庐山土壤类型的特点与分布规律毕业设计

1、实习报告课程土壤农化分析指导老师学院班级学号姓名 2013.12.12 庐山土壤类型的特点与分布规律摘要：不同土地利用方式会影响土壤中的各种养分分布状况，如有机质含量、各种常量元素与微量元素的有效含量等。本实验主要研究庐山不同土样的土壤养分含量状况。方法:因庐山土壤具有明显的垂直地带性及其养分分布规律，随着海拔的升高，土壤类型依次为山地红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、山地草甸土，土壤养分与地面生长的植物类型及其凋落物密切相关进行随机采样，分别测定三种土壤中的有机质含量、全n含量、速效p含量、速效k含量、有效b含量和有效cu含量。结果：，土壤的硅铝率或硅铁铝率均随着海拔的升高逐渐增大，由大到小依次表现

2、为山地草甸土，山地棕壤，山地黄棕壤，山地黄壤，山地红壤。关键词：庐山；土壤；养分含量；分布规律the characteristics and distribution patternsof the soil types in m tlushannurnisanuoruzi，yang chao-guang*，zhao hai-yan*（nanjing agricultural university, nanjing 210095, jiangsu）abstract:different land use patterns affect the various nutr

3、ient distribution in soil, such asorganic matter content, a variety of major elements and trace elements ofeffective content. the soil nutrient contents in the experimental research of the mount lu of different soil samples. methods: mount

4、lu soil has obvious vertical zonality and nutrient distribution, with the increase of altitude, soil type wasmountain red soil, yellow soil, yellow brown soil, brown soil, mountain meadow soil, soil nutrient and ground plant&

5、#160;types and litter is closely related to randomsampling, three kinds of organic matter in soil content determination of total n content, respectively, the content of available p, available k content, b contentand cu content

6、0;validity. results: the rate of soil, silicon aluminium or aluminium ferrosilicon rate with increasing altitude increases gradually, from high to lowperformance of mountain meadow soil, mountain brown soil, mountain yellow brown

7、soil, mountain yellow soil, mountain red soil.keywords: mount lu; soil; nutrient content; distribution 引言由于土壤利用方式的不同，分布在土壤里的养分含量也不一样。如有机质含量、各种常量元素与微量元素的有效含量等。本实验主要研究庐山不同土样的土壤养分含量状况。结论得知，在庐山附近的红壤、山地草甸土、山地棕壤和山地黄棕壤四种中土壤中，由于土地利用方式的不同，土壤中的整体养分含量大小为山地草甸土>山地棕壤>山地黄棕壤>红

8、壤。土壤是农业生产的基础，为人类提供赖以生存的粮食。为了使粮食产量增加，人类不断向土壤投入各种肥料，对提高粮食产量发挥了巨大作用。据联合国粮农组织统计资料，过去40 年中，世界粮食产量增加了1倍，而粮食产量与氮、磷化肥的投入量有极显著的线性正相关关系1。而不同土地利用方式对土壤往往产生不同的影响。李君剑等2以撂荒地、沙棘灌木林、华北落叶松人工林和华北落叶松白桦山杨混交林为研究对象，测定土壤容重、持水量、粒径组成、分型维数和ph并应用h2so4两步酸水解法测定了土壤活性和顽固性碳氮的季节变化，结果表明，在不同的用地方式下，土壤的有机质含量与全氮含量均有所不同。marti等3研究结果同样表明，土壤

9、粒径分布影响土壤的水力特性、土壤肥力状况以及土壤侵蚀等，同时也受不同土地利用方式影响。另外，土壤是陆地生态系统最大的碳氮库，全球顶层1m的土壤约含1500pg有机碳和300pg氮，远大于陆地植被生物量4。因此，研究土壤中的有机质和各种营养元素的含量相当重要。土壤养分是土壤肥力的核心，是土壤综合肥力评价的根本5。本论文即通过庐山地区山地黄棕壤，棕壤，山地黄红壤的养分含量状况（有机质含量、全n含量、速效p含量、速效k含量、有效b含量、有效cu含量），分析在不同土地利用状况条件下，对同一土壤所产生的影响，并且为土地利用提供建议。1 .研究区域概况与研究方法调查研究区域为庐山，该区位于江西省北部，九江

