孫 佩, 袁知洋, 鄧邦良, 孫志國(guó), 郭曉敏

(1.湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 430000; 2.湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034;3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院,江西 南昌 330045; 4.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 江西省森林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330045;5.湖北科技學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)工程學(xué)院,湖北 咸寧 437100)

武功山山地草甸土壤養(yǎng)分的初步分析

孫 佩1, 袁知洋2*, 鄧邦良3,4, 孫志國(guó)5, 郭曉敏3,4

(1.湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 430000; 2.湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034;3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院,江西 南昌 330045; 4.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 江西省森林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330045;5.湖北科技學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)工程學(xué)院,湖北 咸寧 437100)

以江西省萍鄉(xiāng)市武功山核心景區(qū)的金頂—吊馬樁一帶的區(qū)塊狀山地草甸為研究對(duì)象,在對(duì)武功山金頂景區(qū)草甸土壤上(0～20 cm)、下(20～40 cm)兩層土壤進(jìn)行采樣并運(yùn)用ASI土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)分析法測(cè)定,采用常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論:試驗(yàn)區(qū)草甸土壤總體偏酸性,土壤大體屬于2類有機(jī)質(zhì)土壤,在含量變幅上除了有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效鎂、有效硼、有效硫的含量較為穩(wěn)定,其他養(yǎng)分元素均出現(xiàn)較大變幅,兩層土壤養(yǎng)分的變異除pH值外,均出現(xiàn)中度或者重度變異,以中度變異為主,其中硝態(tài)氮、有效磷和有效鈣在兩層土壤均出現(xiàn)了重度變異,說(shuō)明土壤中的主要養(yǎng)分含量大都發(fā)生了局部不穩(wěn)定狀況,兩層土壤養(yǎng)分指標(biāo)中發(fā)生養(yǎng)分偏斜的多于未偏斜的;基于ASI土壤養(yǎng)分分析系統(tǒng)的分級(jí)狀況，發(fā)現(xiàn)只有草甸土壤中的速效氮(銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之和)、有效鐵、有效硫在土壤的上下兩層均表現(xiàn)為較為豐富的狀況，以及有效鋅在上層草甸土的含量較為豐富，草甸土壤中的其他土壤養(yǎng)分元素含量總體處于偏低水平，且過(guò)半養(yǎng)分含量處于嚴(yán)重缺乏的水平。

武功山草甸;土壤養(yǎng)分;含量;統(tǒng)計(jì)

土壤是地球固體表面的疏松表層,是陸生植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)物質(zhì)[1],起著支撐和提供養(yǎng)分的作用,是植物生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量交換的重要場(chǎng)所。大部分的植物根系與土壤之間的接觸面較大,借助根系,物質(zhì)交換在土壤和植物之間時(shí)刻發(fā)生著,且在坡地草甸的根系可以起到固土保肥的作用[2],因而一方面土壤養(yǎng)分是植物的一個(gè)重要的生態(tài)因子,植物本身就是土壤養(yǎng)分的賦存體,因此通過(guò)調(diào)控土壤養(yǎng)分就可影響植物的發(fā)育和生長(zhǎng),土壤及時(shí)滿足植物對(duì)水、肥、氣、熱要求的能力,稱為土壤肥力[3-4]。肥沃的土壤同時(shí)能滿足植物對(duì)水、肥、氣、熱的要求,是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ),而土壤養(yǎng)分是土壤肥力最為重要的指標(biāo)之一,尤其對(duì)于草甸地區(qū)的草本植物來(lái)說(shuō),因其發(fā)達(dá)的根系和大面積的成片分布,其生態(tài)系統(tǒng)需要土壤肥力的極大支撐。另一方面,江西萍鄉(xiāng)武功山的金頂草甸景區(qū)是游客活動(dòng)聚集地,該地區(qū)集中了大量的旅館和宿營(yíng)基地,導(dǎo)致草甸植被的毀壞和土壤的直接出露[5-6],加之武功山地區(qū)的降水豐沛,屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū),年降水量700～1 200 mm,因此使表層(0～20 cm)和深層(20～40 cm)草甸土壤均發(fā)生養(yǎng)分的淋失[7]。2014年7月—2015年5月,對(duì)武功山核心景區(qū)的草甸土壤在擾動(dòng)背景下的15種有效養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,為弄清武功山山地草甸土壤養(yǎng)分狀況,合理開(kāi)展草甸生態(tài)系統(tǒng)保育工作,提供科技支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 武功山草甸概況

