新宾县土壤氮素在林地、草地与耕地分布规律研究

2020-06-17尚丽萍

辽宁林业科技 2020年2期

尚丽萍

(新宾满族自治县三道关林场，辽宁新宾 113200)

氮、磷、钾是农作物的必需元素，其中氮对植物生长发育的影响是十分明显的[1-2]。土壤中富含大量的氮磷钾元素，但可供吸收的无机氮素却是少之又少，且以硝态氮与铵态氮形式存在[3-6]。抚顺市新宾县土壤类型为棕壤，其林地、草地与耕地土壤中的硝态氮、铵态氮含量的变化规律尚不明确。因此，通过研究新宾县不同深度土壤氮素的分布，分析了林地、草地、耕地铵态氮与硝态氮含量的变化情况，从而阐明不同土壤类型下其氮素分配的情况。

1 研究地区自然概况

新宾县东与吉林省通化市、柳河县搭界，南与本溪市、桓仁县为邻，西与抚顺市相连，北与清原县毗壤，地理位置41°14′10″～41°58′50″N，124°15′56″～125°27′46″E。地貌类型属于构造侵蚀的中低山区，以长白山系龙岗山脉为主体，境内峰峦叠嶂，平均海拔492 m。新宾县土地总面积4 427 km2，其中耕地面积2.63万hm2；可开发的小流域有6 036条，总面积23.17万hm2；可开垦的草甸地、山间地和河滩地6 800 hm2。新宾县森林总面积为39.5万hm2，森林覆盖率64%，木材蓄积量达到2 045万m3，为辽东山区最大的“森林宝库”。

2 试验方法

2.1 取样方法

考虑到样点代表性和空间分布均匀性，在草地、耕地和林地3种样地中各选取5个样点，各取样点间的距离大于50 m。在各取样点随机抽选，每次3点，每隔5 cm取3个土层深度的土壤，将同一个土层的混合成一个土壤样本，然后用真空灭菌取样袋存放，带回实验室，土壤样品经过自然风干后，碾碎过80目筛待测。

2.2 铵态氮、硝态氮与全氮的测定

铵态氮：使用纳氏试剂光度法测定[7]。

硝态氮：使用酚二磺酸比色法测定[8]。

全氮：浓H2SO4-H2O2消煮，用FOSS-8400凯氏定氮仪测定氮含量[9]。

2.3 数据处理

数据整理和图表制作采用Microsoft Word 2003，其他部分使用DPS数据处理系统与SPSS 11.0进行处理、计算与做图。

3 结果与分析

3.1 林地、草地与耕地土壤表层铵态氮、硝态氮与全氮的含量

由表1可知，林地中的硝态氮与全氮的含量最高，分别为28.62 mg·kg-1与1.00 g·kg-1，与耕地差异达到显著或极显著水平，但其铵态氮较草地含量略小，差异不显著；而草地的3种氮含量均显著或极显著高于耕地，分别较耕地高54.86%、34.75%与18.29%。造成如此大差异的原因可能是耕地里过量硝态氮难以被土壤颗粒吸收，其容易随灌溉用水或者雨水进入到土壤的更深层次，其土壤中的硝态氮积累与灌溉指数呈负相关[10]。林地的硝态氮含量较高，其原因可能是由于植被覆盖的不同且小气候有一定差异，使得土壤中水分情况出现明显的差异，进而使硝态氮富集在表层。耕地铵态氮含量较低是因为农作物大量种植，农作物生长吸收大量铵态氮，成熟之后被收获，秸秆没有还田。耕地使用化肥较多，土壤板结、透气性较差；林地的枯枝落叶层较厚，在微生物的分解下，能够分解产生铵态氮，加之根系锁水能力极强，进而使铵态氮富集在土壤表层[11]。

表1 不同类型土地土壤表层铵态氮、硝态氮与全氮的含量

注：表中不同小写字母表示0.05水平显著；表中不同大写字母表示0.01水平显著。

3.2 林地、草地与耕地中硝态氮、铵态氮空间层次的分布规律

图1 不同土地利用类型下不同深度铵态氮含量

由图1可知，林地0～15 cm土层的铵态氮含量均显著或极显著高于草地与耕地，其中0～5 cm的差值最大，其次为5～10 cm，最少为10～15 cm。由此可见随着土层厚度增加，林地与草地铵态氮含量逐渐减少，差异较耕地达到极显著水平，但耕地则不规律，呈先上升后下降的趋势。其主要原因可能是有机质含量随着土层深度的增加而降低[11]，且目前林地的面积逐年缩减，常规耕地的农药、化肥施用量加大，使得土壤的一些物理、化学性状逐年变差，进而使规律性减少。

由图2可知，林地在0～10 cm土层中硝态氮含量显著或极显著高于草地与耕地，但在10～15 cm土层中，草地的硝态氮含量高于林地与耕地，且其硝态氮含量较耕地差异达到显著水平；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。