【文章內(nèi)容簡介】 進(jìn)行而不斷下降 [14]。 土壤有機(jī)質(zhì)的生態(tài)作用 土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中含碳的有機(jī)化合物，在自然界中土壤有機(jī)質(zhì)的組成 和性質(zhì)受到包括母質(zhì)、植被和水熱條件等因素的影響 [15]，其主要由土壤中兩類有機(jī)質(zhì)組成。 ① 動植物有機(jī)殘?bào)w及其分解的中間產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物，如各種碳水化合物、纖維素、木質(zhì)素、氨基酸等，占土壤有機(jī)質(zhì)總量的 10～ 15%。 ② 新形成的各類腐殖質(zhì)，占土壤有機(jī)質(zhì)總量的 85～ 90%。土壤有機(jī)質(zhì)呈棕一褐一黑色，土壤中的含量由 1～10%不等，含量愈高，土體顏色愈暗。土壤有機(jī)質(zhì)積聚在土壤表層，稱有機(jī)質(zhì)層，是土壤形成的主要標(biāo)志。 在肥沃土壤的形成當(dāng)中有機(jī)質(zhì)起著直接的作用，因?yàn)樗鼈兪侵参镳B(yǎng)分的來源，也是形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的主要膠結(jié)物質(zhì) [16]。有機(jī)質(zhì)含量高、有機(jī)質(zhì)層深厚的土壤，都具有較好的物理、化學(xué)性質(zhì)，也都是較為肥沃的土壤。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相部分的重要組成成分，盡管土壤有機(jī)質(zhì)的含量只占土壤總量很小的一部分，但是它對土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護(hù)以及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方面都有著特別重要的作用和意義。一方面，它含有植物生長所需要的各種營養(yǎng)元素，也是土壤微生物活動的能源，對土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)有著深遠(yuǎn)的影響。另一方面，土壤有機(jī)質(zhì)對重金屬、農(nóng)藥等各種有機(jī)、無機(jī)污染物的行為能有顯著的影響。而且土壤有機(jī)質(zhì)對全球碳平衡起著重要的作用。通常在其他條件相同 或相近的情況下，在一定含量范圍內(nèi)有機(jī)質(zhì)的含量與土壤肥力水平呈正相關(guān) [7]。 全氮、堿解氮的生態(tài)作用 土壤中氮素的總量稱為全氮量。土壤全氮量是衡量土壤氮素供應(yīng)狀況的重要指標(biāo)。土壤中的氮素以兩種形態(tài)存在：無機(jī)態(tài)氮和有機(jī)態(tài)氮。土壤的氮素絕大多數(shù)是貯藏在土壤有機(jī)質(zhì)中的有機(jī)態(tài)含氮化合物，例如蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)、生物堿等。有機(jī)態(tài)氮通過礦質(zhì)化過程轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，銨態(tài)氮再通過硝化過程轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。所以森林土壤全氮量的消長與土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化一致。主要取決于各地區(qū)有機(jī)質(zhì)的積累和分解 作用的相對強(qiáng)度。因此，不同的立地條件尤其 是影響微生物活動的因素上央格氣林場落葉松天然林土壤養(yǎng)分分析 4 例如通氣性、溫度、濕度、 PH 值、有機(jī)質(zhì)的 C/N 比和肥料等因素，對土壤全氮量具有較大的影響。 堿解氮，也叫有效氮，能反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)情況，它包括無機(jī)態(tài)氮和部分有機(jī)物質(zhì)中易分解的比較簡單的有機(jī)態(tài)氮，是氨態(tài)氮，硝態(tài)氮，氨基酸，酰胺和易水解的蛋白質(zhì)氮的總和，堿解氮的含量和有機(jī)質(zhì)含量及質(zhì)量有關(guān)，有機(jī)質(zhì)含量高，熟化程度高，有效性氮含量也就越高。反之，有機(jī)質(zhì)含量低，熟化程度低，有效性氮的含量也低。堿解氮含量作為植物氮素營養(yǎng)較無機(jī)氮有更好的相關(guān)性并與作物生長關(guān)系密切，所以測定堿解氮比測定氨態(tài)氮 和硝態(tài)氮更能確切的反映出近期內(nèi)土壤的供氮水平。 氮素是蛋白質(zhì)的基本成分，當(dāng)植物缺氮時，植物的碳素同化能力降低，植物生長明顯受到抑制，葉色呈灰綠、黃或紅色，同時，葉子樹皮提前衰老，根系發(fā)育不植物不僅吸收的氮量增加了，而且也提高了對磷、鉀和鈣的吸收。