武功山山體垂直海拔較高且山勢(shì)陡峻,導(dǎo)致氣候、土壤、植被的垂直地帶性分異明顯。尤其是在約1 500～1 900 m海拔范圍的東南側(cè)山體,普遍發(fā)育大面積的山地草甸更使之成為難得的植被垂直地帶性的天然景觀,由于在江西境內(nèi),除武夷山外,其它山體如廬山、井岡山等均不具典型的山地草甸植被類型,因此其形成了華南地區(qū)獨(dú)特的草甸景觀,草甸下發(fā)育著平均深度為40 cm的草甸黑土,由于草甸枯枝落葉豐富以及積水、低溫等因素,有機(jī)物腐爛分解緩慢,土層淺薄,色澤幽黑,干后成塊。在天然草地上,裸子植物、蕨類植物和被子植物共有44科、90屬、108種,草甸維管束植物區(qū)系比較豐富[8]。44種科屬維管束植物區(qū)系分布其中,在此種科級(jí)分布區(qū)里,屬于世界范圍分布的約有12種之多,約占27%。芒類(Miscanthus sinensis)作為主要群落,其分布面積較大,是整個(gè)植物群落的優(yōu)勢(shì)種;其次是野古草(Arundinella anomala),為亞優(yōu)勢(shì)種,伴生茅根(Perotis indica)等;還有少量蓼科(Polygonaceae)、薔薇科(Rosaceae)、唇形科(Labiatae)和十字花科(Cruciferae)植物[9]

1.2 試驗(yàn)樣地概況

試驗(yàn)樣地位于武功山主峰金頂(N27°27′19″,E114°10′24″,1 918.3 m)—吊馬樁(N27°27′59″,E114°10′31″,1 598 m)景區(qū)處的成片區(qū)山地草甸,如圖1衛(wèi)星圖所示。該地區(qū)草甸景觀面積較為廣闊,美學(xué)價(jià)值較高,是武功山山地草甸的旅游核心區(qū),是游客上山旅游活動(dòng)的首要目的地,且金頂區(qū)域有成片的旅館和餐飲設(shè)施,因此此片區(qū)的草甸成為受到旅游活動(dòng)等干擾最為劇烈的地區(qū),草甸土壤養(yǎng)分可能因受到不同程度的干擾而發(fā)生變異。

圖1 武功山金頂采樣區(qū)衛(wèi)星圖Fig.1 Satellite imagery of sampling area in Jinding of Wugong Mountain

1.3 樣品采集方法

在武功山金頂草甸試驗(yàn)區(qū)的采樣設(shè)計(jì):選取武功山山地草甸土壤上(0～20 cm)、下(20～40 cm)兩層為研究對(duì)象,在地圖上初步劃定試驗(yàn)區(qū)的大面積的草甸片區(qū),在該片區(qū)內(nèi)按順序選取了117個(gè)草甸土壤采樣點(diǎn),如圖2。每個(gè)采樣點(diǎn)間距控制為30 m左右,進(jìn)行網(wǎng)格狀取樣,在每個(gè)采樣網(wǎng)格的中間點(diǎn)和四周距離為3 m的四個(gè)點(diǎn)分別取樣,每個(gè)點(diǎn)取上(0～20 cm)、下(20～40 cm)兩層土壤,分別將五個(gè)點(diǎn)的上、下兩層土壤分層混合均勻,取適量進(jìn)行標(biāo)記、裝袋,并及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室,預(yù)先進(jìn)行晾干、篩選、研磨等處理,繼而應(yīng)用ASI土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)分析法進(jìn)行化學(xué)分析,測(cè)出每個(gè)土樣的15個(gè)養(yǎng)分指標(biāo),代表該網(wǎng)格區(qū)的草甸土壤養(yǎng)分狀況。

