農(nóng)化實驗報告

資源環(huán)境分析系列實驗=3\*ROMANIII實驗報告學院:資源與環(huán)境科學學院題目:不同類型土壤養(yǎng)分分異狀況、剖面分布規(guī)律及影響因素的研究班級:農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境091學號:姓名:導教師:職稱:不同類型土壤養(yǎng)分分異狀況、剖面分布規(guī)律及影響因素的研究摘要：本試驗旨在探討不同類型土壤養(yǎng)分分異狀況、剖面分布規(guī)律及影響因素，從而有效地指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或人為管理。針對三種不同類型土壤不同土層，測定比較各基礎養(yǎng)分含量的差異性。結(jié)果表明：（1）不同類型土壤有機質(zhì)呈現(xiàn)出坡地土<草地土<茶園土的規(guī)律，全氮呈現(xiàn)出草地土<茶園土<坡地土的規(guī)律，速效磷、速效鉀均呈現(xiàn)出草地土<坡地土<茶園土的規(guī)律，有效硼呈現(xiàn)出坡地土<茶園土<草地土的規(guī)律。（2）就養(yǎng)分剖面分布規(guī)律，有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量均隨著土層深度的增加而減少，微量元素有效硼、銅、鋅則未表現(xiàn)出明顯差異。關(guān)鍵詞：坡地土；草地土；茶園土；養(yǎng)分含量；分異狀況；剖面分布；影響因素Theresearchofnutrientdistributionstatus,ruleofprofiledistributionandinfluencingfactorsconcerningdifferenttypesofsoilAbstract:Theexperimentswerecarriedouttostudynutrientdistributionstatus,ruleofprofiledistributionandinfluencingfactorsconcerningdifferenttypesofsoil,soastoeffectivelyguideagriculturalproductionorhumanmanagement.Aimingatthreedifferenttypesofdifferentsoillayers,determineandcomparethedifferencesofeachbasicnutrientcontent.Theresultsshowedthat:(1)Organicmatterinteaplantationsoilwashigherthanthatingrasssoil,SOMinaslopesoilwasthelowest.Totalnitrogeninaslopesoilwashigherthanthatinteaplantationsoil,totalNingrasssoilwasthelowest.AvailablePandAvailableKinteaplantationsoilwashigherthanthatinaslopesoil,AvailablePandKingrasssoilwasthelowest.Effectiveboroningrasssoilwashigherthanthatinteaplantationsoil,EffectiveBinaslopesoilwasthelowest.(2)Saytothenutrientprofiledistributionrule,organicmatter,totalnitrogen,rapidly-availablephosphorusandpotassiumcontentreducedalongwiththeincreaseofsoildepth,traceelementslikeeffectiveboron,copperandzincdidnotshowobviousdifference.