不過，在一般土壤中氮素過多也不適宜，它會使植物莖葉徒長，減弱植物對干旱、低溫以及病害的抗性 [7]。 全磷、速效磷的生態(tài)作用 土壤中的磷素形態(tài)可以分為有機(jī)磷和無機(jī)磷兩類。土壤中的有機(jī)磷一般占全磷的 50%。表土中有機(jī)磷一般占全磷的 20%～ 80%。隨著圖層深度的增 加有機(jī)磷所占的比例減少而無機(jī)磷的比例逐漸增加。土壤有機(jī)質(zhì)中磷的含量為 1%～ 3%，隨著有機(jī)碳或氮的增加，有機(jī)磷含量也增加。土壤中磷素的含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)。有機(jī)磷在微生物的作用下，經(jīng)過礦物質(zhì)化逐漸轉(zhuǎn)化為植物可利用的無機(jī)磷酸鹽。 土壤中的無機(jī)磷它們在各種土壤中存在狀況和有效性是不同的，根據(jù)其溶解性質(zhì)可分為三類： ① 水溶性磷化合物，為堿金屬的各種磷酸鹽和堿土金屬的一代磷酸鹽，它們在土壤中極不穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)變成難溶性磷。 ② 弱酸溶性磷化合物，主要是堿土金屬的各種磷酸鹽，在土壤中這類磷化合物的含量比水溶性磷多，在中 性和微酸性的土壤中這類磷化合物能被植物利用。 ③ 難溶性磷化合物，這類磷化合物占土壤無機(jī)磷的絕大部分屬植物難以利用的遲效磷。其中水溶性磷和弱酸溶性磷統(tǒng)稱為速效磷。土壤全磷包括土壤速效磷和遲效磷。因?yàn)橥寥浪傩Я字徽纪寥廊琢康臉O小部分，而土壤中的速效磷量與全磷量有時并不相關(guān)，所有土壤全磷量不能作為一般土壤磷素的供應(yīng)水平的確切指標(biāo)。許多實(shí)踐證明，土壤速效磷含量是衡量土壤磷素供應(yīng)狀況的較好指標(biāo)，它在土壤診斷與施肥方面具有較大的意義。 磷是植物細(xì)胞核的重要成分，它對細(xì)胞分裂和植物各器官組織的分化發(fā)育特別是開花結(jié)實(shí)具有重 要的作用。是植物體內(nèi)生理代謝活動必不可少的一種元素。土壤中含磷量高不但提高林木種子的產(chǎn)量，而且提高也提高了種子中的磷素儲量。在豆內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院本科畢業(yè)論文 5 科植物的施磷實(shí)驗(yàn)中，磷促進(jìn)了根瘤的發(fā)育，提高了根瘤菌的固氮能力，從而也間接改善了植物氮素的營養(yǎng)狀況。磷還具有促進(jìn)根系發(fā)育的作用，特別是促進(jìn)側(cè)根與細(xì)根的發(fā)育 [7]。 全鉀、速效鉀的生態(tài)作用 根據(jù)鉀素對植物有效性的不同，將土壤中的鉀的形態(tài)大致分為三類： ① 無效態(tài)鉀，土壤中含鉀較多的是正長石、微斜長石與白云母等原生礦物以及伊利石等次生礦物，它們含有的鉀素占土壤全鉀量的 90%～ 98%。這些形態(tài)的鉀素對植物是相對無效的。 ② 緩效態(tài)鉀，緩效態(tài)鉀通常占土壤全鉀量的 2%以下，高的可達(dá) 6%。這類鉀不能被植物迅速吸收，但可以與速效鉀保持一定的平衡關(guān)系，對保鉀和供鉀起著調(diào)節(jié)作用。 ③ 速效鉀，土壤的速效鉀約占全鉀量的 1%～ 2%，它包括土壤溶液中的鉀以及吸附在土壤膠體表面的代換性鉀，兩者都容易被植物吸收和利用。土壤全鉀量反應(yīng)了土壤鉀素的潛在供應(yīng)能力。土壤速效鉀則是土壤鉀素的現(xiàn)實(shí)供應(yīng)指標(biāo)，我國各地土壤的全鉀量受各地母質(zhì)類型影響很大。 鉀能加速植物對二氧化碳的同化過程，能促進(jìn)碳水化合物的轉(zhuǎn)移、蛋白質(zhì)的合成與細(xì) 胞的分裂。鉀素能增強(qiáng)植物的抗病力，并能緩和由于氮肥過多而引起的有害作用。鉀能減少植物蒸騰，調(diào)制植物組織中的水分平衡，提高植物的抗旱性。在嚴(yán)冬季節(jié)， 鉀肥可以促進(jìn)植物體中淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖類，從而提高了植物的抗寒性。鉀在植物的生物化學(xué)和生理生態(tài)上起著重要的作用。但是，如果植物吸收超過滿足它們生理需求的鉀，將導(dǎo)致鉀從收獲物中帶走而導(dǎo)致土壤中鉀的超量損失。一些植物中含鉀量高還可抑制這些植物對鈣和鎂的吸收。 鉀的輸入途徑主要有大氣沉降與礦物風(fēng)化釋放，盡管一些土壤全鉀含量很高，但其中大部分的鉀存在于原生礦物中或是以非 交換性鉀的形態(tài)存在，因而有效鉀的含量并不一定高 [7]。 2 研究內(nèi)容與方法 研究區(qū)自然概況 上央格氣林場位于根河林業(yè)局北部邊緣，四周與下央格氣、烏力庫瑪、潮查林場為鄰，西北部與金河林業(yè)局接壤。施業(yè)區(qū)總面積 47174hm178。，森林覆蓋率 ％，活立木總蓄積 3083776m179。