农田浅层土壤氮素空间分布研究 - 生态环境学报.doc

农田浅层土壤氮素空间分布研究 郑险峰，李紫燕，李世清 西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨陵712100 摘要：采用田间随机抽样法研究了麦田氮素的空间分布规律。从均值看，硝态氮在土壤0~20 cm表层大量累积，20~40 cm层锐减，下层变化减慢；土层中铵态氮含量低且表现出不同层次间的稳定性。小麦生长期间灌溉显著影响土壤中硝态氮的分布：与不灌水土壤样本相比较，灌溉大大降低了表层土壤硝态氮的累积量。土壤全氮0~20 cm层明显高于20~40 cm层。 关键词：土壤氮素；空间分布；硝态氮累积 中图分类号：S153.6+1 文献标识码：A 文章编号：1008-181X（2002）04-0370-03硝态氮的淋失是土壤中氮素损失的重要途径之一。研究表明，硝态氮在土层中的淋失和空间分布受肥料用量和配比[1~3]、灌溉和降水[4~5]、轮作制度[6]以及其他因素制约。同时，人们已经注意到硝态氮的淋溶与氮肥利用率[4]和环境保护[7]的重要关系。由于以往的大多数研究偏重于长期定位试验，而农田自然生态条件下氮素在土层中的分异规律却很少报道。因此，我们对陕西省岐山县多个乡镇的1 m土层内的土壤进行了氮素状况抽样研究，以期为合理施肥和提高小麦品质提供有益参考。 1 材料与方法 1.1 试验区概况 试验区位于陕西省岐山县，是陕西关中平原小麦主产区之一。海拔北高（黄土台塬）南（渭河川道）低。气候类型属大陆性季风气候区，年平均气温12.9 ℃，平均降水量679.1 mm，无霜期214 d。粮食作物主要为小麦、玉米，经济作物以辣椒、油菜、果树和西瓜等为主。该区多为旱地，小麦品种以小偃系列为主。土壤类型主要有娄土、黄绵土和潮土等。小麦－玉米轮作体系中施肥以化学氮、磷为主，不施化学钾肥；少部分田块施用有机肥。 1.2 测定项目及方法 1990年麦收时节，在陕西岐山县南北方向沿祝家庄－北郭－凤鸣－孝子陵－马江－蔡家坡－五丈原线路巡回随机布点选取127个田块，每个田块随机采取3点采土样，采样深度为0~100 cm，每20 cm为一层，同一田块相同层次混合在一起，经常规处理后作分析用。同时田间现场调查小麦灌水、施肥等情况，每田块收获1 m2用以测产。全部样品在6 d内采集完成。用连续流动注射分析仪测定土壤中NO3--N和NH4+-N含量。全氮测定用硒粉-硫酸钾-硫酸铜-硫酸消化蒸馏法[8]。 2 结果与分析 2.1 不同地点土壤剖面矿质氮分布规律 将相同村镇同一土层土壤硝态氮含量取平均值，得到10个不同地点硝态氮空间分布图（见图1）。硝态氮在不同地点空间分布，均为表层（0~20 cm）最大，20~40 cm层锐减，其后变幅甚小。由20~40 cm层到40~60 cm层（除蔡家坡一组曲线外）均呈现缓慢降低趋势。硝态氮含量相对稳定、集中的层次为40~60 cm层，此后大部分曲线先缓慢降低（60~80 cm层）、后有不同程度升高（80~100 cm层）趋势。 不同于硝态氮在土层中的大量累积，土壤各层次铵态氮含量（见表1）较低；且层次间差别不大，值介于2~5.39之间，变异较小。由于在通气良好的旱地土壤上，施入的铵态氮肥或酰胺态氮肥均能通过硝化作用很快转变为硝态氮[9]，土壤无机氮素主要以硝态氮存在。 2.2 灌溉条件下土壤剖面硝态氮累积趋势 小麦生长期间有灌溉田块的土壤样本硝态氮含量各层次取平均值，见图2。结果发现：灌溉条件下表层土壤硝态氮含量较小，且对比图1发现除马江外土壤层次间硝态氮含量差异显著缩小。土壤水分影响冬小麦对土壤养分的吸收，必然导致土壤养分含量的降低，调查发现，灌溉小麦平均产量达5025 kg/hm2，显著高于未灌溉小麦4095 kg/hm2；但另一方面，灌水也影响硝态氮向土壤深层淋洗。 表1 各地点不同土层铵态氮含量平均值 mg(kg-1 地点 土层/cm 样本数 /n 0~20 20~40 40~60 60~80 80~100 祝家庄 北 郭 凤 鸣 孝子陵 大 营 马 江 麦禾营 枣 林 蔡家坡 五丈原 4.80（0.92） 4.30（3.70） 3.46（1.72） 3.54（1.18） 4.61（1.88） 4.88（2.24） 4.76（2.18） 4.52（2.18） 3.92（1.33） 5.39（1.85） 4.04（0.89） 4.03（3.33） 3.20（1.69） 4.75(2.71) 2.63(1.55) 4.56(2.00) 3.35(2.16) 3.18(1.41) 2.58(0.21) 3.05(1.24) 2.52（1.02） 4.55（5.37） 3.20（1.43） 2.96（1.