10、市南部，西北濒临长江，东南濒临鄱阳湖，北纬29。28 29。45 ，东经1 15。50 116。10 ，面积302 km 。庐山是由于地壳运动所形成的地垒式断块山，其周围是低矮的丘陵和湖泊，地处中国亚热带东部季风区域，面江临湖，山高谷深，具有鲜明的山地气候特征。年平均降水1 917 mm，年平均雾日191 d，年平均相对湿度78 ，每年7_9月平均温度169 oc，夏季极端最高温度32。最高汉阳峰海拔1 474 m比周围的平原高出大约1 440 m，属于中山类型。庐山土壤因其独特的形成过程和地理位置，具有明显的地带性。依据庐山所处地理位置和常绿阔叶林植被分布特点，庐山地区水平地带土壤分布主要为

11、红壤。但是随着海拔高度的上升，生物、气候依次变化，土壤类型呈现出明显垂直地带性的分布特征。由上而下土壤类型依次为山地黄棕壤，棕壤，山地黄红壤进行养分含量的调查与研究，土壤养分采用常规分析方法和 测定。2.材料与方法2.1采集地点2.1.1 山地黄棕壤 山地黄棕壤分布于海拔9001 200 m地带的各种母质上，局部地区海拔可达1 300 m左右。成土过程中具有坡积作用明显、土体较松、厚薄不一等山地土壤的一般特点，该类土壤均分布于山体上部，温凉湿润，林被茂密，有机质累积速度较黄壤大，淀积粘化与富铝化的成土作用特征明。212 山地棕壤山地棕壤分布于海拔1 200 m以上的山地，植被为柳杉、黄山松和灌

12、丛草类。母质主要为砂岩风化的坡积物，局部地区还有风积物。有机质含量较高，粘粒下移现象不甚明显。由于山地降水较多，物质有一定的淋溶，其它性质与山地黄棕壤相似。现以大月山路旁的土壤剖面为例，母质为砂岩风化的残积物，土壤质地以上壤质下轻粘为主，土层较厚。2.1.3 山地黄红壤。在海拔800 m左右的地方发现黄红壤。 2.2 样品采集与制备用管形土钻按一定的布局，在0-15cm、15-25cm和25-35cm三个不同土层各采10个点，并且将同一层次的土壤样品混匀。土壤样品在室内自然风干，剔除样品中的砾石和碎根，磨碎土样，分别过20目和100目筛，装入塑料袋，储备待用。2.3 土壤样品分析方法将所收集的

13、土壤样品分别测定菜园土、山地土、草坪土的不同土层的土壤有机质含量、全n含量、速效p含量、速效k含量、有效b含量、有效cu含量，具体测定方法见表1。表1测定方法table.1 methods of item测定项目 item 方法method全氮total nitrogen 半微量开氏法有机质organic matter 重铬酸钾容量法外加热法有效磷available phosphorus 0.5mol·l-1nahco3法速效钾rapid available potassium nh4oac浸提-火焰光度法有效硼available b 沸水浸提甲亚胺比色法有效铜 available

14、copper dtpatea浸提aas法3.结果与分析通过表1的数据可以看出，在不同土地利用方式下，土壤中各种养分含量有一定的差异山地土的有机质含量明显高于山地黄红壤与黄棕壤 (p<0.01)，山地土壤中的全n含量也明显比菜园土与草坪土的全n含量水平。而在微量元素方面，菜园土的有效cu含量却略高于草坪土与山地土的有效cu含量。而在速效k与速效p的含量方面，三种不同的土壤没有明显的差异。实验的数据表明，各种养分含量虽然整体呈现由表层土到底层土下降的趋势，但是有些变幅大，有些则不明显，相互间并没有很大的相关性，这可能与不同土壤的利用方式有关。 表2 不同土壤各土层土壤养分含量土壤类型层次有机

15、质（g/kg）全氮量（g/kg）速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）速效硼（mg/kg）有效cu、zn（mg/kg）红壤a16.11.250.0350.11.4730.网文层1.390.072.7325.00.152.0bs8.150.452.9941.10.402.4山地草甸土a30.411.5912.1829.50.120.6b70.932.8116.5040.50.100.9山地棕壤a44.142.505.4637.10.931.5b28.171.402.7329.40.500.7山地黄棕壤11.330.5425.3725.040.290.403.1土壤有机质分析图1 土壤有机质含量

