盐渍化对沙枣林氮组分的影响_朱引龙.pdf
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1、文章编号:1003-7853(2023)02-0075-05基金项目:国家自然科学基金项目(31571594,41661049);甘肃省自然科学基金项目(1606RJZA076)盐渍化对沙枣林氮组分的影响朱引龙1,蔡立群1,2*,李海亮1(1.甘肃农业大学 资源与环境学院,甘肃 兰州 730070;2.甘肃农业大学 甘肃省干旱生境作物学重点实验室,甘肃 兰州 730070)摘要:为明确在不同盐渍化水平下土壤氮组分变化规律,采用BREMNER 方法探究盐渍化对沙枣林土壤氮组分的影响特征。结果表明,随土层的加深土壤全氮含量、土壤酸解液总氮含量、土壤酸解铵态氮含量、土壤未酸解态氮含量均降低,随盐渍化
2、水平变化:030 厘米土层土壤酸解液总氮含量中盐渍化 盐渍化 非盐土;030 厘米土层土壤全氮、土壤酸解铵态氮、土壤未酸解态氮含量中盐渍化 非盐土 盐渍土。故本文选取种植年限相同而盐渍化不同的沙枣人工林为研究对象,探讨盐渍化对土壤有机氮组分的影响,以期为河西地区盐渍化土壤资源的利用与修复提供一定的理论依据。关键词:沙枣林;盐渍化;氮组分中图分类号:S156.4+1文献标识码:Adoi:10.16202/ki.tnrs.2023.02.017Effects of Salinization on Nitrogen Componentsof Elaeagnus Angustifolia Forest
3、sZhuYinlong1,Cai Liqun1,2*,Li Hailiang1(1.College of Resources and Environment,Gansu AgriculturalUniversity,Lanzhou 730070;2.Gansu Provincial Key Laboratoryof Arid Habitat Crop Science,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)Abstract:In order to clarify the change law of nitrogen componen
4、tsin soil at different salinization levels,the effect characteristics ofsalinization on nitrogen components in saffron soil were exploredby BREMNER method.The results showed that the total nitrogencontent of soil,the total nitrogen content of soil acid solution,the nitrogen content of soil acid solu
5、tion and the nitrogen contentof soil unsourced nitrogen were all reduced with the deepening ofsoil layer,and the content of soil acid solution was reduced withthesaltlevel:0 30cmsoilacidsolutioncontentofsaltstained salinizednon-salt soil,030 cm soil whole nitrogen,soil acidified ammonium nitrogen,sa
6、linizednon-salt soilsalinesoilinsoilunsaltednitrogencontent.Therefore,thispaperselects the sand moth artificial forest with the same plantingyearsanddifferentsalinizationastheresearchobject,anddiscusses the influence of salinization on the organic nitrogencomponents of soil,in order to provide some
7、theoretical basis forthe utilization and restoration of salinized soil resources in Hexiarea.Key words:Elaeagnus angustifolia forests;salinization;nitrogen components国土与自然资源研究2023No.2TERRITORY&NATURAL RESOURCES STUDY750引言土壤盐渍化是指易溶性盐分积累在土壤表层的过程。土壤盐渍化现象通常出现在干旱半干旱、土壤蒸发强度大、地下水位高且可溶性盐类含量较高的地区1。我国为盐渍化问题较为
