江油市大康鎮土壤氮含量特征與土壤營養管理

崔冬霞,黃 蕾,孫 勁,彭培好

(1.成都理工大學,四川成都 610059;2.川西北地質隊,四川綿陽 621000)

江油市大康鎮土壤氮含量特征與土壤營養管理

崔冬霞1,黃 蕾1,孫 勁2,彭培好1

(1.成都理工大學,四川成都 610059;2.川西北地質隊,四川綿陽 621000)

以江油市大康鎮紅光村、因明村、星火村為研究區域,對該區域296個典型表層土壤樣本進行土壤有機質、pH值、全氮以及水解性氮進行測試分析,并對二種不同土壤類型的四個指標進行相關性分析,得出結論:在pH值一定的前提下,紫色土有機質的高低決定了全氮含量的高低,同時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。對于水稻土,土壤pH值降低或者有機質增加有助于提高土壤中的氮含量。根據研究結果,提出營養管理的施肥建議。

氮含量;營養管理;有機質;江油市

0 前言

氮是構成作物生長最基本的化學元素之一,在碳、氫、氧之后位列第四,一般農業土壤表層含氮量0.05%～0.3%[1]。我國大部分區域的土壤缺氮,提高氮素的可利用性,至少可以在短期之內能夠提高生態系統生物產量[2～5]。合理施用氮肥的前提是了解土壤的氮素營養狀況[6～9]。作者在本文以江油市大康鎮為研究區域,通過對該區域土壤氮素的現狀及其與土壤有機質、土壤pH值等相關關系分析,揭示土壤氮元素分布的科學規律,為該地區土壤科學施肥,提高土地生產力提供科學依據。

1 材料與分析

1.1 研究區概況

研究區位于四川省江油市大康鎮紅光村、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″;屬亞熱帶濕潤季風氣候,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;農業植被以水稻、小麥、油菜、玉米、紅苕、蔬菜為主。

1.2 樣品采集

對該區域進行野外地球化學基礎調查,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,從采樣點周圍約30m半徑范圍內采集五個點的土柱組合為一件樣品,樣品經60目過篩,裝入紙袋供測試分析。

1.3 測試方法與評價標準

測試指標為有機質、pH值、全氮以及水解性氮。其中,土壤有機質采用容量法;全氮采用蒸餾法;pH值采用離子計法;水解性氮采用堿解擴散法[3]。分析測試由國土資源部成都礦產資源監督檢測中心完成。

其分級評價如下頁表1、表2所示[11]。

1.4 數據處理與制圖

(1)數據處理。采用Excel2007以及SPSS13.0對數據進行分析處理。

表1 有機質、全氮含量分級標準Tab.1 The grading standardsof o rganicm atter and total nitrogen

表2 pH值、水解性氮分級標準Tab.2 The grad ing standardsof pH and hydrolyzable nitrogen

(2)制圖。采用原始校驗后的分析數據,利用M apgis6.7對不同標準進行分級勾繪成圖,然后進行各級含量參數的面積統計。

2 研究區土壤氮含量特征

2.1 全氮、水解性氮及其相關指標分布特征

2.1.1 有機質

由表3可以看出,研究區的土壤有機質含量介于0.48%～4.63%之間,平均值為2.16%,按標準評價屬于較缺乏到一般級別;按不同土壤類型分為紫色土和水稻土,則紫色土中有機質含量在0.48%～4.63%之間變化,平均值為1.95,而水稻土內的有機質在1.10～4.57范圍內,平均值為2.52,即水稻土中的有機質明顯的高于紫色土。

表3 研究區土壤有機質含量特征(%)Tab.3 The features of organic m atter content in soil of the study area

表層土壤有機質評價見下頁圖1。可以看出:全區土壤有機質比較缺乏,含量值在≥4定為一級的僅占總面積的0.13%,為2.56 hm2;區內三級土壤占43.86%計有833.74 hm2,四級土壤占42.07%計有799.80 hm2,表明研究區表層土壤中有機質含量屬于比較缺乏等級。

2.1.2 土壤中pH值特征

土壤pH值是土壤重要的基本性質之一,是土壤形成過程和熟化培肥過程的一個指標。土壤的pH值對土壤養分存在的形態和有效性,對土壤的理化性質、作物生長、微生物活動等方面都有很大的影響[12]。

