摘要 針對城市綠地緊實、結構差、保水保肥性能差等問題，以孔雀草為供試材料，研究液態地膜對土壤物理、化學性質及植株生長量的影響。結果表明，施用液態地膜120 d后，土壤容重降低18.5%、通氣孔隙度提高22.2%、土壤最大持水量提高26.2%、土壤毛管持水量提高24.8%、毛管孔隙度提高5.7%;水解性氮、有效磷、速效鉀含量與對照處理相比分別提高了17.7%、17.7%和19.7%;孔雀草生物量顯著高于對照，地上部干重是對照的1.20倍。可見，施用液態地膜能夠較好地改良土壤物理和營養性質，促進植株生長。

關鍵詞 綠地土壤;液態地膜;土壤理化性質;植物生長量;影響

中圖分類號 S153? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）04-0065-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.04.017

Effects of Liquid Film on the Soil Physical and Chemical Properties of Greenbelt

YANG Na

（Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning，Shanghai 200230）

Abstract Aiming at the problems of compact urban green space， poor structure， and poor water and fertilizer retention performance， maidenhair was used as the test material to study the effects of liquid film on soil physical and chemical properties and plant growth.The results showed that after 120 days of liquid film application， soil bulk density decreased by 18.5%， aeration porosity increased by 22.2%， soil maximum water holding capacity increased by 26.2%， soil capillary water holding capacity increased by 24.8%， and capillary porosity increased by 5.7%. The contents of hydrolytic nitrogen， available phosphorus and available potassium increased by 17.7%， 17.7% and 19.7%， respectively. The biomass content of maidenhair were significantly higher in the liquid film group than in the control group， and the dry weight of the above ground part was 1.20 times as much as that of the control.It can be seen that the application of liquid film can better improve the physical and nutritional properties of the soil and promote plant growth.

Key words Greenbelt soil;Liquid film;Soil physical and chemical properties;Plant growth;Effect

基金項目 上海市園林科學規劃研究院2018年青年人才發展基金項目（2018-2-3）。

作者簡介 楊娜（1986—），女，云南楚雄人，農藝師，碩士，從事城市綠地土壤質量檢測、評價和修復等研究。

收稿日期 2020-06-12

城市綠化土壤往往來源雜蕪，且土壤緊實，結構差，容重大，通氣孔隙少，保水保肥性能差[1]。土壤的物理性質制約了土壤肥力水平，進而影響植物生長。液態地膜是一種具有增溫、保墑、土壤結構改良等多種作用的土壤結構改良劑，在國土整治、固沙、植草、加固路基、灘涂治理等方面發揮了重要作用[2]。20世紀末，意大利開發出新型噴灑式可降解地膜，并在瑞典、德國和意大利廣泛應用于番茄、蘆筍、草莓、馬鈴薯和花卉種植，效果顯著[3-4]。國內在2001—2014年液態地膜的發明專利有20多項，其中約50%選擇了以腐殖酸為主要原材料，再與交聯劑、成膜劑以及其他功能成分混合制備成液態地膜[5-6]。研究表明，液態地膜具有非常明顯的抗旱保水功能，可明顯改善土壤水分狀況及水分利用率，提高苗木成活率和生長量[7-9]。液態地膜可以促進土壤形成團粒，從而起到改良土壤結構、固定表土及保護耕層的作用[10-11]。因此，該研究探索是否能將液態地膜作為綠地土壤改良劑，發揮其保水保墑、改良土壤結構和促進綠化植被生長的作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試苗木為孔雀草，由上海鴻循園林設計工程有限公司提供。

田間試驗在上海市園林科學規劃研究院鄔橋基地進行，試驗地土壤為粉（砂）壤土，土壤容重為1.58 mg/cm3，通氣孔隙度2.90%，最大持水量 274.13 g/kg、最小持水量 241.63 g/kg，毛管孔隙度38.42%;土壤有機質含量12.6 g/kg，水解性氮52.9 mg/kg，有效磷17.6 mg/kg，速效鉀72.7 mg/kg，pH 8.2。試驗用液態地膜為江蘇省連云港市金河液態地膜廠生產，pH為4.84，有機質含量為 729.2 g/kg，全氮含量為7.8 g/kg，全磷含量為4.2 g/kg，全鉀含量為2.8 g/kg。施用量450 kg/hm2。用噴霧器均勻噴施于地表，噴灑當日如遇下雨則待天晴后補噴1～2次。

