不同土地利用类型对土壤氮素的影响

张泽彦 魏红义 马建文 商华业 闫扬帆 李凯

摘要：  选取林地、园地和耕地3种土地利用类型，分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明：0～15 cm土层中，矿化氮含量为：林地>园地>耕地;土壤表层（0～5 cm）硝态氮含量林地最高，显著高于园地和耕地，而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的，林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著（P<0.05）。在林地和园地0～5 cm土层中，硝态氮含量显著高于10～15 cm土层，而耕地中硝态氮含量无显著差异，其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。3种土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0～10 cm土层中。

关键词：  土地利用类型;  硝态氮;  铵态氮;  不同土层

中图分类号：   S 714.8                  文献标识码：   A                  文章编号：1001 - 9499（2019）02 - 0028 - 03

氮素是农作物必需的营养素之一，土壤的供氮能力在一定程度上决定了农作物的长势。土壤中有机氮含量大约占全氮的95%，但需转化为无机氮才能被植物吸收利用，其中无机氮主要以硝态氮和铵态氮形式存在于土壤中[ 1 - 4 ]。

河南省禹州市土壤类型为褐土，其不同土地利用类型土壤中的硝态氮、铵态氮含量的变化规律仍不明朗。因此，本文通过研究河南省禹州市典型褐土区的园地、林地和耕地3种土地利用类型土壤中氮素含量（硝态氮和铵态氮），分析不同土地利用类型对土壤硝态氮和铵态氮的影响，从而阐明土壤中硝态氮与铵态氮含量的变化趋势。

1 研究区概况

研究区位于河南省禹州市（34.16°N，113.15°E），海拔116 m，地表形态复杂，主要有山地、丘陵、岗地和平原;年平均气温13.0℃～16.0℃，年平均降水量为650 mm左右，由于受季风气候影响，各季节降水量分布悬殊，60%以上的降雨量集中在7～  9月，存在较严重的季节性干旱，土壤以典型褐土为主，黄土性母质，土层深厚，质地疏松，肥力均匀，以种植小麦、玉米为主，耕作为两熟制。

2 试验方法

2. 1 取样方法

考虑到空间分布均匀性和样点代表性，在园地、耕地和林地3种样地中各选取3个样点，各样点间距离不小于100 m。在每个样点内随机选取5个点取样，分别取深度为0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm 3个土层的土壤，将同一个土层的混合成一个土壤样本，然后用黑色塑料袋密封，带回实验室，土壤样品经过自然风干后，在实验室磨碎过筛待测。

2. 2 硝态氮和铵态氮测定

硝态氮含量的测定 利用硝酸根离子在210 nm处有较强的紫外吸收这一特性，用紫外分光光度法直接测定土壤浸提液中的NO3-含量。

铵态氮含量的测定 首先用1 mol·L-1 KCl液浸提吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+，土壤浸提液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用，生成水溶性染料靛酚蓝，在含氮0.05～0.5 mol·L-1的范围内，吸光度与铵态氮含量成正比，再用靛酚蓝比色法测定。

2. 3 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件作图，利用SPSS软件对不同土地利用类型土壤中的硝态氮、铵态氮含量进行双因素方差分析。

3 结果与分析

3. 1 不同土地利用方式下土壤表层硝态氮和铵态氮分布特征

由不同土地利用类型硝态氮含量（图1）可知：林地中硝态氮含量为18.5 mg/kg，园地中为12.1 mg/kg，耕地中为11.8 mg/kg，其中，林地硝态氮含量分别是园地和耕地的1.52和1.56倍。差异之大是因园地和耕地由于过量硝态氮很难被土壤颗粒吸收，主要是以离子的形式存在，容易随降雨或灌溉用水深入到土壤深处[ 5 - 8 ]，且土壤硝态氮的累积量随灌溉量的增加而降低[ 9 ]。林地表层硝态氮含量显著高于园地和耕地，可能是由于乔木高大、茂密的树冠和深厚枯枝落叶层对雨水的有效拦截，使硝态氮富集在表层[ 10 ]。

由不同土地利用類型铵态氮含量（图2）可知：林地中铵态氮含量为8.77 mg/kg，园地中铵态氮含量为9.65 mg/kg，耕地中含量为3.31 mg/kg。林地和园地铵态氮含量显著高于耕地，这是由于耕地农作物大量种植，采用机械耕作较多，土壤质地疏松，透气性良好，导致铵态氮含量较低;而林地是粗放式管理，除了植物残骸，根系的腐败外，外来肥的添加很少，土壤微生物数量减少，且根系锁水力强，导致铵态氮富集在土壤表层。

3. 2 不同土地利用类型中硝态氮、铵态氮垂直分布特征

由不同土地利用类型中不同深度硝态氮和铵态氮含量（表1）可知：3种土地利用方式中，在0～  15 cm土层中，平均硝态氮含量均高于铵态氮含量。林地和园地土壤硝态氮含量在0～5 cm土层中含量最高，且与5～10 cm和10～15 cm土层中含量有显著差异。在耕地土壤中，硝态氮含量在5～10 cm土层中最高，但与0～5 cm和10～15 cm土层中未有显著差异，这可能是由于耕地常年实施旋耕，其耕作深度一般为15 cm，故致使硝态氮含量无显著差异。在园地和林地中，硝态氮、铵态氮含量主要集中在0～10 cm土层，10～15 cm土层含量较少，其中林地0～5 cm土层中，铵态氮含量（5.10 mg/kg）是5～10 cm（2.10 mg/kg）的2.42倍，是10～15 cm（1.20 mg/kg）的4.25倍，这可能是因为土壤有机质含量随土层深度的增加而减少，有机质有保持和供应铵态氮和硝态氮的作用，随土层深度的增加，微生物数量下降、土壤透气性降低，导致可转化为无机氮的氮源减少。另外，随土层深度的增加，土壤颗粒粒径加粗，无机氮含量和分布均随土壤颗粒的加粗而逐渐减少[ 1 ]。

4 结 论

4. 1 在0～15 cm土层中，硝态氮在林地中含量最高（18.5 mg/kg），其次是园地，耕地中硝态氮含量最低，且林地和耕地中硝态氮含量呈显著性差异（P<0.05），而林地与园地土壤含量无显著性差异;在0～5 cm土层中，林地中硝態氮含量与园地和耕地中含量差异性显著。

4. 2 在0～5 cm土层中，硝态氮在杯地中含量，与园地和耕地中含量呈显著性差异（P<0.05）;铵态氮在园地中含量最高，与耕地无显著性差异。

4. 3 3种土地利用类型下不同土层硝态氮和铵态氮差异显著。林地和园地硝态氮含量主要集中分布于0～10 cm土层中，其中林地表现出随土壤深度的增加而减少的趋势，而耕地中硝态氮的含量在各土层中并无显著差异。

参考文献

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第1作者简介：  张泽彦（1996-），  男，  本科在读，  地理科学专业。

收稿日期： 2018 - 11 - 22

（责任编辑：   李 丹）