土地利用方式對土壤基本性質及肥力的影響

石利軍 王小云 胡振華

摘要 [目的]研究不同土地利用方式下土壤基本性質及肥力的差異。[方法]以山西省呂梁市離石區王家溝為試驗基地，研究側柏和堿草混交、歐李、檸條、苜蓿、油松5種土地利用類型對土壤基本性質、有機質含量、有效磷含量及堿解氮含量的影響。[結果]不同土地利用方式土壤基本性質不同；有機質含量由高到低依次為側柏和堿草混交、檸條、歐李、油松、苜蓿用地；有效磷含量由高到低依次為側柏和堿草混交、油松、檸條、歐李、苜蓿用地；堿解氮含量由高到低依次為側柏和堿草混交、苜蓿、歐李、檸條、油松用地。[結論]側柏和堿草混交最有利于改良土壤、保土保肥。

關鍵詞 土地利用方式； 有機質；有效磷； 堿解氮

中圖分類號 S151.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0106-03

Effects of Different Land Use Ways on Soil Basic Properties and Fertility

SHI Li-jun1，WANG Xiao-yun1，2*，HU Zhen-hua1 （1.Shanxi Agricultural University，Taigu， Shanxi 030801；2.Shanxi Institute of Soil and Water Conservation，Taiyuan， Shanxi 030045）

Abstract [Objective] To study the difference of soil basic properties and fertility under different land use ways.[Method]Taking Wangjiagou in the Lishi District， Luliang City， Shanxi Province for experimental base，effects of five types of land use（Chinese arborvitae and nutans ，caragana，Chinese dwarf cherry，Chinese pine， alfalfa ）on soil basic properties，organic matter content， effective phosphorus content and alkaline hydrolysis nitrogen content were studied.[Result] The soil basic properties were different under different land use ways.Order of organic matter content was Chinese arborvitae and nutans，caragana，Chinese dwarf cherry，Chinese pine， alfalfa；Order of effective phosphorus content was Chinese arborvitae and nutans，alfalfa，Chinese dwarf cherry，caragana，Chinese pine；Order of alkaline hydrolysis nitrogen content was Chinese arborvitae and nutans，alfalfa，Chinese dwarf cherry，caragana，Chinese pine.[Conclusion]Chinese arborvitae and nutans was beneficial for soil improvement and filteration of water quality.

Key words Land use ways；Organic matter；Effective phosphorus；Alkaline hydrolysis nitrogen

土地是人類賴以生存的基本條件，土地利用方式是人與自然不斷相互作用的綜合過程，不同土地利用方式對土壤基本性質有不同程度的影響，進而影響其他理化性質[1]。國內外學者對不同土地利用方式與土壤性質進行了大量研究，結果表明，土地利用方式與土壤理化性質密切相關[2-3]。筆者通過比較側柏和堿草混交、歐李、檸條、苜蓿、油松5種不同土地利用方式下土壤性質及肥力情況，分析不同土地利用方式下土壤的差異性，有利于今后更好地改良土壤、保土保肥。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于呂梁市離石區，呂梁市離石區地處山西省西部，呂梁山脈中段西側，110°55′～111°35′ E，37°21′～37°42′ N，屬溫帶大陸性氣候，冬寒夏暑，四季分明。該地區年平均氣溫在8.9 ℃左右，局部最高氣溫可達38.9 ℃，個別地區最低氣溫在-25.5 ℃左右。年降雨量460.4 mm，無霜期共170 d。試驗地點王家溝在離石市區的東北部，處于111°11′23″ E ，37°32′06″ N，平均溫度8.9 ℃，年均降水量461.2 mm，無霜期164 d，年極端最高溫度34.4 ℃，年極端最低溫度-16.2 ℃。

1.2 試驗材料 供試土壤為王家溝試驗區的側柏和堿草混交、歐李（灌木）、檸條（灌木）、苜蓿（多年生開花植物）、油松（松科針葉常綠喬木）5種土地利用類型的土壤。植物生長在2 m×5 m、坡度5°的試驗田內，受光均勻，光照充足。