1.2 試驗設計

試驗苗由上海鴻循園林設計工程有限公司提供，于2019年8月7日移栽到鄔橋基地試驗田。田間試驗設置2個處理：①常規育苗移栽，移栽后充分澆水;②常規育苗移栽，移栽后充分澆水，并于2 d后按照450 kg/hm2的施用量進行噴灑。2個試驗小區各種植孔雀草120株，小區規格為長×寬=10.0 m×1.2 m。大田試驗于2019年8月7日—12月2日在上海市園林科學規劃研究院鄔橋基地進行，常規人工管理。

1.3 田間試驗土壤性質調查（物理和營養）

種植前測定空白地塊土壤物理性質（容重、通氣孔隙度、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度）、土壤化學性質（有機質、水解性氮、有效磷、速效鉀），種植后30、60、90、120 d后測定空白和處理的土壤理化性質。

1.4 采樣

1.4.1

土壤樣品采集。每月采樣一次，每個試驗區隨機布點采集5個樣品，采樣深度為20 cm。采得的樣品分為兩部分，一部分鮮樣直接測定含水量，如果時間來不及，則放入4 ℃冰箱冷藏，最多不超過48 h;另一部分樣品風干后磨樣過篩、分析。

1.4.2

植株樣品采集。種植120 d時，每個處理選擇10株長勢一致的植株，測量平均地上、地下部鮮重、株高及地上部干重，利用Excel 2007計算標準誤差。

1.5 檢測方法

容重、通氣孔隙度、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度按照LY/T 1215—1999（2010）《森林土壤水分-物理性質的測定》，使用環刀法進行測定;土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定，水解性氮采用堿解-擴散法測定，有效磷采用鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用火焰光度法測定。

1.6 數據分析

試驗數據處理統計分析使用Excel 2007程序。

2 結果與分析

2.1 施用液態地膜對綠地土壤物理性質的影響

2.1.1 容重。

土壤容重是指單位容積的土壤質量，其大小反映土壤結構、透氣性、透水性能以及保水能力的高低。土壤容重可作為判斷土壤肥力狀況的指標之一。土壤容重過大，表明土壤緊實，不利于透水、通氣、扎根，并會造成氧化還原電位（Eh值）下降而出現各種有毒物質危害植物根系。土壤容重過小，又會使有機質分解過速，并導致植物根系扎不牢而易傾倒[12]。由圖1可知，施用液態地膜的處理土壤容重低于對照處理，施用120 d后，對照處理的土壤容重為1.81 mg/cm3，施用液態地膜的處理土壤容重為1.53 mg/cm3，說明施用液態地膜能夠降低土壤容重，提高土壤透氣性、透水性能以及保水能力。

2.1.2 通氣孔隙度。

土壤通氣孔隙度是指一定水勢或含水量條件下，單位土壤總容積中空氣占的孔隙容積。由圖2可知，施用液態地膜的處理土壤通氣孔隙度顯著高于對照處理，施用120 d后，對照處理的土壤通氣孔隙度為2.93%，施用液態地膜的處理土壤通氣孔隙度為3.58%，說明施用液態地膜能夠提高土壤通氣孔隙度和土壤通氣性，有利于改善土壤通氣狀況。

2.1.3 最大持水量。

土壤最大持水量是指土壤全部孔隙充滿水時所保持的水量，即土壤所能容納的最大持（含）水量，亦稱為“土壤飽和水”。它的多少與土壤質地、結構、壘結性有關，飽和水對植物是有效的。由圖3可知，施用液態地膜的處理土壤最大持水量明顯高于對照處理，施用120 d后，對照處理的土壤最大持水量為210 g/kg，施用液態地膜的處理土壤最大持水量為265 g/kg，說明施用液態地膜能夠提高土壤最大持水量，改善土壤水汽狀況，為植株生長提供有效的水分。

