東蘭縣林地土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重的相關(guān)性分析

馬麟英+梁月蘭+韋國鈞+梁運(yùn)

摘要：以廣西東蘭縣退耕還林地和荒山林地的7種立地類型土壤剖面的A、B層為研究對象，采用環(huán)刀法測定土壤容重，用重鉻酸鉀法-外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)的含量，采用單因素方差分析方法分析A層和B層土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤容重的差異性，結(jié)果表明，A層土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重之間的關(guān)聯(lián)緊密程度比B層的大，荒山林地的A層、B層分別比退耕林地的相應(yīng)A層、B層的大。

關(guān)鍵詞：土壤；有機(jī)質(zhì)；土壤容重

中圖分類號：S158 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）01-0059-04

Studies of Relations between Soil Organic Matter Content and Soil Bulk Density in Different Soil Level in Donglan County

MA Lin-ying1，LIANG Yue-lan1，WEI Guo-jun2，LIANG Yun2

（1.Guangxi Ecological Engineering Vocational and Technical College，Liuzhou 545004，Guangxi，China；

2.Donglan Returning Farmland to Forest Office，Donglan 547400，Guangxi，China）

Abstract： Using chestnuts in A and B level of the soil profiles in 7 kind of site types of the forest land returned from the cultivated land and wasteland woodland in Donglan County as studying objects， the blade ring method was used to survey soil bulk density， the potassium dichromate-outside the heating method was used to survey soil organic matter content， the analysis of variance with single factor was used to analyze the differences of A and B level of soil organic matter content and soil bulk density， the analysis of Least-squares was used to estimate the regression equation of soil organic matter content and soil bulk density. The relations of regression equation of quadratic parabola was obtained in A level between soil organic matter content and soil bulk density. The relations of regression equation of three parabolic was obtained in B level between soil organic matter content and soil bulk density. The extent of A level between soil organic matter content and soil bulk density was deeper than that of the B level. The extent of A level and B level between soil organic matter content and soil bulk density in the wasteland woodland was deeper than that of A and B level of the forest land returned from the cultivated land.

Key words： soil； organic matter；soil bulk density

收稿日期：2013-01-21

基金項(xiàng)目：廣西區(qū)林業(yè)廳資助“廣西退耕還林工程建設(shè)效益監(jiān)測”項(xiàng)目（AB180102）

作者簡介：馬麟英（1968-），女，廣西南寧人，副教授，碩士，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)，（電話）13978052057（電子信箱）mly-196827@163.com。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固體物質(zhì)的一個重要組成部分，其組成元素是C、H、O、N，土壤有機(jī)質(zhì)的來源主要是生長在土壤上的植物和居住在土壤中的動物、微生物，在其全部或部分死亡后，它們的殘體就變成有機(jī)質(zhì)，加入到土壤的上部或內(nèi)部[1]。有機(jī)質(zhì)對土壤的水、肥、氣、熱等各種肥力因素起著主要的調(diào)節(jié)作用，對土壤耕性結(jié)構(gòu)也有重要影響，可以促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善物理性質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量多的土壤，土壤團(tuán)聚體多，穩(wěn)定性好，其在土壤中主要以膠膜形式包被在礦質(zhì)土粒的外表，由于它是一種膠體，黏結(jié)力比砂粒強(qiáng)，所以施用于砂土后增加了砂土的黏性，可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成[2-6]。另一方面，由于它松軟、絮性、多孔，而黏結(jié)力又不像黏粒那樣強(qiáng)，所以黏粒被包被后易形成散碎的團(tuán)粒，使土壤變得比較松軟而不再結(jié)成硬塊，這說明土壤有機(jī)質(zhì)既可改變砂土的分散無結(jié)構(gòu)狀，又能改變黏土堅韌大塊結(jié)構(gòu)，從而使土壤的透水性、蓄水性以及通氣性都有所改善。

土壤容重是指在自然狀態(tài)下單位容積土體（包括土粒和孔隙）的質(zhì)量或重量。土壤容重是重要的土壤物理性狀，是衡量土壤好壞的重要指標(biāo)之一，它直接影響著土壤水肥供應(yīng)、通氣狀況及作物根系穿透阻力等因素。一般情況下，土壤容重小說明土壤孔隙數(shù)量多，比較疏松，結(jié)構(gòu)性好，土壤的水分、空氣、熱量狀況良好[7]。而土壤中有機(jī)質(zhì)含量的多少決定著土壤的物理結(jié)構(gòu)性，因此，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重有一定的關(guān)聯(lián)性[8]。目前，有關(guān)土壤有機(jī)質(zhì)與土壤物理性質(zhì)的研究有很多，但專門就土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重之間的關(guān)聯(lián)的研究還比較少。因此，本研究通過對廣西東蘭縣山區(qū)退耕林地及相應(yīng)的荒山林地的7種立地類型A、B層的土壤有機(jī)質(zhì)和土壤容重及其相關(guān)理化性質(zhì)的測定，并通過圖表分析，確定不同土層土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重之間的關(guān)聯(lián)性，為該縣的林地的肥料管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

