新建展覽溫室土壤理化性狀變化

彭紅玲

摘要 [目的]以上海辰山植物園熱帶花果館為研究對象，探究新建展覽溫室土壤理化性狀的變化。[方法]對比2011年不同展覽溫室的理化性狀和2011—2015年熱帶花果館的理化性狀，研究辰山植物園熱帶花果館土壤理化性狀的變化。[結(jié)果]熱帶花果館土壤有逐年酸化的跡象，鹽分增加，有機質(zhì)含量偏低，水解氮、有效磷和有效鋅含量增加，有效錳、有效銅和有效鐵含量減少；容重增加，總孔隙度和非毛管孔隙度減少。[結(jié)論]熱帶花果館須進行土壤改良，可通過增施有機肥或適當(dāng)施用生理堿性肥改善土壤不良狀況。

關(guān)鍵詞 熱帶花果館；鹽分；有機質(zhì)；理化性狀

中圖分類號 S153 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）04-0107-03

Changes of Physical and Chemical Properties of Soil in the New Exhibition Greenhouse—Taking Tropical Flower and Fruit House of Chenshan Botanical Garden of Shanghai for Example

PENG Hong-ling

（Shanghai Chenshan Botanical Garden，Shanghai 201602）

Abstract [Objective]To explore changes of physical and chemical properties of soil in the new exhibition greenhouse of Chenshan Botanical Garden. [Method]The physicochemical properties of different exhibition greenhouse in 2011 and the physical and chemical properties of tropical flower and fruit house in 2011-2015 were compared， and changes of physical and chemical properties of soil in tropical flower and fruit house were studied. [Result]The results showed that soil in tropical flower and furit house had the signs of acidification year by year， the salt content increased， the organic matter content was low.The available Mn， Cu and Fe decreased slightly， the bulk density increased， the total porosity and non-capillary porosity decreased. [Conclusion]The soil of tropical flower and fruit house needs to be improved by adding organic manure or proper application of physiological alkaline fertilizer.

Key words Tropical flower and fruit houses；Salt；Organic matter；Physical and chemical properties

景觀展覽溫室是一個由人工控制、展示生長在不同地域和氣候條件下的植物及其生境的室內(nèi)空間，其中收集并保育了世界各地具有代表性的植物，展示了豐富的生物多樣性及其特色景觀。隨著國內(nèi)經(jīng)濟實力的增強，公眾對園林景觀要求的提高，展覽溫室已成為城市景觀設(shè)施建設(shè)的重點和熱點[1-5]。

上海辰山植物園展覽溫室（由熱帶花果館、沙生植物館、珍奇植物館組成）于2011年1月23日開館，以其規(guī)模亞洲最大、設(shè)備先進、物種豐富、管理人性化等優(yōu)點吸引無數(shù)游客前來參觀。但展覽溫室畢竟是一個由人工控制室內(nèi)空間，其環(huán)境的特殊性以及植物種類的繁多，迫切需要對植物生長的各種環(huán)境適時監(jiān)測，尤其是土壤（植物生長的基礎(chǔ)）。筆者以上海辰山植物園熱帶花果館為例，研究新建展覽溫室土壤理化性質(zhì)的變化。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 熱帶花果館概況

熱帶花果館總面積為5 521 m2，展出四季不同風(fēng)格的主題，通過植物的新、奇、特，借助葉、花、果的色彩搭配和傣族文化、棕櫚風(fēng)情、地中海風(fēng)情等人文景觀設(shè)置，以巨大的山體作為背景和屏障，瀑布、水池、涌泉、噴霧等組景，形成美麗多姿的室內(nèi)花園。熱帶花果分區(qū)見圖1和表1。

1.2 研究方法

土壤樣品的采集及制備參考LY/T 1210—1999方法，主要采集深度為0～20 cm，按S法布點混合采集土壤樣品，每個混合樣一般由5個以上的樣品混合而成，重量控制在1 kg左右。

1.3 測定項目與方法

pH參照LY/T 1239—1999測定；電導(dǎo)率參照LY/T 1251—1999測定；有機質(zhì)參照LY/T 1237—1999方法測定；水解性氮參照LY/T 1229—1999測定；有效磷參照LY/T 1233—1999測定；速效鉀參照LY/T 1236—1999測定；密度和通氣孔隙度參照LY/T 1215—1999（環(huán)刀）測定；土壤質(zhì)地參照LY/T 1225—1999測定；有效錳、有效鋅、有效銅、有效鐵的測定采用DTPA浸提，用等離子耦合發(fā)射光譜（ICP-OES）測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 EC、有機質(zhì)和pH的變化