2.1.4 毛管持水量。

毛管水是土壤中最寶貴的水分。只要有毛細管作用，土壤便可將水分循著毛管孔隙輸送到植物根系附近，并溶解各種營養，為植物所吸收。由圖4可知，施用液態地膜的處理土壤毛管持水量明顯高于對照處理，施用120 d后，對照處理的土壤最大持水量為194 g/kg，施用液態地膜的處理土壤毛管持水量為242 g/kg，說明施用液態地膜能夠提高土壤毛管持水量，為植株吸收養分提供有效的水分。

2.1.5 毛管孔隙度。

土壤中毛管空隙的體積占土壤總體積的百分數，稱為毛管孔隙度。由圖5可知，施用液態地膜的處理土壤毛管孔隙度明顯高于對照處理，施用120 d后，對照處理的土壤毛管孔隙度為34.9%，施用液態地膜的處理土壤毛管孔隙度為36.9%，說明施用液態地膜可以提高土壤毛管孔隙度，增強土壤持水能力，增加土壤有效水分，利于植株吸收養分。

2.2 施用液態地膜對綠地土壤營養特性的影響

2.2.1 有機質。

土壤有機質是土壤中各種營養元素特別是氮、磷的重要來源，它還含有刺激植物生長的胡敏酸類等物質。土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分，是植物營養的主要來源之一，能促進植物的生長發育，改善土壤的物理性質，促進微生物和土壤生物的活動以及土壤中營養元素的分解，提高土壤的保肥性和緩沖性的作用。從圖6可以看出，施用液態地膜能夠在一定程度上改善土壤有機質，120 d后，施用液態地膜的土壤有機質含量為12.5 mg/kg，高于對照處理的11.0 mg/kg。

2.2.2 水解性氮。

水解性氮是指土壤中較易礦化和易被植物吸收的氮，能反映土壤近期內氮素供應情況，包括無機態氮（銨態氮、硝態氮）及易水解的有機態氮（氨基酸、酰胺和易水解蛋白質）。從圖7可以看出，施用液態地膜能夠在一定程度上提高土壤水解性氮含量，施用液態地膜120 d后，水解性氮含量與對照相比提高了17.8%;90 d出現施用液態地膜的處理水解性氮含量最高，為69.0 mg/kg，可能與地膜降解90～120 d 的降解周期有關，有待進一步研究。

2.2.3 有效磷。

土壤有效磷是指能為當季作物吸收的磷量，它作為評價土壤磷素肥力供應情況的重要指標，具有十分重要的指導意義。從圖8可以看出，施用液態地膜能夠在一定程度上提高土壤有效磷含量，施用液態地膜120 d后，有效磷含量與對照相比提高了17.8%;90 d出現施用液態地膜的處理有效磷含量最高，為34.5 mg/kg，可能與地膜降解90～120 d 的降解周期有關，有待進一步研究。

2.2.4 速效鉀。

土壤速效鉀是指易被植物吸收利用的鉀，包括交換性鉀和水溶性鉀。從圖9可以看出，施用液態地膜能夠在一定程度上提高土壤速效鉀含量，施用液態地膜120 d后，土壤速效鉀含量為80.1 mg/kg，較對照處理提高了19.8%;施用液態地膜處理90和120 d速效鉀含量高于30和60 d，可能與液態地膜的降解周期有關，有待進一步研究。

2.3 施用液態地膜對植株生物量的影響

從表1可以看出，移栽120 d后，施用液態地膜的處理，孔雀草地上部和地下部的生物量分別為每株502.51和78.09 g（鮮重），均明顯高于對照。施用液態地膜的處理地上部干重是對照的1.20倍，株高也明顯高于對照?？梢?，液態地膜的施用能夠提高綠地植株生物量，增強長勢。