圖2 武功山金頂采樣點(diǎn)示意圖Fig.2 Map of sampling area in Jinding of Wugong Mountain

1.4 樣品測(cè)定與數(shù)據(jù)分析方法

1.4.1 土壤樣品理化指標(biāo)的具體的實(shí)驗(yàn)方法

本研究中的土壤樣品的養(yǎng)分測(cè)定主要基于ASI土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法[10-12],具體操作流程如下。

(1) 土壤pH的測(cè)定:電位法測(cè)定。

(2) 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定:堿溶有機(jī)質(zhì)(ASI-OM)采用0.2 mol/L NaOH-0.01 mol/L EDTA-2%甲醇浸提劑浸提,及分光光度計(jì)420 nm光波和腐植酸做標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定。

(3) 土壤無(wú)機(jī)養(yǎng)分的測(cè)定:采用ASI聯(lián)合浸提液中的較為精確的Mehlich3浸提法[11]和原子吸收光度法測(cè)定被浸提土壤中各養(yǎng)分元素的有效含量。

1.4.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

(1) 應(yīng)用Excel2003和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析,圖片后期利用PS制圖軟件(Photoshop CS3)進(jìn)行分辨率處理,圖表和文本均采用Microsoft Excel 2003完成。

(2) 變異程度是為了直觀地表示土壤養(yǎng)分在試驗(yàn)區(qū)分布的離散程度,用CV值表示變異系數(shù)。按照反映117個(gè)樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分含量值離散程度的變異系數(shù)大小,將土壤變異性分級(jí):①土壤養(yǎng)分變異系數(shù)CV數(shù)值<10%,為弱變異性;②土壤養(yǎng)分變異系數(shù)CV在10%～100%之間,為中度變異性;③土壤養(yǎng)分變異系數(shù)CV>100%,屬于重度變異性。

①

(3) 偏斜程度即土壤養(yǎng)分分布的偏移量,以P值表示。

②

當(dāng)土壤養(yǎng)分分布服從正態(tài)分布時(shí),中值等于平均值,P=0,若以P值5%為分界線,>5%為偏斜,<5%為不偏斜。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于ASI的武功山土壤養(yǎng)分的傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征分析

2.1.1 武功山山地草甸土壤養(yǎng)分含量的統(tǒng)計(jì)特征分析

在分析土壤養(yǎng)分的空間變異之前,需要對(duì)所有采樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)值進(jìn)行傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特征分析,這是武功山山地土壤養(yǎng)分的空間異質(zhì)性分析的前提和基礎(chǔ)。文中對(duì)117個(gè)采樣點(diǎn)的上、下層土壤樣本進(jìn)行土壤特性和養(yǎng)分測(cè)定,并對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。數(shù)據(jù)表中的統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目包括最大值、最小值、平均值、中值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、偏斜度、變異系數(shù)等。分析結(jié)果見(jiàn)表1-表2。

表1 武功山金頂片區(qū)山地草甸土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)分析及正態(tài)分布檢驗(yàn)(上層土壤0～20 cm)Table 1 Criteria and concentration of soil nutrients in meadow grassland in Wugong Mountain(The upper soil 0～20 cm)

注:有機(jī)質(zhì)(OM)的單位為%,活性酸(AA)的單位為cmol/L,其他養(yǎng)分的單位均為mg/L,下表2同。

表2 武功山金頂片區(qū)山地草甸土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)分析及正態(tài)分布檢驗(yàn)(下層土壤20～40 cm)Table 2 Descriptive statistical analysis and normal distribution test of soil nutrients in meadow in Wugong Mountain(The subsoil 20～40 cm)

表3 中國(guó)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Classification criterion of soil nutrient in China

從表1-表3可以得出:

(1) 土壤養(yǎng)分含量的變化范圍:上層土壤中pH值的變化范圍在4.15～5.87,平均值為4.72,下層土壤中pH值的變化范圍在4.13～5.58,平均值為4.69,表明該草甸區(qū)土壤整體呈酸性;有機(jī)質(zhì)的含量是判斷土壤肥力的重要一環(huán),上層土壤中其最大值和最小值分別為9.56%和0.94%,均值為3.57%,下層土壤中的最大值和最小值分別為9.97%和0.96%,均值為2.95。按照中國(guó)第二次土壤養(yǎng)分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表3),在有機(jī)質(zhì)方面,武功山實(shí)驗(yàn)區(qū)金頂草甸上層土壤在第5類—第1類有機(jī)質(zhì)土均有分布,大體上達(dá)到了2級(jí)有機(jī)質(zhì)土的標(biāo)準(zhǔn),下層土壤為第5類—第1類有機(jī)質(zhì)土均有分布,大體上達(dá)到了3級(jí)有機(jī)質(zhì)土的標(biāo)準(zhǔn),有機(jī)質(zhì)從變化范圍來(lái)看,上下層均變化較大,最大值均出現(xiàn)了是最小值10倍左右的變幅。上層草甸土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的最大含量和最小含量變幅分別約為相差近28倍和300倍,下層變幅約為13倍和400倍,說(shuō)明硝態(tài)氮相對(duì)于銨態(tài)氮其在草甸試驗(yàn)區(qū)的分布更加不穩(wěn)定。有效磷在草甸土壤的上層和下層的極大值和極小值的變化幅度為近60倍和80倍。速效鉀在上下層草甸土壤的這一變化幅度分別為6.5倍和10倍左右,說(shuō)明鉀素這一主要養(yǎng)分元素在武功山山地草甸土壤中其總體分布穩(wěn)定性要強(qiáng)于氮素和磷素。有效鐵在草甸土壤的上下層的這一變幅差距不大,均為13倍和9倍左右。有效錳的變化幅度較大,上下層分別達(dá)到了240倍和100倍左右。有效鋅的變幅在上下層分別達(dá)到20和60倍。有效銅則在下層草甸的變幅較大,達(dá)到130倍左右,上層僅僅16倍,說(shuō)明銅在草甸土壤下層的總體分布更為不穩(wěn)定。有效鈣在上層的變幅達(dá)到70倍,下層稍小達(dá)到30倍左右。值得注意的是有效鎂、有效硼以及有效硫三種養(yǎng)分元素在草甸上下層土壤中的變幅均未超過(guò)10倍,是總體養(yǎng)分分布較為穩(wěn)定的三種養(yǎng)分元素,和有機(jī)質(zhì)一樣屬于穩(wěn)定分布土壤養(yǎng)分的元素。

根據(jù)表1、表2、表4中的草甸土壤養(yǎng)分指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)變異系數(shù)CV表明,武功山主景區(qū)草甸土壤養(yǎng)分含量變化程度較大,不同土壤養(yǎng)分的變異情況各不相同,上層(0～20 cm)和下層(20～40 cm)草甸土壤養(yǎng)分變異系數(shù)情況也有差異,上層草甸土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)在5.51%～120.35%之間,三種變異性狀況都存在,其中僅僅只有pH值一個(gè)指標(biāo)變異系數(shù)屬于弱變異性,其測(cè)試值顯示變異最低,變異系數(shù)僅為5.51%。重度變異性的養(yǎng)分指標(biāo)分別為硝態(tài)氮120.35%、有效磷100.75%、有效鈣110.49%,其余指標(biāo)均為中度變異。

表4 兩層草甸土壤養(yǎng)分變異強(qiáng)度情況Table 4 Soil nutrients variation of intensity of two layers meadow soil

下層(20～40 cm)草甸土壤養(yǎng)分變異狀況如表4所述:土壤的變異系數(shù)在5.33%～158.16%,發(fā)生弱變異的土壤養(yǎng)分和上層土壤中相同,為pH。發(fā)生重度變異的養(yǎng)分指標(biāo)為硝態(tài)氮157.45%、有效磷158.16%、有效錳111.68%、有效銅128.71%、有效鈣102.11%,其余的養(yǎng)分指標(biāo)均為中度變異。

