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文檔簡介
1、紅壤是我國南方的主要土壤類型之一,其面積廣大,約占全國土地總面積的22.7%,對我國的糧食生產(chǎn)起著重要作用。由于紅壤特殊的性質(zhì)和不合理的施肥,引起了土壤酸化和氮、磷的污染,導(dǎo)致紅壤地區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化。因此,如何科學(xué)、合理的開發(fā)利用紅壤資源,走可持續(xù)發(fā)展道路,是我國土壤學(xué)科的研究熱點(diǎn)。
本文選擇了湖南祁陽低山丘陵區(qū)典型紅壤為供試土壤,定點(diǎn)監(jiān)測了該區(qū)不同時(shí)期、不同施肥處理的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和速效磷等土壤養(yǎng)分和水分的含量,分析了這
2、些速效養(yǎng)分和水分在土壤中的運(yùn)移機(jī)理、時(shí)空變異和水肥耦合狀況,并利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)對其進(jìn)行了插值處理,試圖為紅壤地區(qū)科學(xué)施肥、合理利用水肥資源、走農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展道路提供科學(xué)依據(jù)。本文的主要研究結(jié)果如下:
(1)用水分?jǐn)U散裝置測定了供試紅壤4個(gè)土壤發(fā)生層NO3--N的含量及水平運(yùn)移狀況,結(jié)果表明:硝態(tài)氮水平運(yùn)移速率隨土壤含水量增加而相應(yīng)增加,呈指數(shù)曲線變化;隨運(yùn)移距離增加而迅速減小,呈冪函數(shù)曲線變化。硝態(tài)氮水平運(yùn)移速率與運(yùn)移距離均有
3、很好的相關(guān)性。硝態(tài)氮水平運(yùn)移濃度與土壤含水量密切相關(guān),隨含水量的增加而減少,并呈冪函數(shù)曲線變化。硝態(tài)氮水平運(yùn)移濃度還受到土壤水分?jǐn)U散率的影響,隨土壤水?dāng)U散率的升高而下降,并呈對數(shù)曲線變化。硝態(tài)氮濃度最大值出現(xiàn)在濕潤鋒(土壤干濕交界面上)。
(2)在2007年3月到2009年3月期間,對供試紅壤四個(gè)處理小區(qū)各土層中NO3--N和NH4+-N含量的時(shí)間變化和剖面中垂直變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:各處理小區(qū)土壤表層中NO3--N和
4、NH4+-N的含量較高,而底層普遍較低,其中2007年5月份單施氮小區(qū)土壤淀積層(32~42cm)NO3--N和土壤表層(0~25cm)NH4+-N的含量均達(dá)到最高,分別為248.34mg·kg-1和127.24mg·kg-1,這是由于4、5月份為冬小麥的拔節(jié)-開花期,所需養(yǎng)分激增,大量追肥所致。NO3--N和NH4+-N的含量在NPK小區(qū)和NP小區(qū)各土層中呈極顯著直線線性正相關(guān)關(guān)系,而在單施N小區(qū)和空白小區(qū)的表現(xiàn)不一;各小區(qū)土壤中NO
5、3--N和NH4+-N的含量與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)的指數(shù)曲線變化。
(3)在2007年3月到2009年3月期間,對供試紅壤四個(gè)處理小區(qū)各土層中速效磷含量的時(shí)間變化和剖面中的垂直變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:各處理小區(qū)土壤中速效磷的含量均在表層中較高,而底層普遍較低;每年的3月份、5月份和11月份速效磷含量較高,其他月份相對較低。其中在2007年3月份氮磷配施處理表層土壤的含量最高,達(dá)121.87mg·kg-1。土壤有機(jī)質(zhì)、團(tuán)粒結(jié)
6、構(gòu)以及pH值均是影響土壤速效磷含量的重要因子,其中有機(jī)質(zhì)和速效磷含量間呈顯著正相關(guān)(P<0.05),紅壤有機(jī)質(zhì)含量較低,所以生產(chǎn)中應(yīng)增加有機(jī)肥的施用量;CK小區(qū)各層土壤團(tuán)聚體與速效磷含量呈指數(shù)曲線變化。
(4)采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法,對湖南地區(qū)典型紅壤旱地進(jìn)行網(wǎng)格法布點(diǎn)分層(0~20cm、20~40cm)取樣,研究了田間尺度下土壤水分、有機(jī)質(zhì)和氮素的空間變異特征。結(jié)果表明:土壤全氮和有機(jī)質(zhì)含量隨深度的增加而減
7、小,而硝態(tài)氮含量隨深度的增加呈增大的趨勢。這是由于硝態(tài)氮易隨著水分向下層遷移。兩個(gè)土層硝態(tài)氮的變異系數(shù)(41.96%-62.08%)遠(yuǎn)高于全氮和有機(jī)質(zhì)的變異系數(shù)(5.88%-18.82%);各變量半方差變異函數(shù)的C0/(C0+C)均大于0.25而小于0.75,屬于中等和弱空間自相關(guān),這表明全氮、硝態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)和土壤含水量在研究區(qū)具有一定的空間結(jié)構(gòu)且有較相近的空間相關(guān)距離。土壤全氮、有機(jī)質(zhì)之間以及硝態(tài)氮與土壤水分之間均有極顯著的相關(guān)性(P
8、<0.01,n=96)。
(5)對供試紅壤氮磷鉀(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)和有機(jī)肥氮磷鉀配施(NPKOM)小區(qū)中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷三種速效養(yǎng)分與土壤水分的耦合作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:未施有機(jī)肥的氮磷鉀(NPK)、氮磷(NP)、氮(N)、空白(CK)四個(gè)小區(qū)土壤中NO3--N、NH4+-N和速效磷與土壤含水量均呈極顯著相關(guān)關(guān)系(n=112,P<o(jì).01);有機(jī)肥與氮磷鉀配施小區(qū)(NPKOM)土壤中
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