AB-DTPA浸提法研究上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分特征①

周建強(qiáng)，伍海兵，方海蘭，郝冠軍，梁 晶，王若男，朱 麗，王賢超

（上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院，上海 200232）

AB-DTPA浸提法研究上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分特征①

周建強(qiáng)，伍海兵，方海蘭*，郝冠軍，梁 晶，王若男，朱 麗，王賢超

（上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院，上海 200232）

采用AB-DTPA浸提劑聯(lián)合電感耦合等離子體發(fā)射光譜法研究上海9個(gè)中心城區(qū)的509個(gè)綠地土壤的10種有效態(tài)養(yǎng)分含量。結(jié)果表明：上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)鉀、鈣、鎂、錳和鐵含量豐富；有效態(tài)磷、硫和鉬普遍缺乏，部分土樣有效磷、硫的含量超標(biāo)與大量施用有機(jī)改良材料有關(guān)；有效態(tài)鋅和銅均發(fā)生不同程度的累積，有些土樣超標(biāo)。不同時(shí)空的綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量與成土因素和人為活動(dòng)有關(guān)。隨著綠地建成年限延長(zhǎng)，土壤有效鋅和有效銅含量顯著增加，但其他養(yǎng)分變化不顯著。就上海不同區(qū)域而言，楊浦區(qū)、閘北區(qū)、浦東新區(qū)和徐匯區(qū)有效態(tài)養(yǎng)分含量相對(duì)較低；長(zhǎng)寧區(qū)、靜安區(qū)和黃浦區(qū)有效態(tài)養(yǎng)分含量較高；虹口區(qū)和楊浦區(qū)鋅、銅累積程度高。公共綠地與公園土壤養(yǎng)分含量相當(dāng)；道路綠地的有效態(tài)鉀、硫、鎂顯著高于前兩者，但有效態(tài)鋅、銅和鐵含量顯著低于前兩者。隨著土壤剖面加深，土壤有效態(tài)硫、鎂和鉬含量呈增加趨勢(shì)，而有效態(tài)磷、鉀、錳、鋅含量稍許降低。AB-DTPA浸提法適用于土壤中大部分有效態(tài)養(yǎng)分的快速分析，建議在全國(guó)推廣應(yīng)用。

上海中心城區(qū)；綠地土壤；AB-DTPA浸提法；有效態(tài)養(yǎng)分

植物生長(zhǎng)所需要的16種營(yíng)養(yǎng)元素主要從土壤中獲得。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，綠地土壤作為園林植物生長(zhǎng)的直接載體，其養(yǎng)分含量直接決定園林植物的長(zhǎng)勢(shì)和綠地生態(tài)景觀效果的發(fā)揮［1-2］。我國(guó)關(guān)于綠地土壤養(yǎng)分的研究已有不少報(bào)道［3-5］，但基本側(cè)重于大量營(yíng)養(yǎng)元素的土壤肥力評(píng)價(jià)［6-7］，對(duì)中、微量營(yíng)養(yǎng)元素很少涉及。其實(shí)，我國(guó)城市綠地之所以不能達(dá)到設(shè)計(jì)的景觀愿景，綠地土壤各種營(yíng)養(yǎng)元素缺乏或不平衡是重要的影響因子之一［1，8-9］。缺少中、微量營(yíng)養(yǎng)元素的城市綠地土壤肥力評(píng)價(jià)不能科學(xué)和全面地反映我國(guó)綠地土壤的肥力現(xiàn)狀，隨著城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)重要性的日漸凸顯，僅大量營(yíng)養(yǎng)元素的綠地土壤分析顯然已不能滿(mǎn)足高品質(zhì)的城市綠化景觀需求［1］。

