阜阳市颍东区土壤全氮含量及分布特点研究.docx
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阜阳市颍东区土壤全氮含量及分布特点研究
安徽农业大学
毕业论文（设计）
论文题目阜阳市颖东区土壤全氮含量及分布特点研究
姓名张浩学号05128020
院系资环学院专业农业资源与环境
指导教师胡宏祥职称副教授
中国·合肥
二○○九年六月
目录
引言2
1研究区域和方法3
1.1研究区域概况3
1.1.1颍东区的地理位置3
1.1.2颍东区的资源概况3
1.2土壤取样与测定方法4
1.2.1土壤取样及制备4
1.2.2土样的测定方法4
2结果与讨论5
2.1颍东区土壤中全氮含量状况5
2.1.1颍东区土壤中全氮含量5
2.1.2颍东区行政区域土壤全氮的含量分异6
2.2颍东区土壤中全氮含量的影响因素7
2.2.1成土母质对土壤全氮的影响7
2.2.2种植习惯对土壤全氮的影响8
2.2.3种植的作物对土壤全氮的影响8
2.2.4氮肥施用量对土壤全氮的影响..............................................................9
结论9
致谢10
参考文献10
阜阳市颍东区土壤全氮含量及分布特点研究
作者：
张浩指导老师：
胡宏祥
（安徽农业大学资源与环境学院05级农业资源与环境合肥230036）
摘要：
通过对阜阳市颍东区地区4000个土样的前处理和化验分析，从而研究颍东区土壤的全氮的含量及其分布。
结果表明：
颍东区十个乡镇土壤全氮的平均含量为0.98mg/kg土壤全氮水平中等偏下，土地利用方式，土质，施肥等因素影响土壤全氮的含量和分布。
关键词：
颍东区；全氮；含量；分布
引言
在植物营养三要素中,氮素是植物需要多、土壤供应少,供求之间存在着尖锐矛盾的元素[1]，土壤中氮素绝大多数为有机质的结合形态。
无机形态的氮一般占全氮的1～5%。
土壤有机质和氮素的消长，主要决定于生物积累和分解作用的相对强弱、气候、植被、耕作制度诸因素，特别是水热条件，对土壤有机质和氮素含量有显著的影响。
从自然植被下主要土类表层有机质和氮素含量来看，以东北的黑土为最高（N，2.56～6.95g/kg）。
由黑土向西，经黑钙土、栗钙土、灰钙土，有机质和氮素的含量依次降低。
灰钙土的氮素含量只有（N，0.4～1.05g/kg）。
我国由北向南，各土类之间表土0～20cm中氮素含量大致有下列的变化趋势：
由暗棕壤（N，1.68～3.64g/kg）经棕壤、褐土到黄棕壤（N，0.6～1.48g/kg），含量明显降低，再向南到红壤、砖红壤（N，0.90～3.05g/kg），含量又有升高。
耕种促进有机质分解，减少有机质积累。
因此，耕种土壤有机质和氮素含量比未耕种的土壤低得多，但变化趋势大体上与自然土壤的情况一致。
东北黑土地区耕种土壤的氮素含量最高（N，1.5～3.48g/kg），其次是华南、西南和青藏地区，而以黄、淮、海地区和黄土高原地区为最低（N，0.3～0.99g/kg）。
对大多数耕种土壤来说，土壤培肥的一个重要方面是提高土壤有机质和氮素含量。
总的来讲，我国耕种土壤的有机质的氮素含量不高，全氮量（N）一般为（1.0～2.09g/kg）。
特别是西北黄土高原和华北平原的土壤，必须采取有效措施，逐渐提高土壤有机质的氮素含量[2]无机态氮在土壤氮素中比例很小。
硝态氮含量在高肥力土壤中约10-20ppm，低肥力土壤仅5-10ppm；铵态氮主要以交换礅存在,一般也仅10-15ppm.而且无态氮受土壤和气候等环境因子的制约,变化很大,以其作为土壤氮素丰缺指标是不够确切的.土壤有机态氮相比较稳定,也是不断矿化供给作物利用的氮素主要来源,其含量基本上接近全氮.故采用全氮含量作为土壤素的丰缺指标.