通過(guò)表1可以看出,主景區(qū)金頂草甸區(qū)的上層(0～20 cm)土壤養(yǎng)分偏斜量統(tǒng)計(jì)狀況:不發(fā)生偏斜的土壤養(yǎng)分有5種,分別為pH、速效鉀、有效鐵、有效鋅、有效硼,其他10種的養(yǎng)分均發(fā)生偏斜,發(fā)生偏斜最小的土壤養(yǎng)分為有效硫6.54%,最大的為硝態(tài)氮53.1%;通過(guò)表2可以得出,主景區(qū)金頂草甸的下層土壤養(yǎng)分的偏斜量統(tǒng)計(jì)狀況:不發(fā)生偏斜的土壤養(yǎng)分有7種,分別為pH、活性酸、速效鉀、有效鐵、有效鎂、有效硼、有效硫,其他8種養(yǎng)分則發(fā)生偏斜,發(fā)生偏斜最小的養(yǎng)分是銨態(tài)氮7.26%,偏斜最大的和上層一樣是硝態(tài)氮,為64.82%。

2.1.2 基于ASI土壤養(yǎng)分分析系統(tǒng)的土壤養(yǎng)分分級(jí)狀況

在ASI土壤養(yǎng)分分析系統(tǒng)研究中,養(yǎng)分含量是根據(jù)其陽(yáng)離子的交換量來(lái)區(qū)分等級(jí)的,分為低、中、高、極高四個(gè)等級(jí),分別代表養(yǎng)分在土壤中的限制性臨界值、中等含量、豐富含量和極其豐富的含量。土壤中各養(yǎng)分的ASI分級(jí)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法(ASI)土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)(mg/L)Table 5 The classification of soil nutrients by ASI(mg/L)

根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)分析研究的要求,對(duì)土壤的評(píng)價(jià)有如下標(biāo)準(zhǔn):

(1) 若土壤養(yǎng)分含量低于養(yǎng)分臨界值,即表明該土壤養(yǎng)分已成為植物生長(zhǎng)的限制因子,需要及時(shí)補(bǔ)充施加,否則將影響植物正常生長(zhǎng)。

(2) 若土壤養(yǎng)分含量處于中等數(shù)值范圍,表明該養(yǎng)分對(duì)植物生長(zhǎng)有一定程度的影響,一般情況下建議適當(dāng)施肥,減小其對(duì)植物不利的影響。

(3) 土壤養(yǎng)分含量處于第三等級(jí)的豐富度時(shí),可以不予施加養(yǎng)分補(bǔ)充,但其有大量的生物量產(chǎn)出被人類轉(zhuǎn)移利用時(shí),可以酌情補(bǔ)充。

(4) 若該土壤養(yǎng)分含量達(dá)到極高豐富度時(shí),則表示該土壤養(yǎng)分含量足以完全對(duì)植物的需求予以供給,不需要任何養(yǎng)分的施加。

表6 草甸土壤養(yǎng)分含量分級(jí)情況(上層)Table 6 Meadow soil nutrient content classification(the upper soil)

表7 草甸土壤養(yǎng)分含量分級(jí)情況(下層)Table 7 Meadow soil nutrient content classification(the subsoil)

結(jié)合表5-表7可以看出:

