庐山不同海拔土壤有机质与全氮含量分析及相关性研究

张慧欣

摘要：为研究不同海拔下土壤中有机质与全氮含量间的关系，本研究选取庐山地区3种土壤进行不同土层的抽样分析。结果表明，土壤中有机质含量与海拔成正相关，随着海拔的升高，有机质含量逐渐增加，有机质含量由小到大分别为山地红壤、山地黄壤、山地棕壤;土壤中全氮含量与有机质含量呈成正相关。深入探究有机质含量与全氮含量之间的关系，有助于掌握庐山土壤的养分状况，为庐山资源的合理开发提供科学依据。

关键词：庐山;土壤有机质;土壤全氮;海拔

Abstract：To determine the relationship between soil organic matter（SOM）and total nitrogen content（TN）in soil at different elevations，this study assessed three types of soil in Lushan Mountain for sampling analysis of different soil layers.The results showed that the content of SOM was positively correlated with the altitude.With the elevation increasing，the content of SOM increased gradually.The SOM content increased in the orde：brown soil > yellow soil > red soil.The TN in soil was positively correlated with the SOM content.Deeply exploring the relationship between SOM content and TN content is helpful to grasp the nutrient status of Lushan soil and provide scientific basis for the rational development of Lushan resources.

Keywords：Lushan mountain;soil organic matter，total nitrogen content;altitude

土壤養分是土壤肥力的核心部分，是土壤综合肥力评价的根本[1]。有机质是土壤的重要组成成分，也是土壤养分的重要指标[2]。土壤肥力的化学测定包括土壤酸碱度、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾等。笔者选取有机质和全氮的相关性对土壤肥力进行研究。土壤有机质的数量和质量变化是土壤肥力及环境质量状况的最重要表征，是制约土壤理化性质，保持土壤较高水平的有机质数量和质量，是土壤可持续利用和作物高产稳产的先决条件。土壤氮素养分的丰缺，直接影响着植物氮素的供应及其生理代谢活动，而土壤氮素营养含量的高低，与土壤有机质及影响土壤有机质的诸多因素有紧密的联系。

笔者以庐山土壤为研究对象，对不同海拔的土壤（山地红壤、山地黄壤和山地棕壤）的不同层次[腐殖质层（A）、淀积层（B）、母质层（C）]进行了养分含量的测定，分析了其有机质、全氮的含量随海拔的变化规律，对庐山土壤进行了综合肥力评价，并且为合理开发利用庐山景区土壤资源和维护庐山自然生态景区提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

庐山位于江西省西北部，地理坐标为115°51′～116°10′E，29°28′～29°45′N。山体走向为北北东，总面积约为30493 hm2，海拔25～1473.8米。庐山有典型的山地气候特征。庐山春迟、夏短、秋早、冬长，年平均气温11.4 ℃;庐山雨量丰沛，全年平均降雨量1917毫米，年平均相对湿度78%，年平均有雨日达168天;庐山云雾较多，全年平均有雾日达192天。

由于独特的形成过程和地理位置，庐山拥有华中山地红壤、山地黄壤和山地棕壤3种土壤类型。庐山发育的土壤从山麓到山顶依次分布：海拔400m以下的红壤和黄壤、400～1000m的山地黄壤、1000～1200m的山地黄棕壤以及1200m以上的山地棕壤[4]。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤样品

供试土壤样品分别采自赛阳镇凤凰村（红壤，海拔100m），仙人洞附近（山地黄壤，海拔980 m），大月山公路旁（山地棕壤，海拔1280 m）。具体情况如表1所示。选择不同类型的土壤剖面，划分层次后自下而上在不同发生层（A，B，C层）中部取土样约1 kg。

1.2.2 样品的制备

样品的风干：自然风干;粉碎与过筛：风干后拣去侵入体与新生体，磨细混匀，磨细样品全部过20目筛，用于有效养分的分析;部分过100 目筛，用于全量养分的测定。保存：将磨好的土样分类放入不同袋中，做好标记，待测定。

