江油市大康鎮(zhèn)土壤氮含量特征與土壤營(yíng)養(yǎng)管理

崔冬霞,黃 蕾,孫 勁,彭培好

(1.成都理工大學(xué),四川成都 610059;2.川西北地質(zhì)隊(duì),四川綿陽(yáng) 621000)

江油市大康鎮(zhèn)土壤氮含量特征與土壤營(yíng)養(yǎng)管理

崔冬霞1,黃 蕾1,孫 勁2,彭培好1

(1.成都理工大學(xué),四川成都 610059;2.川西北地質(zhì)隊(duì),四川綿陽(yáng) 621000)

以江油市大康鎮(zhèn)紅光村、因明村、星火村為研究區(qū)域,對(duì)該區(qū)域296個(gè)典型表層土壤樣本進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、全氮以及水解性氮進(jìn)行測(cè)試分析,并對(duì)二種不同土壤類型的四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,得出結(jié)論:在pH值一定的前提下,紫色土有機(jī)質(zhì)的高低決定了全氮含量的高低,同時(shí)全氮含量也影響了水解性氮的高低,二者呈非常顯著的正相關(guān)。對(duì)于水稻土,土壤pH值降低或者有機(jī)質(zhì)增加有助于提高土壤中的氮含量。根據(jù)研究結(jié)果,提出營(yíng)養(yǎng)管理的施肥建議。

氮含量;營(yíng)養(yǎng)管理;有機(jī)質(zhì);江油市

0 前言

氮是構(gòu)成作物生長(zhǎng)最基本的化學(xué)元素之一,在碳、氫、氧之后位列第四,一般農(nóng)業(yè)土壤表層含氮量0.05%～0.3%[1]。我國(guó)大部分區(qū)域的土壤缺氮,提高氮素的可利用性,至少可以在短期之內(nèi)能夠提高生態(tài)系統(tǒng)生物產(chǎn)量[2～5]。合理施用氮肥的前提是了解土壤的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況[6～9]。作者在本文以江油市大康鎮(zhèn)為研究區(qū)域,通過(guò)對(duì)該區(qū)域土壤氮素的現(xiàn)狀及其與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤pH值等相關(guān)關(guān)系分析,揭示土壤氮元素分布的科學(xué)規(guī)律,為該地區(qū)土壤科學(xué)施肥,提高土地生產(chǎn)力提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與分析

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川省江油市大康鎮(zhèn)紅光村、因明村、星火村,地理位置在N 31°48′48″～31°52′35″之間,E 104°39′51″～104°44′26″;屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,年均降水量1 139mm,年均氣溫為16.4℃,≥0℃的年均積溫為5 844.6℃,≥10℃的年均積溫為5 021.4℃;土壤類型以紫色土和水稻土為主;植被類型以亞熱帶常綠針葉林為主;農(nóng)業(yè)植被以水稻、小麥、油菜、玉米、紅苕、蔬菜為主。

1.2 樣品采集

對(duì)該區(qū)域進(jìn)行野外地球化學(xué)基礎(chǔ)調(diào)查,共采集表層土壤樣品296件。其中,采樣的密度大約為16件樣/km2,采樣介質(zhì)為地表0 cm～20 cm土柱,在相同的土壤類型以及用地類型前提下,從采樣點(diǎn)周圍約30m半徑范圍內(nèi)采集五個(gè)點(diǎn)的土柱組合為一件樣品,樣品經(jīng)60目過(guò)篩,裝入紙袋供測(cè)試分析。

1.3 測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

測(cè)試指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)、pH值、全氮以及水解性氮。其中,土壤有機(jī)質(zhì)采用容量法;全氮采用蒸餾法;pH值采用離子計(jì)法;水解性氮采用堿解擴(kuò)散法[3]。分析測(cè)試由國(guó)土資源部成都礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成。

其分級(jí)評(píng)價(jià)如下頁(yè)表1、表2所示[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與制圖

(1)數(shù)據(jù)處理。采用Excel2007以及SPSS13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

表1 有機(jī)質(zhì)、全氮含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 The grading standardsof o rganicm atter and total nitrogen

表2 pH值、水解性氮分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 The grad ing standardsof pH and hydrolyzable nitrogen

(2)制圖。采用原始校驗(yàn)后的分析數(shù)據(jù),利用M apgis6.7對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)勾繪成圖,然后進(jìn)行各級(jí)含量參數(shù)的面積統(tǒng)計(jì)。

2 研究區(qū)土壤氮含量特征

2.1 全氮、水解性氮及其相關(guān)指標(biāo)分布特征

2.1.1 有機(jī)質(zhì)