(1) 在主要養(yǎng)分元素氮磷鉀方面,武功山金頂試驗(yàn)區(qū)草甸土壤上層速效氮含量處于較好水平,超過(guò)半數(shù)樣點(diǎn)其速效氮含量處于中等和高等水平,能滿足作物的生長(zhǎng)需求,下層有效氮素的含量明顯減少,處于速效氮臨界值以下(low)的土壤樣點(diǎn)反而超過(guò)了半數(shù);有效磷方面,上、下兩層草甸土壤中的速效磷處于臨界值以下的低含量的樣點(diǎn)分別為65.8%和75.21%,說(shuō)明該試驗(yàn)區(qū)草甸土壤缺磷狀況比較普遍;速效鉀方面,上、下層草甸土壤中低含量的樣點(diǎn)占樣點(diǎn)數(shù)分別為68.4%和94.87%,缺鉀的狀態(tài)比缺磷更嚴(yán)重;說(shuō)明此地區(qū)的土壤氮磷鉀的含量總體處于低值,也初步解釋了武功山草甸禾本科植物發(fā)育較好的自然選擇,即使草甸中的各種禾本科植物有較好的抗貧瘠能力,但是長(zhǎng)期如此低的含量,會(huì)使土壤供應(yīng)養(yǎng)分不足,使退化草甸生態(tài)恢復(fù)的難度加大。

(2) 中量元素方面,在試驗(yàn)區(qū)土壤所有代表樣點(diǎn)中,有效鈣、有效鎂的整體含量都處于臨界值以下,有效鈣、有效鎂的含量在上層草甸土壤低等養(yǎng)分含量的樣點(diǎn)數(shù)量占了92.3%和100%,下層草甸土壤分別占了97.44%和100%,有效鈣、有效鎂都處于極度缺乏的狀態(tài)。在上層和下層草甸土壤中大部分樣點(diǎn)有效硫含量集中在中級(jí)和高級(jí)水平,上層土壤的有效硫的中、高等級(jí)水平的比例分別為47.9%和45.3%，下層為58.12%和23.93%，甚至上層草甸土都沒(méi)有出現(xiàn)低等水平有效硫的樣點(diǎn)。。

(3) 微量元素方面,有效鐵在上層和下層草甸土壤中其含量整體上處于高等含量狀態(tài),高等含量的樣點(diǎn)在上、下層中分別占98.3%和99.15%。該地區(qū)土壤的鐵含量豐富,對(duì)需鐵量大的植物來(lái)說(shuō),十分適宜其生長(zhǎng)。有效錳在上層和下層草甸土壤樣點(diǎn)中,大部分樣點(diǎn)含量均處于低含量和中等含量的區(qū)間,一致表現(xiàn)為缺錳。值得注意的是,有效鋅在上、下層草甸土壤中的含量狀況有巨大差別,上層草甸土壤中的有效鋅含量大部分集中在中等和高等水平區(qū)間,占總體樣點(diǎn)數(shù)的77.4%,而下層土壤中有效鋅含量在這兩個(gè)區(qū)間僅僅達(dá)到17.95%,大部分樣點(diǎn)其有效鋅含量集中在低含量位置,達(dá)到82.05%,說(shuō)明有效鋅在武功山草甸土中出現(xiàn)了上下層分異的狀態(tài),在后續(xù)的對(duì)有效鋅的養(yǎng)分管理上應(yīng)予以注意,上層草甸土壤的剝離有可能造成土壤有效鋅含量的急速降低。有效銅所測(cè)樣點(diǎn)上、下層土壤的含量大部分都集中在低等和中等含量區(qū)間,在這區(qū)間的比例都超過(guò)了90%,低含量樣點(diǎn)的數(shù)目稍多于中等含量的樣點(diǎn),說(shuō)明該試驗(yàn)區(qū)土壤缺銅較為嚴(yán)重。有效硼上、下層草甸土壤含量等級(jí)基本集中在低等和中等水平區(qū)間,分別為99.1%和98.3%,但是有所差異的是,上層草甸土壤中有效硼的低等水平占據(jù)多數(shù),達(dá)到78.6%,下層為29.06%,含量狀況稍好于上層,說(shuō)明硼元素有沉積效應(yīng),或者草甸植物對(duì)硼元素的吸收集中在淺層土壤,總體來(lái)說(shuō)草甸土壤嚴(yán)重缺硼。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