土壤養(yǎng)分含量有全量和有效態(tài)兩種表示方法，其中有效態(tài)代表的是能被植物直接吸收利用的養(yǎng)分，更能反映土壤的肥力和植物營(yíng)養(yǎng)狀況［10］。傳統(tǒng)有效態(tài)養(yǎng)分的測(cè)試通常采用某種專(zhuān)用試劑，如Olsen［11］和CH3COONH分別提取土壤中有效磷和速效鉀，CaCl2-DTPA浸提銅、鋅、鎂和錳等微量營(yíng)養(yǎng)元素［10］。專(zhuān)用浸提劑雖然浸提效果較好，但大大降低分析速度，不能滿(mǎn)足現(xiàn)代大數(shù)據(jù)的快速獲取要求。通用浸提劑的應(yīng)用顯得非常重要，其中Mehlich 3通用浸提劑可顯著提取磷，同時(shí)能夠提取鈣、鎂、鈉、硫等，缺點(diǎn)是對(duì)活性鉀的提取效果不佳［13］。而1977年Soltanpour和Swab［14］提出的AB-DTPA法則綜合了多種浸提劑優(yōu)勢(shì)，其原理是利用DTPA螯合微量元素，HCO浸提磷，N提取鉀，水溶液浸提，是一種非常有效的多元素浸提劑。AB-DTPA浸提劑不僅適宜于堿性土壤中大部分營(yíng)養(yǎng)元素的浸提［15-16］，對(duì)酸性土壤也有較好的浸提效果［17-18］。上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《綠化用表土保護(hù)和再利用技術(shù)規(guī)范》（DB31/ T661-2012）［19］和《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（DB31/ T769-2013）［20］以及國(guó)家林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠化用表土保護(hù)技術(shù)規(guī)范》（LY/T 2445-2015）［21］在國(guó)內(nèi)首先將AB-DTPA浸提法作為標(biāo)準(zhǔn)方法用于表土和綠化種植土中有效態(tài)養(yǎng)分的檢測(cè)，并提出相應(yīng)養(yǎng)分的控制指標(biāo)。隨著電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP- OES）等快速分析儀器在我國(guó)逐步普及，AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES使用極大提高了分析速度［22-23］。雖然ABDTPA浸提劑的優(yōu)越性已得到大家證實(shí)，也有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，但目前我國(guó)很少采用該方法研究區(qū)域內(nèi)土壤的養(yǎng)分，全國(guó)性應(yīng)用更少，極大限制了該分析方法對(duì)我國(guó)土壤與植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科的貢獻(xiàn)［24］。

鑒于綠地土壤養(yǎng)分分析的重要性以及AB-DTPA浸提法的優(yōu)點(diǎn)，本文以AB-DTPA浸提劑聯(lián)合電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，對(duì)上海市中心城區(qū)綠地土壤10種有效態(tài)養(yǎng)分進(jìn)行分析，以期摸清上海市中心城區(qū)綠地土壤養(yǎng)分的總體特征，為科學(xué)制定綠地施肥對(duì)策提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

上海市位于長(zhǎng)江三角洲的前沿，地勢(shì)平坦，成土母質(zhì)多為淺海相、河湖相沉積物。其中上海中心城區(qū)包括黃浦區(qū)、靜安區(qū)、徐匯區(qū)、長(zhǎng)寧區(qū)、普陀區(qū)、閘北區(qū)、虹口區(qū)、楊浦區(qū)和浦東新區(qū)9個(gè)區(qū)，面積1 499.85 km2，占上海陸地總面積的23.7%，人口1 218.78萬(wàn)人，占上?？偝Ｗ∪丝诘?0.46%，是上海城市化發(fā)展程度最高、人口密度最大的區(qū)域。截至2014年，該區(qū)域綠地總面積328.38 km2，占全市綠化面積的26.42%。

1.2 土樣采集

綠地土壤樣品采樣主要集中于上海黃浦區(qū)、靜安區(qū)、徐匯區(qū)、長(zhǎng)寧區(qū)、普陀區(qū)、閘北區(qū)、虹口區(qū)、楊浦區(qū)和浦東新區(qū)9個(gè)中心城區(qū)的典型公園、公共綠地和交通道路綠地。以多點(diǎn)混合采集0 ～ 20 cm表層土樣443個(gè)：其中公園和公共綠地每10 000 m2至少采1個(gè)混合樣，面積大于10 000 m2適當(dāng)放寬采樣密度，總共采集303個(gè)樣；道路綠地主要選擇15條典型道路綠化帶諸如外環(huán)林帶、內(nèi)環(huán)線(xiàn)綠化帶以及龍東大道、楊高路等綠化帶較寬的道路綠化帶，約2 ～ 5 km確定1個(gè)混合采樣點(diǎn)，總共采集140個(gè)土樣。另外選擇典型不同建成年限的11座公園各采集2個(gè)剖面點(diǎn)，剖面點(diǎn)分3層采樣（0 ～ 20、20 ～ 40和40 ～ 90 cm），總共66個(gè)。本研究總計(jì)采集土壤樣品509個(gè)，采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

