不同研磨方法對園林綠化栽植土速效鉀測定的影響

摘要：為提高園林綠化栽植土速效鉀檢測準確性和精度，基于手搟研磨和粉碎機研磨2種研磨方法和6種過篩孔徑，共設計7個處理，研究研磨方法對園林綠化栽植土速效鉀測定結果的影響。結果表明：人工研磨過篩孔徑對園林綠化栽植土速效鉀樣品處理效率、測量值的準確性和精度有顯著影響。隨著過篩孔徑的降低，手搟研磨時間隨著過篩孔徑的降低而大幅增加；土壤樣品回收率隨著手搟研磨過篩孔徑變小而降低；隨著手搟研磨過篩孔徑變小，土壤速效鉀均值、標準差和變異系數均也呈現降低的趨勢。與手搟研磨處理相比，雖然粉碎機研磨處理樣品回收率低于手搟研磨處理，但土壤研磨操作時間最短、速效鉀均值最接近CK處理、標準差和變異系數均好于手搟研磨處理。綜上，建議將粉碎機研磨作為園林綠化栽植土速效鉀測定的研磨方法。

關鍵詞

園林綠化栽植土；混合均勻性；研磨方式；過篩孔徑；速效鉀

Effect of grinding methods on the determination of available potassium in garden greening planting soil

Quanbo Yu

（Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning， Shanghai， 200232）

Abstract

In order to improve the detection accuracy and precision of available potassium of landscape gardening soil， a total of 7 treatments are designed based on 2 grinding methods， hand-rolling and grinder grinding， and 6 sieving apertures， to study the quick effect of grinding methods on available potassium of landscape gardening soil. The results show that the manual grinding of the sieve aperture has a significant impact on the processing efficiency of soil available potassium samples， the accuracy and precision of the measured values. As the sieve aperture decreases， the hand-rolling and grinding time greatly increases with the decrease of the sieve aperture; the recovery rate of soil samples decreases as the hand-rolling and grinding sieve aperture becomes smaller; as the hand-rolling and grinding sieve aperture becomes smaller， the mean value， standard deviation and coefficient of variation of soil available potassium also showed a decreasing trend. Compared with the manual grinding process， although the sample recovery rate of the grinder grinding process is lower than that of the manual grinding process， the soil grinding operation time is the shortest， the average value of available potassium is closest to the CK process， and the standard deviation and the coefficient of variation are better than the manual grinding process. To sum up， it is recommended to use a grinder as a grinding method for the determination of available potassium of landscape gardening soil.

Keywords

Landscape gardening soil; Mixing uniformity; grinding method; sieve aperture; available potassium

園林綠化栽植土是用于種植園林綠化植物所使用的自然土壤或人工配制土壤[1]，其中符合標準要求的園林綠化栽植土被廣泛用于城市園林綠化。近些年來，隨著城市園林綠化的快速開展，傳統的人工配制園林綠化栽植土已經無法滿足城市園林綠化對栽植土的需求[2]，工廠化生產園林綠化栽植土已經開始用于城市園林綠化[3， 4]。因此，快速掌握園林綠化栽植土性質對加快達標園林綠化栽植土的生產具有重要的現實意義。

土壤速效鉀含量是當前和近期可供植物吸收利用的鉀含量[5]，是衡量土壤鉀素供應能力的指標[5]，也是園林綠化栽植土檢測的重要指標[6-9]。土壤研磨是速效鉀測定的必經環節，需研磨過孔徑為2mm或1mm的篩子[10]。當前工廠化生產的園林綠化栽植土的原料包括搬遷地原地土壤或客土、有機和無機改良材料等。由于從生產完成至土壤檢測的時間間隔較短，園林綠化栽植土中的原料基本保持原狀。有機改良材料作為園林綠化栽植土的重要組成部分，其中有些有機改良材料在粒徑、密度與土壤差異較大，在過篩孔徑較大的情況下容易引起樣品混合不均，進而影響測量值的準確度和精度[11]。此外，有機改良材料養分含量高[12， 13]，如果在研磨過程中損失較多，勢必會進一步影響測量值的準確度和精度。因此，需要科學地確定園林綠化栽植土速效鉀測定的研磨方法。

土壤研磨方式包括手搟研磨和機械研磨兩種。手搟研磨過篩孔徑包括2 mm、1 mm、0.25 mm和0.149 mm[10]。土壤過篩孔徑對土壤理化指標測量值影響較大。如韓成林 等 [14]研究了過篩孔徑對土壤可溶鹽分析結果的影響，結果發現，過2 mm篩的土樣顆粒較大、不均勻，平行樣的分析結果相差大，建議采用過篩孔徑為1 mm的土樣測定土壤可溶鹽。楊金鈺 等 [15]則研究發現，土壤研磨過2 mm篩測定的灌耕土和灰漠土可溶性有機碳結果的一致性和可靠性好于過1 mm篩。相比手搟研磨，粉碎機研磨具有省時省力、環境污染小的優勢[16]。轉速是影響粉碎機研磨樣品測量值的重要因素之一。高頔 "等 [16]研究發現，粉碎機轉速為2800 r/min時，速效鉀測量值與手搟研磨無顯著差異。杜會石 等 [17]研究發現，當轉速在1000-1400 r/min時，自清式土壤研磨機處理測量值準確度與手搟研磨處理基本一致。但以上研究主要是集中研磨方式對野外采集的土壤樣品測量值的影響，這些土壤中有機改良材料含量較少或分解程度較高，而研磨方式對有機物料分解程度較低的園林綠化栽植土測量值的影響鮮有報道。

