不同有機(jī)廢棄物對配方土土壤理化性質(zhì)和幼樹根系生長的影響

中圖分類號 S687.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1007-7731（2025）09-0059-04

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.09.013

AbstractTo explore the effects of diffrent ratios of processed products of green plant wasteon the properties of the physicalandchemical propertiesof the mixedsoiland theroot growthofyoungtrees，using gardensoil（A），compost of mushroom by-products （B），compost of crushed branches and leaves （C），and wood chips （D）asraw materials， orthogonalexperiments weredesigned forcamphor treecultivation experiments todetermine soil physicalandchemical indicatorssuchasbulkdensity，totalporosity，andwaterholdingcapacity.Aswellasrotgrowth indicatorssucharot surface area，root diameterand rot volume.The range of indicators and the correlations among the indicators were analyzed.TheresultsshowedthatAhadagreater influenceonthetotalporosityofthesoil.Bhadasignificantimpact on total nitrogen，total phosphorus，hydrolytic nitrogenandavailable phosphorus.C hadasignificant influenceon organic mater;Dhad asignificant influence onbulk density，maximum waterholding capacity，capilary water holding capacity and p H value.The surface area，length，diameter and number of root tips of the root system were mainly affcted byD，while the volume and biomassof theroo system were mainly affctedbyB.Comprehensive evaluation indicated thatthe primaryand secondary order of various factors promoting root development was A，B，D，and C，and the appropriate formula was A： B： C： D in aratio of 1 ： 4 ： 2 ： 1 .Correlation analysis indicated that the root surface area， volume and bulk density were negatively correlated，and positivelycorrelated withthe maximum water holding capacity， capillarywater holdingcapacity，organicmater，totalnitrogen，total phosphorus，hydrolyticnitrogenandavailable phosphorus.Overall，it isindicated that compost frommushroom by-products，compost fromcrushedbranches and leaves，andwoodchipsaffect therootgrowthof thesoilbyaltering itsnutrients，bulk density，and water-holding capacity.Theoreticaly，the appropriate formula is garden soil： compost from mushroom by-products：compost from crushed branches and leaves： wood chips， with a volume ratio of 1：4： 2： 1.

KeywordsCinnamomum camphora; cultivation substrate; orthogonal experiment;range analysis

