全 文 ：第 16 卷 第 3 期
Vol. 16 No . 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 5 月
May 2008
苜蓿种植年限对河西走廊盐渍土氮积累量的影响
张 冈1, 2, 周志宇1* , 王 斌3
( 1.兰州大学草地农业科技学院, 甘肃 兰州 730000; 2.甘肃省嘉峪关市环保局 ,甘肃 嘉峪关 735100;
3. 齐齐哈尔大学生命科学与工程学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006)
摘要 : 在河西走廊盐渍土研究苜蓿种植年限对土壤全氮、硝态氮、铵态氮的影响。结果表明: 随着株龄的增长,土壤全
氮、铵态氮含量依次增加,其中 25 龄苜蓿地的全氮、铵态氮含量显著高于其他年限的; 而 2 龄苜蓿硝态氮含量则显著
低于其他;异龄苜蓿间变化不显著; 沿土壤剖面向下,全氮、铵态氮及硝态氮含量均呈下降趋势。
关键词: 河西走廊; 苜蓿; 盐渍土; 氮含量
中图分类号: S551. 7 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 03-0303-04
Spatial Variability of Nitrogen Accumulation in the Saline Soil after
Alfalfa Cultivation with Different Years in Hexi Corridor
ZHANG Gang1, 2 , ZH OU Zh-i yu1* , WANG Bin3
(1. College of Pastoral Agricu lture Science an d T echnology, Lanzhou Univer sity, Lanzh ou , Gan su Provin ce 730020, C hina;
2. Environment protect ion bureau of Jia Yuguan city in Gansu Province, Gansu 735100, China;
3. College of Life Science and Engineerin g, Qiqihar University, Qiqihar, H eilong jiang Province 161001, China)
Abstract: Spat ial variability of to tal nit ro gen, ammonium nit rog en, and nit rate w ere studied in the saline
soil w ith different aged alfalfa in Hex i Co rridor. The results show that the content of total nit rog en and
ammonium nit rogen increased gradually w ith alfalfa cultivat ion years; total nit rog en and ammonium nit ro-
gen in 25- year-old alfalfa field w ere signif icant ly higher than o thers. Nitr ate content in 2-year-old alfalfa
field w as the low est and others had no signif icant dif ference. T he contents o f total nit rog en, ammonium n-i
t ro gen, and nit rate became low er and low er along the soil depth pr of iles.
Key words: Hex i Corr idor; Alfalfa; Saline so il; Nit rog en content
盐渍土是世界性的低产土壤, 甚至是不毛之
地。作为重要的土地资源而倍受关注, 因此盐渍
土的改良利用就成为世界性课题 [ 1~ 4] 。主要措施
是通过植物根系滤去过量盐分, 有机或化学改良
剂, 轮作以及淡水冲洗土壤等[ 5~ 7]。其中生物措施
是经济而长久的方法[ 8~ 16] , 主要集中在盐分变化
及其物理性质 [ 17~ 21 ]。董晓霞等 [ 22] 发现苜蓿能降
低滨海盐渍土的盐分含量, 增加有机质和全氮含
量。秦嘉海等 [ 23] 在河西走廊盐渍化土壤种植鲁梅
克斯草,结果土壤含盐量、pH 值和容重降低, 空隙
度、水稳性团粒结构、自然含水量增加, 同时土壤
中有机质,速效 N、P、K也随之增加。赵芸晨等 [ 24]
种植碱茅, 3年后与对照相比, 全盐含量降低 52. 90
g / kg,有机质增加 3. 67 g / kg, 碱解氮含量增加 18.