生物有機肥是一類有益微生物與普通有機肥相結合的新型、高效、安全的復合肥料，能改善土壤養分循環，提升土壤生物活性[18]，可作為工廠化生產的園林綠化栽植土的有機改良材料來源[2]。本研究采用的生物有機肥粒徑lt;5 mm，在密度、粒徑與土壤差異較大，可用于探究研磨方式對土壤樣品混合均勻性、測量值準確度和精度的影響。

1材料與方法

1.1 供試材料

本試驗所用土壤粒徑lt;2 mm，松散密度為1.0 g/cm3，未監測出速效鉀。生物有機肥購自花卉市場，粒徑lt;5 mm，松散密度為0.66g/cm3，速效鉀含量為21658 mg/kg。

1.2 試驗設計

本試驗共設計7個處理，所有處理配方均為95%土壤+5%生物有機肥。這7個處理包括手搟研磨和粉碎機研磨2種土壤研磨方法和7種過篩孔徑（見表1）。CK處理為傳統手搟研磨過2 mm 篩[10]，1RY-5RY處理均為手搟研磨，過篩孔徑分別為1 mm、0.5 mm、0.25 mm、0.2 mm和0.15 mm。FY為粉碎機研磨處理。每個處理配制3個樣品，每個樣品指標測定5個重復。

1.3模擬園林綠化栽植土配制與研磨過篩

利用電子天平稱取土壤和生物有機肥的風干樣，稱取土壤95.0g，生物有機肥5.0g，混合后裝入密封袋中，配制100 g模擬工廠生產園林綠化栽植土土壤樣品。將所有樣品按照表1要求研磨過篩，待所有物料全部過篩后停止研磨，并記錄研磨所用時間。采用粉碎機研磨時，粉碎時間設為3分鐘。

1.4 指標測定與分析

參照《土壤農業化學分析》測定土壤速效鉀含量[10]。土壤速效鉀均值包括樣品均值和處理均值，樣品均值為將每個樣品5個重復測定結果的平均值，處理均值則為3個樣品均值的平均值，計算方法見公式（1）。每個樣品速效鉀均值的標準差參照公式（2）計算，評價混合均勻度的變異系數（CV）計算方法見公式（3）[19]。速效鉀含量的標準差和變異系數越小，土壤與生物有機肥混合均勻性越好，樣品測量值的精度越高。

1.5 數據分析

在SPSS20.0軟件中，采用LSD方法分析各處理操作時間、速效鉀均值、標準差和混合均勻性的顯著性差異，當Plt;0.05時，指標之間存在顯著性差異。采用Excel 2019進行作圖。

2 結果與分析

2.1 操作時間

降低土壤研磨的操作時間對提高土壤樣品處理的工作效率具有重要的作用[16， 17]。由圖1可知，不同處理研磨時間存在顯著性差異。不同處理土壤研磨時間從大到小依次為：5RYgt; 4RY gt; 3RY gt; 2RY gt; 1RY gt; CK gt; FY，5FY研磨時間最長，為43.56min，分別是4RY、 3RY 、 2RY、 1RY 、CK 和FY處理的1.21、1.77、4.13、5.81、7.31、和14.52倍。這說明手搟研磨過篩孔徑越小，研磨時間越長，土壤樣品處理效率越低。FY處理研磨時間顯著低于其他處理，粉碎時間為3min，僅為CK處理的50.37%。這說明粉碎機研磨可顯著提高土壤樣品處理效率。

2.2樣品回收率

土壤樣品回收率能夠反映土壤研磨方式對環境的影響[17]。圖4為不同研磨方式土樣回收率。由圖可知，不同研磨方式土樣回收率存在顯著性差異，1RY土壤樣品回收率顯著高于3RY、4RY、5RY和FY處理。土壤樣品回收率從大到小依次為：1RY（99.53%）gt; CK （99.30%） gt;2RY （99.25%）gt; 4RY（98.95%）gt; 3RY（98.88%）gt; 5RY（98.76%）gt; FY（98.67%），土壤回收率總體上隨著過篩孔徑變小而降低。這說明過篩孔徑越小，樣品回收率越低。

2.3速效鉀均值

圖3為不同研磨處理速效鉀均值。由圖可知，不同處理園林綠化栽植土速效鉀均值存在顯著性差異，CK和FY處理有效鉀均值顯著高于2RY-5RY處理。1RY-5RY處理速效鉀均值分別為CK處理速效鉀均值（995 mg/kg）的降低7.35%、10.61%、20.39%、20.89%和25.18%，這說明土壤研磨過篩孔徑越小，速效鉀測量值越低。FY處理速效鉀均值為957mg/kg，比CK處理低3.74%，測量值更接近CK處理。