城市綠地王壤是影響綠化植物生長的重要環(huán)境因子，對樹木根系水分平衡、氣體交換及能量轉(zhuǎn)運(yùn)等生理活動的影響較大I。科學(xué)合理的栽培基質(zhì)選擇與配比優(yōu)化是確保綠化植物健康生長和優(yōu)良品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素。目前，常用栽培基質(zhì)以泥炭、珍珠巖和蛭石為主，而稻殼、椰糠、枯枝落葉等經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的農(nóng)林廢棄物利用較少[2。焦雪輝等和劉大同等4研究證明，綠化植物廢棄物經(jīng)粉碎后直接覆蓋或堆肥處理后再利用，可替代草炭等常規(guī)栽培基質(zhì)、改善土壤理化性質(zhì)并促進(jìn)植物生長發(fā)育。但由于原料和生產(chǎn)工藝的不同，綠化植物廢棄物加工生成的樹皮塊、碎木片、有機(jī)基質(zhì)、菌菇下腳料堆肥和生物炭等產(chǎn)品的理化性質(zhì)和功能用途差別較大[5-6。因此，需充分發(fā)揮各產(chǎn)品的優(yōu)勢形成適宜的基質(zhì)配方比例，以實(shí)現(xiàn)綠化植物廢棄物的綜合利用?；诖?，本文通過不同配比的基質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)行栽培試驗(yàn)，觀測配方土土壤理化性狀和樟樹根系發(fā)育的變化，探討不同基質(zhì)對樹木根系生長的影響，篩選出最佳的栽培配方比例，為植物栽培中有機(jī)廢棄物的利用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)苗木為生長基本一致的兩年生香樟容器苗，苗木平均高度約 1 m 。配方土壤原料有園土、菌菇下腳料堆肥、枝葉粉碎物堆肥和碎木片4種，其中園土取自園區(qū)苗圃地，其他原材料均由綠化植物廢棄物經(jīng)不同工藝加工而成，各種材料的基本理化性質(zhì)具體見表1。菌菇下腳料堆肥為菌菇棒粉碎后堆制，具有相對較高的速效養(yǎng)分含量；枝葉粉碎物堆肥和碎木片原料為闊葉樹種修剪下來的樹枝落葉，前者粒徑較細(xì) （ 0 . 3 ～ 1 . 0 c m 且充分腐熟，后者粒徑較粗 （ 2 . 0 ～ 3 . 0 c m 可作為填充骨料。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用4因素3水平 的正交試驗(yàn)（表2），將4種原料按體積份數(shù)混合，充分?jǐn)嚢韬箢A(yù)制成配方土（表3）。設(shè)置9個(gè) 的種植試驗(yàn)場，把預(yù)制配方土分裝后，細(xì)分為4個(gè) 1 m× 1 m 樣格。每個(gè)樣格內(nèi)種植1株植物，種植后進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1配方土土壤理化性質(zhì) 種植穩(wěn)定1個(gè)月后，采用 環(huán)刀采集 0 ～ 2 0 c m 土壤樣品，并參照LY/T1215—1999《森林土壤水分—物理性質(zhì)的測定》測定容重、總孔隙度、最大持水量和毛管持水量。采集預(yù)制土壤樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室陰干、粉碎待用。pH采用電極法（水土比為 5：1 ），參照NY/T1121.6—2006《土壤檢測第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測定》測定王壤有機(jī)質(zhì)含量，參照NY/T1121.7—2014《土壤檢測第7部分：土壤有效磷的測定》測定土壤有效磷含量，參照DB64/T1734—2020《土壤水解性氮的測定凱氏定氮儀法》測定水解性氮含量，全氮和全磷含量采用Elemental元素分析儀測定。

1.3.2樹木根系生長 生長6個(gè)月后，采用根系取樣器（ 在4個(gè)方向上分別鉆 0 ～ 3 0 c m 土層的根系樣品，混合后裝人塑料袋封閉編號，帶回實(shí)驗(yàn)室，篩分、挑揀出所有根系，用蒸餾水緩慢清洗干凈。采用WinRhizoProSTD4800根系分析系統(tǒng)測定根長、根表面積、根直徑、根體積和根尖數(shù)等參數(shù)，具體方法參考文獻(xiàn)[7]。掃描后，根系樣品置于 烘箱，烘干至恒重，用電子天平稱干重。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用極差法分析確定因素的最優(yōu)水平，先計(jì)算每個(gè)因素同一水平下試驗(yàn)值的實(shí)測值之和 2，3），再計(jì)算同一因素不同水平間的極差 ，并根據(jù)極差的大小來判斷因素的主次；最后，采用隸屬函數(shù)法和綜合評價(jià)指數(shù)確定最優(yōu)水平組合3。采用SPSS22.0軟件進(jìn)行Spearman秩相關(guān)分析，解析配方土土壤理化性狀變化與根系發(fā)育的關(guān)系，進(jìn)而分析其原料對根系生長的影響。

2結(jié)果與分析

2.1對配方土土壤理化性質(zhì)的影響

由表4可知，園土對總孔隙度的影響較大，其極差為 1 0 . 0 0 % ；菌菇下腳料堆肥對全氮、全磷、水解性氮和有效磷含量的影響較大，極差分別為 2 . 4 2 g / k g 、0 . 8 3 g / k g， 1 4 0 . 5 4 m g / k g 和 1 0 8 . 3 0 m g / k g ；枝葉粉碎物堆肥對有機(jī)質(zhì)含量的影響較大，極差為 5 1 . 4 3 g / k g 碎木片對容重、最大持水量、毛管持水量 的影響較大，極差分別為 和6.8。容重、總孔隙度、最大持水量、毛管持水量 有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、水解性氮、有效磷的最佳配比分別是 1 、 、