16、fig.1 som content of soils从图1中可以看出，山地草甸土的有机质含量明显高于红壤和山地黄棕壤(p<0.01)，山地草甸土表层的有机质含量甚至达到30.41g/kg，高于山地黄棕壤表层的有机质含量11.33g/kg与红壤表层有机质含量16.51g/kg。这主要是因为人类对山地草甸土的影响比红壤与山地黄棕壤的影响要小，山地草甸土的表层凋落物覆盖远远多于红壤土与山地黄棕壤，且天然次生混交林由于植物种类丰富、根系多，大量凋落物和根系腐烂物为土壤提供了充足的养分，因此其有机碳氮量较高7。而在卢山的植被构成中，沙棘灌木林的地上生长量大，且根系发达密集于表层，根系腐烂物和分泌物

17、也较多，加之沙棘可以共生固氮，因此有机碳氮含量也较高8。针叶林类的华北落叶松林凋落物较少且不易分解，故输入土壤的有机质含量较低9。而在红壤中，表层的有机质含量为16.51g/kg显著高于第二层和第三层(p<0.05)，第二层的有机质含量1.39g/kg和第三层的有机质含量8.15g/kg也还算可以。近百年肥料试验结果证明，长期施用有机肥料对提高土壤有机质含量有很好的效果10。大部分长期试验的结果也表明，长期化肥投入有助于土壤有机碳含量的提高11，有机质含量较低的土壤上，施用足量的化肥对提高土壤有机碳含量具有显著作用。但化肥对土壤有机碳的影响有一定的限度，一般而言，长期施用化肥对土壤有机碳

18、提高幅度为20%左右。但也有研究表明，施用化肥土壤有机质有所下降12，而沈宏等13通过对土壤长期施用化肥所得出的结果也是如此。长期施用化肥导致的土壤重金属积累及其对粮食品质和土壤污染的影响也正越来越受到人们的关注14。因此，人类对土壤的不同利用方式导致土壤中的有机质含量不同，而且影响效果因干扰类型和强度不同而不同。3.2土壤全n分析 土壤全氮量fig.2 total n of soils土壤中的氮素绝大部分为有机结合形态，无机形态的氮一般占全氮的1%-5%，而且土壤中的全n含量一般与有机质含量成正比15。通过图2可以看出，红壤、山地草甸土、山地棕壤，山地黄棕壤四种土壤中，山地棕壤的全n含量明显

19、高于红壤土山地草甸土，山地黄棕壤的全n含量(p<0.05)，山地棕壤表层全n含量达到2.50g/kg。在实际生产中，山地黄棕壤由于耕作的需要，农民会向山地黄棕壤中长期施肥。但通过分析，该地红壤的全n含量并不理想，特别是山地黄棕壤的表层，全n含量仅为0.54g/kg，比草坪土表层的全n含量1.45g/kg少(p<0.05)。这可能是当地农民对该菜园土的耕作频率比较大，而肥料的施用却相对较少，导致表层的全n含量跟不上作物生长，长期会导致作物的质量明显下降。然而，对化肥的用量也需要谨慎，切勿过多。张北赢等1研究指出，在过量施用n肥和大量灌溉的情况下，肥料n主要以硝酸态形式从土壤中淋溶损失

20、。在法特普尔壤质砂土上进行的试验表明：土壤中硝态n的累积量与作物吸收n量呈负相关，施肥量高于推荐数量，作物n回收率较低，而土壤剖面硝态n累积量较高。古巧珍等17试验结果表明，土壤中的硝态n含量随施肥量的增加而增加。而李晓欣等18通过研究得到相似的结果。在多雨区或灌溉区长期单施化学氮肥使土壤no3-n大量积累，随土壤水分、通过土壤-植物系统而淋失，不仅造成n肥的损失，也是影响水体环境的主要因素19。因此，人为补充菜园土n肥时，用量必须控制，切不可施用过多。3.3土壤速效p分析图3 土壤速效磷含量fig.3 available p in the soils通过图3可以看出，山地黄棕壤的速效p含量明

21、显高于山地棕壤和红壤的速效p含量，在山地黄棕壤表层，速效p含量还达到25.37g/kg的高位，而红壤的速效p含量也仅为0.03g/kg，均山地黄棕壤的低(p<0.05)。这主要是由于山地黄棕壤生产的需要，增加了土壤中的速效磷含量20。然而，土壤供磷能力受土壤质地、土壤水分、土壤温度等环境因子的影响，同时磷所独特的理化性质使其易被铁、铝氧化物等物质所固定21。另外，菜园土中的速效磷含量随深度的增加而递减，而且下降的趋势很快，这主要因为磷肥施入土壤后迅速转化成磷酸铁、铝和钙等难溶矿物，且肥料磷在土壤中迁移距离通常也很短。特别是在分布广泛的石灰性土壤中，磷酸钙盐的固定作用十分强烈，肥料磷的迁移