8、严重的国家之一,第二次全国土壤普查数据显示,我国盐渍土总面积约为 3.6107公顷,占全国可利用土地面积的 4.88%,甘肃省土壤盐渍化面积约为 141.4104公顷2,其中张掖市盐渍化土壤面积大、分布广,其中轻盐渍土占 62.5 平方公里、重盐渍土占 11.4 平方公里、盐土占 21.1 平方公里3。土壤盐渍化问题制约着世界各国的农业发展。氮素是陆地生态系统生产力的重要限制因子4,是作物生长发育的必需元素5。土壤有机氮作为土壤氮素的重要组成部分6,与土壤供氮潜力息息相关,不仅能维持土壤氮素肥力,还直接决定土壤供氮能力7。有机氮还是土壤中矿质氮的源和库,在氮素养分循环过程中具有极其重要的意义8
9、-9。因此对有机氮的研究受到国内外的广泛关注10-13。韦至激14等研究发现,不同灌溉模式和施氮量对广西自治区南宁市的有机氮组分影响存在明显差异;罗益15等在贵州省天柱县烟叶产区发现,虽然不同类型植烟土壤中的有机氮含量差异较大,但其大小关系十分稳定,均是土壤酸解氨基酸态氮含量最大,土壤酸解氨基糖态氮最少,而土壤酸解氨态氮居中;张名豪16等对比了重庆市北碚区某农场紫色土在不同有机物料施加条件下氮的矿化效果,发现氮的矿化量与有机物料中的土壤酸解铵态氮和土壤酸解氨基酸态氮呈显著相关关系。而且有机态氮含量和分布不同程度受土壤类型、土壤层次、根际环境、施肥和耕作状况等诸多因素影响17-19。到目前为止,
10、我国关于旱田土壤供氮特点及供氮能力方面的研究主要集中在不同施肥20、耕作21、种植年限22、土地利用方式23等方面,由此可见,前人涉及有机氮的研究多集中在耕作土壤领域,尤以有机氮组分评价24和肥料施加累积效应研究居多12,25-29。而关于盐渍化水平对土壤有机氮组分影响的研究还相对匮乏。因此,本文选取种植年限相同而盐渍化不同的沙枣人工林为研究对象,探讨盐渍化对土壤有机氮组分的影响,以期为河西地区盐渍化土壤资源的利用与修复提供一定的理论依据。1材料与方法1.1研究区域概况研究区位于甘肃省张掖市甘州区,张掖地处河西走廊中部,属温带大陆性气候类型,气候干燥,日照时间长,昼夜温差大,年平均降水量 11
11、2.3354.0 毫米,年平均蒸发量 1 672.12 358.4 毫米,年无霜期 138179 天。样地选择位于甘肃省张掖市甘州区北部的三块盐渍化程度不同的沙枣人工林,分别将三块样地编号为 S1(39056N,1002911E)、S2(38596N,1002847E)、S3(39115N,1002949E),分别为盐土(S1)、中度盐渍化(S2)、非盐渍化(S3)。1.2样品的采集与分析在每块样地中随机划定六块 20 m20 m 的样方。于 2019 年 7 月中旬进行土壤样品采集,样方内采用五点取样法,以内径 35 毫米土钻分别采集 010 厘米、1020 厘米、2030 厘米深度的土壤样
12、品,在实验室中风干后过筛,用于后期测定。土壤全氮(TN)采用半微量形式法测定30。土壤有机氮分级采用 BREMNER 方法8:土壤酸解液总氮(TAN)采用凯氏定氮法测定;土壤氨基酸态氮(AAN)采用茚三酮氧化、磷酸盐-硼酸盐缓冲液蒸馏法测定;土壤酸解铵态氮(AN)+土壤氨基糖态氮(ASN)采用磷酸盐-硼酸盐缓冲液蒸馏法测定;土壤酸解铵态氮采用氧化镁蒸馏法测定;土壤酸解未知态氮(HUN)、土壤未酸解态氮(NHN)和土壤氨基糖态氮则采用差减法求得。土壤未酸解态氮=土壤全氮-土壤酸解液总氮;土壤氨基糖态氮=(土壤酸解铵态氮+土壤氨基糖态氮)-土壤酸解铵态氮;土壤酸解未知态氮=土壤酸解液总氮-土壤酸解
13、铵态氮-土壤氨基酸态氮-土壤氨基糖态氮。1.3数据处理用 Excel 2013 和 SPSS 23 进行试验数据统计分析,采用单因素方差分析 Duncan 法进行多重比较分析,用 Excel 2013 作图。2结果2.1盐渍化对土壤酸解液总氮的影响由图 1 可知,不同样地同一土层的土壤酸解液总氮含量整体表现为 S2 样地高于 S1 和 S3 样地。其中,010 厘米和 1020 厘米土层,S2 样地显著高于 S1、S3样地,而 S1、S3 样地无显著差异,2030 厘米土层,S1、S2、S3 样地间均显著差异(P0.05)。76朱引龙等 盐渍化对沙枣林氮组分的影响图 1盐渍化对土壤酸解液总氮的
14、影响0.040.0350.030.0250.020.0150.010.0050土壤酸解液总氮g kg-101010202030土层(cm)S1S2S3AbAbAaBcCaBbAbBaABb注:不同大写字母表示有机氮组分在不同土层深度同一样地间差异显著(P0.05);不同小写字母表示有机氮组分在不同样地同一土层深度间差异显著(P1020 厘米 2030厘米。S1 样地 010 厘米显著高于 2030 厘米土层,S2样地 010 厘米、1020 厘米和 2030 厘米土层间均显著差异,S3 样地 010 厘米和 1020 厘米土层分别与2030 厘米土层存在显著差异,但 010 厘米和 1020厘