由表3可以看出,研究區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量介于0.48%～4.63%之間,平均值為2.16%,按標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)屬于較缺乏到一般級(jí)別;按不同土壤類型分為紫色土和水稻土,則紫色土中有機(jī)質(zhì)含量在0.48%～4.63%之間變化,平均值為1.95,而水稻土內(nèi)的有機(jī)質(zhì)在1.10～4.57范圍內(nèi),平均值為2.52,即水稻土中的有機(jī)質(zhì)明顯的高于紫色土。

表3 研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量特征(%)Tab.3 The features of organic m atter content in soil of the study area

表層土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)見(jiàn)下頁(yè)圖1?？梢钥闯?全區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)比較缺乏,含量值在≥4定為一級(jí)的僅占總面積的0.13%,為2.56 hm2;區(qū)內(nèi)三級(jí)土壤占43.86%計(jì)有833.74 hm2,四級(jí)土壤占42.07%計(jì)有799.80 hm2,表明研究區(qū)表層土壤中有機(jī)質(zhì)含量屬于比較缺乏等級(jí)。

2.1.2 土壤中pH值特征

土壤pH值是土壤重要的基本性質(zhì)之一,是土壤形成過(guò)程和熟化培肥過(guò)程的一個(gè)指標(biāo)。土壤的pH值對(duì)土壤養(yǎng)分存在的形態(tài)和有效性,對(duì)土壤的理化性質(zhì)、作物生長(zhǎng)、微生物活動(dòng)等方面都有很大的影響[12]。

由表4及圖2(見(jiàn)下頁(yè))可看出:研究區(qū)水稻土和紫色土中土壤pH值在4.49～8.18之間,平均值分別為6.23和6.15均小于7呈偏酸性;區(qū)內(nèi)中性土壤面積519.84 hm2,占27.35%;酸性土面積1.241×103hm2,占65.33%,總體呈酸性土壤。

2.1.3 土壤中氮素含量特征

由后面表5可以看出,研究區(qū)表層土壤中全氮的含量范圍介于607.76μg/g～3 301μg/g之間,平均值為1 502μg/g。但是,從紫色土來(lái)看,平均值僅為1 319.28μg/g低于全區(qū)平均水平。由圖3(見(jiàn)下頁(yè))可以看出,全氮含量主要為三級(jí)(一般)和二級(jí)(較豐富),含量值在1 000～1 500定為三級(jí)的占總面積的48.47%,達(dá)921.42 hm2;二級(jí)含量值在1 500～2 000的占總面積的29.16%,為554.25 hm2。其它一級(jí)(豐富)、四級(jí)(較缺乏)和五級(jí)(缺乏)的分別占總面積的10.86%、11.36%和0.15%多一點(diǎn)。

表4 研究區(qū)土壤pH值特征Tab.4 Featuresof pH in soilof the study area

圖1 表層土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)圖Fig.1 Evaluationm ap of organicm atter in topsoil

圖2 研究區(qū)土壤pH值特征Fig.2 Features value of pH in soilof the study area

圖3 研究區(qū)表層土壤全氮以及水解性氮分級(jí)評(píng)價(jià)Fig.3 Evaluation on totalnitrogen contentgrading hyd ro lyzab le nitrogen contentgrading in topsoilof the study area content in soilof the study area

由表5還可以看出,表層土壤中水解性氮的含量范圍在50.17μg/g～234.67μg/g,平均值為109.40μg/g;從研究區(qū)不同土壤類型來(lái)看,紫色土中水解性氮略低于水稻土中水解性氮,根據(jù)圖3,全區(qū)土壤中水解性氮含量分級(jí)評(píng)價(jià)顯示,主要為三級(jí)(較豐富)和四級(jí)(一般),面積分別為792.08 hm2和570.54 hm2,分別占全區(qū)總面積的41.67%和30.01%。

2.2 全氮、水解性氮、pH值和有機(jī)質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系分析

2.2.1 紫色土中元素相關(guān)關(guān)系分析

經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性分析,得出全氮和水解性氮與有機(jī)質(zhì)呈比較明顯的正相關(guān);有機(jī)質(zhì)與pH值呈弱正相關(guān),全氮與水解性氮呈顯著正相關(guān);全氮和水解性氮與pH值呈弱正相關(guān),分別如圖4～圖6(見(jiàn)下頁(yè))所示。由此可以推斷研究區(qū)紫色土在pH值一定的前提下,有機(jī)質(zhì)的高低決定了全氮的高低,同時(shí)全氮也影響了水解性氮的高低,它們呈非常顯著的正相關(guān)。