1研究区域和方法
1.1研究区域概况
研究区域为阜阳市颍东区。
采样点分布在该区的插花、口孜、正午、枣庄、冉庙、袁寨、杨楼、乌江、新华、老庙。
1.1.1颍东区的地理位置
颍东区位于阜阳市颍河以东，大京九铁路穿境而过，京九阜阳新客站坐落在城区中心位置，地理位置重要，区位优势明显。
地处淮北平原，属暖温带半湿润季风气候，年平均降雨量为900MM，国土面积684.9平方公里，下设3个办事处，8个镇，1个乡，村（居）民委员会253个。
全区总人口为54.6万人，其中非农业人口占14.6%，耕地面积41241公顷，主要土类有：
砂姜黑土，面积占全市耕地总面积的73．84%；潮土，面积占17．88%棕壤，面积占7．52%。
1.1.2颍东区的资源概况
1.首先是农副产品资源丰富。
农业基础设施条件较好，农田水利网纵横交错，机械化水平较高。
粮食作物以小麦、玉米、大豆、红薯为主，经济作物有棉花、油菜、大棚蔬菜、果品等，是黄淮海外资开发区，也是国家重要的商品粮基地和皖西北蔬菜供应基地之一。
2.种植、养殖业发达。
口孜的万亩大蒜，袁寨的千亩银杏，新华、插花等地的大棚蔬菜，杨楼的马铃薯均成为当地的经济支柱；畜禽品种繁多，名、优、特、新产品不少，是国家重要的瘦肉型猪、牛皮、山羊板皮和兔毛生产基地。
鱼、鳖、吓等水产养殖发展较快，鲤鱼、鲢鱼、革子胡鲶、中华鳖、中华绒螯蟹、罗虾等远近闻名。
其次是水资源充沛。
由于颍河、茨淮新河穿经而过，其支流密布全境，农田水网交错，地下贮水丰富，仅潜层地下水含量就达7351万立方米，且水质良好。
林果资源独具优势。
主要用材林有杨树、桐树、柳树等，桑树及银杏种植初具规模，盛产水蜜桃、杏、李、枣、柿、樱桃等水果，属全国平原绿化先进区。
煤炭储存量丰富，经勘探煤炭储量达上百亿吨，年开采量达800万吨的口孜煤矿正在建设中。
1.2土壤取样与测定方法
1.2.1土壤取样及制备
采土方法：
采集样品按照一定采样路线和随机多点混合的原则，在全县范围内按100亩/个土样、"S"形路线采样，采样地点用GPS定位，采集深度在0-20厘米之间，每个样品采集15-20个点，每个样点的取土深度及采样量均匀一致，每点取土0.5公斤左右，各点土样充分混合，并按照四分法保留到1.0公斤左右。
用铅笔写好标签，内外各一张，注明采样地点、日期、深度、土壤类型、编号及采样人等。
同时做好采样地的田间记录，包括采样地的地理特征、种植制度、灌溉方式和种植作物等。
采样地点应避免田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方。
样品的风干、制备、保存：
将采集回的样品放在样品盘上，置于室内通风处凉干，将大块捏碎，去除植物残体、虫体、石块等。
风干的土样按照不同的分析要求研磨过筛（分别过2mm和0.25mm孔径筛），充分混合后，装入样品袋中备用。
1.2.2土样的测定方法
方法提要：
用开氏法土壤氮以铵态氮为主，用浓硫酸消煮，使有机氮分解为铵态氮。
分析方法：
称取均匀土样，送入干燥的消化管底部，加入少量水，使土样湿润，再加1.8克催化剂和5毫升深硫酸。
摇匀，缓慢加热，待瓶内反应缓和时，加高温度，使H2SO4蒸气在瓶颈上部的1/3处回流，继续消煮1小时，消煮完毕。
在消煮土样的同时，做两份空白测定。
测定全氮时，要用风干土，并测定土样的水分，以便换算洪干土重。
如全氮中需包括硝态和亚硝态氮时，首先在消化管中加1毫升KMnO4溶液，摇动，再缓缓加入2毫升1:
1H2SO4，摇匀，放置5分钟，再加1滴辛醇；然后通过长颈漏斗加0.5克（±0.01克）还原铁粉，待激烈反应停止时（约5分钟），将开氏瓶置于消化炉上缓缓加热45分钟，冷却后，再加1.8克催化剂和5毫升浓硫酸，进行消化。
此法优点还原比较彻底，但比较繁琐。
除此法外，还可采用水相酸一硫酸钠法，该法比较方便，一次消化即可。
待消化液冷却后，将消化液全部转入蒸馏器中，总体积不超过30-35毫升。
在承接管末端安放内加2%H3BO3指示剂溶液5毫升和三角瓶，管口距硼酸液面2-3厘米，然后向蒸馏器内缓缓加入20毫升10摩尔NaOH溶液，立即关闭蒸馏器，以8毫升/分速度进行蒸馏，待馏出液体积约50毫升时，即蒸馏完毕。
取下三角瓶，用标准酸滴定。
试剂与仪器：
混合催化剂，甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，1/2H2SO4标准液，定氮仪，消化炉。