收稿日期：收稿日期：基金項目：作者簡介：Keywords:aslopesoil;grasssoil;teaplantationsoil;nutrientcontent;distributionstatus;profiledistribution;influencingfactor土壤是植物生長發(fā)育的基礎，提供植物生長發(fā)育所需的各種養(yǎng)分，不同類型土壤理化特性不同，供應作物生長的養(yǎng)分存在差異，必然影響作物對土壤養(yǎng)分的吸收與分配[1-3]。因此，了解不同類型土壤養(yǎng)分供應能力，因地制宜、合理配方施肥，發(fā)揮作物最大的產(chǎn)量優(yōu)勢是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的主要任務之一。本試驗研究區(qū)主要位于南京農(nóng)業(yè)大學衛(wèi)崗校區(qū)附近。采樣點分別為紫金山坡地土壤、南京農(nóng)業(yè)大學校園北門附近草坪下土壤、茶園土壤。該地區(qū)位于長江下游，土壤類型界于黃、紅壤和棕壤地帶之間，土壤性質(zhì)兼有黃、紅壤和棕壤的某些特征。該地區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，年平均氣溫15.8攝氏度，平均日照2008小時，年降水量1025毫米，平均無霜期227天。但旱、澇、風、凍、臺風災害時有發(fā)生。通過采集土壤樣本，研究不同類型土壤的養(yǎng)分含量及在剖面分異變化的特征，同時探討各種影響因子，明確研究區(qū)域不同類型土壤養(yǎng)分變化特點及對作物養(yǎng)分吸收的影響，為不同類型土壤如何培肥地力提供可靠的理論依據(jù)。1材料和方法1.1供試材料供試土壤采自江蘇省南京農(nóng)業(yè)大學衛(wèi)崗校區(qū)附近的坡地土、草地土、茶園土。1.2取樣原則采樣時，應避免田邊、路邊、溝邊、特殊地形部位和施肥點，盡量使土樣具有代表性、典型性、適時性、可比性與防污染。同時，在每一樣點采集土樣時應力求深度一致、上下土體一致、數(shù)量一致。1.3土壤樣品的采集對于每一個采樣區(qū)，先調(diào)查、采訪、觀察土壤的差異情況，劃定具有普遍性與代表性的樣塊，按照“S”型的隨機選擇方法確定五個以上的采樣點，標記好采樣點的位置。然后，用管形土鉆分別采集各樣點的0-10cm、10-20cm、20-30cm深度層次的土樣，注意各點的采樣量一致。采集完畢后，混勻各點土樣，用“四分法”來控制土樣的重量，最終獲取約1kg重的混合均勻的土壤樣品。寫好標簽，作好采樣記錄。標簽內(nèi)容：采樣地點、采土深度、采樣日期、采樣人等。帶回室內(nèi)進行土壤樣品的制備。將土壤樣品置于塑料袋上攤開，在室內(nèi)自然風干，剔除礫石和碎根后倒入木盤中，用木棍研細，使之全部通過20目尼龍篩，從中取約5g放入研缽中繼續(xù)研磨并通過100目篩，過篩后的土壤樣品裝入塑料密封袋中，儲于干燥處備用。1.4土壤養(yǎng)分測定項目及方法依據(jù)鮑士旦主編的第三版土壤農(nóng)化分析，SOC含量采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測定；土壤全氮含量采用半微量開氏法測定；土壤速效磷含量采用0.5mol/LNaHCO3法測定；土壤速效鉀含量采用乙酸銨浸提－火焰光度法測定；土壤有效硼含量采用沸水提取—甲亞胺比色法測定；土壤有效銅、鋅含量采用DTPA—TEA浸提—AAS法測定。1.5數(shù)據(jù)處理利用MicrosoftExcel軟件、SPSS16.0軟件進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。2結(jié)果與分析2.1不同類型土壤有機質(zhì)含量對比如圖1所示，不同類型土壤SOC含量呈現(xiàn)出坡地土<草地土<茶園土的變化趨勢，且趨勢較為明顯。圖1不同類型土壤的有機質(zhì)含量圖1不同類型土壤的有機質(zhì)含量2.2不同類型土壤全氮含量對比如圖2所示，不同類型土壤全氮含量呈現(xiàn)出草地土<茶園土<坡地土的變化趨勢，且趨勢顯著。