表5 研究區(qū)土壤氮素含量特征Tab.5 Featuresof nitrogen content in soilof the study area

2.2.2 水稻土中元素相關(guān)性分析

經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性分析,得出全氮和水解性氮與有機(jī)質(zhì)呈比較明顯的正相關(guān);pH值與有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮呈負(fù)相關(guān),全氮和水解性氮顯著呈正相關(guān),如下頁(yè)圖7～圖9所示。由此可以推斷在研究區(qū)水稻土中,適當(dāng)降低土壤pH值或者有機(jī)質(zhì)增加,有助于提高土壤中的全氮含量,同時(shí)也可提高水解性氮的含量。但由于pH值過(guò)低會(huì)影響水稻生長(zhǎng),所以盡可能提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量才是解決該地區(qū)水稻土中氮素缺乏的根本方法。

3 結(jié)論與營(yíng)養(yǎng)管理建議

圖4 紫色土中水解性氮和全氮與有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性Fig.4 The correlation among hyd ro lyzab le N,N contentand org content in purp le soil

圖5 紫色土中氮與水解性氮以及pH值和有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性Fig.5 The correlation ofN contentand hyd ro lyzab leN,pH and o rg in purp le soil

圖6 紫色土中全氮和水解性氮與pH值的相關(guān)性Fig.6 The correlation amongN content,hyd ro lyzab leN and pH in purp le soil

圖7 水稻土中水解性氮和全氮與有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性Fig.7 The correlation among hyd ro lyzable N,N contentand org in paddy soil

圖8 水稻土中pH值和有機(jī)質(zhì)以及pH值和全氮的相關(guān)性Fig.8 The correlation among org,N contentand pH in paddy soil

(1)研究區(qū)紫色土中有機(jī)質(zhì)含量平均值為1.95,屬于較缺乏等級(jí);pH值平均為6.23,呈偏酸性,屬于一級(jí)(富集);全氮含量平均值僅為1 319.28μg/g,低于全區(qū)平均水平,屬于一般等級(jí);水解性氮平均值為98.62μg/g,屬于較豐富等級(jí)。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果,在pH值一定的前提下,有機(jī)質(zhì)的高低決定了全氮的高低,同時(shí)全氮也影響了水解性氮的高低,它們呈非常明顯的正相關(guān)。

圖9 水稻土中pH值和水解性氮以及水解性氮和全氮的相關(guān)性Fig.9 The correlation among pH,N content and hydro lyzable N in paddy soil

(2)研究區(qū)水稻土中有機(jī)質(zhì)含量平均為2.52,略高于紫色土,屬于一般等級(jí);pH值平均為6.15,仍屬于偏酸性土壤,屬于一級(jí)(富集);全氮平均含量1 760.93μg/g,屬于較豐富等級(jí);水解性氮平均值為123.26μg/g,屬于豐富等級(jí)。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果,適當(dāng)降低pH值或者增加有機(jī)質(zhì)有助于提高土壤中的全氮含量,同時(shí)可以提高水解性氮的含量。但是由于pH值過(guò)低影響水稻的生長(zhǎng),所以盡可能提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量才是解決該地區(qū)水稻土中氮素缺乏的根本方法。

(3)二種不同的土壤類型普遍存在有機(jī)質(zhì)缺乏問(wèn)題,同時(shí)由于氮是植物生長(zhǎng)必備的大量元素之一,二種土壤全氮含量仍然不足。從營(yíng)養(yǎng)管理的角度,一方面要加強(qiáng)有機(jī)肥的使用,提高土壤中的有益元素含量;另一方面應(yīng)增施氮肥,提高土壤中全氮含量,同時(shí)二者并用之后,氮肥可以提高有機(jī)氮的礦化率,有機(jī)氮可以加強(qiáng)氮肥的生物固定率[6],對(duì)改良土壤、提高氮肥利用率以及提高作物產(chǎn)量都有很好的效果。至于施肥量,可以參考有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[13]。

(4)雖然紫色土和水稻土中都需要補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)和氮肥,但是施肥方式以及施肥時(shí)間選擇有一定差別。紫色土用地類型主要以旱地為主,所以一般補(bǔ)充有機(jī)肥選擇在土地翻種之前,這樣不至于有機(jī)肥外露在空氣中,可以使得肥效增強(qiáng);對(duì)于氮肥,施肥應(yīng)該選擇在陰天無(wú)雨或者下午4點(diǎn)之后,如果能深埋地下、少量多次施肥效果更好。水稻土用地類型以水田為主,可以隨時(shí)補(bǔ)充有機(jī)肥和氮肥,不影響施肥效果。

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1001—1749(2010)06—0655—07

四川省“金土地工程”子項(xiàng)目(J-26)

2010-06-08 改回日期:2010-10-19

崔冬霞(1979-),女,講師,博士,主要從事地球化學(xué)、地理信息系統(tǒng)研究。