試驗(yàn)區(qū)草甸土壤總體上偏酸性,大體屬于2類有機(jī)質(zhì)土壤,在含量變幅上除了有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效鎂、有效硼、有效硫的含量較為穩(wěn)定,其他養(yǎng)分元素均出現(xiàn)較大變幅,兩層土壤養(yǎng)分的變異上除了pH均出現(xiàn)中度或者重度變異,其余以中度變異為主,其中硝態(tài)氮、有效磷和有效鈣在兩層土壤均出現(xiàn)了重度變異,說(shuō)明土壤中的主要養(yǎng)分含量大都發(fā)生了局部不穩(wěn)定狀況,兩層土壤養(yǎng)分指標(biāo)中發(fā)生養(yǎng)分偏斜的多于未偏斜的;基于ASI土壤養(yǎng)分分析系統(tǒng)的分級(jí)狀況,試驗(yàn)樣地草甸土壤中的大部分土壤養(yǎng)分元素含量總體處于偏低水平,除了草甸土壤中的速效氮(銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之和)、有效鐵、有效硫在土壤的垂直深度上均表現(xiàn)為較為豐富的狀況,有效鋅在上層草甸土的含量較為豐富,相比下層的狀況較為理想,其他養(yǎng)分元素均表現(xiàn)為不同程度的缺乏狀態(tài),且所測(cè)養(yǎng)分項(xiàng)目中過(guò)半指標(biāo)處于嚴(yán)重缺乏的狀態(tài)。在退化草甸區(qū)進(jìn)行植草恢復(fù)時(shí),適當(dāng)施肥,能提高有機(jī)質(zhì)的含量,保護(hù)草甸的土壤微生物環(huán)境[13],能提高退化樣地的土壤水分和團(tuán)聚體的含量,減少水土流失造成的草甸土壤嚴(yán)重貧瘠化等[14],且能夠較為高效地恢復(fù)草甸植被[15-16]。

3.2 討論

在已退化區(qū)的草甸進(jìn)行植草修復(fù)時(shí),本文的很多結(jié)論和分析可以作為參考,對(duì)于金頂區(qū)域這類養(yǎng)分變異較大的草甸土壤,在進(jìn)行修復(fù)時(shí),應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,依地形狀況進(jìn)行草皮移植和肥料施用。

綜上所述,武功山的山地草甸土壤養(yǎng)分管理工作還處于起步階段,后續(xù)的研究工作需要更加細(xì)致化。如對(duì)山地草甸的養(yǎng)分進(jìn)行精準(zhǔn)化、常態(tài)化管理;進(jìn)行植被修復(fù)等工作時(shí),需要長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和分析土壤養(yǎng)分空間變異狀況。建議將土壤微生物環(huán)境和土壤碳的研究作為后續(xù)工作的重點(diǎn)。

[1] 黃昌勇.土壤學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000.

[2] 劉子壯,高照良,杜峰,等.黃土高原高速公路護(hù)坡植物根系分布及力學(xué)特性研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2014,28(4):66-71.

[3] 陸欣.土壤肥料學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2002.

[4] Tisdale S L,Nelson W L.土壤肥力與肥料[M].北京:科學(xué)出版社,1984.

[5] 李梁平,趙麗桂,朱美蘭,等.旅游節(jié)慶活動(dòng)對(duì)山地草甸的影響分析——以武功山國(guó)際帳篷節(jié)為例[J].生物災(zāi)害科學(xué),2014,37(4):341-346.

[6] 袁知洋,鄧邦良,郭曉敏,等.武功山山地草甸土壤全量氮磷鉀分布格局及對(duì)不同退化程度的響應(yīng)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2015,30(3):14-20.

[7] 高茹,李裕元,楊蕊,等.亞熱帶主要耕作土壤硝態(tài)氮淋失特征試驗(yàn)研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(14):839-852.

[8] 劉鴻雁.植物學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2005.

[9] 程曉.武功山山地草甸植物群落特征及空間分布格局研究[D].南昌:江西農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

[10] 熊桂云,劉冬碧,陳防,等.ASI法測(cè)定土壤有效磷、有效鉀和銨態(tài)氮與我國(guó)常規(guī)分析方法的相關(guān)性[J]. 中國(guó)土壤與肥料,2007(3):73-76.