圖1 采樣點(diǎn)分布圖Fig. 1 Sampling point distribution

1.3 分析方法

有效磷、速效鉀、有效鈣、有效鎂、有效硫、有效鉬、有效錳、有效鋅、有效銅和有效鐵10種營(yíng)養(yǎng)元素采用上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（DB31/T769-2013）中提出的AB-DTPA浸提-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定［19］。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

使用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，使用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（DB31/T769-2013）的技術(shù)指標(biāo)［19］。

2 結(jié)果與分析

2.1 上海中心城區(qū)綠地表層土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量分布特征

上海中心城區(qū)綠地表層土壤10種有效態(tài)養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。

表1 上海中心城區(qū)表層土壤有效態(tài)養(yǎng)分的含量Table1 Contents of available nutrients in top-soils from Shanghai central region

2.1.1 大量營(yíng)養(yǎng)元素 從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效磷含量分布范圍為2.4 ～ 132.4 mg/kg，平均為12.1 mg/kg。有效磷含量低于8 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)下限的樣品占50.79%，滿(mǎn)足8 ～ 40 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)要求的樣品僅占46.95%，大部分土壤中的有效磷處于較低水平，土壤普遍缺磷；但可能受到施肥的影響，有2.26% 土壤樣品的有效磷超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上限40 mg/kg，有個(gè)別土樣有效磷含量高達(dá)132.4 mg/kg。

上海中心城區(qū)綠地土壤有效鉀的平均含量為150.6 mg/kg，大小為23.7 ～ 684.0 mg/kg。有效鉀含量低于60 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)下限的樣品占7.68%；滿(mǎn)足60 ～ 250 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)要求的樣品占82.39%；有9.93%的土樣超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上限250 mg/kg?？傮w而言，上海中心城區(qū)綠地土壤有效鉀供應(yīng)充足，這與之前研究報(bào)道的用經(jīng)典方法測(cè)定的上海綠地土壤速效鉀含量基本一致［25］。

2.1.2 中量營(yíng)養(yǎng)元素 從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效鈣平均含量為335.4 mg/kg，分布范圍為136.7 ～ 542.5 mg/kg。有84.88% 土樣有效鈣含量＞300 mg/kg，可知上海中心城區(qū)綠地的土壤有效鈣處于較優(yōu)水平，能夠滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的需要。

上海中心城區(qū)綠地土壤有效鎂平均含量為130.0 mg/kg，分布范圍為27.6 ～ 359.5 mg/kg。有效鎂含量滿(mǎn)足50 ～250 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)要求的土樣占94.81%；還有5.19% 的土樣有效鎂含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上限250 mg/kg；沒(méi)有土樣有效鎂含量低于標(biāo)準(zhǔn)下限50 mg/kg。由此可知，上海中心城區(qū)綠地的土壤有效鎂含量豐富，能夠滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的需要。

硫是植物生長(zhǎng)的第四大營(yíng)養(yǎng)元素。從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效硫平均含量為167 mg/kg，分布范圍為5 ～ 3 500 mg/kg。79.46% 的土壤有效硫低于25 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)下限，只有14.00% 的土樣滿(mǎn)足25 ～ 200 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；可知上海中心城區(qū)綠地的土壤普遍缺硫。但也有6.54% 的土樣有效硫超過(guò)200 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)上限，個(gè)別樣品高達(dá)3 500 mg/kg，是最低含量的700倍。

2.1.3 微量營(yíng)養(yǎng)元素 從表1還可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效鉬平均含量為0.09 mg/kg，分布范圍為0.01 ～ 5.13 mg/kg。其中有71.56% 的土樣有效鉬低于0.05 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)下限；僅有27.99% 的土樣滿(mǎn)足0.05 ～ 2 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；還有2個(gè)樣品（占0.45%）的有效鉬含量分別為5.03 mg/kg和5.13 mg/kg，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)上限2 mg/kg。