2结果与讨论
2.1颍东区土壤中全氮含量状况
2.1.1颍东区土壤中全氮含量
对颍东区采取的耕层土壤的部分乡镇样品进行分析测定，得其结果如表1。
表1颍东区耕层土壤全氮含量
乡镇
土样数（个）
最大值（g/kg）
最小值（g/kg）
（g/kg）
标准差
CV
口孜
335
1.33
0.43
0.95
0.16
0.17
枣庄
441
1.50
0.63
0.93
0.13
0.14
袁寨
313
1.27
0.46
0.86
0.16
0.19
杨楼
368
1.81
0.56
1.16
0.23
0.20
乌江
283
1.80
0.37
1.09
0.21
0.19
新华
217
1.95
0.35
1.03
0.17
0.17
总计
1957
1.95
0.35
0.98
0.20
0.20
根据土壤全氮含量及其与作物生长和产量关系的大量资料,土壤全氮量一般分为<0.05%、0.05-0.09%、0.1-0.19%、0.2-0.29、及>0.3%五个等级[3]。
全氮<0.05%属土壤严重缺氮，作物生长细弱，叶片呈浅绿色，这时须及时增施氮肥。
>0.2%属于氮素丰富，其作物生长粗壮，叶色深绿。
为了了解土壤氮素含量并使土壤保持肥力，定期测定土壤氮素含量是十分必要的。
表2颍东区部分乡镇镇土壤样品全氮含量分布
乡镇名称
分级标准统计
<0.50
（g/kg）
0.50-0.90
（g/kg）
0.90-1.90
（g/kg）
1.90-3.00
（g/kg）
>3.00
（g/kg）
总计
口孜
样本数
4
108
223
0
0
335
频率
1.19%
32.24%
66.57%
0%
0%
100％
枣庄
样本数
0
199
242
0
0
441
频率
0.00%
45.12%
54.88%
0%
0%
100％
袁寨
样本数
1
191
121
0
0
313
频率
0.32%
61.02%
38.66%
0%
0%
100％
杨楼
样本数
0
46
322
0
0
368
频率
0.00%
12.50%
87.50%
0%
0%
100％
乌江
样本数
2
38
243
0
0
283
频率
0.71%
13.43%
85.86%
0%
0%
100％
新华
样本数
2
35
179
1
0
217
频率
0.92%
16.13%
82.49%
0.46%
0%
100％
总计
样本数
9
617
1330
1
0
1957
频率
0.46%
31.53%
67.96%
0.05%
0%
100％
现土壤全氮平均含量为0.98g/kg,1980年第二次土壤普查颍东区土壤全氮含量只有0.89g/kg,比以前土壤全氮含量有所提高[4]。
可能的原因是1980年以前颍东区采取以生产队或村为基础的农业生产管理方式，即在一定区域范围内耕作、施肥和灌溉活动和使用粪肥，粪肥不仅能显著增加耕层有效性氮量,而且能显著增加底土有效性氮量等措施基本一致[5]，所以氮含量的空间变异相对较小。
而近20多年来该地区实行以家庭联产承包责任制为主的农业生产管理方式,各农户施肥水平差异很大，土地利用方式也有明显不同，导致土壤全氮含量的空间变异增加。
2.1.2颍东区土壤全氮的含量分异
对采样土壤全氮含量进行了统计，其分布特点为杨楼土壤全氮含量最高，为1.16g/kg，袁寨最低，为0.86g/kg。
从大到小，依次为：
杨楼、乌江、新华、口孜、枣庄、袁寨。
从表中可以看出，口孜、枣庄和袁寨镇土壤中全氮的含量相差相近，杨楼、乌江和新华镇土壤含氮量差别不大，这主要与行政区域的土地利用方式和施肥习惯有关，因为口孜、枣庄和袁寨有大面积的菜园地，且这两地有施用复合肥的习惯；而其他三个乡镇以小麦大豆轮作为主，且施肥习惯主要以氮肥投入为主。
图1颍东区各乡镇土壤全氮含量状况
2.2颍东区土壤全氮含量的影响因素
研究表明，自然环境条件的改变、肥料的施用、作物轮作方式的不同以及产量水平的提高，都会影响土壤全氮含量。
地带性气候的差异不明显，而地形、地貌、成土母质的变化较为复杂，人为耕种活动的时间有先有后，有长有短。
这些因素对土壤中全氮的含量影响较大。
该地区中低土壤面积约占耕地总面积的7O%，土壤类型主要为砂姜黑土，土壤全氮含量偏低主要存在以下障碍因素。