[11] 金繼運(yùn),張寧,梁鳴早,等.土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法在土壤肥力研究及測(cè)土施肥中的應(yīng)用[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1996,2(1):8-15.

[12] 杜森,黃青青,李花粉.土壤通用浸提劑與有效養(yǎng)分測(cè)試研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(16):286-287.

[13] 吳建峰,林先貴.土壤微生物在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面的作用[J].土壤,2003,35(1):18-21.

[14] 陳朕,梁成華,杜立宇,等.不同粒級(jí)土壤團(tuán)聚體對(duì)砷(V)的吸附與解吸影響研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,26(3):1100-1104.

[15] 竇森,李凱,關(guān)松.土壤團(tuán)聚體中有機(jī)質(zhì)研究進(jìn)展[J].土壤學(xué)報(bào),2011,48(2):412-418.

[16] 劉禹池,馮文強(qiáng),秦魚(yú)生,等.長(zhǎng)期秸稈還田與施肥對(duì)成都平原稻—麥輪作下作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,28(1):240-247.

(責(zé)任編輯：陳姣霞)

Preliminary Analysis of Wugong Mountain Meadow Soil Nutrients

SUN Pei1, YUAN Zhiyang2, DENG Bangliang3,4, SUN Zhiguo5, GUO Xiaomin3,4

(1.HubeiUniversity,FacultyofResourcesandEnvironmentalScience,Wuhan,Hubei430000;2.HubeiInstituteofGeosciences,Wuahan,Hubei430034;3.JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang,CollegeofLandscapeArchitectureandArt,Jiangxi330045;4.JiangxiAgriculturalUniversity,JiangxiProvincialKeyLaboratoryofForestCultivation,Nanchang,Jiangxi330045;5.HubeiUniversityofScienceandTechnology,SchoolofResourcesEnvironmentalScienceandEngineering,Xianning,Hubei437100)

The authors study on the meadow soil from Jinding to Diaomazhuang of Wugong Mountain core scenic spot in Pingxiang City,Jiangxi Province,takes upper soil(0～20 cm) and subsoil(20～40 cm) of Wugong Mountain Jinding meadow as sample and measures them using ASI. Through conventional statistical analysis and the conclusions are as follows:the experimental zone meadow soil,on the whole,is partial acid,generally belong to Class 2 of organic soil,in content amplitude except organic matter,available potassium,effective magnesium,effective boron,effective sulfur content are relatively stable,other nutrient elements have a large amplitude. Two layers of soil nutrients variation on besides the pH in moderate or severe variation,which is given priority to with moderate variation,including nitrate nitrogen,the calcium in two layers soil effective phosphorus and effective appeared severe variation,showing that the main nutrient content in soil mostly exist unstable situation,the nutrient deviation in two layers soil nutrient index of slightly more than not skewed;based on ASI soil nutrient analysis system of hierarchical situation,most soil nutrient element content of meadow test sample in general are at low levels,expect available nitrogen,(sum of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen),effective iron,effective sulfur in the vertical depth of meadow soil are characterized by relatively rich conditions,effective zinc content is relatively rich in the upper meadow soil,compared to the ideal condition of lower level,other nutrient elements are in different levels of lacking,and more than half of them are in a state of severe shortage.

Wugong Mountain meadow; soil nutrients; content; statistics

2017-02-09;改回日期:2017-02-24

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC11B06);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360177);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31560150)。

孫佩(1990-),女,碩士研究生,農(nóng)業(yè)信息化專業(yè),從事農(nóng)業(yè)遙感信息提取和農(nóng)情遙感監(jiān)測(cè)。E-mail:yzyjxau@163.com

通信作者:袁知洋(1988-),男,工程師,農(nóng)學(xué)專業(yè),從事土壤生態(tài)、養(yǎng)分及植被恢復(fù)研究。E-mail:yzyjxau@163.com

S158.3

A

1671-1211(2017)03-0288-07

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.03.011

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170516.1452.024.html 數(shù)字出版日期:2017-05-16 14:52