圖2不同類型土壤的全氮含量圖2圖2不同類型土壤的全氮含量圖22.3不同類型土壤速效磷含量對比如圖3所示，不同類型土壤速效磷含量呈現(xiàn)出草地土<坡地土<茶園土的變化趨勢，且趨勢顯著。圖3不同類型土壤的速效磷含量圖3圖3不同類型土壤的速效磷含量圖32.4不同類型土壤速效鉀含量對比如圖4所示，不同類型土壤速效鉀含量呈現(xiàn)出草地土<坡地土<茶園土的變化趨勢，且趨勢顯著。圖4不同類型土壤的速效鉀含量圖4圖4不同類型土壤的速效鉀含量圖42.5不同類型土壤有效硼含量對比如圖5所示，不同類型土壤有效硼含量呈現(xiàn)出坡地土<茶園土<草地土的變化趨勢，且趨勢顯著。圖5不同類型土壤的有效硼含量圖5圖5不同類型土壤的有效硼含量圖52.6坡地土不同剖面有機質(zhì)，全氮，速效磷，速效鉀，有效硼對比如表1所示，坡地土的有機質(zhì)，全氮，速效磷，速效鉀，有效硼含量均呈現(xiàn)出土層10-20cm>0-10cm>20-30cm的變化趨勢。表1坡地土不同剖面養(yǎng)分分異狀況Table1nutrientdifferentiationindifferentprofileoftheslopingfield類型土層（cm）有機質(zhì)（g/kg）全氮（g/kg）速效磷（mg/kg）速效鉀（mg/kg）有效硼（mg/kg）坡地土0-105.771.1431.18184.040.0610-2024.992.7739.29270.280.1520-303.240.7231.18135.170.052.7草地土不同剖面有機質(zhì)，全氮，速效磷，速效鉀，有效硼對比如表2所示，草地土的速效磷，速效鉀含量均呈現(xiàn)出0-10cm>20-30cm>10-20cm的變化趨勢；有機質(zhì)，全氮，有效硼含量均呈現(xiàn)出土層0-10cm>10-20cm>20-30cm的變化趨勢，符合自然規(guī)律。表2草地土不同剖面養(yǎng)分分異狀況Table2nutrientdifferentiationindifferentprofileofthegrasssoil類型土層（cm）有機質(zhì)（g/kg）全氮（g/kg）速效磷（mg/kg）速效鉀（mg/kg）有效硼（mg/kg）草地土0-1020.110.3518.69182.500.3310-209.720.1115.91121.500.2620-30——0.0818.38134.200.212.8茶園土不同剖面有機質(zhì)，全氮，速效磷，速效鉀，有效硼對比如表3所示，茶園土有機質(zhì)，全氮，速效磷，速效鉀含量呈現(xiàn)出0-10cm>10-20cm>20-30cm的變化趨勢，符合自然規(guī)律；土層0-10cm、20-30cm、10-20cm有效硼含量。表3茶園土不同剖面養(yǎng)分分異狀況Table3nutrientdifferentiationindifferentprofileoftheteagardensoil類型土層（cm）有機質(zhì)（g/kg）全氮（g/kg）速效磷（mg/kg）速效鉀（mg/kg）有效硼（mg/kg）茶園土0-1022.640.6288.58343.510.1810-2021.180.6077.52253.850.1620-3014.080.5036.40245.310.173討論3.1土壤有機質(zhì)分析土壤有機碳主要來源于動物、植物、微生物殘體和根系的分泌物，且處于不斷分解與形成的動態(tài)過程中，因此土壤有機碳的含量是生態(tài)系統(tǒng)在特定條件下的動態(tài)平衡值[4]。SOC含量主要取決于輸入有機物質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量，在一定條件下，有機物質(zhì)輸入越多，SOC含量越高[5]。本實驗所研究的三種土壤中，使用有機肥最多的是茶園土，因而茶園土有機質(zhì)含量最高；草地土其次；坡地土缺乏人為管理，有機質(zhì)含量最低。3.2土壤全氮分析氮是植物生長的必需養(yǎng)分，它是每個活細胞的組成部分。土壤全氮量通?？梢杂脕砗饬客寥赖氐幕A肥力，指導土壤施肥。