63 mg/ kg。但国内对盐渍土壤氮素问题的连续研
究较少。牧草在盐渍化土壤改良利用中具有重要作
用,苜蓿( Medicago sat iva L. )具有一定的抗盐碱
能力 [ 25, 26] ,且具有生物固氮能力 [ 27] , 据估算, 在我国
半干旱地区, 1公顷苜蓿地一年可固定 270 kgN,相
当于 825 kg 硝酸铵 [ 28] , 其根瘤菌和大量须根可增
加土壤有机质[ 29] ,改善团粒结构[ 30]。本文在河西走
廊盐渍土壤[ 31] , 研究不同种植年限苜蓿对全氮、硝
态氮、铵态氮含量的影响,以期为可持续利用盐渍土
地资源提供科学依据[ 32] 。
收稿日期: 2007-04-11; 修回日期: 2007-11-12
基金项目: 国家重点基础研究发展规划项目资助( 973项目) ( 2007CB108903)
作者简介: 张冈( 1981-) ,男,陕西长武县人,在读硕士,研究方向为草地营养生物学, E-mail: zgldlz@ 163. com; * 通讯作者 Author for cor-
respon dence, E-m ail: zyzhou@ lzu. edu. cn
草 地 学 报 第 16卷
1 材料与方法
1. 1 试验区自然概况
研究地点位于临泽县境内兰州大学临泽草地生
态实验站( 100b06c04dE, 39b11c07dN )。属于大陆性
温带干旱气候, 具干旱、多风、寒冷等特点。年日照
3042 h, \0 e 年积温 3548 e , \10 e 年积温 3026 e ,
年太阳总辐射 607 kJ/ cm2 ,年均气温 7. 6 e , 最低气
温- 28 e , 最高气温 38 e , 年均降水量 121. 5 mm,
其中夏、秋占全年 61% , 年蒸发量 2337. 6 mm , 属
极干旱地区,地下水矿化度为 10~ 100 ds/ m [ 33]。土
壤类型为盐渍化草甸土和盐土, 海拔 1390 m, 面积
386. 67公顷。种植苜蓿前,主要植被有碱蓬( Suaeda
glauca ( Bunge) )、芦苇( Phragmites communis Trin . )、
赖草( Aneur olep idium dasy stachy s ( Trin. ) Nevski)、
盐爪爪( Kalidium gracile Fenzel) 等。
表 1 种植苜蓿前土壤概况
Table 1 Soil condit ion befo re alfalfa cultivation
全盐 Mg2+ Ca2+ K+ Na+ SO 2-4 CO 2-3 CO-3 Cl- 全氮 速效 N 速效 P 有机质 pH
% g/ k g g/ kg mg/ kg mg/ kg g/ kg
1. 85 3. 83 1. 35 0. 43 4. 41 6. 3 0. 06 0. 73 1. 43 0. 66 44. 7 9. 2 6. 7 8. 57
1. 2 研究方法
从 2001年开始,每年在开垦地块种植苜蓿, 每
区只播种一次, 8 龄和 25 龄苜蓿地在试验区旁, 土
质和种植条件和试验区一致。2005年 9月分别在 1
龄( S1)、2龄( S2)、3 龄( S3) , 4 龄( S4) , 8 龄( S8)和
25龄苜蓿地( S25)采样。每区设 7 个样地( 55 m @
33 m) , 用对角交叉法在其中取 5个样点, 每点分别
在 0~ 5、5~ 15、15~ 30、30~ 45 cm 取土样, 再将各
样地同层的 5个样混合, 采用 4分法组成 1个样品。
全氮用凯氏定氮法测定, 硝态氮、铵态氮用 KCl 浸
提蒸馏法。
1. 3 数据处理
用 Excel作图, SPSS 进行统计分析,多重均值
比较采用 LSD方法( P> 0. 05)。
2 结果与分析
2. 1 苜蓿对盐渍化土壤全氮积累量的影响
氮素是植物生长发育所必需的元素之一, 而土
壤全氮是标志其氮素总量和供应植物有效氮素的源
和库,综合反映了土壤的氮素状况。
在盐渍土壤种植苜蓿增加了全氮含量, S1、S2、
S3、S4、S8、S25 全氮含量分别为 0. 68、0. 61、0. 80、
0. 86、1. 23和 1. 76 g/ kg (图 1)。
S8、S25全氮含量明显高于其他龄苜蓿, 其间
差异极显著( P< 0. 01)。在 0~ 5 cm 土层, S25>
S8> S4> S3> S1、S2, 而且差异显著。在 5~ 30 cm
土层, S1、S2、S3、S4 全氮含量最低, 但差异不显
著。30~ 45 cm 土层, S4 全氮含量显著高于 S1、
S2, S3 也显著高于 S2( P< 0. 05)。
图 1 苜蓿全氮积累量对盐渍化土壤的影响
F ig. 1 Spatial var iability o f total nitro gen accumulation