3 討論

液態地膜作為一種新型的土壤改良劑，其含有的腐殖酸及纖維素等成分能夠改良土壤水汽狀況，從而提高土壤養分利用率。該研究結果表明，液態地膜的施用使得土壤容重、通氣孔隙度等物理結構得到改善，種植植株的生物量也有所提高。許多研究也得出了類似的結果，如張潔等[9]研究發現液態地膜可增加水穩性團粒結構、土壤穩定性熵及飽和導水率，降低土壤容重，增加孔隙度，改善了土壤物理性狀;李保華等[13]以腐殖酸為原料，加入促進劑、穩定劑、成膜劑制備出一種具有肥效的腐殖酸基LMF，能有效減少土壤水分蒸發30%，保水效果好，提前作物生育期3～10 d;劉學良等[14]在液態地膜覆蓋下的花生大田生產研究中發現，噴施液態地膜的植株株高普遍高于對照;國內研究為避免吹制成膜工序、減少制造成本，將淀粉原料分別與聚乙烯醇、腐殖酸鈉復配制備出淀粉/聚乙烯醇LMF及淀粉/腐殖酸鈉LMF，噴灑于土壤，前者成膜后拉伸強度好，保墑效果好;后者成膜后對土壤增溫作用強，并能提高種子出苗率和促進小白菜生長[15];該研究得出類似的結論，其主要原因可能是液態地膜良好的吸水保濕及黏合性好的特性，且外觀呈黑色對太陽光吸收性好，將太陽能散向到土壤中起到顯著的增溫作用，噴灑后附著于土壤表面，既具有保溫、保墑作用，又有較強的土壤黏附能力保持土壤的理想團聚結構[16]，充分發揮其熱量和水分緩沖及土壤黏結作用。此外，液態地膜受光、熱、土壤中微生物的作用可自行降解，降解后產物及液態地膜本身無毒無污染，對土壤、地下水質和環境無不良影響。

該研究對比了液態地膜施用后土壤營養性質的變化，發現施用液態地膜后土壤的有機質、水解性氮、有效磷和速效鉀均有所提高。李楨等[17]研究表明，可降解地膜覆蓋改善了土壤溫度和水分，進而對耕層全氮、水解性氮、銨態氮和硝態氮均有影響，尤其是對硝態氮和銨態氮影響顯著。游詩堯[18]研究表明，可降解的生物基液態地膜能夠提高土壤pH，增大比重和總孔隙度;速效氮、速效鉀和有機質含量都有所提高。此次試驗得出類似的結論，主要原因可能是在噴灑液態地膜后，一方面其中的腐殖酸類物質進入土壤后能夠提升其營養元素的含量，陳伏生等[19]在風沙土上的研究顯示，風化煤腐殖酸能顯著提升土壤的有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀的含量;也有研究顯示，腐殖酸施入土壤后，能有效提升土壤速效養分的含量，對土壤的培肥均有重要作用，尤其是對土壤速效氮、有效磷和速效鉀含量影響較大[20-21];裴瑞杰等[22]研究顯示，施用腐殖酸可以有效提升土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量;另一方面是液態地膜改良了土壤的水汽狀況，提高了土壤水分利用率，從而加強了營養元素的循環，進一步促進了植株的生長。王錫春等[23]研究表明，生物降解地膜在煙田壟堤保溫、增溫及有效促進烤煙生長和煙葉品質上有較好的作用;馮武煥等[24-25]進行覆蓋生物降解地膜對農作物生長發育的影響研究，均獲得較好的環保效應。這些結論都與該研究保持一致。

4 結論

液態地膜施用下土壤物理及營養性質的研究表明，地膜的施用，改善了綠地土壤物理結構。通過對相應物理指標的測定，發現液態地膜的施用，會與土壤顆粒發生黏結，形成一層特殊的膠狀土膜結構，使土壤顆粒連接起來，封閉土壤表面孔隙，從而抑制土壤水分的蒸發，且不影響膜外水分的滲入，從而提高了土壤的有效水分，改善土壤持水、保水、保溫等能力。進一步促進了土壤有效養分在自然系統中的循環，綠植的生長也得到了改善。說明液態地膜處理能夠較好地改良土壤結構，有效促進植株長勢。雖然液態地膜對綠地土壤有很好的改良作用，但是運用于實踐時仍需要考慮城市綠地容易發生人為踩踏的因素而造成液態地膜成膜效果較差的問題，因此，如何將液態地膜較好地運用于城市綠地土壤改良，仍需要進一步研究。

參考文獻

[1] 儲紀芳.上海市城市綠地土壤特點與改良對策[J].中國城市林業，2010，8（1）：47-49.

