黃莉 王建偉 吳運(yùn)澤 夏文倩 余莉 付帥 楊再婷

摘要[目的] 研究黔東南州稻田土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量。 [方法]對(duì)從黔東南州采集的146份稻田土壤的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量進(jìn)行測(cè)定，研究各縣市硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量、分布及速效氮的分級(jí)情況，對(duì)黔東南州稻田土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià)。[結(jié)果]黔東南州各縣市間稻田土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量差異較大，硝態(tài)氮平均含量最高的為鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣，最低的為岑鞏縣；銨態(tài)氮平均含量最高的為三穗縣，最低的為麻江縣。速效氮主要分為 3、4、5、6等級(jí)，黔東南州絕大部分稻田土壤速效氮處于5、6等級(jí)。[結(jié)論]黔東南州90%以上稻田土壤速效氮含量偏低。

關(guān)鍵詞硝態(tài)氮；銨態(tài)氮；速效氮；肥力；稻田

中圖分類號(hào)S158.2；X825文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）05-0096-03

Abstract[Objective] To study soil nitrate nitrogen and ammonium nitrogen content in rice fields of Qiandongnan Prefecture.[Method] Nitrate nitrogen， ammonium nitrogen content of 146 soil samples collected from Qiandongnan Prefecture were measured， and the content of nitrate nitrogen， ammonium nitrogen， and the classification and distribution of available nitrogen were analyzed and compared among counties.[Result] The soil nitrate nitrogen， ammonium nitrogen content had obvious difference between the counties， the average concentration of nitrate nitrogen from Zhenyuan County was the highest， while that from Cengong County was the lowest；the average concentration of ammonium nitrogen from Sansui County was the highest， while that from Majiang County was the lowest. Available nitrogen distributed from 3 to 6 grades， mostly in the 5 and 6 grades in Qiandongnan Prefecture. [Conclusion]More than 90% rice field soil is deficient in soil available nitrogen.

Key wordsNitrate nitrogen；Ammonium nitrogen；Available nitrogen；Soil fertility；Rice field

基金項(xiàng)目貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（201510669013）；2015年校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介黃莉（1991—），女，貴州劍河人，本科生，專業(yè)：資源環(huán)境科學(xué)。*通訊作者，副教授，博士，從事植物營(yíng)養(yǎng)與調(diào)控研究。

收稿日期2016-12-30

氮素是蛋白質(zhì)的主要成分，在植物生命中具有極其重要的地位，其在蛋白質(zhì)中平均含量達(dá)18%[1]。一般氮量占植物干重的0.3%～5.0%，是植物生長(zhǎng)需求量最大的礦物質(zhì)元素[2-5]。作物體內(nèi)的氮源主要來(lái)自于吸收土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，因此測(cè)定土壤中的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的含量可作為土壤肥力研究的重要指標(biāo)之一。

近年來(lái)，氮肥使用量不斷增加，全世界范圍內(nèi)每年氮素進(jìn)入土壤83 200 t左右。我國(guó)在氮肥的應(yīng)用上也處于較高水平，加上農(nóng)業(yè)管理措施不合理，利用率僅為20%～30%，氮素?fù)p失嚴(yán)重，成為我國(guó)重要的污染源[6-8]。

氮肥造成環(huán)境影響的根本原因在于人類對(duì)氮肥使用不規(guī)范。巨曉棠等[9]以我國(guó)北部某地區(qū)土壤為對(duì)象，研究土壤硝態(tài)氮積累與環(huán)境的關(guān)系，結(jié)果表明，該地區(qū)土壤硝態(tài)氮累積造成水體環(huán)境受威脅的原因是施肥不合理，存在大量盲目施肥現(xiàn)象。

黔東南州農(nóng)田較多，水資源豐富，是以種植水稻為主的自給自足的自治州。黔東南州農(nóng)民施肥是以多年的種植經(jīng)驗(yàn)，觀察土壤的顏色及與其他農(nóng)戶交流等進(jìn)行判定，缺乏科學(xué)準(zhǔn)確的理論依據(jù)，對(duì)土壤的認(rèn)識(shí)不夠深入、全面。為保護(hù)黔東南州農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，迫切需要對(duì)施肥作出正確的指引。