從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效錳平均含量為3.52 mg/kg，分布范圍為0.24 ～ 73.46 mg/kg。 94.13% 的土壤有效錳滿(mǎn)足0.6 ～ 18 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；但有4.30% 土樣有效錳含量低于0.6 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)下限；有1.6% 土樣有效錳高于8 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)上限，其中最大值高達(dá)73.46 mg/kg，為最小值的300倍。

鋅雖然是重金屬，同時(shí)也是植物生長(zhǎng)所需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，但需求量很少，上海市地標(biāo)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》設(shè)置的技術(shù)指標(biāo)為1 ～ 10 mg/kg［19］。從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效鋅平均含量為9.09 mg/kg，分布范圍為0.51 ～315.33 mg/kg。有0.68% 土樣有效鋅含量低于標(biāo)準(zhǔn)下限1 mg/kg，說(shuō)明極少部分綠地土壤缺鋅；有71.56%的土壤有效鋅含量滿(mǎn)足1 ～ 10 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；但有27.76% 的土樣有效鋅的含量超標(biāo)。若按照上海市地標(biāo)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》設(shè)置的鋅3個(gè)污染等級(jí)［19］：輕度超標(biāo)（10 ～ 25 mg/kg）、中度超標(biāo)（25 ～ 40 mg/kg）和重度超標(biāo)（＞40 mg/kg）；那么上海中心城區(qū)綠地土壤鋅達(dá)到輕、中和重度超標(biāo)的分別為24.60%、2.48% 和0.68%，其中最高值達(dá)315.3 mg/kg，為重度超標(biāo)限制值的近8倍。

同樣，銅是重金屬，也是植物生長(zhǎng)所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，需求量也很少，上海市地標(biāo)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》設(shè)置的技術(shù)指標(biāo)為0.3 ～ 8 mg/kg［19］。從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效銅平均含量為7.61 mg/kg，分布范圍為1.05 ～42.47 mg/kg。沒(méi)有土樣缺銅；有67.95% 土樣的有效銅滿(mǎn)足0.3 ～ 8 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；但有32.05% 土樣有效銅超標(biāo)。若按照上海市地標(biāo)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》設(shè)置的銅3個(gè)污染等級(jí)［19］：輕度超標(biāo)（8 ～ 15 mg/kg）、中度超標(biāo)（15 ～ 30 mg/kg）和重度超標(biāo)（＞30 mg/kg）；那么上海中心城區(qū)綠地土壤銅達(dá)到輕、中和重度超標(biāo)的分別為23.93%、7.00% 和1.12%。

從表1可知，上海中心城區(qū)綠地土壤有效鐵平均含量為44.8 mg/kg，分布范圍為1.6 ～ 155.9 mg/kg。有93.45% 的土樣有效鐵滿(mǎn)足4 ～ 300 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求；沒(méi)有土樣有效鐵含量超標(biāo)的；但有6.55% 的土樣有效鐵含量低于4 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)要求。其中測(cè)定的有效鐵含量雖高，但上海園林植物仍然易缺鐵，可能是上海本底土壤的高pH降低了鐵的活性所致［7，26］。

2.2 上海中心城區(qū)不同時(shí)空綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分的分布特征

2.2.1 不同建成年限綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量 由表2可以看出：上海中心城區(qū)不同建成年限的綠地土壤有效態(tài)磷、鈣、硫和鉬均無(wú)顯著差異；有效態(tài)鉀、鎂、錳和鐵除個(gè)別建成年限長(zhǎng)的綠地土壤含量略高外，總體差異不顯著；與上海市地標(biāo)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》設(shè)置的鋅、銅分級(jí)指標(biāo)相比［19］，土壤有效銅和有效鋅含量均隨著綠地建成年限延長(zhǎng)存在不同程度的累積，其中綠地建成年限較長(zhǎng)的20世紀(jì)40—50年代的公園和歷史名園的有效鋅和有效銅含量存在不同程度超標(biāo)，并與其他建成年限較短的綠地存在極顯著（P＜0.01）或顯著差異（P＜0.05）。