2.2.1成土母质对土壤全氮的影响
成土母质影响着土壤的物理化学组成、物质的风化以及淋溶等，从而影响着土壤氮素的累积和淋失。
颍东区土壤母质主要有：
黄土性古河湖相沉积物和近代黄河及淮河泛滥沉积物等母质组成[7]。
2.2.2种植习惯对土壤全氮的影响
因颍东区地形相对平坦，成土母质主要就是河流冲积物和近代黄泛冲积物组成。
所以整体含氮量差异不大，下面对枣庄镇的图样进行分析，枣庄镇地势平坦，种植习惯大致相同，各个村庄的的变异系数和木镇的总变异系数基本一致，同样的种植制度、轮作方式和相当的施肥量使得枣庄镇整个土壤中的全氮分布均匀。
2.2.3种植的作物对土壤全氮的影响
表3不同土壤中全氮的含量（g/kg）
耕作方式
菜－菜
麦－豆
油－菜
玉－麦
全氮含量
1.36
1.02
0.89
0.62
同样就抽取的木镇土样按照种植作物进行分析，从上表中得出，土壤中全氮含量大概可分为三组：
蔬菜种植组，含量较高；小麦大豆种植组，含量次之；玉米小麦种植组，含量最低。
这主要与农民对蔬菜、大豆、小麦、玉米、油菜几种种作物的施肥量不同和三种作物的需肥特性不同有关。
[7]
2.2.4氮肥施用量对土壤全氮的影响
氮肥施用量是影响土壤氮素的主要因素之一，它可以改善土壤供氮状况和提高土壤氮素含量[8]。
例如全氮含量较高的崇州元通镇与隆兴镇（>2．00g／kg）1992-2002年1O年间的年均单位耕地面积的施氮量为304kg／hm2[数据来源于各区（市）县统计年鉴]，平均每年比含量较低的温江通平镇（<0．85g／kg）多施21kg／hm2，10年累积施肥量多出228kg／hm2（图2）。
近年来氮肥施用过量或施用方式不合理造成的生态环境问题日益受到重视。
因此，该平原区年均单位耕地面积的施氮量呈现下降趋势。
图2土壤全氮含量高、低值区1992～2002年施氮量
结论
（1）颍东区土壤氮含量偏低，整体土壤中氮的含量在1.00g/kg左右，土壤全氮量一般分为<0.05%、0.05~0.09%、0.1~0.19%、0.2~0.29、及>0.3%五个等级。
全氮<0.05%属土壤严重缺氮，作物生长细弱，叶片呈浅绿色，这时须及时增施氮肥。
>0.2%属于氮素丰富，其作物生长粗壮，叶色深绿。
为了了解土壤氮素含量并使土壤保持肥力，定期测定土壤氮素含量[9]。
（2）颍东区土壤全氮的含量差异不显，这与地区土地利用方式、施肥水平和成土母质有关。
（3）影响颍东区土壤全氮含量及其分布的因素主要有：
成土母质、土地利用方式、肥料的施用、作物轮作方式、地形地貌等。
（4）根据颍东区土壤养分特点和小麦等作物的氮素营养特性分析，合理对氮素投入，是平衡施肥和肥料配方设计的重要的内容和技术途径。
致谢
感谢胡宏祥老师在撰写论文时给予的指导！
感谢试验期间指导老师和同学们的关心和帮助！
参考文献
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Thestudyoftotalnitrogencontentandthedistribution
InthesoilofYingdongcountryofFuyangcity
Author:
ZhangHaoInstructingteacher:
HuHongxiang
Abstract:
4000soilsamplesinYingdongcountryweredeterminedtostudyandthecontentandthedistributionoftotalnitrogen.Theresultindicatethattheaveragecontentis0.98mg/kgintenvillagesandtownssoilofYingdongcountry.Thetotalnitrogenlevelislower.Thepossiblereasonisthatthelandutilizationway,thesoiltextureandapplyingfertilizerinfluencetotalnitrogencontentandthedistribution.
Keyword:
Yingdong;Soiltotalnitrogen;Content;Distribution
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