宋甫丁 丁進(jìn)義

（1.弋陽縣林業(yè)局，江西 弋陽 334400；2.上饒市林木種苗和林場管理局；江西 上饒 334000）

氮素是植物生長和發(fā)育所需的大量營養(yǎng)元素之一，也是植物從土壤中吸收量最大的礦質(zhì)元素。氮可利用性限制著植物對土壤氮養(yǎng)分的吸收與利用，直接影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，并且與植物多樣性、群落演替、生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)性之間存在反饋關(guān)系。

截至目前，關(guān)于毛竹林的研究主要集中在毛竹林土壤肥力、毛竹林合理施肥、低產(chǎn)毛竹林改良等方面［1-2］，而關(guān)于土壤氮素有效性的研究甚少。為此，筆者以江西省鉛山縣湖坊鄉(xiāng)毛竹林為研究對象，測定四季土壤NH4+-N和NO3--N的含量，試圖揭示毛竹林土壤氮素有效性的季節(jié)性動(dòng)態(tài)特征，為毛竹林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分管理及可持續(xù)經(jīng)營提供重要理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于鉛山縣湖坊鄉(xiāng)（地處東經(jīng)117°26′～118°00′，北緯 27°48′～28°24′），該地年平均氣溫 17.2～19.6℃，最冷的1月平均氣溫6.1℃，最熱的7月平均氣溫29.5℃，年均降水量1 700～2 100 mm，平均年日照時(shí)間1 792 h，年均無霜期251～274 d，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。由于氣候溫暖、光照充足、雨量充沛且無霜期長，農(nóng)作物生長十分繁茂。該地地形為低山丘陵，地帶性土壤為紅壤、黃壤。常綠闊葉林是當(dāng)?shù)氐牡貛灾脖?，也是森林演替系列的頂級群落。但由?0世紀(jì)長期采伐，地帶性常綠闊葉林的結(jié)構(gòu)與群落環(huán)境遭到了極大破壞，毛竹靠其地下莖（鞭）強(qiáng)大的繁殖能力迅速蔓延發(fā)展，形成了大面積的竹闊混交林，或排擠了部分伴生樹種而演替成為以毛竹為主的森林群落，在局部地段還形成了毛竹純林。

試驗(yàn)地林分概況是毛竹林年齡40～50 a，受毛竹擴(kuò)張形成的竹林混交林，竹木數(shù)量比為6∶4。伴生樹種主要有絲栗栲、刨花楠、山烏桕、擬赤楊等，下木層主要有油茶、絨楠、杜莖山等，草本植物主要有淡竹葉、芒萁和寒莓等。

1.2 試驗(yàn)方案

2011年3月，設(shè)置固定樣地3個(gè)，樣地大小為20 m×20 m。在每個(gè)樣地中隨機(jī)選取8個(gè)采樣點(diǎn)，去除地表凋落物之后取0～15 cm深的土壤，土樣過2 mm篩后，裝入封口袋中低溫保存再做室內(nèi)分析。之后分別在6、9、12月各取樣一次進(jìn)行測定。

1.3 樣品測定方法

室內(nèi)土壤分析包括土壤水分含量以及NH4+-N、NO3--N含量的測定。其中，土壤含水率采用烘干法（105℃，12 h），NH4+-N測定采用靛酚藍(lán)比色法，NO3--N測定采用鍍銅鎘還原—重氮化偶合比色法。以上指標(biāo)的詳細(xì)測定步驟詳見土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［3]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用單因素方差分析法判斷土壤NH4+-N、NO3--N、礦質(zhì)N的差異。上述分析通過SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件和Excel 2010完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤NH4+-N的季節(jié)動(dòng)態(tài)特征

對不同季節(jié)毛竹林土壤NH4+-N含量進(jìn)行方差分析可知，F(xiàn)=4.192，P=0.001＜0.01，說明該土壤中NH4+-N含量在季節(jié)間差異極其顯著。土壤NH4+-N含量在3、6、9、12月分別為2.36、7.04、4.30、2.35mg/kg，NH4+-N在冬季和春季含量較低，在夏季含量最高，秋季含量較夏季降低（見圖1）。

圖1 毛竹林土壤NH4+-N的季節(jié)動(dòng)態(tài)過程

2.2 土壤NO3--N的季節(jié)動(dòng)態(tài)特征

對不同季節(jié)毛竹林土壤NO3--N含量進(jìn)行方差分析可知，F(xiàn)=11.642，P=0.000＜0.01，說明該土壤中NO3--N含量季節(jié)間差異極其顯著。土壤NO3--N含量在3、6、9、12月分別為1.01、0.54、0.52、0.47 mg/kg，NO3--N在春季最高，夏、秋、冬季波動(dòng)不大（見圖2）。

圖2 毛竹林土壤NO3--N的季節(jié)動(dòng)態(tài)過程

2.3 土壤礦質(zhì)氮的季節(jié)動(dòng)態(tài)特征

對不同季節(jié)毛竹林土壤礦質(zhì)氮含量進(jìn)行方差分析可知，F(xiàn)=3.193，P=0.007＜0.01，表明該土壤礦質(zhì)氮含量在季節(jié)間差異極其顯著。土壤礦質(zhì)氮含量在3、6、9、12月分別為3.37、7.59、4.82、2.82 mg/kg，礦質(zhì)氮含量變化趨勢與NH4+-N相似，也在夏季含量最高，在冬季最低（見圖3）。

2.4 土壤NH4+-N、NO3--N在礦質(zhì)氮中的占比

毛竹林土壤NH4+-N含量占礦質(zhì)氮含量的百分比在3、6、9、12月分別為70.0%、92.8%、89.2%、83.2%，NO3--N含量占礦質(zhì)氮含量的百分比在3、6、9、12月分別為30.5%、7.2%、10.8%、16.8%，說明NH4+-N是土壤礦質(zhì)氮的主要存在形式，且NH4+-N在夏秋季所占比例較高，而在冬、春兩季所占比例較低（見圖4）。

圖3 毛竹林土壤礦質(zhì)氮的季節(jié)動(dòng)態(tài)過程

圖4 土壤中NH4+-N、NO3-N含量占礦質(zhì)氮含量的百分比

3 結(jié)論

以往研究報(bào)道，無機(jī)氮含量的季節(jié)變化規(guī)律一般是春夏季升高，夏季后期下降，秋季略微升高。本研究無論是無機(jī)氮含量的積累高峰出現(xiàn)的時(shí)期，還是季節(jié)性的動(dòng)態(tài)變化，都與上述報(bào)道基本一致。本試驗(yàn)中土壤NH4+-N和礦質(zhì)氮在夏季最高、冬季最低，NO3--N在春季最高，在其他季節(jié)含量較低且波動(dòng)不大。這種季節(jié)性變化規(guī)律基本上與該地區(qū)降水量和氣溫的動(dòng)態(tài)規(guī)律一致，這說明土壤溫度與水分是影響有效氮含量季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的主要原因。