江油市大康镇土壤氮含量特征与土壤营养管理

崔冬霞,黄 蕾,孙 劲,彭培好

(1.成都理工大学,四川成都 610059;2.川西北地质队,四川绵阳 621000)

江油市大康镇土壤氮含量特征与土壤营养管理

崔冬霞1,黄 蕾1,孙 劲2,彭培好1

(1.成都理工大学,四川成都 610059;2.川西北地质队,四川绵阳 621000)

以江油市大康镇红光村、因明村、星火村为研究区域,对该区域296个典型表层土壤样本进行土壤有机质、pH值、全氮以及水解性氮进行测试分析,并对二种不同土壤类型的四个指标进行相关性分析,得出结论:在pH值一定的前提下,紫色土有机质的高低决定了全氮含量的高低,同时全氮含量也影响了水解性氮的高低,二者呈非常显著的正相关。对于水稻土,土壤pH值降低或者有机质增加有助于提高土壤中的氮含量。根据研究结果,提出营养管理的施肥建议。

氮含量;营养管理;有机质;江油市

0 前言

氮是构成作物生长最基本的化学元素之一,在碳、氢、氧之后位列第四,一般农业土壤表层含氮量0.05%～0.3%[1]。我国大部分区域的土壤缺氮,提高氮素的可利用性,至少可以在短期之内能够提高生态系统生物产量[2～5]。合理施用氮肥的前提是了解土壤的氮素营养状况[6～9]。作者在本文以江油市大康镇为研究区域,通过对该区域土壤氮素的现状及其与土壤有机质、土壤pH值等相关关系分析,揭示土壤氮元素分布的科学规律,为该地区土壤科学施肥,提高土地生产力提供科学依据。

1 材料与分析

1.1 研究区概况

研究区位于四川省江油市大康镇红光村、因明村、星火村,地理位置在N 31°48′48″～31°52′35″之间,E 104°39′51″～104°44′26″;属亚热带湿润季风气候,年均降水量1 139mm,年均气温为16.4℃,≥0℃的年均积温为5 844.6℃,≥10℃的年均积温为5 021.4℃;土壤类型以紫色土和水稻土为主;植被类型以亚热带常绿针叶林为主;农业植被以水稻、小麦、油菜、玉米、红苕、蔬菜为主。

1.2 样品采集

对该区域进行野外地球化学基础调查,共采集表层土壤样品296件。其中,采样的密度大约为16件样/km2,采样介质为地表0 cm～20 cm土柱,在相同的土壤类型以及用地类型前提下,从采样点周围约30m半径范围内采集五个点的土柱组合为一件样品,样品经60目过筛,装入纸袋供测试分析。

1.3 测试方法与评价标准

测试指标为有机质、pH值、全氮以及水解性氮。其中,土壤有机质采用容量法;全氮采用蒸馏法;pH值采用离子计法;水解性氮采用碱解扩散法[3]。分析测试由国土资源部成都矿产资源监督检测中心完成。

其分级评价如下页表1、表2所示[11]。

1.4 数据处理与制图

(1)数据处理。采用Excel2007以及SPSS13.0对数据进行分析处理。

表1 有机质、全氮含量分级标准Tab.1 The grading standardsof o rganicm atter and total nitrogen

表2 pH值、水解性氮分级标准Tab.2 The grad ing standardsof pH and hydrolyzable nitrogen

(2)制图。采用原始校验后的分析数据,利用M apgis6.7对不同标准进行分级勾绘成图,然后进行各级含量参数的面积统计。

2 研究区土壤氮含量特征

2.1 全氮、水解性氮及其相关指标分布特征

2.1.1 有机质

由表3可以看出,研究区的土壤有机质含量介于0.48%～4.63%之间,平均值为2.16%,按标准评价属于较缺乏到一般级别;按不同土壤类型分为紫色土和水稻土,则紫色土中有机质含量在0.48%～4.63%之间变化,平均值为1.95,而水稻土内的有机质在1.10～4.57范围内,平均值为2.52,即水稻土中的有机质明显的高于紫色土。

表3 研究区土壤有机质含量特征(%)Tab.3 The features of organic m atter content in soil of the study area

表层土壤有机质评价见下页图1。可以看出:全区土壤有机质比较缺乏,含量值在≥4定为一级的仅占总面积的0.13%,为2.56 hm2;区内三级土壤占43.86%计有833.74 hm2,四级土壤占42.07%计有799.80 hm2,表明研究区表层土壤中有机质含量属于比较缺乏等级。

2.1.2 土壤中pH值特征

土壤pH值是土壤重要的基本性质之一,是土壤形成过程和熟化培肥过程的一个指标。土壤的pH值对土壤养分存在的形态和有效性,对土壤的理化性质、作物生长、微生物活动等方面都有很大的影响[12]。

由表4及图2(见下页)可看出:研究区水稻土和紫色土中土壤pH值在4.49～8.18之间,平均值分别为6.23和6.15均小于7呈偏酸性;区内中性土壤面积519.84 hm2,占27.35%;酸性土面积1.241×103hm2,占65.33%,总体呈酸性土壤。

2.1.3 土壤中氮素含量特征

由后面表5可以看出,研究区表层土壤中全氮的含量范围介于607.76μg/g～3 301μg/g之间,平均值为1 502μg/g。但是,从紫色土来看,平均值仅为1 319.28μg/g低于全区平均水平。由图3(见下页)可以看出,全氮含量主要为三级(一般)和二级(较丰富),含量值在1 000～1 500定为三级的占总面积的48.47%,达921.42 hm2;二级含量值在1 500～2 000的占总面积的29.16%,为554.25 hm2。其它一级(丰富)、四级(较缺乏)和五级(缺乏)的分别占总面积的10.86%、11.36%和0.15%多一点。