圖3不同研磨處理園林綠化栽植土速效鉀均值

2.4速效鉀標準差

圖4為不同研磨方式園林綠化栽植土速效鉀測量值的標準差。由圖可知，不同研磨方式處理園林綠化栽植土速效鉀測量值存在顯著性差異，CK處理速效鉀測量值的標準差顯著高于2RY-5RY和FY處理。CK處理速效鉀測量值的標準差為41.14，1RY-5RY處理標準差分別為31.28、18.09 、5.03 、4.52 、9.84，比CK處理分別降低23.97 %、56.02 %、87.78 %、89.02 %和76.07%，這說明采用手搟研磨，過篩孔徑越小，速效鉀測量值離散程度越低，精確度越高。FY處理標準差為4.40，比CK、1RY-5RY分別低89.30%、85.92%、75.67%、12.43 %、2.50 %和55.27%。這說明采用粉碎機研磨，園林綠化栽植土速效鉀測量值離散程度比手搟研磨過篩低，數據精確度更高。

2.4 速效鉀變異系數

圖4為不同研磨處理園林綠化栽植土變異系數。由圖可知，不同研磨處理之間存在顯著性差異，2RY-5RY處理和FY處理的變異系數顯著低于CK處理。在手搟研磨的處理中，園林綠化栽植土變異系數從小到大依次為：4RYlt;3RYlt;5RYlt;2RYlt;1RYlt;CK，園林綠化栽植土的變異系數總體上隨著過篩孔徑降低而降低，當手搟研磨過篩孔徑為0.2 mm時，變異系數最小（0.57%），混合均勻性最高。FY處理變異系數0.46%，低于所有的手搟研磨處理，這說明采用粉碎機研磨的土壤樣品混合均勻性好于手搟研磨。

3討論

3.1 粉碎機研磨可高效提升園林綠化栽植土土質量檢測進度

快速通過土壤質量檢測是加快園林綠化栽植土應用的關鍵。作為土壤質量檢測的重要環節，土壤研磨一方面影響土壤樣品處理效率，另一方面影響檢測結果的準確度[16]。雖然降低過篩孔徑能提高手搟研磨土壤品的混合均勻性，但測量值偏低。這可能與研磨土壤樣品的回收率有關（見圖5）。在手搟研磨過程中，受生物有機肥中有機物料的影響，手搟研磨操作時間隨過篩粒徑降低而增加，研磨效率不斷降低（見圖1）。在反復多次研磨過程中發現，部分有機物質附著在研缽和缽杵底部，難以回收。雖然與手搟研磨處理相比，粉碎機研磨的土壤樣品回收率略低，可能是因為粉碎機研磨土壤樣品時產生大量的熱量，引起土壤樣品中的水分蒸發。除此之外，粉碎機研磨無論在研磨操作時間、混合均勻性、測量值準確度和離散程度均好于手搟研磨。因此，運用粉碎機研磨可高效提升園林綠化栽植土質量檢測進度。

3.2 可采用測土配方方法設計園林綠化栽植土配方

由于生物有機肥的高速效鉀含量，園林綠化栽植土速效鉀測量值超標，是標準規定 （250 mg/kg）的3.95倍[20]，因此需減少生物有機肥配比。雖然園林綠化栽植土速效鉀均值與土壤和生物有機肥的速效鉀含量的加權平均值（1083 mg/kg）接近，但這并不意味著能根據原料速效鉀含量通過簡單的加權平均或線性擬合進行估算。如陳芬 等 [21]的研究雖然表明隨著中藥渣有機肥和秸稈生物炭用量增加（0、1.5、3%和6%），土壤速效鉀也增加，但并非線性增加。測土配方施肥以土壤測試和肥料田間試驗為基礎，根據作物需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的施用數量、施肥時期和施用方法。測土配方施肥不僅在農業領域應用廣泛[22]，也開始向園藝領域拓展[23]。園林綠化栽植土的配制需要符合園林綠化種植土質量監測標準[6-9]，而這些標準也是基于園林綠化植物養分需求而來。因此，可以基于園林綠化種植土相關標準，采用測土配方施肥方法設計園林綠化栽植土配方。

4 結論

工廠化生產園林綠化栽植土受有機改良材料粒徑和分解程度的影響，容易導致土壤檢測樣品混合均勻性較低，進而影響檢測結果的準確度和精度。本研究發現，降低過篩孔徑雖然能降低手搟研磨方式測量值離散程度、提高土壤樣品的混合均勻性，但也降低了土壤樣品處理效率、樣品回收率和測量值的準確性。與手搟研磨相比，雖然粉碎機研磨的土壤樣品回收率有所降低，但能顯著提升土壤樣品處理效率、測量值的準確度以及土壤樣品的混合均勻性。因此，在檢測工廠化園林綠化栽植土速效鉀時，建議采用粉碎機研磨土壤樣品。

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