷基本维持在中等水平,可为栽植的植物提供良好的速效性磷的供应,但是由于磷素在土壤中的流动性差,极容易被固定,所以建议含速效磷较低的街道绿地增施部分有机肥来缓解和降低土壤磷的固定,增加速效态磷素的整体含量。


2.6 土壤速效钾


      土壤速效钾的测定一般采用乙酸铵提取法进行测定。在中性乙酸铵溶液与土壤样品混合后,溶液中的NH4+与土壤颗粒表面的K+进行交换,取代下来的K+和水溶性K+一起进入溶液,提取液中的钾可直接用火焰光度计测定。土壤速效钾等级划分分为四个,即≥116为高,84-116为中等,51-83为低,≤51为极低。由试验数据可知,太原市街道绿地土壤整体不缺钾,有个别街道缺钾可能是由于人为因素干扰,破坏了原有栽植绿地土壤结构,钾素对于苗木抗逆性的培养非常重要,植物需要吸收利用大量的钾,其需要量一般是磷的5-10倍,或和氮的需要量相当,因此在钾素缺乏的街道绿地,需适当补充钾肥,但一定要注意控制施肥量,钾素供应过多,会影响植物对钙和镁的吸收。


2.7 土壤有机质


      土壤有机质是土壤固相部分的重要组成部分,土壤有机质不仅能够为植物提供所需的各种营养元素,同时对土壤结构的形成、改善土壤理化性状有决定性作用,此外,土壤有机质对重金属、农药等各种有机、无机污染物的行为有显著的影响。所以土壤有机质的测定是重要的基础分析项目之一。基本原理为用已知一定浓度的过量氧化剂。氧化有机质中的碳,多余的氧化剂则用标准的还原剂滴定,从氧化剂的消耗量,推算出有机碳的含量,后以有机碳的含量换算成土壤有机质含量。实验方法为称取过0.25mm筛孔的风干土0.1000~0.5000g,放入150ml三角瓶中,用滴定管准确加入0.15molL-1K2Cr2O7溶液5ml后,再慢慢准确地加浓H2SO45ml,进行消煮,消煮完毕后,将三角瓶从电热板上取下,稍冷后用洗瓶冲洗小漏斗内,外壁,将洗涤液收集于原三角瓶中,瓶内溶液的总体积控制在30-35ml左右。向三角瓶内加邻啡啰啉指示剂2-3滴,用FeSO4溶液滴定剩余下来的K2Cr2O7。溶液的变色过程由橙→绿→淡绿→橙红→红棕为终点。记录用量然后进行公式转换即可得出有机质含量。由试验数据可以看出,太原市街道绿地有机质含量普遍较高,但是分布不均匀,基本上表层0-20cm土壤有机质含量大于20-40cm土壤有机质含量,这不利于苗木的长远生长发展,如何将有机质含量均匀的分布到植物根系生长的各个土壤空间,是未来太原市园林发展的努力方向,建议在继续增施有机肥的同时,对土壤进行适度的耕翻,均匀混合土壤肥效,达到可持续为植物供应养分的目的。


      综上所述,土壤常规的检测项目的实验方法原理已经作了简要介绍,这几个实验项目数据的测定是掌握土壤基本性质的前提。通过科学的理论指导,才能更为合理进行生产实践,顺应未来园林的高新发展趋势。太原市街道绿地土壤物理形状较差,pH偏高,容重较大,速效N、P、K养分含量中等,有机质分布不均匀,建议从土壤物理性质入手,通过适时的耕翻土壤,增施有机肥,提高园林废弃物的使用范围等措施来整体提高太原市街道绿地土壤的综合性质。此外,由于本试验是项目开展的第一年,试验人员、设备等条件的限制,对于原始数据分析只能反映出土壤理化性质的整体趋势,对于具体街道的详细改良方案需要在以后的时间,通过加大数据采集量和采集面积,来进一步科学的掌握太原市街道绿地的各种理化性质。


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