關(guān)于測(cè)定黔東南州土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量研究土壤氮素水平鮮見(jiàn)報(bào)道。為科學(xué)施肥、提高作物產(chǎn)質(zhì)量、減少對(duì)環(huán)境的污染，筆者研究了黔東南州硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量、分布和積累，旨在為黔東南州農(nóng)作物田間合理施肥、肥料規(guī)劃、提升氮素管理水平、提高氮肥利用率、減少硝酸鹽淋失、降低水體污染等提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

黔東南苗族侗族自治州位于貴州省東南部，轄16個(gè)地級(jí)縣市，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，主要雨季為夏、秋季。

該州農(nóng)田較多，水資源豐富，年降雨量1 000～1 500 mm，以種植水稻為主，是一個(gè)農(nóng)業(yè)自給自足州[10]。

1.2試驗(yàn)儀器與試劑

管形土鉆、60目篩子、碾磨棒、白紙、塑料袋。

多用調(diào)速振蕩器、分光光度計(jì)、玻璃比色皿、移液管、燒杯、容量瓶、定性濾紙、電子天平、吹洗瓶、洗耳球等。

NaCl溶液（1 mol/L）、納氏試劑、酒石酸鉀鈉溶液、H2SO4溶液（10%）、氯化鈉浸提劑（1 mol/L）、硝態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)貯備液ρ（N）=100 mg/L、硝態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ（N）=10 mg/L]。

1.3試驗(yàn)方法

以黔東南州16個(gè)縣為研究對(duì)象，采用隨機(jī)采樣法，在每個(gè)縣隨機(jī)采集（0～20 cm土層）土壤樣品4～18份，每個(gè)樣品取3個(gè)點(diǎn)的混合樣。將采集的土樣進(jìn)行風(fēng)干，磨碎，過(guò)篩，保存，用比色法測(cè)定硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量。

將采集的土樣置于通風(fēng)、干燥的環(huán)境30～60 d直至風(fēng)干，將風(fēng)干土樣碾磨，用四分法取適量的土樣繼續(xù)碾磨，并過(guò)篩成所需粉狀土樣。

稱取一定量的土樣于塑料瓶中，用浸提劑將土樣中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮浸提出來(lái)，在轉(zhuǎn)速180 r/min下振蕩30 min，以達(dá)到充分浸提的效果，用定性濾紙過(guò)濾。

吸取一定量的過(guò)濾液，加10% 硫酸進(jìn)行酸化以去除OH-、CO2-3、HCO-3和有機(jī)質(zhì)等的干擾，同時(shí)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。用紫外分光光度計(jì)分別在波長(zhǎng)210、275 nm處測(cè)定溶液的吸光度[11]。

另外吸取一定量的過(guò)濾液，加入酒石酸鉀鈉、納氏試劑，制作標(biāo)準(zhǔn)曲液，再在420 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度[12]。

銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量分別按標(biāo)準(zhǔn)曲線公式和濃度的稀釋度計(jì)算。

2結(jié)果與分析

2.1土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的頻率分布

對(duì)黔東南州各縣市146個(gè)樣品硝態(tài)氮測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1，銨態(tài)氮的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖1、2可知，土樣中硝態(tài)氮的頻率分布比銨態(tài)氮的頻率分布變化較大，且含量相對(duì)較低。

硝態(tài)氮含量<7.0 mg/kg的樣品數(shù)為82，占總數(shù)的6165%；含量7.0～13.9 mg/kg的樣品數(shù)為40，占總數(shù)的3008%；含量14.0～20.9 mg/kg的樣品數(shù)為7，占總數(shù)的526%；含量≥21.0 mg/kg的樣品數(shù)為4，占總數(shù)的3.01%。

銨態(tài)氮含量<9.0 mg/kg的樣品數(shù)為14，占總數(shù)的10.53%；含量9.0～17.9 mg/kg的樣品數(shù)為44，占總數(shù)的33.08%；含量18.0～26.9 mg/kg的樣品數(shù)為47，占總數(shù)的35.34%；含量27.0～35.9 mg/kg的樣品數(shù)為17，占總數(shù)的12.78%；含量≥36.0 mg/kg的樣品數(shù)為11，占總數(shù)的827%。