由表4及圖2(見下頁)可看出:研究區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;區內中性土壤面積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,從紫色土來看,平均值僅為1 319.28μg/g低于全區平均水平。由圖3(見下頁)可以看出,全氮含量主要為三級(一般)和二級(較豐富),含量值在1 000～1 500定為三級的占總面積的48.47%,達921.42 hm2;二級含量值在1 500～2 000的占總面積的29.16%,為554.25 hm2。其它一級(豐富)、四級(較缺乏)和五級(缺乏)的分別占總面積的10.86%、11.36%和0.15%多一點。

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

圖1 表層土壤有機質評價圖Fig.1 Evaluationm ap of organicm atter in topsoil

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

圖3 研究區表層土壤全氮以及水解性氮分級評價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;從研究區不同土壤類型來看,紫色土中水解性氮略低于水稻土中水解性氮,根據圖3,全區土壤中水解性氮含量分級評價顯示,主要為三級(較豐富)和四級(一般),面積分別為792.08 hm2和570.54 hm2,分別占全區總面積的41.67%和30.01%。

2.2 全氮、水解性氮、pH值和有機質之間的相關關系分析

2.2.1 紫色土中元素相關關系分析

經過對各個指標的相關性分析,得出全氮和水解性氮與有機質呈比較明顯的正相關;有機質與pH值呈弱正相關,全氮與水解性氮呈顯著正相關;全氮和水解性氮與pH值呈弱正相關,分別如圖4～圖6(見下頁)所示。由此可以推斷研究區紫色土在pH值一定的前提下,有機質的高低決定了全氮的高低,同時全氮也影響了水解性氮的高低,它們呈非常顯著的正相關。

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

2.2.2 水稻土中元素相關性分析

經過對各個指標的相關性分析,得出全氮和水解性氮與有機質呈比較明顯的正相關;pH值與有機質、全氮、水解性氮呈負相關,全氮和水解性氮顯著呈正相關,如下頁圖7～圖9所示。由此可以推斷在研究區水稻土中,適當降低土壤pH值或者有機質增加,有助于提高土壤中的全氮含量,同時也可提高水解性氮的含量。但由于pH值過低會影響水稻生長,所以盡可能提高土壤的有機質含量才是解決該地區水稻土中氮素缺乏的根本方法。

3 結論與營養管理建議

圖4 紫色土中水解性氮和全氮與有機質的相關性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值和有機質含量的相關性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質含量的相關性Fig.7 The correlation among hyd ro lyzable N,N contentand org in paddy soil

圖8 水稻土中pH值和有機質以及pH值和全氮的相關性Fig.8 The correlation among org,N contentand pH in paddy soil

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

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性Fig.9 The correlation among pH,N content and hydro lyzable N in paddy soil

(2)研究區水稻土中有機質含量平均為2.52,略高于紫色土,屬于一般等級;pH值平均為6.15,仍屬于偏酸性土壤,屬于一級(富集);全氮平均含量1 760.93μg/g,屬于較豐富等級;水解性氮平均值為123.26μg/g,屬于豐富等級。根據相關性分析結果,適當降低pH值或者增加有機質有助于提高土壤中的全氮含量,同時可以提高水解性氮的含量。但是由于pH值過低影響水稻的生長,所以盡可能提高土壤的有機質含量才是解決該地區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質缺乏問題,同時由于氮是植物生長必備的大量元素之一,二種土壤全氮含量仍然不足。從營養管理的角度,一方面要加強有機肥的使用,提高土壤中的有益元素含量;另一方面應增施氮肥,提高土壤中全氮含量,同時二者并用之后,氮肥可以提高有機氮的礦化率,有機氮可以加強氮肥的生物固定率[6],對改良土壤、提高氮肥利用率以及提高作物產量都有很好的效果。至于施肥量,可以參考有關統計數據[13]。

(4)雖然紫色土和水稻土中都需要補充有機質和氮肥,但是施肥方式以及施肥時間選擇有一定差別。紫色土用地類型主要以旱地為主,所以一般補充有機肥選擇在土地翻種之前,這樣不至于有機肥外露在空氣中,可以使得肥效增強;對于氮肥,施肥應該選擇在陰天無雨或者下午4點之后,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,可以隨時補充有機肥和氮肥,不影響施肥效果。

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P 632+.1

A

1001—1749(2010)06—0655—07

四川省“金土地工程”子項目(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、地理信息系統研究。