1.3 試驗方法

土壤樣品（測定肥力指標）：取自呂梁市離石區王家溝試驗基地，按照土地利用方式的不同分為側柏和堿草混交、歐李、檸條、苜蓿、油松5種土地利用類型。取樣時每種土地利用方式在試驗田（2 m×5 m）從不同位置布設3個樣點，共15個樣品。取土時去掉表層雜質，然后取0～20 cm土樣，放入塑料袋中編號，帶回實驗室后取出樣品自然風干。

土壤樣品（測定容重及吸濕系數）：在每種土地利用方式中（取土深度0～20 cm）各選取3個代表性的土樣，拿環刀取樣，然后放入鋁盒，避免破壞土壤結構。

將放在鋁盒的土壤剔除雜草等其他雜質，然后通過2 mm的圓孔篩篩選，篩選出來的土壤作為試驗土壤，用于分析不同土地利用方式下土壤基本性質及肥力指標。

1.4 測定項目與方法 土壤剪切力采用14.10 Pocket Vane Tester型三頭抗剪儀測定；土壤吸濕系數采用烘干法測定；土壤容重通過測定一定容積下自然土樣的重量獲得，土壤比重通過測定土壤固相物質的重量與同體積水的重量的比值而獲得，土壤pH由pH計測得；土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；有效磷采用鉬銻抗比色法測定；堿解氮采用堿解擴散法測定。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel軟件進行圖表及數據的處理，采用IBM SPSS Statistics 21軟件分析不同土地利用方式下土壤有機質及養分含量的差異。

2 結果與分析

2.1 不同土地利用方式對土壤基本性質的影響 土壤容重反映土壤的松緊程度，容重小，表明土壤疏松多孔，結構性良好；容重大，則表明土壤緊實板硬，缺乏團粒結構，對于作物而言，土壤過緊，不利于作物生長[4-5]。由表1可知，5種土地利用方式（側柏和堿草混交、歐李、檸條、苜蓿、油松）下土壤均呈弱堿性。從土壤水分含量看，不同土地利用方式土壤水分含量不同，含水量由高到低依次為苜蓿、側柏和堿草混交、歐李、檸條、油松，由此可知，苜蓿作用下的土壤水分含量最高，對土壤保水有更好的作用。土壤剪切力表示土壤橫斷面被切斷時對應應力的大小，不同土地利用方式對土壤剪切力有不同的影響，土壤剪切力由大到小依次為歐李、油松、檸條、側柏和堿草混交、苜蓿，由此可知，歐李作用下的土壤剪切力最大。土壤容重由大到小依次為油松、歐李、檸條、苜蓿、側柏和堿草混交；土壤比重由大到小依次為側柏和堿草混交、歐李、苜蓿、油松、檸條；孔隙度由大到小依次為側柏和堿草混交、苜蓿、歐李、油松、檸條；土壤容重與孔隙度和比重基本成反比。容重較小的孔隙度較大，孔隙度越大越有利于土壤所需空氣間的吸收和排放，越有利于作物生長。

2.2 不同土地利用方式對土壤有機質含量的影響

由圖1可知，不同土地利用方式對土壤有機質含量有明顯影響，側柏和堿草混交地有機質含量相對較高，能更好地保持土壤中的有機質，其次為屬于灌木的檸條和歐李，然后是喬木油松，最后是多年生開花植物苜蓿。苜蓿作用方式下的有機質含量為側柏、堿草混交地的89.18%，差異極顯著，說明混交地對有機質含量有更好的固結作用，檸條、歐李、油松作用方式下的土壤有機質含量均高于苜蓿作用下的土壤有機質含量，喬灌木根系較為發達，對土壤固結有機質有更好的作用。方差分析結果表明，不同土地利用方式下土壤組間差異顯著，而組內差異不顯著。