表2 上海中心城區(qū)不同建成年限綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量（mg/kg）Table2 Contents of available nutrients in different-built years of greenbelt from Shanghai central region

表3 上海中心城區(qū)不同行政區(qū)域綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量（mg/kg）Table3 Contents of available nutrients in different administrative regions from Shanghai central region

2.2.2 不同行政區(qū)域綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量 由表3可以看出：除有效硫外，不同行政區(qū)綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量差異顯著（P＜0.05）。以長(zhǎng)寧區(qū)和靜安區(qū)養(yǎng)分含量最高。其中靜安區(qū)的有效磷含量最高，并與其他區(qū)存在極顯著差異（P＜0.01）；長(zhǎng)寧區(qū)的有效硫、有效鉀和有效鉬含量最高，其次為靜安區(qū)；長(zhǎng)寧區(qū)有效鎂含量排在第2，僅低于浦東新區(qū)。相對(duì)而言，楊浦區(qū)、閘北區(qū)、浦東新區(qū)、徐匯區(qū)有效磷和有效硫等養(yǎng)分含量均較低，說(shuō)明這幾個(gè)區(qū)的綠地土壤養(yǎng)分相對(duì)貧瘠。

有效鋅含量以虹口區(qū)含量最高，顯著高于黃埔區(qū)和靜安區(qū)（P＜0.05），與其他行政區(qū)域呈極顯著差異（P＜0.01），分別有42.81%、19.98% 和2.91% 土樣達(dá)到輕度、中度和重度超標(biāo)；黃浦區(qū)有效鋅分別有25.12%、9.34% 和3.04% 土樣達(dá)到輕度、中度和重度超標(biāo)；楊浦區(qū)有效鋅有31.12% 土樣有效鋅達(dá)到輕度超標(biāo)。有效銅以楊浦區(qū)含量最高，和除虹口區(qū)外的其他區(qū)存在極顯著差異（P＜0.01），分別有37.82%、24.26% 和6.92%土樣達(dá)到輕度、重度和重度超標(biāo)；虹口區(qū)次之，分別有42.45%、20.35% 和2.90% 土樣達(dá)到輕度、重度和重度超標(biāo)。

相對(duì)而言，普陀區(qū)雖然養(yǎng)分含量略低，但是所有區(qū)中鋅、銅累積程度最低的，僅有一個(gè)土樣有效銅達(dá)到輕度超標(biāo)，有效鋅僅有14.65% 和2.95% 土樣達(dá)到輕度和中度超標(biāo)，沒(méi)有出現(xiàn)重度超標(biāo)。

2.2.3 不同綠地類(lèi)型土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量 從表4可以看出，3種綠地類(lèi)型土壤中有效磷和有效鉬均無(wú)顯著差異，有效鉬總體偏低。道路綠地的有效態(tài)鉀、鎂和硫的含量顯著地高于公園綠地和公共綠地（P＜0.01），但后兩者無(wú)顯著差異；公園綠地的有效鈣含量顯著低于公共綠地和道路綠地（P＜0.01），公共綠地和道路綠地之間無(wú)顯著差異，這可能與公共綠地和道路綠地中有大量的磚塊、水泥制成的硬質(zhì)設(shè)施，其中的鈣在雨水沖洗下向土壤中進(jìn)一步釋放導(dǎo)致鈣含量升高；公共綠地的有效錳極顯著高于公園綠地和道路綠地（P＜0.01），均值約是另兩種綠地類(lèi)型的2倍，而公園綠地和道路綠地之間無(wú)顯著差異；道路綠地的有效態(tài)鋅、銅和鐵均低于另兩種綠地類(lèi)型，其中有效鐵呈極顯著差異（P＜0.01），而道路綠地有效態(tài)銅極顯著低于公園綠地（P＜0.01）。

表4 上海中心城區(qū)不同類(lèi)型綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量（mg/kg）Table4 Contents of available nutrients in different greenbelt types from Shanghai central region