22、距离更短，磷肥的有效性也更低22。故在该菜园土中，不应再增加p肥的施用量，否则容易造成p肥的浪费，加重土壤的p流失状况23。3.4土壤速效k分析土壤中速效k的浸提方式有多种，本实验采用nh4oac浸提的方法得到土壤速效k。通过该方法获得的速效k含量，在低于83mg/kg时，k肥的施用对作物增产有显著效果；当速效k含量在84-12 mg/kg之间时，施用k肥效果开始降低；当有效k含量高于116 mg/kg时，施用k肥的效果则不显著24。而通过图4可以观察出，红壤图4 土壤速效钾含量fig.4 available k in the soils表层的速效k含量为50.1mg/kg，能够满足作物生长的

23、需求。但菜园土的第二层和第三层的速效k含量分别为25.0mg/kg和41.1mg/kg，当表层的速效k含量降低时，红壤第二层和第三层的速效k对表层的补充可能不够，容易导致作物缺k。需要注意的是，忽略k肥的施用是近几年中国土壤缺钾的重要因素25，因此必须关注菜园土中速效k的含量，在缺k的时候进行适量k肥的补充，以免影响作物的品质。而在山地黄棕壤和山地草甸土中，速效k的含量明显能够满足植物的生长。草坪土的第二层速效k含量最低，但也达到25.9mg/kg。山地草甸土的第二层速效k含量最高，达到40.5 mg/kg之多，完全能够满足植物生长。3.5 土壤微量元素的分析微量元素是指土壤中含量很低的化学元

24、素，但土壤微量元素的缺乏往往影响到作物的品质从而造成作物减产。因此，土壤中微量元素含量的测定，是反映土壤肥力的重要指标。3.5.1 土壤有效b分析硼是一种比较容易淋失的元素，在土壤中容易缺乏。在轻质土壤中，有效b低于0.25mg/kg即缺乏；在粘重土壤中，有效b含量低于0.4mg/kg 即缺乏26，均会影响到作物的生长。ibanez等27研究表明，土壤硼的含量有随有机质的含量增加而增加的趋势。但地处中国亚热带东部季风区域，面江临湖，山高谷深，具有鲜明的山地气候特征。通过图5可以看出，山地草甸土表层的有效b含量仅为0.12mg/kg，远远无法满足作物生长的需求。因此，必须加大对该菜园土有效b的补

25、充。，图5 土壤有效b含量fig.5 available b in the soils红壤中的有效b含量最高为第一层的1.47 mg/kg，最低为第三层的0.40 mg/kg(p<0.05)，能够满足庐山上植被的生长需求。山地草甸土的有效b含量则明显比山地棕壤少(p<0.05)，最高位第一层的0.12mg/kg，最低为第二层的0.10 mg/kg，平均水平还不够山地土的一半。然而，草类为需b较少的植物，对b的需求量仅为0.1 mg/kg26，故而该草坪土的有效b含量足以满足草类植物的生长，无需补充。图6 土壤有效cu含量fig.6 available cu in the soils

26、通过图6对四种不同土壤有效cu的分析可以看出，山地草甸土的有效cu含量与山地棕壤的有效cu含量比较接近。而在山地草甸土表层，有效cu的含量达到0.6mg/kg。分析山地草甸土的地点在庐山大月山公路附近，可能是由于采样点靠近公路，来自于交通等方面的重金属污染较严重所致。道路两侧土壤中的污染物主要来自汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘的沉降，而污染元素则主要为pb、cu、zn等元素28，从而影响土壤质量29。cu属于重金属的行列，如果含量过多会在作物体内累积，进而危害到人类的健康。4.讨论土壤肥力质量是土壤质量的主要内容，对一个地区的土壤肥力质量做出合理的解释与评价，对于

27、发展该地区的农业生产、改土培肥、解释人类活动对土壤质量的影响均具有重要意义35。在土壤有机质含量、全n含量、速效p含量、速效k含量、有效b含量、有效cu含量的六项指标中，山地草甸土在多数指标中均明显高于其他三类土壤，仅在有效cu含量的测定中，山地草甸土的表层略为低于其他类土壤，其它层次的有效cu含量相近。这主要是由于庐山的山地草甸土表面植被繁多，山地土表面植被凋落物比较多。通过各组数据的分析可以看出，山地草甸土的养分含量呈明显递减规律，如山地土的有机质含量，第一层和第二层分别为30.41g/kg 70.93g/kg又如山地土的全n含量，从第一层和第二层分别为4.59g/kg、2.81g/kg。