15、米土层无显著差异(P0.05)。2.2盐渍化对土壤酸解铵态氮的影响由图 2 可知,不同样地同一土层的土壤酸解铵态氮含量整体表现为 S2 样地高于 S3 样地高于 S1 样地。其中,010 厘米土层,S2 和 S3 分别显著高于 S1,而S2、S3 差异不显著;1020 厘米土层,S1、S2、S3 样地间存在显著差异;2030 厘米土层,S1 和 S3 分别显著低于 S2,而 S1 样地与 S3 样地差异不显著(P0.05)。图 2盐渍化对土壤酸解铵态氮的影响S1S2S30.020.0180.0160.0140.0120.010.0080.0060.0040.0020土壤酸解铵态氮(g kg-1
16、)01010202030土层(cm)ABcAbAaAaBbAaBbAaBb注:不同大写字母表示有机氮组分在不同土层深度同一样地间差异显著(P0.05);不同小写字母表示有机氮组分在不同样地同一土层深度间差异显著(P1020 厘米2030 厘米。S1 样地 010 厘米显著高于 2030 厘米土层;S2 样地 010 厘米、1020 厘米 和 2030 厘米土层间均无显著差异;S3 样地 1020 厘米和 2030 厘米土层分别与 010 厘米土层存在显著差异,但 1020 厘米和 2030 厘米土层无显著差异(P0.05)。2.3盐渍化对土壤氨基糖态氮的影响由图 3 可知,010 厘米、102
17、0 厘米土层的土壤氨基糖态氮含量均表现为 S1 样地高于 S2 高于 S3 样地,其中 010 厘米土层,S1 样地显著高于 S2、S3 样地(P0.05),而 S2、S3 样 地 间 无 显 著 差 异(P0.05);2030 厘米土层土壤氨基糖态氮含量呈先升后降的趋势,具体表现为 S2 样地高于 S1 样地高于 S3 样地,且三块样地间无显著差异(P0.05)。图 3盐渍化对土壤氨基糖态氮的影响0.0030.00250.0020.00150.0010.00050土壤氨基糖态氮(g kg-1)S1S2S301010202030土层(cm)AaAbAbAaAaAaAaAaAa注:不同大写字母表
18、示有机氮组分在不同土层深度同一样地间差异显著(P0.05);不同小写字母表示有机氮组分在不同样地同一土层深度间差异显著(P1020 厘米2030 厘米;S2、S3 样地随土层深度的增加土壤中氨基糖态氮含量呈先增后降的趋势,但 S2 样地土壤氨基糖态氮含量变化表现为 1020 厘米 2030 厘米 010 厘米,而 S3 样地土壤氨基糖态氮含量变化表现为 1020厘米 010 厘米 2030 厘米,且 S1、S2、S3 样地土层间均无显著差异(P0.05)。2.4 盐渍化对土壤氨基酸态氮的影响由图 4 可知,010 厘米、1020 厘米土层的土壤氨基酸态氮含量均表现为先升后降趋势,其中 010
19、厘米土层土壤氨基酸态氮含量变化表现为 S2 样地显著高于S1 显著高于 S3 样地(P0.05),而 1020 厘米土层土壤氨基酸态氮含量变化表现为 S2 样地显著高于 S1、S3 样地(P0.05),且 S1、S3 样地差异不显著(P0.05);2030厘米土层土壤氨基酸态氮含量呈减小的趋势,具体表现为 S1 样地高于 S2 样地高于 S3 样地,且 S1、S3 样地与S2 样地显著差异(P0.05),其中 S1、S3 样地差异不显著(P0.05)。朱引龙等 盐渍化对沙枣林氮组分的影响77图 4盐渍化对土壤氨基酸态氮的影响0.0120.010.0080.0060.0040.0020土壤氨基酸
20、态氮(g kg-1)S1S2S301010202030土层(cm)注:不同大写字母表示有机氮组分在不同土层深度同一样地间差异显著(P0.05);不同小写字母表示有机氮组分在不同样地同一土层深度间差异显著(P2030 厘米 1020 厘米,且三个土层间无显著差异(P1020 厘米 2030厘米,且三个土层间差异显著(P 010 厘米 2030 厘米,其中 1020 厘米和 2030 厘米土层差异显著(P0.05)。2.5 盐渍化对土壤酸解未知态氮的影响由图 5 可知,土壤酸解未知态氮含量在 010 厘米和 2030 厘米土层呈先增后减的趋势,而在 1020 厘米土层呈减小趋势。010 厘米土层,
21、三个土层间均存在显著差异;1020 厘米土层,S1、S3 样地间差异显著;2030厘米土层,S2、S3 样地间差异显著(P0.05)。S1 样地随土层深度的增加土壤中酸解未知态氮含量呈减小趋势,且土层间无显著差异;S2 样地随土层深图 5盐渍化对土壤酸解未知态氮的影响0.0090.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010土壤酸解未知态氮(g kg-1)01010202030土层(cm)AaS1S2S3注:不同大写字母表示有机氮组分在不同土层深度同一样地间差异显著(P0.05);不同小写字母表示有机氮组分在不同样地同一土层深度间差异显著(P0.05)。AaB
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