2.2.4 不同土層綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量 由表5可以看出：土壤有效態(tài)磷、鉀、錳、鋅含量均隨土壤剖面深度增加呈減小的趨勢(shì)，但沒(méi)有達(dá)到顯著差異。3個(gè)層次的鈣含量比較接近，沒(méi)有明顯的規(guī)律。有效鎂含量隨土壤深度增加而顯著升高（P＜0.05），可能鎂是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，而上海本底土壤鎂含量豐富，但常規(guī)綠地養(yǎng)護(hù)很少用鎂肥，表層土壤中鎂被吸收后呈現(xiàn)出上低下高的現(xiàn)象。硫在不同土層中變化不顯著，以底層含硫量最高，也可能硫是植物生長(zhǎng)的第四大營(yíng)養(yǎng)元素，表層土壤硫被植物吸收后導(dǎo)致土層硫含量降低。不管在哪個(gè)土層，土壤有效鉬含量均較低，進(jìn)一步說(shuō)明上海中心城區(qū)土壤普遍缺鉬。不同土層中銅和鐵含量沒(méi)有明顯的規(guī)律，表層土壤有效鐵含量略高，也可能與上層土壤有植物根系活動(dòng)提高鐵的活性有關(guān)。

表5 上海中心城區(qū)綠地土壤剖面有效態(tài)養(yǎng)分含量（mg/kg）Table5 Contents of available nutrients in soil profiles from Shanghai central region

3 討論

3.1 上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量的主要影響因子分析

上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)鉀、鈣、鎂、錳和鐵等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富，這與上海沉積性的成土因素直接相關(guān)［26］。土壤有效態(tài)磷、硫和鉬普遍缺乏；但也有部分土樣有效磷、硫含量較高甚至超標(biāo)，可能與綠地養(yǎng)護(hù)中施用有機(jī)改良材料相關(guān)。由于硫磺、脫硫石膏等含硫物質(zhì)是有機(jī)廢棄物處置過(guò)程中的重要調(diào)理劑［27-29］，土壤施用這些含硫的有機(jī)改良材料會(huì)極大提高土壤有效硫含量；而極少部分土壤有效磷含量較高也是與土壤中加入含磷量高的有機(jī)改良材料直接相關(guān)［30-31］。

人為活動(dòng)也直接影響上海中心城區(qū)不同時(shí)空綠地土壤的有效態(tài)養(yǎng)分含量。上海中心城區(qū)綠地有效態(tài)鋅、銅均有不同程度累積和超標(biāo)，這與之前研究報(bào)道的上海綠地土壤中總鋅、總銅含量容易累積超標(biāo)的結(jié)論基本一致，主要受車(chē)流、施肥、油漆、鋪設(shè)管道、施用農(nóng)藥和有機(jī)肥等人為活動(dòng)影響［32-34］。

不同行政區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和綠地養(yǎng)護(hù)投入直接影響綠地土壤肥力，就上海9個(gè)中心城區(qū)而言，長(zhǎng)寧區(qū)、靜安區(qū)和黃浦區(qū)的土壤養(yǎng)分速效含量較高，也是與這3個(gè)區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平較好、綠地日常養(yǎng)護(hù)中施肥投入較多有關(guān)；而綠地養(yǎng)護(hù)投入相對(duì)少的楊浦區(qū)、閘北區(qū)、浦東新區(qū)和徐匯區(qū)綠地土壤速效養(yǎng)分含量相對(duì)較低。

雖然不同類(lèi)型綠地土壤有效磷和有效鉬均無(wú)顯著差異；公共綠地除有效錳含量顯著高于其他類(lèi)型綠地，基本與公園差別不大，相對(duì)而言，道路綠地的有效鉀、有效硫、有效鎂顯著高于另兩種類(lèi)型綠地，但有效鋅、有效銅和有效鐵含量顯著低于另外兩種綠地。其中道路有效鋅、有效銅含量低，與之前報(bào)道的道路交通易導(dǎo)致鋅累積的結(jié)果相反［32］，可能與道路綠地土壤中的鹽分較高而抑制了銅、鋅的活性有關(guān)，也可能是公園和公共綠地在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中施用了銅、鋅含量高的有機(jī)改良材料有關(guān)［34］。