林場處于大興安嶺西坡支脈的向陽部位，山嶺多呈南北走向，北高南低，平均海拔 1000m左右，最高海拔 1306m。山巒起伏，多為斜緩坡，平均坡度 15176。地帶性棕色針葉林土分布較廣。境內(nèi)的雅格河是根河上游的主要支流。交通全都為公路，總長 71km，其中支岔線 50km，路網(wǎng)密度為 ／ hm178。，交通較便利。經(jīng)營總面積 47 174 hm178。全場區(qū)劃防護(hù)林 76 hm178。，用材林 39137 hm178。， 特用林上央格氣林場落葉松天然林土壤養(yǎng)分分析 6 32 hm178。，用材林面積 83％。優(yōu)勢樹種是興安落葉松，幼、中齡林面積偏大，林齡結(jié)構(gòu)不盡合理。林地土層較薄，生產(chǎn)能力偏低，每公頃年生長量 m179。林分郁閉度中等。海拔 1 000m以下，杜鵑林型比重較大，海拔 1000m以上多為偃松林型。林業(yè)用地面積 42532 hm178。，有林地面積 39245 hm178。，其中用材林面積 39137 hm178。全場人工成林面積 556 hm178。 圖 1 內(nèi)蒙古大興安嶺上央格氣林場位置 非林業(yè)用地面積 4642 hm178。，其中沼澤地面積 4540 hm178?；盍⒛究傂罘e 383776 m179。，有林地蓄積 2829115 m179。，有林地用材林蓄積 3081194 m179。上央格氣林場籌建于 1957年，當(dāng)時稱勞動服務(wù)站， 1958 年正式建場 [17]。 野外采樣 土壤采樣和處理方法參照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中的規(guī) 定進(jìn)行。通過實(shí)地勘察在上央格氣林場挖取 3 個標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面，每個土壤剖面分三層，分別是 010cm、1020cm、 2030cm。人工分層取樣，在每個樣地采集土壤混合樣品，按照對角線法使用不銹鋼土鉆、土刀等工具在各樣點(diǎn)的四角及中間部位采集混合樣土，對角線法適用于面積小、地勢平、肥力均勻的采樣田塊 [18]，再用 “四分法 ”取 1kg 混合樣品，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院本科畢業(yè)論文 7 裝入塑料袋，采回的土壤樣品及時置于干凈整潔的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，剔除植物殘?bào)w，石塊等侵入體，壓碎并用 2mm孔徑篩過篩，再用 孔徑篩過篩，裝在密封袋內(nèi)保存。 土樣測定方法 全氮的測定 土壤、植株和其它有機(jī)體中全氮的測定通常都采用開氏消煮法，用硫酸鉀 硫酸銅 硒粉作加速劑。 土壤中的含氮有機(jī)化合物在加速劑的參與下，經(jīng)濃硫酸消煮分解，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，堿化后把氨蒸餾出來，用硼酸吸收，標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，求出全氮含量。 此法雖然消煮時間長，但是控制好加速劑的用量，不易導(dǎo)致氮素?fù)p失，消化程度容易掌握，測定結(jié)果穩(wěn)定，準(zhǔn)確度較高，適用于常規(guī)分析。全氮測定不宜用烘干土樣，因?yàn)楹娓蛇^程中可能致使含氮量發(fā)生變化。但測定結(jié)果一般以烘干土計(jì)算，故須另測土樣的含水量，測定方法同土壤硝態(tài) 氮，但不是用新鮮土樣而是用風(fēng)干土樣。消煮過程中應(yīng)該經(jīng)常轉(zhuǎn)動開氏瓶，使噴濺在瓶壁上的土粒及早回流到酸液中去。本法測得的氮不包括 NO3N,因硝態(tài)氮在消煮過程中不完全還原為銨態(tài)氮，且易揮發(fā)損失，一般土壤中硝態(tài)氮含量小于全氮的 1%，故忽略不計(jì) 結(jié)果公式： 公式 1 式中： Qn全氮（ N）含量， g/kg； N標(biāo)準(zhǔn)酸當(dāng)量濃度； V土壤消耗的標(biāo)準(zhǔn)酸體積， ml； V0空白試驗(yàn)消耗的標(biāo)準(zhǔn)酸體積， ml； 的毫當(dāng)量， g； W樣品重， g； 兩次平行測定結(jié)果允許差為 ％ 堿解氮的測定 在擴(kuò)散皿中，用 molL1NaOH 水解土壤，使易水解態(tài)氮（潛在有效氮）堿解轉(zhuǎn)化為 NH3， NH3 擴(kuò)散后為 H3BO3 所吸收。 H3BO3 吸收液中的 NH3 再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，上央格氣林場落葉松天然林土壤養(yǎng)分分析 8 由此計(jì)算土壤中堿解 氮的含量。 結(jié)果計(jì)算： 公式 2 式中 ： Wn堿解氮（ N）含量， mg/kg； L1HCL 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（ mo