由圖2和表1-3可以看出土壤中氮素含量是坡地土>茶園土>草地土，且相同土類中全氮含量隨土壤深度的增加而降低。土壤中氮絕大部分以有機結(jié)合態(tài)氮存在,土壤氮的積累消耗程度取決于土壤有機質(zhì)的積累和分解[6]。土壤有機質(zhì)含量增加,相應使土壤微生物數(shù)量增加,使其生命活動旺盛,增加氮的礦化[7]。但對比圖1與圖2并沒有發(fā)現(xiàn)此規(guī)律，這可能是由于坡地土含氮量測定實驗誤差所致。土壤氮素含量與土壤活性腐殖質(zhì)相關(guān)，土壤全氮的重要組成部分堿解氮主要來自有機質(zhì)中的活性腐殖質(zhì)[8]。[7]同時，土壤氮素含量與土壤有機質(zhì)的C/N相關(guān)，一般情況下堿解氮與有機質(zhì)的C/N呈負相關(guān)，也就是說，土壤堿解氮在主要決定于有機質(zhì)含量的前提下,還在一定程度受制于有機質(zhì)的C/N或腐殖化程度。3.3土壤速效磷分析影響土壤速效磷含量的因素較多。土壤顆粒組成的不同是造成土壤養(yǎng)分差異的主要內(nèi)在原因之一[9]。砂粒含量越高的土壤保水、保肥能力越差,土壤速效磷等速效養(yǎng)分越易流失,造成土壤速效磷含量與土壤砂粒之間呈極顯著負相關(guān);其次與土壤粉粒(0.02～0.002mm)未達到相關(guān)顯著水平,與土壤粘粒(<0.002mm)呈顯著正相關(guān)[10]。土壤中磷素主要來源于成土母質(zhì)和動植物殘體歸還,其含量受土壤類型和環(huán)境條件的影響[11]。土壤表層接受植被凋落物,且存在大量植物細根,因此沉積大量有機質(zhì),有機質(zhì)中含有豐富的磷;動植物殘體的物理狀態(tài)和化學組成及土壤溫度、濕度和通氣狀況等都會影響到土壤有機質(zhì)含量,進而影響土壤TP含量[12]。草地土速效磷含量出現(xiàn)淺層和深層高于中間層的原因可能是采樣層位不夠深，其實屬于同一含量水平層次。在自然施肥的農(nóng)業(yè)土壤中，表層的磷含量高是由于施肥的深度有限，而底層含量也會偏高，這是由于養(yǎng)分的吸收與水分密切相關(guān)，而底層的水分自然多，所以根系努力向下生長，導致底層；磷分配較多。3.4土壤速效鉀分析鉀是植物必需的營養(yǎng)元素之一，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高具有重要作用，在正常情況下植物吸鉀量一般超過吸磷量，與吸氮量相近，而蔬菜等喜鉀作物需鉀量高于需氮量[13]。由圖4可以明顯看出在三種不同的土壤類型中，土壤中速效鉀含量是茶園土>坡地土>草地土，且在同一土體中速效鉀的含量隨土壤深度的增加而降低。同時，查詢土壤速效鉀的診斷指標可以看出，三種類型土壤中速效鉀含量均處于高（>116mg/kg）水平。茶園土含鉀量最為豐富。影響土壤中速效鉀含量的因素除了有機質(zhì)和土壤水分以外，主要是土壤粘土礦物類型、含量及電荷密度、粘土礦物的類型和數(shù)量對土壤交換性鉀的保持力有很大的影響,它控制著土壤溶液中鉀的濃度及再補充鉀的能力[7]。同一母質(zhì)類型中,質(zhì)地粘重土壤的鉀素含量一般較高。在同一土壤中,不同粒徑的土壤顆粒的礦物組成和數(shù)量比例是不同的,其緩效鉀的含量和礦物鉀的釋放能力也就不同[14]。三種不同類型的土壤所處的地理位置不同，且茶園土有人為地耕作作用，導致三種類型土壤性質(zhì)的不同。3.5土壤有效硼分析影響土壤有效硼含量的因素有很多,各個因素間有正負交互作用,使得研究結(jié)果復雜多變。其中有機質(zhì)含量的影響是占主導地位的,由于有機質(zhì)本身含硼,而其分解產(chǎn)物又以一定形式與硼結(jié)合,因而有機質(zhì)成了耕作層土壤中有效硼的重要來源。一般是有機物質(zhì)多的土壤有效硼較多,因為與有機物質(zhì)結(jié)合或被有機物質(zhì)所固定的硼可在有機物質(zhì)分解后釋放出來[15]。由圖5可以明顯看出在三種不同的土壤類型中，土壤中有效硼含量是草地土>茶園土>坡地土。在草地土中有效硼的含量隨土壤深度的增加而降低；在坡地土與茶園土中，土壤有效硼的含量都很低，且隨深度變化無明顯的含量變化趨勢。