表4 研究区土壤pH值特征Tab.4 Featuresof pH in soilof the study area

图1 表层土壤有机质评价图Fig.1 Evaluationm ap of organicm atter in topsoil

图2 研究区土壤pH值特征Fig.2 Features value of pH in soilof the study area

图3 研究区表层土壤全氮以及水解性氮分级评价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还可以看出,表层土壤中水解性氮的含量范围在50.17μg/g～234.67μg/g,平均值为109.40μg/g;从研究区不同土壤类型来看,紫色土中水解性氮略低于水稻土中水解性氮,根据图3,全区土壤中水解性氮含量分级评价显示,主要为三级(较丰富)和四级(一般),面积分别为792.08 hm2和570.54 hm2,分别占全区总面积的41.67%和30.01%。

2.2 全氮、水解性氮、pH值和有机质之间的相关关系分析

2.2.1 紫色土中元素相关关系分析

经过对各个指标的相关性分析,得出全氮和水解性氮与有机质呈比较明显的正相关;有机质与pH值呈弱正相关,全氮与水解性氮呈显著正相关;全氮和水解性氮与pH值呈弱正相关,分别如图4～图6(见下页)所示。由此可以推断研究区紫色土在pH值一定的前提下,有机质的高低决定了全氮的高低,同时全氮也影响了水解性氮的高低,它们呈非常显著的正相关。

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

2.2.2 水稻土中元素相关性分析

经过对各个指标的相关性分析,得出全氮和水解性氮与有机质呈比较明显的正相关;pH值与有机质、全氮、水解性氮呈负相关,全氮和水解性氮显著呈正相关,如下页图7～图9所示。由此可以推断在研究区水稻土中,适当降低土壤pH值或者有机质增加,有助于提高土壤中的全氮含量,同时也可提高水解性氮的含量。但由于pH值过低会影响水稻生长,所以尽可能提高土壤的有机质含量才是解决该地区水稻土中氮素缺乏的根本方法。

3 结论与营养管理建议

图4 紫色土中水解性氮和全氮与有机质的相关性Fig.4 The correlation among hyd ro lyzab le N,N contentand org content in purp le soil

图5 紫色土中氮与水解性氮以及pH值和有机质含量的相关性Fig.5 The correlation ofN contentand hyd ro lyzab leN,pH and o rg in purp le soil

图6 紫色土中全氮和水解性氮与pH值的相关性Fig.6 The correlation amongN content,hyd ro lyzab leN and pH in purp le soil

图7 水稻土中水解性氮和全氮与有机质含量的相关性Fig.7 The correlation among hyd ro lyzable N,N contentand org in paddy soil

图8 水稻土中pH值和有机质以及pH值和全氮的相关性Fig.8 The correlation among org,N contentand pH in paddy soil

(1)研究区紫色土中有机质含量平均值为1.95,属于较缺乏等级;pH值平均为6.23,呈偏酸性,属于一级(富集);全氮含量平均值仅为1 319.28μg/g,低于全区平均水平,属于一般等级;水解性氮平均值为98.62μg/g,属于较丰富等级。根据相关性分析结果,在pH值一定的前提下,有机质的高低决定了全氮的高低,同时全氮也影响了水解性氮的高低,它们呈非常明显的正相关。

图9 水稻土中pH值和水解性氮以及水解性氮和全氮的相关性Fig.9 The correlation among pH,N content and hydro lyzable N in paddy soil

(2)研究区水稻土中有机质含量平均为2.52,略高于紫色土,属于一般等级;pH值平均为6.15,仍属于偏酸性土壤,属于一级(富集);全氮平均含量1 760.93μg/g,属于较丰富等级;水解性氮平均值为123.26μg/g,属于丰富等级。根据相关性分析结果,适当降低pH值或者增加有机质有助于提高土壤中的全氮含量,同时可以提高水解性氮的含量。但是由于pH值过低影响水稻的生长,所以尽可能提高土壤的有机质含量才是解决该地区水稻土中氮素缺乏的根本方法。

(3)二种不同的土壤类型普遍存在有机质缺乏问题,同时由于氮是植物生长必备的大量元素之一,二种土壤全氮含量仍然不足。从营养管理的角度,一方面要加强有机肥的使用,提高土壤中的有益元素含量;另一方面应增施氮肥,提高土壤中全氮含量,同时二者并用之后,氮肥可以提高有机氮的矿化率,有机氮可以加强氮肥的生物固定率[6],对改良土壤、提高氮肥利用率以及提高作物产量都有很好的效果。至于施肥量,可以参考有关统计数据[13]。

(4)虽然紫色土和水稻土中都需要补充有机质和氮肥,但是施肥方式以及施肥时间选择有一定差别。紫色土用地类型主要以旱地为主,所以一般补充有机肥选择在土地翻种之前,这样不至于有机肥外露在空气中,可以使得肥效增强;对于氮肥,施肥应该选择在阴天无雨或者下午4点之后,如果能深埋地下、少量多次施肥效果更好。水稻土用地类型以水田为主,可以随时补充有机肥和氮肥,不影响施肥效果。

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P 632+.1

A

1001—1749(2010)06—0655—07

四川省“金土地工程”子项目(J-26)

2010-06-08 改回日期:2010-10-19

崔冬霞(1979-),女,讲师,博士,主要从事地球化学、地理信息系统研究。