廬山不同海拔土壤有機(jī)質(zhì)與全氮含量分析及相關(guān)性研究

張慧欣

摘要：為研究不同海拔下土壤中有機(jī)質(zhì)與全氮含量間的關(guān)系，本研究選取廬山地區(qū)3種土壤進(jìn)行不同土層的抽樣分析。結(jié)果表明，土壤中有機(jī)質(zhì)含量與海拔成正相關(guān)，隨著海拔的升高，有機(jī)質(zhì)含量逐漸增加，有機(jī)質(zhì)含量由小到大分別為山地紅壤、山地黃壤、山地棕壤;土壤中全氮含量與有機(jī)質(zhì)含量呈成正相關(guān)。深入探究有機(jī)質(zhì)含量與全氮含量之間的關(guān)系，有助于掌握廬山土壤的養(yǎng)分狀況，為廬山資源的合理開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：廬山;土壤有機(jī)質(zhì);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(yǎng)分是土壤肥力的核心部分，是土壤綜合肥力評(píng)價(jià)的根本[1]。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成成分，也是土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)[2]。土壤肥力的化學(xué)測(cè)定包括土壤酸堿度、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀等。筆者選取有機(jī)質(zhì)和全氮的相關(guān)性對(duì)土壤肥力進(jìn)行研究。土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量變化是土壤肥力及環(huán)境質(zhì)量狀況的最重要表征，是制約土壤理化性質(zhì)，保持土壤較高水平的有機(jī)質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量，是土壤可持續(xù)利用和作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的先決條件。土壤氮素養(yǎng)分的豐缺，直接影響著植物氮素的供應(yīng)及其生理代謝活動(dòng)，而土壤氮素營(yíng)養(yǎng)含量的高低，與土壤有機(jī)質(zhì)及影響土壤有機(jī)質(zhì)的諸多因素有緊密的聯(lián)系。

筆者以廬山土壤為研究對(duì)象，對(duì)不同海拔的土壤（山地紅壤、山地黃壤和山地棕壤）的不同層次[腐殖質(zhì)層（A）、淀積層（B）、母質(zhì)層（C）]進(jìn)行了養(yǎng)分含量的測(cè)定，分析了其有機(jī)質(zhì)、全氮的含量隨海拔的變化規(guī)律，對(duì)廬山土壤進(jìn)行了綜合肥力評(píng)價(jià)，并且為合理開(kāi)發(fā)利用廬山景區(qū)土壤資源和維護(hù)廬山自然生態(tài)景區(qū)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

廬山位于江西省西北部，地理坐標(biāo)為115°51′～116°10′E，29°28′～29°45′N。山體走向?yàn)楸北睎|，總面積約為30493 hm2，海拔25～1473.8米。廬山有典型的山地氣候特征。廬山春遲、夏短、秋早、冬長(zhǎng)，年平均氣溫11.4 ℃;廬山雨量豐沛，全年平均降雨量1917毫米，年平均相對(duì)濕度78%，年平均有雨日達(dá)168天;廬山云霧較多，全年平均有霧日達(dá)192天。

由于獨(dú)特的形成過(guò)程和地理位置，廬山擁有華中山地紅壤、山地黃壤和山地棕壤3種土壤類型。廬山發(fā)育的土壤從山麓到山頂依次分布：海拔400m以下的紅壤和黃壤、400～1000m的山地黃壤、1000～1200m的山地黃棕壤以及1200m以上的山地棕壤[4]。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤樣品

供試土壤樣品分別采自賽陽(yáng)鎮(zhèn)鳳凰村（紅壤，海拔100m），仙人洞附近（山地黃壤，海拔980 m），大月山公路旁（山地棕壤，海拔1280 m）。具體情況如表1所示。選擇不同類型的土壤剖面，劃分層次后自下而上在不同發(fā)生層（A，B，C層）中部取土樣約1 kg。

1.2.2 樣品的制備

樣品的風(fēng)干：自然風(fēng)干;粉碎與過(guò)篩：風(fēng)干后揀去侵入體與新生體，磨細(xì)混勻，磨細(xì)樣品全部過(guò)20目篩，用于有效養(yǎng)分的分析;部分過(guò)100 目篩，用于全量養(yǎng)分的測(cè)定。保存：將磨好的土樣分類放入不同袋中，做好標(biāo)記，待測(cè)定。