28、而且，由于在这四种土壤中，人类活动对山地草甸土的干扰最少，因此山地草甸土表层养分含量积累较多。随着土层深度的增加，有机质的来源较少，而微生物的生物活性逐渐增强，而在土壤的表层水分充足，大大促进了有机质的积累36。然而，在此并不提倡对山地土过分利用，尤其是将山地土用于种植。因为山地草甸土的厚度交薄，如果人为过分耕种山地草甸土，容易造成山体表面的水土流失，严重更会导致山体滑坡等现象的发生。而在山地棕壤中，养分的整体含量介于山地草甸土与山地黄棕壤之间，并且与山地草甸土比较接近，这与耕作导致土壤肥力下降37的普遍现象相接近。特别是在该山地草甸土中，表层的土壤全n含量仅为1.59g/kg，表层有效b的含

29、量也仅为0.12mg/kg，明显低于实际农业生产活动的需要，因此需要加大对n肥与b肥的施用。但化肥也不可以盲目添加，如在该菜园土中，表层速效p的含量达到40.5mg/kg的高位，如果施用p肥可能加重水体的富营养化。特别是在该山地草甸土中，速效p基本积累在表层，降雨径流产生过程中，有相当一部分氮磷是富集到泥沙中随径流流失的，对被侵蚀土壤的质量和水体水质有重要的影响，其在地表径流氮磷流失中的作用应予以重视23。袁兴程等38通过研究，也得出相似的结果。而且，化肥也不可过量施用。mulla等39通过研究发现，长期施用磷肥过多，会使施肥土壤含镉量比一般土壤高数十倍、甚至上百倍，长期积累将造成土壤镉污染。

30、在n肥的施用上，刘敏超等40发现，频繁施用氮肥能直接影响土壤中no3-n 的含量水平，造成土壤硝酸盐污染和土壤次生盐渍化。夏立忠等41同样也发现，大量施用化肥，容易使保护地no3-离子大量剩余与迅速累积，加速了土壤盐积和次生盐渍化。而且，次生盐渍化通常是造成连作障碍的重要因素之一，盐分的过分积累会造成作物生理性干旱，甚至生理毒性物质的形成42。至于紫金山附近的草坪土，养分含量比菜园土和山地土都要低。草坪在城市中有绿化的作用，而草类植物的生长比较强盛，即使在较低的养分含量状况下仍能较好地生长。另外，草类植物的根系分泌物能有效促进微生物的活性，也能活化某些难溶的养分，从而提高土壤中所测速效养分的含

31、量43，因此，不需对草坪土施加过多的肥料。5.结论）（1）在庐山附近的红壤、山地草甸土、山地棕壤和山地黄棕壤四种中土壤中，由于土地利用方式的不同，土壤中的整体养分含量大小为山地草甸土>山地棕壤>山地黄棕壤>红壤。其中，在土壤有机质含量、全n含量、速效p含量、速效k含量、有效b含量、有效cu含量的六项指标中，山地草甸土在多数指标中均明显高于山地棕壤与山地黄棕壤，仅在有效cu含量的测定中，山地草甸土的表层略为低于菜园土与草坪土，其它层次的有效cu含量相近。（2）不同土地利用方式会影响土壤中的各种养分的含量及其分布状况，包括有机质含量、各种常量元素与微量元素的有效含量等。（3）公路

32、附近的土壤也可能由于交通排放的影响而导致重金属含量增加，因为汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘的沉降会积累在土壤的表面。致谢：本学期的实验是在杨超光老师与赵海燕老师的指导和帮助下完成的，在此，特别感谢他们的耐心指导与细心关怀。同时，在全班同学的努力下，我们完成了对菜园土、山地土和草坪土的土壤样品采集与制备，并且对土壤样品中的各项养分指标进行测定，得到许多珍贵的数据，是本次论文的重要基础，因此感谢全班同学的积极配合。参考文献：1 张北赢, 陈天林, 王兵. 长期施用化肥对土壤质量的影响j. 中国农学通报, 2010, 26(11): 182-1872 李君剑, 赵溪,

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