就不同剖面層次而言：雖然土壤有效硫、鎂和鉬隨著深度的增加而升高；但大部分土壤養(yǎng)分如有效態(tài)磷、鉀、錳、鋅含量呈降低趨勢(shì)，可能與表層土壤施有機(jī)肥、枯枝凋落物自然覆蓋分解釋放養(yǎng)分有關(guān)［35-36］。也由此可見(jiàn)，通過(guò)施肥和有機(jī)覆蓋等養(yǎng)護(hù)方式可以增加綠地土壤肥力。

3.2 AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES用于土壤有效態(tài)養(yǎng)分研究的意義

本研究利用上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《園林綠化工程種植土壤質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中提出的AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES 測(cè)定上海綠地土壤的10種有效態(tài)養(yǎng)分，并利用該標(biāo)準(zhǔn)提出的技術(shù)指標(biāo)對(duì)各養(yǎng)分分布特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，不管是大量營(yíng)養(yǎng)元素有效態(tài)磷和鉀，還是鋅、銅等微量元素，其分析結(jié)果均與之前已有研究報(bào)道的上海綠地土壤相關(guān)元素的分布特征基本一致［7，33］，進(jìn)一步說(shuō)明該方法及其評(píng)價(jià)指標(biāo)適用于上海綠地土壤的養(yǎng)分分析和評(píng)價(jià)［22］。由于植物生長(zhǎng)所需16種營(yíng)養(yǎng)元素中，除碳、氫、氧主要從空氣中獲得，其余的13種主要從土壤中獲得［1-2］，而這13種營(yíng)養(yǎng)元素中有10種可以用AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES方法一次測(cè)定完成，極大提高了分析速度，能滿(mǎn)足當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代快速獲取數(shù)據(jù)的要求。雖然AB-DTPA浸提測(cè)定結(jié)果略高于我國(guó)傳統(tǒng)用的CaCl2-DTPA方法［10，15］，但上海已在國(guó)內(nèi)首次制定了AB-DTPA浸提法的控制指標(biāo)［19-20］，本文研究結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證該方法對(duì)上海綠地土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的適用性。如今，隨著國(guó)家林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠化用表土保護(hù)技術(shù)規(guī)范》LY/T 2445- 2015）已經(jīng)正式頒布實(shí)施［21］，該標(biāo)準(zhǔn)“附錄H”也在上海地方標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出供全國(guó)綠化同行參考用的土壤有效態(tài)養(yǎng)分的控制指標(biāo)，為該方法在全國(guó)進(jìn)一步應(yīng)用提供了技術(shù)指南。

另外從已有研究報(bào)道來(lái)看，AB-DTPA測(cè)定的速效磷、鉀結(jié)果與傳統(tǒng)方法比較接近，但對(duì)其他元素的測(cè)定結(jié)果顯著高于我國(guó)傳統(tǒng)的CaCl2-DTPA浸提測(cè)定的結(jié)果［15，22-23］，因此在制定AB-DTPA方法的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)提高，以提高該方法對(duì)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的有效性。另外，本研究用ABDTPA測(cè)定的結(jié)果顯示上海綠地土壤的有效鐵含量豐富，但實(shí)際上受本底土壤的高pH影響［7，26］，上海綠地中香樟、梔子花等喜酸性植物缺鐵非常普遍，因此還需要結(jié)合我國(guó)不同地區(qū)土壤類(lèi)型差異，進(jìn)一步優(yōu)化AB-DTPA測(cè)定結(jié)果對(duì)鐵等元素的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

雖然AB-DTPA方法對(duì)應(yīng)的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)還需要進(jìn)一步完善，但鑒于AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES方法測(cè)定的簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)越性，希望借助本文在行業(yè)內(nèi)提高該方法應(yīng)用的認(rèn)知度和認(rèn)可度，并為進(jìn)一步優(yōu)化其評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)提供依據(jù)。

4 結(jié)論

1） 受上海沉積性成土因素和人為活動(dòng)的影響，上海中心城區(qū)綠地土壤有效態(tài)鉀、鈣、鎂、錳和鐵含量豐富；有效態(tài)磷、硫和鉬普遍缺乏，但部分土樣有效磷和硫含量超標(biāo)可能與施用有機(jī)改良材料有關(guān)；有效態(tài)鋅和銅均發(fā)生不同程度的累積、有些樣品超標(biāo)。