[2] 黃占斌，辛小桂，李友乾，等.液態地膜和植生帶對土壤水溫和玉米成苗的影響[J].水土保持通報，2004，24（1）：43-45.

[3] HAIRSTON J E，JONES W F，MCCONNAUGHEY P K，et al.Tillage and fertilizer management effects on soybean growth and yield on three Mississippi soils[J].Journal of production agriculture，1990，3（3）：317-323.

[4] LOGSDON S D，KARLEN D L.Bulk density as a soil quality indicator during conversion to no-tillage[J].Soil & tilllage research，2004，78（2）：143-149.

[5] 王書秀.一種污泥為骨架的液態地膜、制備及其使用方法：CN201310602423.6[P].2014-03-05.

[6] 楊華連.一種含有發泡劑的多功能可降解液態地膜：CN201110457766.9[P].2012-07-11.

[7] 管恩艷.液態地膜對苗木生長的影響[J].現代園藝，2011（7）：5-7.

[8] 王合葉，李澧，趙永富.液態地膜及其研究進展[J].江蘇農業科學，2016，44（7）：413-415.

[9] 張潔，姚宇卿，呂軍杰，等.液態地膜對土壤物理性狀的影響及增產效果[J].土壤通報，2005，36（4）：638-640.

[10] 俞滿源，方鋒，黃占斌.保水劑、液態地膜在苗木栽植中的應用研究[J].干旱地區農業研究，2003，21（3）：30-33.

[11] 王聰慧，張潔，李俊紅，等.液態地膜應用技術研究[J].安徽農業科學，2006，34（14）：3289-3290.

[12] 吳禮樹.土壤肥料學[M].北京：中國農業出版社，2010：69.

[13] 李保華，王德民，李憲義.一種腐殖酸降解液態肥料地膜及其生產方法：CN200910015668.2[P].2009-10-21.

[14] 劉學良，侯敏，陳爾冉，等.液體地膜在花生大田生產的應用研究[J].農村經濟與科技，2013，24（4）：167-169.

[15] 吳明俊，肖文理，商賢火，等.對可生物降解液體地膜的探究[J].河南化工，2015，32（5）：26-30，59.

[16] 陳利維，李恒，戴睿，等.生物質基“液態地膜”研究進展[J].皮革科學與工程，2019，29（3）：31-35.

[17] 李楨，王佳瑋，富利國，等.地膜覆蓋對辣椒地土壤氮素的影響[J].中國農學通報，2016，32（21）：134-140.

[18] 游詩堯.新型生物基/紙膜對番茄生長、生理和土壤理化性質的影響研究[D].銀川：寧夏大學，2018.

[19] 陳伏生，曾德慧，陳廣生，等.風沙土改良劑對白菜生理特性和生長狀況的影響[J].水土保持學報，2003，17（2）：152-155.

[20] 陸欣，王申貴.應用腐殖酸改善石灰性土壤磷素供應狀況的研究[J].土壤通報，1996，27（6）：265-267.

[21] 張宏偉，陳港，唐愛民，等.腐殖酸共聚物改良后土壤中磷肥有效性的研究[J].土壤肥料，2002（6）：39-40.

[22] 裴瑞杰，王俊忠，冀建華，等.腐殖酸肥料與氮肥配施對土壤理化性質的影響[J].江蘇農業科學，2018，46（19）：331-334.

[23] 王錫春，靳志麗，周向平，等.生物降解地膜對煙區土壤溫濕度及烤煙產質量的影響[J].中國農學通報，2016，32（24）：146-152.

[24] 馮武煥，孫升學，范變娥，等.生物降解樹脂農膜在玉米上的應用研究[J].西北農業學報，2004，13（2）：166-169.

[25] 熊漢國，張美玲，謝筆鈞，等.全生物降解農膜田藝特性研究[J].湖北農業科學，2004（5）：37-38.