東蘭縣位于廣西西北部，地處東經(jīng)107°05′07″-107°43′47″，北緯24°13′02″-24°51′01″。屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有夏長冬短，熱量豐富，雨量充沛，水熱同期等特點(diǎn)，全年降雨量1 196.6～1 689.1 mm，冬春季雨量較少，相對濕度79%，屬濕潤氣候。全縣年均氣溫20.2 ℃， 年總積溫6 710～7 747 ℃，年總輻射量429.79 kJ/cm2，年日照總時數(shù)1 526.7 h，屬日照偏少地區(qū)，無霜期351 d；地勢由北向南傾斜，地形復(fù)雜，嶺谷相間，溝壑縱橫，屬紅壤地帶，耕地多分布在半山腰上，土層淺、坡度大，水土流失嚴(yán)重。林業(yè)用地及常年耕地海拔一般在223～1 000 m之間。是典型的喀斯特巖溶地貌。

1.2 調(diào)查方法和測定方法

1.2.1 土壤剖面設(shè)置 采用典型抽樣的方法，每一種立地類型在3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）各設(shè)置一個土壤剖面的位置，選在人為因素影響較少的地方設(shè)置剖面。

1.2.2 野外取樣 對東蘭縣的7種典型退耕林地和荒山林地立地類型地帶進(jìn)行了野外調(diào)查取樣，每一個土壤剖面挖深度約為1 m， 除去土壤表層植物體，分A、B兩層采集記錄，A、B層各取一個50 cm3的環(huán)刀土和各采0.5 kg的土壤樣品，并相應(yīng)進(jìn)行土壤剖面形態(tài)特征的記載。每一種立地類型的退耕林地和荒山林地均在3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）各設(shè)置一個土壤剖面取土樣，則7種土地利用類型共取42個土樣；土壤水分測定：測定42個土樣的土壤鮮重，填寫好標(biāo)簽，分別裝入自封袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室處理。

1.2.3 樣品處理 將用于測定土壤容重與水分的42個土樣置于烘箱中，在110 ℃條件下烘8 h至恒重，測定土樣干重，計算土壤含水量。用于測定土壤有機(jī)質(zhì)含量的土樣則先在室內(nèi)風(fēng)干，將風(fēng)干后的土壤平鋪在木板或硬塑料膠板上，用木棒碾碎，用1 mm孔徑的土壤篩過篩，揀出石塊雜物和石礫，再碾再篩，直至小于1 mm的土粒全部過篩為止。將通過1 mm篩孔的土樣攪勻后鋪成薄層，劃成許多面積相等的小格，用角勺從每小格中取出少許的土樣，在研缽中研磨，使之全部通過0.25 mm的篩孔，裝入有磨口的廣口瓶中，在避光、干燥的室內(nèi)存放，供測定有機(jī)質(zhì)含量用。

1.2.4 測定方法 土壤容重和孔度采用“環(huán)刀法”，土壤含水量的測定采用“烘干法”，土壤質(zhì)地的鑒定采用手感法。用重鉻酸鉀法-外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)的含量。

1.3 數(shù)據(jù)計算及分析方法

1.3.1 土壤的各個指標(biāo)的計算方法

1）土壤比重=2.65 g/cm3。

2）土壤含水量W=■×100%，其中W1是指10 g土壤樣品的濕土重，W2是指10 g土壤樣品的干土重。

3）土壤容重D（g/cm3）=■×（100+W），其中M是指環(huán)刀內(nèi)濕土和環(huán)刀的總重量，M1是指環(huán)刀的重量，V是指環(huán)刀的容積，為50 cm3，W是指土壤含水量。

4）土壤孔隙度=■×100%。

5）土壤有機(jī)質(zhì)=■×100%，式中：V0為空白試驗(yàn)消耗的FeSO4體積數(shù)，單位為mL；V為土樣消耗的FeSO4體積數(shù)，單位為mL；N為硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，單位為mol/L；0.003為1/4碳原子以g/mmol作單位的摩爾質(zhì)量的數(shù)值；1.742為由土壤有機(jī)質(zhì)換算成有機(jī)質(zhì)的換算系數(shù)；1.1為校正系數(shù)；W為風(fēng)干土重量，單位為g。

1.3.2 數(shù)據(jù)顯著差異分析方法 采用單因素方差分析方法，以95﹪的可靠性分別判斷各個立地類型的A層和B層之間、各個立地類型的A層之間、各個立地類型的B層之間有機(jī)質(zhì)含量和土壤容重顯著差異性，計算公式如表1所示。如果只是A層和B層數(shù)值之間的對比，方差分析結(jié)果表明是差異顯著，則可以斷言2層數(shù)值之間呈顯著性差異；如果是7種立地類型之間的A層數(shù)值或B層數(shù)值比較，方差分析結(jié)果表明是差異顯著，并不能就斷言各水平兩兩之間都有差異顯著，則還需要進(jìn)行多重比較分析。多重比較采用q檢驗(yàn)方法進(jìn)行，并設(shè)定危險率兩種，а=0.05和а=0.01，計算公式如下：D=qa（a，f）■。首先從Q表查出q0.05和q0.01的值并計算D0.05和D0.01的值，若兩個水平間的差異大于D0.01的，則說明兩者之間差異非常顯著；若兩個水平間的差異大于D0.05的值，則說明兩者之間差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 退耕林地及其相應(yīng)的荒山林地立地類型