2） 不同時(shí)空的綠地土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量有以下變化趨勢(shì)：隨綠地建成年限延長(zhǎng)，土壤有效鋅和有效銅含量顯著增加，但其他養(yǎng)分變化不顯著。不同行政區(qū)土壤養(yǎng)分存在差異：長(zhǎng)寧區(qū)、靜安區(qū)和黃浦區(qū)有效態(tài)養(yǎng)分含量較高，楊浦區(qū)、閘北區(qū)、浦東新區(qū)和徐匯區(qū)的略低；以虹口區(qū)和楊浦區(qū)鋅、銅累積程度最高。不同類(lèi)型綠地土壤養(yǎng)分也不同：公共綠地與公園土壤養(yǎng)分含量相當(dāng)，道路綠地的有效態(tài)鉀、硫、鎂顯著高于前兩者，但有效態(tài)鋅、銅和鐵含量顯著低于前兩者。在土壤剖面中，隨著土層加深，土壤有效態(tài)硫、鎂和鉬含量呈增加趨勢(shì)，而有效態(tài)磷、鉀、錳、鋅含量稍許降低。

3） 對(duì)影響綠地土壤養(yǎng)分含量的因素分析顯示，在綠地中施用有機(jī)改良材料，進(jìn)行枯枝落葉等有機(jī)覆蓋物覆蓋等形式，能有效地提高綠地中土壤養(yǎng)分。

4） AB-DTPA浸提劑聯(lián)合ICP-OES方法適用于土壤中大部分有效態(tài)養(yǎng)分的快速分析，能滿(mǎn)足當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代快速獲取數(shù)據(jù)的要求。建議在對(duì)其評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)一步優(yōu)化基礎(chǔ)上，擴(kuò)大在全國(guó)的推廣應(yīng)用。

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Study of Available-nutrient Properties of Greenbelt Soils in Shanghai Central Region by AB-DTPA Method

ZHOU Jianqiang， WU Haibing， FANG Hailan*， HAO Guanjun， LIANG Jing，WANG Ruonan， ZHU Li， WANG Xianchao
（Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning， Shanghai 200232， China）

Ten kinds of available nutrients in 509 greenbelt soil samples from 9 administrative regions in Shanghai were analyzed by AB-DTPA extraction and inductively coupled plasma （ICP） atomic emission spectrometry. The results showed that the soils were rich in available potassium， calcium， magnesium， manganese and iron， but lack of available phosphorus， sulfur and molybdenum. The contents of available phosphorus and sulfur in some samples were exceeding the corresponding standard，which might be related to the application of large amounts of organic-improved materials. Both available zinc and copper were accumulated in different levels， while some soil samples exceeded the corresponding standard. The available-nutrient contents in the greenbelts in different periods and regions might be related to the soil-forming factors and human activities. The contents of available zinc and copper in soil increased significantly with the extension of year since the greenbelts were constructed， but the other nutrients had no significant difference. In terms of different administrative regions in Shanghai， the contents of available nutrients were lower in Yangpu District， Zhabei District， Pudong New Area and Xuhui District， but relatively higher in Changning District， Jing’an District and Huangpu District. Hongkou District and Yangpu District showed the highest accumulation degree in zinc and copper. The contents of soil nutrients were equal between the public green space and the park. The contents of available potassium， sulfur and magnesium in road green space were significantly higher than those in the public green space and in the park， but the contents of available zinc， copper and iron were significantly lower. With the increase of soil depth， the contents of available sulfur， magnesium and molybdenum were increased， but those of available phosphorus， potassium， manganese and zinc were slightly decreased. The AB-DTPA extraction method is suitable for rapid analysis of most available nutrients in soil and can be used widely in China.

Shanghai central region； Greenbelt soil； AB-DTPA extraction； Available nutrients

S159.2；S151.9；X833

10.13758/j.cnki.tr.2016.05.011

上海市綠化和市容管理局城維項(xiàng)目資助。

*通訊作者（fhl_1969@126.com）

周建強(qiáng)（1989—），男，安徽臨泉人，學(xué)士，助理工程師，主要從事城市土壤分析與評(píng)價(jià)。E-mail： 137346985@qq.com