EC值能夠反映土壤的含鹽水平，EC值越高，土壤含鹽量越大。辰山植物園的新建溫室（熱帶花果館、沙生植物館、珍奇植物館）與上海植物園溫室相比，pH偏高，EC值（熱帶花果館除外）偏低。4個展覽溫室，熱帶花果館EC值最高，達0.957 mS/cm，其次是上海植物園，EC值為0.822 mS/cm（表2）。上海植物園溫室經(jīng)過長期運營，已形成穩(wěn)定的養(yǎng)護措施，土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，pH、EC達到穩(wěn)定，但辰山植物園展覽溫室的pH、EC僅代表新配種植土的情況，隨著肥料的施用、室內(nèi)環(huán)境的變化及植物的生長，土壤pH、EC也會發(fā)生相應(yīng)變化。

從表3可以看出，雖然2011—2015年土壤有機質(zhì)含量差異不顯著，但隨著養(yǎng)護年限的增加，有機質(zhì)含量緩慢增長，這與養(yǎng)護中有機肥的施用有一定關(guān)系。研究表明，溫室土壤有機質(zhì)含量一般高于30.00 g/kg，但熱帶花果館的土壤有機質(zhì)含量僅在14.00 g/kg左右。土壤pH不僅直接影響作物生長，還間接影響土壤中的離子平衡從而影響作物對養(yǎng)分的吸收[6-8]。熱帶花果館的pH由2011年的6.48逐漸降為2015年的4.62，土壤有酸化傾向。而土壤酸化會導(dǎo)致植物鋁中毒，加速土壤中礦物營養(yǎng)元素的流失，土壤結(jié)構(gòu)的改變，最終導(dǎo)致土壤貧瘠，影響植物生長；同時細菌和放線菌等均不耐酸（pH<5.00時，活動逐漸受到抑制），酸性環(huán)境下有機質(zhì)分解、氮素轉(zhuǎn)化等均受到抑制；酸性條件下，也會引起某些地下害蟲或者病原菌的滋生，從而間接影響植物生長。因此在熱帶花果館的后期養(yǎng)護中，可適當(dāng)施用生理堿性肥，同時增加有機質(zhì)含量。

2.2 速效養(yǎng)分的變化

由表4可知，與2011年相比，2015年水解氮、有效磷、有效鋅含量增加，其他元素有效含量均減少。

2011年土壤中的水解氮、有效磷含量很高，說明熱帶花果館土壤中不缺乏磷素、氮素。一般在酸性條件下，土壤中的氮素以NO-3形式存在，磷素以H2PO2-4形式存在，是植物吸收的主要類型；當(dāng)pH<6.50時，隨著pH降低，磷的有效性降低，當(dāng)pH<6.00時固氮菌活動降低，有效態(tài)氮供應(yīng)減少。2015年水解氮和有效磷含量較2011年大幅增加，結(jié)合近年來溫室pH的變化，可知溫室在不斷增加氮、磷的補給。

鐵、銅、錳、鋅在低酸條件下易于溶解，但pH<5.00時，鐵溶解度更大，銅、錳、鋅有效性降低。因此，2015年有效錳、有效銅雖有減少，但含量能夠滿足植物生長所需，而有效鋅的增加則可能與病蟲害防治含鋅藥劑有關(guān)。

2.3 容重、孔隙度的變化

土壤容重是一個綜合反映土壤孔隙度和土壤結(jié)構(gòu)特征的指標(biāo)，容重大小受土壤質(zhì)地、有機質(zhì)以及土壤結(jié)構(gòu)等的影響[6，9]。

土壤孔隙包括總孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度，其中，非毛管孔隙度反映土壤保肥蓄水能力。在土壤各孔隙中，非毛管孔隙對降水的疏通作用最大。

由表5可知，熱帶花果館和上海植物園溫室的容重相似，均在1.00 g/cm3左右。上海植物園溫室的總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均高于熱帶花果館。2個溫室的總孔隙度均在40.00%以上，非毛管孔隙度較高，達到上海綠化種植土的要求。上海植物園土壤經(jīng)過十幾年的栽種、改良，總體物理性質(zhì)較好，土質(zhì)屬壤土，孔隙度分布與植物生長相適應(yīng)，而熱帶花果館由于新建成，土壤生態(tài)系統(tǒng)未完善，土質(zhì)以砂質(zhì)土居多，孔隙度總體較低。

