典型黑土區(qū)土壤團聚體中氮素的分布特征.pdf

1、本文以典型黑土區(qū)4種土地利用方式（草地、玉米地、樟子松人工林、天然次生林）、4種林型水土保持林（落葉松人工林、云杉人工林、水曲柳人工林、黃菠蘿人工林）以及5種林齡落葉松人工林(8a、20a、28a、36a、45a)土壤為研究對象，利用干篩法將土壤分級后，測定、計算和分析各粒級團聚體百分含量以及不同粒徑團聚體中不同形態(tài)氮素的含量和貯量的分配特征，試圖揭示土壤團聚體結合態(tài)氮素與土地利用方式、水土保持林林型及林齡之間的關系，從而為黑土區(qū)土壤氮

2、庫演變特征及供氮特性提供補充和參考。主要研究結果如下:
　　1、黑土區(qū)土壤干團聚體組成受土地利用方式影響，除草地土壤團聚體組成比例隨粒級減小而減小外，另外三種土地利用方式土壤團聚體組成比例隨粒級減小呈“∧”型分布。4種土地利用方式均表現(xiàn)出＞5mm和2-5mm團聚體含量極顯著高于其它粒級(p＜0.01)，而這兩個粒級均以玉米地含量最低。土地利用方式的改變，不僅改變了土壤團聚體不同形態(tài)氮素的含量，還改變了它在不同粒級中的分配規(guī)律。各粒

3、級有機氮含量均以玉米地顯著低于其它土地利用方式(p＜0.05)。林地以＜0.25mm有機氮含量最高，草地＞5mm最高，玉米地則以0.5-1mm最高。相較于玉米地，林地土壤有利于提高有機氮在小粒級團聚體中的含量，而草地土壤則提高了大粒級團聚體有機氮的含量。除天然林水解氮含量在各粒級團聚體分布差異顯著外，草地、玉米地和樟子松林土壤各粒級水解氮含量差異較小。水解氮和硝態(tài)氮在各粒級中的分布差異并不明顯。而銨態(tài)氮和礦質(zhì)態(tài)氮含量隨團聚體粒級的減小都

4、呈“V”形分布。4種利用方式下，均以＜0.25mm粒級團聚體礦質(zhì)態(tài)氮含量最高，說明礦質(zhì)態(tài)氮更容易在小顆粒團聚體中富集。
　　2、所研究的4種水土保持林土壤團聚體的組成比例都隨粒級減小呈“∧”形變化規(guī)律。闊葉林顯著提升了2-5mm團聚體含量(p＜0.05)，特別是水曲柳林有利于該粒級團聚體形成。土壤有機氮和銨態(tài)氮、礦質(zhì)態(tài)氮含量均隨團聚體粒級的減小而增大，最高值出現(xiàn)在＜0.25mm團聚體中，硝態(tài)氮的規(guī)律雖然不明顯;但仍以0.25-0.

5、5mm團聚體硝態(tài)氮含量最高。水解氮在＞5mm、2-5mm、1-2mm和0.5-1mm團聚體中分布較為均勻，而后隨粒級減小顯著增大。同一粒級團聚體下，闊葉林有機氮含量高于針葉林，其中水曲柳表現(xiàn)的最為明顯;而礦質(zhì)態(tài)氮和水解氮的變化規(guī)律雖然沒有有機氮表現(xiàn)的明顯，但曲柳林的土壤團聚體礦質(zhì)態(tài)氮的含量仍表現(xiàn)出顯著高于其它林型。
　　3、落葉松人工林土壤團聚體的組成比例都隨粒級減小呈“∧”形變化規(guī)律。在36a生落葉松林之前，林齡的增大有利于2-

6、5mm團聚體形成，減少＜0.25mm粒級團聚體含量，之后林齡的增大則不利于2-5mm團聚體的形成，而增大了＜0.25mm粒級團聚體含量。土壤團聚體有機氮、銨態(tài)氮和礦質(zhì)態(tài)氮含量都隨林齡的增大先增大后減小，在36a達到最大值后顯著減小。可以初步認為36a后落葉松林由近熟林向成熟林發(fā)展，土壤大團聚體含量、團聚體有機氮、銨態(tài)氮和礦質(zhì)態(tài)氮含量顯著降低。水解氮和硝態(tài)氮沒有表現(xiàn)出這樣的規(guī)律。不同林齡下，土壤有機氮和銨態(tài)氮、礦質(zhì)態(tài)氮含量均隨團聚體粒級的

7、減小而增大，在＜0.25mm粒級團聚體達到最高值。水解氮則表現(xiàn)為1-2mm之前團聚體間差異較小，而后隨粒級減小，顯著增大。硝態(tài)氮則表現(xiàn)出0.25-0.5mm團聚體最高。
　　4、對于黑土土壤來說，無論是團聚體有機氮貯量還是礦質(zhì)態(tài)氮貯量，都存在與團聚體組成比例相似變化趨勢，團聚體組比例決定了團聚體氮素的貯量。＞5mm和2-5mm團聚體有機氮貯量和礦質(zhì)氮貯量均在土壤有機氮和礦質(zhì)態(tài)氮貯量中占有主要比例，因此維持該粒級團聚體的比例對維持土

8、壤氮素的可持續(xù)性有重要的意義。
　　5、所研究區(qū)域的黑土土壤團聚體不同形態(tài)氮索的相關分析表明，土壤水解氮、有機氮、礦質(zhì)態(tài)氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮5種形態(tài)氮素之間互相呈極顯著正相關性，說明氮素之間彼此相互作用。水解氮和有機氮、銨態(tài)氮和礦質(zhì)態(tài)氮的相關系數(shù)達到0.9以上，說明水解氮主要來源于有機氮的積累，礦質(zhì)態(tài)氮含量主要受銨態(tài)氮含量影響。林地土壤有機氮、水解氮和礦質(zhì)態(tài)氮含量均以＜0.25mm粒級團聚體中最高，說明林地土壤微團聚體不僅具有較強的