所調(diào)查的東蘭縣退耕還林地及其相應(yīng)的荒山林地有7種立地類型（表2），分別是立地類型5-中山下坡砂頁巖中土層黃壤、立地類型7-低山砂頁巖薄土層紅壤、立地類型8-低山砂頁巖中土層紅壤、立地類型9-低山砂頁巖厚土層紅壤、立地類型10-丘陵砂頁巖薄土層紅壤、立地類型11-丘陵砂頁巖中土層紅壤、類立地類型13-（棕色）石灰?guī)r。

2.2 A、B層土壤有機(jī)質(zhì)含量及土壤容重的測定結(jié)果及分析

各立地類型退耕林地和荒山林地土壤剖面的物理性狀及有機(jī)質(zhì)含量的平均值如表2。由表2可知，7種退耕還林立地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在1.56%～2.96%之間，土壤容重變化范圍在0.92～1.36 g/cm3之間，B層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在0.57%～1.80%之間，土壤容重變化范圍在0.87～1.40 g/cm3之間；七種荒山林地立地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在1.65%～3.06%之間，土壤容重變化范圍在0.90～1.38 g/cm3之間，B層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化范圍在0.56%～1.95%之間，土壤容重變化范圍在0.84～1.37 g/cm3之間；兩種林地類型的各立地類型A層土壤有機(jī)質(zhì)含量均比B層的高，荒山林地立地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量比退耕還林立地類型的A層的高。經(jīng)過方差分析和多重比較，7種退耕還林和荒山林地立地類型的A、B層土壤有機(jī)質(zhì)含量及土壤容重值之間均存在極顯著的差異，兩種林地的各立地類型之間的A層對比及B層對比也存在極顯著的差異，其P<0.01。隨立地類型的土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加，其容重值下降，孔隙度增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重值大致呈負(fù)相關(guān)的趨勢，即有機(jī)質(zhì)含量增加，容重值下降，土壤疏松多孔，但有機(jī)質(zhì)增加的量與容重下降的量不是相對應(yīng)，即不是呈反比例的直線關(guān)系。兩種林地A、B層土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重值之間的關(guān)系如圖1、2、3、4所示。

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，2種林地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤容重之間的關(guān)聯(lián)緊密程度比B層的大。對于大多數(shù)土壤來講，土壤的耕作層土壤容重適宜在1.1～1.3 g/cm3之間，在此范圍內(nèi)有利于植物根系的生長，對于質(zhì)地相同的土壤來講，容重值過小則表明土壤處于疏松狀態(tài)，容重值過大則表明土壤處于緊實(shí)狀態(tài)[9-12]；對于植物生長發(fā)育來說，土壤過松過緊都不適宜，過松則通氣透水性強(qiáng)，過緊則通氣透水性差，妨礙植物根系的延伸[13]。

對于植物的前期生長，則重點(diǎn)考慮A層土壤的容重值，對于植物的中后期生長或深根性的植物則既要考慮A層土壤容重，又要考慮B層土壤容重。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯 張 毅）

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，2種林地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤容重之間的關(guān)聯(lián)緊密程度比B層的大。對于大多數(shù)土壤來講，土壤的耕作層土壤容重適宜在1.1～1.3 g/cm3之間，在此范圍內(nèi)有利于植物根系的生長，對于質(zhì)地相同的土壤來講，容重值過小則表明土壤處于疏松狀態(tài)，容重值過大則表明土壤處于緊實(shí)狀態(tài)[9-12]；對于植物生長發(fā)育來說，土壤過松過緊都不適宜，過松則通氣透水性強(qiáng)，過緊則通氣透水性差，妨礙植物根系的延伸[13]。

對于植物的前期生長，則重點(diǎn)考慮A層土壤的容重值，對于植物的中后期生長或深根性的植物則既要考慮A層土壤容重，又要考慮B層土壤容重。

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（責(zé)任編輯 張 毅）

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，2種林地類型的A層土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤容重之間的關(guān)聯(lián)緊密程度比B層的大。對于大多數(shù)土壤來講，土壤的耕作層土壤容重適宜在1.1～1.3 g/cm3之間，在此范圍內(nèi)有利于植物根系的生長，對于質(zhì)地相同的土壤來講，容重值過小則表明土壤處于疏松狀態(tài)，容重值過大則表明土壤處于緊實(shí)狀態(tài)[9-12]；對于植物生長發(fā)育來說，土壤過松過緊都不適宜，過松則通氣透水性強(qiáng)，過緊則通氣透水性差，妨礙植物根系的延伸[13]。

對于植物的前期生長，則重點(diǎn)考慮A層土壤的容重值，對于植物的中后期生長或深根性的植物則既要考慮A層土壤容重，又要考慮B層土壤容重。

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（責(zé)任編輯 張 毅）