硼缺乏的臨界濃度為0.3-0.5mg/kg，與試驗結(jié)果相比較，坡地土與茶園土的硼含量處于缺乏狀態(tài)。3.6土壤有效銅、鋅分析有機肥料不僅是土壤生物養(yǎng)分的供給源，而且其分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)含有一定量的有機酸、糖類、酚類及含N、S的雜環(huán)化合物等活性基團，很容易與土壤中Cu、Zn、Fe、Mn等金屬元素絡合或鰲合，影響土壤微量元素的有效性[16]。土壤有效銅、鋅含量測定實驗中，因標線配制有誤，導致無法得出數(shù)據(jù)。但可以猜想，含量偏低，自上而下含量呈現(xiàn)遞減趨勢，趨勢不明顯。4小結(jié)土壤是由母巖、氣候、生物、地形和時間等五大因素共同作用下形成的地表風化物。土壤作為大氣圈、生物圈和巖石圈的界面,在土體剖面上的物質(zhì)交換導致了土壤從表層到母巖層各土層間理化及生物學性質(zhì)的顯著差異[17]。研究土壤養(yǎng)分在剖面上的垂直分布,可為了解土壤形成過程中成土母質(zhì)、自然因素、氣候及土地利用和管理方式的變化等提供基礎資料,而且這些因素極大地影響著養(yǎng)分元素的遷移、累積和生物地球化學循環(huán),乃至全球環(huán)境。由此可見,對土壤環(huán)境中養(yǎng)分元素的分布、影響因素等進行系統(tǒng)研究,可為認識全球養(yǎng)分循環(huán)的具體環(huán)節(jié)及其環(huán)境問題提供科學依據(jù)[12]。本實驗通過研究不同類型土壤養(yǎng)分分異狀況、剖面分布規(guī)律及影響因素，是為了更好地服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：確定不同的土壤類型所適宜的利用方式繼而科學改良與施肥，達到資源合理分配與利用。因此,在實際的肥料施用中應注意增施有機類肥料，通過提高有機質(zhì)含量從而提高土壤中的全氮、有效磷、速效鉀等的含量，最終達到土壤肥力的整體提高。使土壤的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展相協(xié)調(diào),讓其最大限度地為人類效力。經(jīng)過本學期的土壤農(nóng)化分析的實驗，近十節(jié)的課堂實踐操作，使我的實踐操作能力有了顯著提高，熟悉和學會了許多儀器設備（如分光光度計、火焰光度計等）的使用，深入的理解了土壤中各種養(yǎng)分的測定方法。同時，我體會到科研的不容易，雖然在實驗中總是有老師和師兄的幫助，但仍頻頻犯錯，實驗過程中總是會遇到這樣那樣甚至出乎意料的問題。因此，在以后的實驗中我們應完善實驗操作技術(shù)，以免對實驗造成不必要的影響，同時還應該加強自己面對困難時的應對能力。然而僅僅掌握實驗的操作還是遠遠不夠，如何將我們的思想轉(zhuǎn)變?yōu)槲淖直磉_出來也十分必要。撰寫論文是每個科研工作者都應具備的能力，本次綜合性實驗論文的撰寫正是給我們提供了這樣的一次機會。寫論文整理數(shù)據(jù)、繪表作圖、確定主題到查找資料、撰寫論文的過程不僅僅鞏固扎實了我學習到的理論知識，更提升了我發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。5致謝向老師和研究生學長一直以來孜孜不倦的指導致謝，同時同學間的團結(jié)、互助與鼓勵也讓我深深感動。參考文獻：[1]熊洪，唐玉明，任道群，等.不同土壤類型、不同氣候條件與水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系研究.廬州科技，2004(1):6－9[2]范中亮，季輝，楊菲，等.不同土壤類型下Cd和Pb在水稻籽粒中累積特征及其環(huán)境安全臨界值.生態(tài)環(huán)境學報，2010，19(4):792－797[3]胡樹林，黃啟為，徐慶國.不同產(chǎn)地香米微量元素含量差異及吸收富集特征研究.作物研究，2002，16(1):14－16[4]金峰，楊浩，趙其國.土壤有機碳儲量及影響因素研究進展[J].土壤，200