2.3 不同土地利用方式對土壤有效磷含量的影響

由圖2可知，不同土地利用方式下土壤有效磷含量不同，有效磷含量由高到低依次為側柏和堿草混交、油松、檸條、歐李、苜蓿。側柏、油松屬于喬木，檸條、歐李屬于灌木，苜蓿屬于草本植物，在5種不同土地利用方式下，屬于喬木的側柏及油松土壤有效磷含量較高，屬于灌木的檸條和歐李次之，屬于草本植物的苜蓿含量相對較低。由此可知，不同種類的樹木根系生長情況不同，其冠幅與郁閉度也不同，從而導致土壤中有效磷含量的差異。方差分析結果表明，不同土地利用方式下土壤組間和組內差異均不顯著。

2.4 不同土地利用方式對土壤堿解氮含量的影響

由圖3可知，不同土地利用方式下的土壤堿解氮含量不同，由高到低依次為側柏和堿草混交、苜蓿、歐李、檸條、油松，側柏和堿草混交作用下堿解氮含量為203.12 g/kg，油松作用下的堿解氮含量為187.82 g/kg，油松作用下土壤堿解氮含量為側柏和堿草混交作用下堿解氮含量的92.47%。歐李、檸條作用下的土壤堿解氮含量基本相同，差異較小。方差分析表明，5種土地利用方式土壤組間差異顯著，組內差異不顯著。

3 結論與討論

該研究對王家溝試驗基地5種不同土地利用方式（側柏和堿草混交、檸條、歐李、苜蓿、油松）下土壤基本性質、有機質含量、有效磷含量、堿解氮含量進行比較，結果發現，苜蓿作用下的土壤含水量最高，歐李作用下土壤剪切力最大，土壤容重與孔隙度和比重基本成反比，側柏和堿草混交地容重最小，孔隙度大，有利于作物所需空氣及營養物質的輸送。

有機質是土壤必不可少的養分，有機質含有作物和微生物所需的各種營養元素，可以通過與養分元素的作用而提高其有效性。有機質在土壤中分解產生大量的二氧化碳，有利于作物的光合作用，同樣可以改變砂土的分散無結構狀態，又能改變黏土的堅韌大塊結構，使土壤的透水性、蓄水性和通氣性均有所改變[6-7]。該研究土壤有機質含量由高到低依次為側柏和堿草混交、檸條、歐李、油松、苜蓿用地，混交地有機質含量最高，說明側柏和堿草混交有利于涵養有機質，其次為檸條、歐李及油松用地，含量最低的是多年生開花植物苜蓿用地。

磷是植物生長的必需元素之一，磷在許多植物功能方面起重要作用，包括光合作用、淀粉的分解及植物體內養分的運輸。植物體內缺少磷時，會表現為葉黃、生長緩慢等。磷元素在土壤中轉換是一個復雜的過程，影響磷素化學過程的因素都會影響有機磷的含量[8]。

該研究土壤有效磷含量由高到低依次為側柏和堿草混交、油松、檸條、歐李、苜蓿用地，側柏和堿草混交作用下的土壤有效磷含量最高，苜蓿作用下的土壤有效磷含量最低。

氮元素是植物生長所需要的大量元素之一，也是生長過程中的重要元素。氮元素不僅參與形成蛋白質，還能促進葉綠素的形成，增強植物的光合作用，促進作物生長。如果體內缺乏氮元素，會導致葉綠素含量降低，葉片呈黃綠色，因此，氮元素是作物生命活動的基礎[9-10]。該研究側柏和堿草混交作用下土壤堿解氮含量最高，其次為草本植物苜蓿用地，然后為喬灌木歐李、檸條和油松用地。不同土地利用方式下有機質、有效磷及堿解氮含量3種養分組內差異均不顯著，有效磷含量組間差異不顯著，有機質、堿解氮含量組間差異顯著。

參考文獻

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