隆林縣土壤氮分布特征及其影響因素分析

黃夢(mèng)珂，蔣思楊，蒙春玲，馬水滿

（廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊(duì)，南寧 530031）

土壤氮（N）元素直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，作為陸地氮庫(kù)的重要組成，其遷移轉(zhuǎn)化過程對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、區(qū)域環(huán)境及各種生態(tài)過程都有影響。研究區(qū)位于廣西隆林各族自治縣（簡(jiǎn)稱隆林縣），屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，地處云貴高原邊緣，地勢(shì)總體西低東高，南北高，中間較低，地貌以土山為主，石山、土山相間。區(qū)內(nèi)出露的地層中，三疊系出露的面積最大，分布于大部分區(qū)域，寒武系、泥盆系主要出露于中部和東部，石炭系、二疊系主要出露于北部、中部和東部。區(qū)內(nèi)紅壤分布最廣，黃壤次之，其他土壤類型零星分布。本文從地質(zhì)背景、土壤類型、土地利用類型等方面綜合分析隆林縣土壤氮分布特征及其影響因素，以期為研究區(qū)土壤氮元素的調(diào)控和管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 樣品采集

依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）及《廣西土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)野外工作細(xì)則》的要求，采集表層土壤樣品6 650 件。采樣點(diǎn)主要布設(shè)于耕地（旱地和水田）和園地，林地和其他地類密度較低。采樣深度為0 ～20 cm，從中心點(diǎn)向四周輻射，采集4 ～5 個(gè)采土部位、深度及質(zhì)量基本一致的土壤樣品，充分混合后，用四分法留取約 1.5 kg 的組合樣品。

1.2 樣品分析

樣品分析中，N 采用凱氏定氮法，pH 采用電位法，其間嚴(yán)格按照《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1 ∶250 000）》（DZ/T 0258—2014）、《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）等相關(guān)規(guī)定對(duì)測(cè)定項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，分析質(zhì)量水平達(dá)到或優(yōu)于相關(guān)要求，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

2 結(jié)果與分析

2.1 表層土壤中氮地球化學(xué)特征

研究區(qū)土壤氮元素含量介于575.04～11 384.5 mg/kg，平均含量為2 041.16 mg/kg，差異系數(shù)為0.38，呈較均勻分布，空間變異性極弱，穩(wěn)定性較強(qiáng)。區(qū)內(nèi)土壤背景值為1 917.87 mg/kg，明顯高于全國(guó)耕地土壤全氮平均含量（1 450 mg/kg），富集系數(shù)為1.32（背景值/全國(guó)耕地土壤全氮平均含量），表明區(qū)內(nèi)土壤中氮元素呈富集狀態(tài)。在空間分布上，氮元素含量高值區(qū)、背景區(qū)、低值區(qū)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布。高值區(qū)呈大面積分布，主要集中在新州鎮(zhèn)-隆或鎮(zhèn)一帶及椏杈鎮(zhèn)南部，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)呈較小范圍連片性分布；低值區(qū)主要集中在北部的者保鄉(xiāng)-平班鎮(zhèn)-者浪鄉(xiāng)一帶。

2.2 土壤氮元素含量的影響因素分析

2.2.1 地質(zhì)背景對(duì)氮元素含量的影響

母質(zhì)是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，其化學(xué)組成和性質(zhì)通常會(huì)直接反映在表層土壤中，不同地層的巖石形成時(shí)間不同，相似成土母質(zhì)發(fā)育的土壤也有較大差異。由表1 可知，研究區(qū)大多數(shù)樣品采集于三疊系地層中，次為二疊系；三疊系巖性以砂巖為主，夾泥巖，含少量灰?guī)r；二疊系以灰?guī)r為主，含少量泥巖。不同地質(zhì)背景下，氮元素含量平均值由大到小的排序?yàn)槟嗯柘担臼肯担径B系＞寒武系＞三疊系，其均呈較均勻分布。從區(qū)內(nèi)土壤氮元素含量來看，以碳酸鹽巖為主的泥盆系、石炭系和二疊系明顯高于三疊系及寒武系。

表1 不同地質(zhì)背景的表層土壤氮元素含量

2.2.2 土壤類型對(duì)氮元素含量的影響

研究區(qū)樣品大部分為黃壤和紅壤。由表2 可知，不同類型土壤理化性質(zhì)不同，這對(duì)土壤氮元素含量有明顯影響。土壤氮元素含量平均值由大到小的排序?yàn)槭遥◣r）土＞黃壤＞水稻土＞紅壤，其均高出全國(guó)耕地土壤全氮平均含量，均呈現(xiàn)較均勻分布。水稻土和紅壤中氮元素含量較低，除了土質(zhì)不同造成土壤氮元素積累和淋失的差異，人類活動(dòng)的影響也是水稻土中氮元素淋失的原因。

表2 不同土壤類型的表層土壤氮元素含量

2.2.3 土地利用類型對(duì)氮元素含量的影響

土地利用方式是影響土壤氮元素含量的重要因素，不同土地利用方式下，田間管理、灌溉施肥及耕作方式等存在差異，直接影響氮元素在土壤中的累積、轉(zhuǎn)化和遷移。由表3 可知，研究區(qū)大部分樣品采集于旱地、水田及林地，土壤氮元素含量平均值由大到小的排序?yàn)槠渌玖值兀竞档兀舅铮緢@地，呈較均勻分布。區(qū)內(nèi)水田氮元素含量較低，原因可能是淹水造成土壤氮元素淋失；由于人類活動(dòng)較少，地表枯枝腐葉較多，土壤微生物活動(dòng)強(qiáng)烈，促進(jìn)養(yǎng)分在林地土壤中的積累。

表3 不同土地利用類型的表層土壤氮元素含量

2.2.4 土壤pH 對(duì)氮元素含量的影響

土壤pH 也是影響土壤肥力的重要指標(biāo)。研究區(qū)土壤pH 介于4.04 ～8.30，平均值為5.75，背景值為5.69，跨度較大，差異系數(shù)為0.16，呈均勻分布。區(qū)內(nèi)酸性土壤面積較大，而酸性條件下，土壤氮的礦化作用會(huì)被抑制，使得土壤中的氮元素更多地以有機(jī)態(tài)氮的形態(tài)積累，不易被植物吸收或淋失，與前文所述相符，即區(qū)內(nèi)土壤氮元素含量高于全國(guó)耕地土壤全氮平均含量。區(qū)內(nèi)土壤氮元素含量與pH 成正相關(guān)，pH介于4.04 ～8.30 時(shí)，pH 增高會(huì)促進(jìn)土壤對(duì)NH+的吸附，增加土壤氮元素含量。

3 結(jié)論

研究區(qū)土壤氮元素整體比較豐富，平均含量為 2 041.16 mg/kg，差異系數(shù)為0.38，其呈較均勻分布，富集系數(shù)為1.32，其明顯高于全國(guó)耕地土壤全氮平均含量。區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)背景下，泥盆系、石炭系和二疊系的土壤氮元素含量較高，三疊系、寒武系偏低；不同土壤類型中，石灰（巖）土的氮元素含量最高，黃壤次之，紅壤、水稻土較低；不同土地利用方式下，其他地類、林地和旱地的土壤氮元素含量高于水田和園地。此外，一定范圍內(nèi)，土壤堿性越強(qiáng)，土壤氮元素含量越高。