1.2.3 测定方法

本研究主要测定土壤有机质和土壤全氮，利用外加热-重铬酸钾容量法测定土壤中有机质含量，利用半微量开氏法测定土壤全氮的含量。

1.2.4 分析方法

采用了R-Studio、Excel 软件对数据进行了相关性分析并作图。（见表1）

2结果与分析

2.1 土壤有机质和全氮含量

3种土壤的各项指标测定结果如表2所示。由表2可知，土壤有机质含量和全氮含量均为山地棕壤>山地黄壤>山地红壤。在相同土壤类型中，随着土层深度的增加，土壤有机质含量和全氮含量不断减少。由于庐山特殊的地理位置和气候条件，从下到上呈现从亚热带—暖温带—温带的垂直变化，决定了该区土壤类型具有明显的垂直地带性特点[5]。海拔400m以下主要为山地红壤，海拔800～1000m主要为山地黄壤，海拔1200m 以上是山地棕壤主要分布所在。

随着海拔的升高，庐山土壤有机质含量表现为山地棕壤>山地黄壤>山地红壤（图1）。土壤中有机质的含量受到温度、水分和植物残体的影响。随着海拔的升高，温度逐渐降低，降雨量逐渐减少，导致森林凋落物增多，微生物生理活性降低，矿化作用减弱，有利于有机质的积累[6]，因而土壤有机质含量升高。

庐山土壤中全氮含量如图2所示。土壤中氮绝大部分以有机结合态氮存在，无机形态的氮一般占全氮的1%-5%[7]，研究表明，土壤全氮含量与有机质有显著的正相关关系，本研究的数据也证实了这一点（图3）。土壤氮的积累消耗程度取决于土壤有机质的积累和分解[8]，有机质含量增加，相应使土壤微生物数量增加，使其生命活动旺盛，增加氮的矿化[9]。因此，土壤有机质随海拔升高而增加必将引起土壤全氮含量的增加。

通过作图及线性关系分析也可看出，土壤全氮的含量与土壤有机质及海拔高度有密切关系（图4-5）。

土壤的水分状况和质地是影响有机质和氮素含量的2个重要因素[10]。水分过多，导致嫌气过程，有机质分解速率降低。质地黏重，不但通气性差，微生物和酶的活动受到抑制，且有机质受到黏粒的保护而可给性降低。

3讨论与结论

研究土壤质量的目的是为了探索土壤质量的演变机理和对动植物健康的影响;确定土壤质量的评价指标并建立评价系统，为保持土壤质量和土壤的定向培育提供理论依据[11]，而通过对不同海拔山地土壤的研究对于庐山的生态保护及开发利用都有很大益处。

通过研究可以看出，庐山土壤存在明显的红壤—黄壤—棕壤地带性分布，土壤的总体养分含量山地棕壤>山地黄壤>山地红壤。庐山3种土壤的有机质与氮素含量呈显著的正相关，即土壤有机质是土壤氮素的主要来源，因此可以通过提高有机质含量提高土壤中的全氮含量，使土壤的开发利用与人类社会的可持续发展相协调。土壤有机质和全氮含量均随海拔升高而增加。除此之外，庐山土壤养分含量总体较高，在同一土壤中，随着土层加深，养分含量表现出下降趋势。

综上所述，庐山整体的垂直性地带分布明显，土壤的有机质含量与土壤全氮含量均与海拔高度关系密切。

参考文献：

[1]骆伯胜，钟继洪，陈俊坚.土壤肥力数值化综合评价研究[J].土壤，2004，36 （1）：104-106，111

[2]何牡丹，李志忠，刘永泉.土壤有机质研究方法进展[J].新疆师范大学学报（自然科学版），2007，26 （3）：249-251.

[3]于法展，张忠启，陈龙乾，沈正平.庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价[J].长江流域资源与环境，2016，25 （07）：1062-1069.

[4]于法展，张忠启，沈正平，尤海梅.庐山不同林分类型土壤活性有机碳及其组分与土壤酶的相关性[J].水土保持研究，2015，22 （06）：78-82.

[5]陈相宇，程凤科，徐长亮，等.庐山土壤速效钾的垂直分布特征研究[J].安徽农学通报，2012，18 （24）：98-101.

[6]关雪晴，吴昊.庐山土壤中微量元素的分布特征及其影响因素[J].现代农业科技，2008 （9）：102-103.

[7]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.14-18

[8]鲁如坤.土壤-植物营养学[M].北京：化学工业出版社，1998：45-67.

[9]徐阳春，沈其荣，雷宝坤，等.水旱轮作下长期免耕和施用有机肥对土壤某些肥力性状的影响[J].应用生态学报，2000，11 （4）：549-552.

[10]陸景陵.植物营养学[M].2版.北京：中国农业大学出版社，2003.

[11]张桃林，潘剑君，赵其国.土壤质量研究进展与方向[J].土壤，1999，31 （1）：1-7.