2.2不同縣市土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的差異

由表1、2可知，各縣市之間硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的差異較大，含量在縣市內(nèi)差異也較大，但速效氮含量（速效氮=銨態(tài)氮+硝態(tài)氮）相差相對(duì)較小。硝態(tài)氮含量最高的是鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣，為27.83 mg/kg，最低的是岑鞏縣，為1.22 mg/kg；銨態(tài)氮含量最

高的是三穗縣，為90.51 mg/kg，含量最低的是麻江縣，為0.65 mg/kg。

2.3土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量分級(jí)

據(jù)全國(guó)第二次土壤普查及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，土壤速效氮含量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

6級(jí)<30 mg/kg，5級(jí)30～59 mg/kg，4級(jí)60～89 mg/kg，3級(jí)90～119 mg/kg，2級(jí)120～150 mg/kg，1級(jí)>150 mg/kg。

根據(jù)國(guó)家土壤速效氮分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，黔東南州各縣市土樣速效氮（速效氮=硝態(tài)氮+硝態(tài)氮）的分級(jí)情況見(jiàn)表3。由表3可知，黔東南州土樣可分為3、4、5、6級(jí)，其主要是分布在5、6級(jí)。

黔東南州速效氮含量等級(jí)百分比見(jiàn)圖3。由圖3可知，黔東南州速效氮含量等級(jí)主要為5和6級(jí)，3和4級(jí)所占比例較小。

3討論

王明霞等[13]研究硝態(tài)氮對(duì)不同品種生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，生菜硝酸鹽含量與土壤硝態(tài)氮含量成正比；生菜的蛋白質(zhì)含量、氨基酸含量、生物產(chǎn)量與硝態(tài)氮含量呈拋物線關(guān)系。即氮素對(duì)作物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但過(guò)量的氮素起反作用。該研究通過(guò)對(duì)黔東南州各個(gè)地區(qū)的研究，結(jié)果表明，土壤中速效氮含量影響作物的產(chǎn)質(zhì)量，當(dāng)速效氮3級(jí)時(shí)最適合作物生長(zhǎng)。

古巧珍等[14]通過(guò)大田長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，結(jié)果表明，長(zhǎng)期施用氮肥，氮肥利用率很低，施氮方式顯著影響土壤硝態(tài)氮累積和淋失；長(zhǎng)期大量施用氮肥會(huì)導(dǎo)致氮素累積，可能會(huì)隨水滲入地下或流入河流造成水體污染。

同延安等[15]在砂質(zhì)土壤上進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，灌溉量越大硝態(tài)氮?dú)埩粼叫。辉撗芯坎杉?～20 cm土層進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，硝態(tài)氮含量與土壤水分有關(guān)。

通過(guò)隨機(jī)抽樣法對(duì)黔東南州各縣市土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，水稻對(duì)氮肥的需求量為80～120 kg/hm2。

4結(jié)論

（1）黔東南州土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量差異均較大，硝態(tài)氮相對(duì)硝態(tài)氮差異較小，土壤速效氮可分為3、4、5、6級(jí)，絕大部分為5、6級(jí)，含量最高的為3級(jí)，最低的為6級(jí)，含量偏高的僅有個(gè)別地區(qū)，含量偏低的地區(qū)很普遍。

（2）速效氮含量普遍偏低，難以滿足作物的生長(zhǎng)需求，可適當(dāng)施用氮肥，以促進(jìn)作物生長(zhǎng)和發(fā)育，但施肥量需根據(jù)土壤速效氮的等級(jí)和不同植物對(duì)速效氮的需求量等因素酌情施肥。

（3）不宜長(zhǎng)期大量施用氮肥，否則會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，肥力下降，作物產(chǎn)量和質(zhì)量降低，甚至污染環(huán)境等。

（4）土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的殘留量不大，旱田較少，銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的量較少，硝態(tài)氮含量均較低。但由于黔東南州雨季集聚，降雨量大，對(duì)氮肥淋失、淋溶、移運(yùn)等有一定影響。因此，在降雨量大的季節(jié)不適合大量施用氮肥，可選擇適量的速效肥，對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小。

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