1.2.3 測(cè)定方法

本研究主要測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮，利用外加熱-重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤中有機(jī)質(zhì)含量，利用半微量開(kāi)氏法測(cè)定土壤全氮的含量。

1.2.4 分析方法

采用了R-Studio、Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析并作圖。（見(jiàn)表1）

2結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量

3種土壤的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表2所示。由表2可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量均為山地棕壤>山地黃壤>山地紅壤。在相同土壤類型中，隨著土層深度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量不斷減少。由于廬山特殊的地理位置和氣候條件，從下到上呈現(xiàn)從亞熱帶—暖溫帶—溫帶的垂直變化，決定了該區(qū)土壤類型具有明顯的垂直地帶性特點(diǎn)[5]。海拔400m以下主要為山地紅壤，海拔800～1000m主要為山地黃壤，海拔1200m 以上是山地棕壤主要分布所在。

隨著海拔的升高，廬山土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為山地棕壤>山地黃壤>山地紅壤（圖1）。土壤中有機(jī)質(zhì)的含量受到溫度、水分和植物殘?bào)w的影響。隨著海拔的升高，溫度逐漸降低，降雨量逐漸減少，導(dǎo)致森林凋落物增多，微生物生理活性降低，礦化作用減弱，有利于有機(jī)質(zhì)的積累[6]，因而土壤有機(jī)質(zhì)含量升高。

廬山土壤中全氮含量如圖2所示。土壤中氮絕大部分以有機(jī)結(jié)合態(tài)氮存在，無(wú)機(jī)形態(tài)的氮一般占全氮的1%-5%[7]，研究表明，土壤全氮含量與有機(jī)質(zhì)有顯著的正相關(guān)關(guān)系，本研究的數(shù)據(jù)也證實(shí)了這一點(diǎn)（圖3）。土壤氮的積累消耗程度取決于土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解[8]，有機(jī)質(zhì)含量增加，相應(yīng)使土壤微生物數(shù)量增加，使其生命活動(dòng)旺盛，增加氮的礦化[9]。因此，土壤有機(jī)質(zhì)隨海拔升高而增加必將引起土壤全氮含量的增加。

通過(guò)作圖及線性關(guān)系分析也可看出，土壤全氮的含量與土壤有機(jī)質(zhì)及海拔高度有密切關(guān)系（圖4-5）。

土壤的水分狀況和質(zhì)地是影響有機(jī)質(zhì)和氮素含量的2個(gè)重要因素[10]。水分過(guò)多，導(dǎo)致嫌氣過(guò)程，有機(jī)質(zhì)分解速率降低。質(zhì)地黏重，不但通氣性差，微生物和酶的活動(dòng)受到抑制，且有機(jī)質(zhì)受到黏粒的保護(hù)而可給性降低。

3討論與結(jié)論

研究土壤質(zhì)量的目的是為了探索土壤質(zhì)量的演變機(jī)理和對(duì)動(dòng)植物健康的影響;確定土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)并建立評(píng)價(jià)系統(tǒng)，為保持土壤質(zhì)量和土壤的定向培育提供理論依據(jù)[11]，而通過(guò)對(duì)不同海拔山地土壤的研究對(duì)于廬山的生態(tài)保護(hù)及開(kāi)發(fā)利用都有很大益處。

通過(guò)研究可以看出，廬山土壤存在明顯的紅壤—黃壤—棕壤地帶性分布，土壤的總體養(yǎng)分含量山地棕壤>山地黃壤>山地紅壤。廬山3種土壤的有機(jī)質(zhì)與氮素含量呈顯著的正相關(guān)，即土壤有機(jī)質(zhì)是土壤氮素的主要來(lái)源，因此可以通過(guò)提高有機(jī)質(zhì)含量提高土壤中的全氮含量，使土壤的開(kāi)發(fā)利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展相協(xié)調(diào)。土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量均隨海拔升高而增加。除此之外，廬山土壤養(yǎng)分含量總體較高，在同一土壤中，隨著土層加深，養(yǎng)分含量表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。

綜上所述，廬山整體的垂直性地帶分布明顯，土壤的有機(jī)質(zhì)含量與土壤全氮含量均與海拔高度關(guān)系密切。

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