2.2 對樹木根系生長的影響

由表5可知，根系的表面積、長度、直徑和根尖數(shù)受碎木片的影響較大，極差分別為 、 和 ;菌菇下腳料堆肥對體積、干重的影響較大，極差分別為 、9 1 . 4 2 g 。最適宜表面積、體積、長度、直徑、根尖數(shù)、生物量增加的配比分別是ABCD、ABCD、

2.3樹種根系生長的最優(yōu)水平

由表6可知，促進(jìn)根系發(fā)育的各因素主次順序?yàn)?A ， B ， D ， C ，理論基質(zhì)配比為 ，因此，最適宜配方為園土：菌菇下腳料堆肥：枝葉粉碎物堆肥：碎木片體積比為 1 ： 4 ： 2 ： 1 。

2.4土壤理化性狀與根系生長的相關(guān)性

根系表面積與配方土的容重呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ ，與最大持水量、毛管持水量以及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、水解性氮、有效磷含量呈正相關(guān)，相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Plt;0 . 0 5 ， Plt;0 . 0 1 ；根系體積與配方土的容重呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ ，與最大持水量、毛管持水量以及有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、水解性氮、有效磷含量呈正相關(guān)，相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ ：

根系長度與配方土的最大持水量、毛管持水量、全磷含量呈正相關(guān)，相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 Plt;0 . 0 5 ， Plt;0 . 0 1 。其余指標(biāo)間相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ Pgt;0 . 0 5 ） 。說明土壤指標(biāo)對植物根系的表面積、體積和長度等影響較大（表7）。

3結(jié)論與討論

植物根系的生長發(fā)育受到內(nèi)源激素和外界環(huán)境的共同影響8，其中土壤微生物、水分、養(yǎng)分等外因?qū)ζ溆绊戄^大，尤其是各種養(yǎng)分的有效性9。目前，綠化植物廢棄物多為粉碎加工至粒徑 1 0 ～ 3 0 m m 的樹枝落葉基質(zhì)，含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷等營養(yǎng)元素，常與青石粒、珍珠巖、蛭石等混合配比，以改良土壤質(zhì)量0。樹皮塊或碎木片具有粒徑粗（20＼～5 0 m m ）、間隙大的特點(diǎn)，常作為有機(jī)覆蓋物直接覆蓋于樹木周圍或土壤表層[4。植物根系生長與土壤中養(yǎng)分的空間分布相關(guān)性較強(qiáng)，氮素和磷素可以刺激根系的生長[。利用碎木塊替代青石粒填充土壤結(jié)構(gòu)，可以提高土壤持水性能和通氣性，而枝葉粉碎物堆肥增加了土壤的有機(jī)質(zhì)含量，提高了水分可利用性和根系發(fā)育空間，促進(jìn)其表面積、體積和長度的增加。菌菇下腳料堆肥原料為草本類植物，通過堆肥處理轉(zhuǎn)化為有機(jī)物、微生物、大量和微量營養(yǎng)元素豐富的肥料[12]，促進(jìn)了根系表面積、體積和長度的增加。將綠化植物廢棄物中占比較大且難以降解的枝干部分進(jìn)行粉碎，直接加入生產(chǎn)基質(zhì)，可以快速改良土壤容重[3]，而土壤容重能顯著影響根系在土壤中的生長與擴(kuò)展，降低氮素的淋溶損失，提高植株的抗旱性。植物廢棄物中另一部分綠化修剪物、落葉、草屑在堆肥化處理中可以縮短堆肥生產(chǎn)周期，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，符合綠色發(fā)展理念。

綜上，本研究分析了不同綠化植物廢棄物對配方土土壤理化性質(zhì)和幼樹根系生長的影響，結(jié)果表明，栽培基質(zhì)不同配比對容器苗根系生長的影響較大，菌菇下腳料堆肥、枝葉粉碎物堆肥和碎木片通過改變土壤的養(yǎng)分、容重和持水能力等影響其根系生長，理論適宜配方為園土：菌菇下腳料堆肥：枝葉粉碎物堆肥：碎木片體積比為1：4：2：1。

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（責(zé)任編輯：胡立萍）