in saline soil after alfalfa cult ivation with differ ent y ears
注:方柱上相同字母间差异不显著,下同; Note: Bars w ith dif-
ferent let ters w ithin a given soil depth are signif icant ly dif f erent at
0. 05 level; sam e as the follow ing figures , sam e as b elow
2. 2 苜蓿对盐渍化土壤铵态氮积累量的影响
S1、S2、S3、S4、S8、S25铵态氮含量分别为 12. 4、
9. 69、15. 97、20. 96、17. 37和80. 51 mg/ kg(图 2)。
图 2 苜蓿对盐渍化土壤铵态氮积累量的影响
F ig. 2 Spatial var iability o f ammonium nitro gen
accumulation in saline so il after alfalfa
cultiv ation w ith different year s
304
第 3期 张冈等:苜蓿种植年限对河西走廊盐渍土氮积累量的影响
S25铵态氮含量显著高于其他苜蓿, 尤以 0~
5 cm土层更明显。S4、S8铵态氮含量间差异不显
著, 但是显著低于 S25。S4、S8 铵态氮含量在0~
5 cm土层显著高于S2、S3; 5~ 15 cm 土层与 S1、S2、
S3之间差异不显著。在 15~ 45 cm 土层, S2、S8 铵
态氮含量下降, 显著低于 S3、S4。连作苜蓿,避免了
经常翻动土壤, 促进氮素在土壤表层的累积[ 34] 。
2. 3 苜蓿对盐渍化土壤硝态氮积累量的影响
硝态氮是无机氮,也是有效态氮,能被植物直接
利用。S1硝态氮含量为 12. 84 mg/ kg ,与 S1相比,
S2硝态氮含量减少了 53. 43%, S3、S4、S8及 S25硝
态氮含量分别增加了 12. 62%、14. 76%、15. 62%、
12. 78%(图 3)。
在0~ 45 cm土层, S2硝态氮含量显著地低于其
他供试苜蓿。0~ 5 cm 土层, S8硝态氮含量与 S4差
异不显著,但显著地高于其他苜蓿地( P< 0. 05)。S4
的硝态氮含量也显著地高于 S1、S2和 S25。5~ 15
cm 土层, S4、S8、S25硝态氮含量与 S1、S2差异显著
( P< 0. 05)。15~ 45 cm 土层, S1、S3、S4、S8和 S25
硝态氮含量间差异不显著,但都显著地高于 S2。
图 3 苜蓿对盐渍化土壤硝态氮积累量的影响
Fig. 3 Spatial variability of nit rate nitr og en accumulat ion
in saline so il after alfalfa cultiv ation w ith different year s
3 讨 论
3. 1 随着苜蓿种植年限的增加,河西走廊盐渍化土
壤全氮量出现累积。因为表土层的氮主要是由凋落
物转化而来,随着苜蓿株龄的增加,凋落物也随着增
加, 归还到土壤中氮增多 [ 35] , 加之苜蓿的固氮作
用[ 36] ,使氮量连续增加。据张春霞[ 36] 等研究, 23龄
苜蓿已进入衰败期, 对土壤养分的吸收量减少,产草
量已经很少,土壤全氮明显提高。笔者的研究结果
表明,随着苜蓿种植年限的增加土壤有机质明显提
高[ 37] , 全氮量累积增加,其结果与上述观点一致。
3. 2 S25铵态氮含量显著高于其他供试苜蓿。由
于苜蓿吸收的氮主要以无机态为主,而 S25的地上
部已经很少,铵态氮明显减少,而其凋落物与根瘤固
氮增加了土壤铵态氮含量[ 38] 。
3. 3 苜蓿在生长初期需要消耗大量土壤养分, 其生
长机能较弱,基本不能固氮 [ 39] ,因此 S2的硝态氮含
量较低。随着植株的生长发育, 生理机能逐步增强,
且具备一定固氮能力, 加之凋落物的腐烂,增加了土
壤硝态氮。而连作苜蓿对土壤硝态氮利用率高[ 35] ,
因此硝态氮含量与建植初期差异不显著。
4 结论
4. 1 在河西走廊盐渍化土壤种植苜蓿, 土壤中全
氮、铵态氮含量随着种植年限的增加而逐渐累积。
尤其在 0~ 5 cm 土层,积累趋势更加明显。
4. 2 在盐渍化土壤种植苜蓿,土壤硝态氮含量的变
化不明显,苜蓿不能使盐渍化土壤出现硝态氮的净
增加。
4. 3 全氮、铵态氮及硝态氮主要集中在 0~ 15 cm
土层。沿着土壤剖面向下, 含量呈下降趋势。苜蓿
对盐渍化土壤全氮、铵态氮及硝态氮的影响主要集
中在土壤上层,尤其是表层。
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(责任编辑 孟昭仪)
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