2015年對熱帶花果館土壤物理性質(zhì)進行調(diào)查，結(jié)果顯示，容重為1.21～1.35 g/cm3，滿足綠化種植土的要求；非毛管孔隙度（NCP）為1.29%～2.21%，與園林綠化種植5.00%～25.00%的要求相差甚遠，毛管孔隙度（CP）在21.80%～28.33%，NCP/CP僅為0.07，與理想的NCP/CP為1.00相差甚遠。表層土壤的含水量在10.45%～14.13%，僅為飽和含水量的33.33%左右，說明采樣時土壤的含水量較低。

對比2011、2015年的土壤物理性質(zhì)可以發(fā)現(xiàn)，熱帶花果館建成5年后，土壤容重增加了16.50%，總孔隙度降低了33.00%，主要是非毛管孔隙度由原來的17.30%降至1.90%，毛管孔隙度并未發(fā)生明顯變化。而導(dǎo)致土壤孔隙度和容重變化的主要原因是非毛管孔隙度的減少，而非毛管孔隙度反映了土壤滯留和下滲水發(fā)揮水源涵養(yǎng)的能力，決定土壤通氣透水性的強弱，可見熱帶花果館的通氣透水性嚴重減弱。

土壤孔隙度決定土壤保水功能，研究表明有機質(zhì)與孔隙度呈顯著正相關(guān)[10]，有機質(zhì)的減少會導(dǎo)致土壤顆粒缺乏有機質(zhì)的膠結(jié)，引起土壤大團聚體破壞及產(chǎn)生更小可移動的顆粒，而細小顆粒會阻塞土壤孔隙，使土壤孔隙度下降和容重增加。

縱觀溫室近年來的有機質(zhì)情況，有機質(zhì)含量一直處于缺乏水平，是非毛管孔隙度減少和容重增加的一個重要原因。

3 結(jié)論與討論

該研究表明，熱帶花果館在建館時土壤物理性質(zhì)（尤其是容重、孔隙度）較好，但有機質(zhì)含量較低，土壤酸性或強酸性，鹽分較高。隨著展館的運營，土壤有逐年酸化的跡象，土壤鹽分增加，有機質(zhì)含量偏低，但水解氮和有效磷含量增加，有效鋅含量增加，有效錳、有效銅、有效鐵含量略減少；容重增加，總孔隙度和非毛管孔隙度減少，土壤物理性質(zhì)有嚴重下滑跡象。

新建展覽溫室運營5年來，有機質(zhì)含量未明顯增加，水解氮和有效磷含量的增加可能與溫室施用速效肥料相關(guān)，但水解氮和有效磷含量的增加可能會對植物造成傷害。

為保證熱帶花果館植物的正常生長，必須對土壤進行改良：可施加有機改良材料，如綠化植物廢棄物堆肥或者其他有機肥，既可以增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤物理性質(zhì)，也可吸附土壤中的鹽分，減少鹽分對植物傷害的同時可防止土壤酸化，同時確保改良材料有效鋅、有效錳、有效銅、有效鐵的含量。養(yǎng)護中，嘗試施用生理堿性肥，以減輕溫室土壤酸化的程度。

參考文獻

[1] 楊慶華，黃衛(wèi)昌，胡永紅.上海辰山植物園展覽溫室的特色與創(chuàng)新[J].上海建設(shè)科技，2011（2）：22-23，27.

[2] 胡永紅，黃衛(wèi)昌.展覽溫室的發(fā)展及其在上海的現(xiàn)狀[J].上海建設(shè)科技，2001（3）：29-30.

[3] 衛(wèi)辰，汪艷平.展覽溫室景觀植物的配置：以上海辰山植物園熱帶花果館為例[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（15）：154-160.

[4] 胡永紅，黃衛(wèi)昌.展覽溫室與觀賞植物[M].北京：中國林業(yè)出版社，2005：2.

[5] 黃衛(wèi)昌，胡永紅.上海植物園展覽溫室室內(nèi)布展設(shè)計及植物選擇[J].上海建設(shè)科技，2000（1）：25-26.

[6] 王博文，陳立新.土壤質(zhì)量評價方法評述[J].中國水土保持科學(xué)，2006，4（2）：120-126.

[7] 項建光，方海蘭，楊意，等.上海典型新建綠地的土壤質(zhì)量評價[J].土壤，2004，36（4）：424-429.

[8] 王辛芝，張甘霖，俞元春，等.南京城市土壤pH和養(yǎng)分的空間分布[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，30（4）：69-72.

[9] 張華，張甘霖.土壤質(zhì)量指標(biāo)和評價方法[J].土壤，2001，33（6）：326-330.

[10] 張波，史正軍，張朝，等.深圳城市綠地土壤孔隙狀況與水分特征研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2012，28（4）：299-304.