北京顺义县不同地貌类型粮田土壤剖面无机态氮周年变化规律谢经荣戴祥韵黄元仿娄人杰夏晓平向 秀实（中国农业大学土地资源系北京１０００９４）摘要在北京市顺义县小麦、玉米一年二作区选 取冲积平原、自然堤、洼地和洪冲积扇下部四种地貌研究无机氮在土壤剖面中的周年变化规律。研 究结果认为冲积平原的砂壤土、自然堤上的砂土，土壤水份周年变化较大，而洼地的粘壤土及洪冲 积扇下部的壤土土壤水份周年变化较小，地下水位较高。氨态氮在任何地貌部位都有类似的变化规 律，春夏季低、秋季高。洼地土壤剖面硝态氮的含量前期上高下低，后期下高上低，这可能是ＮＯ －３淋洗的结果；其他地貌部位土壤的硝态氮含量除个别情况外，上低下高。关键词土壤剖面，无 机氮，地貌类型施用氮肥可以造成ＮＯ－３淋失，污染地下水。土壤ＮＯ－３的淋洗除受很多人为 耕作管理措施影响，如施肥、浇水外；还受很多自然条件，如气候、地貌、土壤类型、土壤剖面构 造和土壤质地等的影响。国外在这方面的研究较多，其中有研究影响ＮＯ－３淋洗的利用类型、耕 作技术及在此基础上选取最佳管理方式、调整土地利用政策、减少ＮＯ－３的淋失〔４，８〕。彭 琳等研究了黄土地区歇茬和回茬麦地土壤硝态氮和季节性变化规律〔１〕。邵则瑶等于８０年代研 究了北京地区小麦、玉米一年二作低施肥量情况下，ＮＯ－３的淋洗〔２〕。谢经荣等的研究认为 秋后及全年不同种植制度条件下，土壤剖面硝态氮分布规律明显不同，菜地及水稻田的淋洗较严重 ，容易污染地下水〔１〕。这里主要研究在北京市粮食基地顺义县小麦、玉米一年二作农田，不同 地貌部位土壤剖面无机态氮的分布规律。一、研究区概况及研究方法顺义县位于北京市的东北部， 是北京重要的小麦、玉米生产基地和粮仓。这里为半湿润季风气候区。年平均降水量６２３３ｍ ｍ，但年内分布极不均匀，１２月至次年２月份降水量仅为９ｍｍ，占年降水量的１４％，３～ ５月份为５３３ｍｍ，占８６％，６～９月份为５２７１ｍｍ，占８４６％，１０～１１ 月份仅占５８％。结果造成春旱和夏涝相伴随，这种变化极大地影响小麦、玉米的生长，目前在 生产上水分不足部分由灌溉补充。试验区已全部实现了喷溉，年喷溉量在１５０～２００ｍｍ。每 亩施用纯氮３５～４０ｋｇ，并全部机械化作业，粮食亩产量在１０００ｋｇ，是典型的高肥高产 区。研究这一区域ＮＯ－３在土壤剖面中的分布规律对减少ＮＯ－３淋失和对地下水的污染有积极 的作用。研究区位于顺义县中部，顺平公路沿线。从东往西，地貌类型有洪冲积扇下部，古自然堤 和冲积平原。古时潮白河从杨镇西边流过，形成古河道和古自然堤；随着河流不断向西摆动而移动 到现在的位置。土壤类型自东往西有潮褐土、褐土化潮土、湿潮土（新水稻土）和潮土。样点分别 选择在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的位置。根据１～２００ｃｍ剖面观察，取样点土壤剖面的质地较均一，剖 面Ⅰ～Ⅳ分别为砂壤质、砂质、粘壤质和中壤质。分别在以上４个剖面０～１８０ｃｍ范围内，每 ２０ｃｍ取一个土样。分析土壤水份含量、硝态氮和氨态含量。ＮＨ＋４－Ｎ的分析方法为１ｍｏ ｌ／ＬＮａＣｌ浸堤，靛酚兰吸光度法；ＮＯ－３采用１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ浸提，紫外分光光度 法。将以上测定结果做成图１。取样的时间分别为５月２０日（图１中横坐标０处），８月１日， ８月３０日，９月５日，１０月１２日和１１月２３日。二、研究结果图１分别描述了４种地貌类 型上土壤剖面中水份、硝态氮和氨态氮含量的周年变化规律。分析研究图１资料得出以下结果。（ 一）不同地貌部位土壤水分变化规律位于南法信北冲积平原上，通体为砂壤质潮土的剖面Ⅰ，同现 在河流自然堤通体为砂土的剖面Ⅱ（俸伯村）的土壤水份周年变化规律相近。这里地下水位较深（ ７～１０ｍ），含水量较少，从上往下均匀递增；６月２０至７月初土壤水分逐渐增加，到７月２ ０日左右，土壤图１四种地貌类型上土壤剖面水分和无机氮周年变化剖面水分除个别表层外，水分 梯度降低，含水量普遍增加；这种规律一直保持到１０月２０日左右；其中，剖面Ⅱ在８月底９月 初某些层次含水量可达２５％以上。剖面Ⅲ为洼地粘质土。地下水位较高，春秋季为１６～１ ８ｍ，夏季可在１２ｍ左右，地下水对土壤水有直接补给作用。在１ｍ左右深度，有一水份含量 相对稳定的层次，含水量在取样期段保持在２２％左右。在此层上下含水量变化较大。剖面点Ⅳ的 地下水位为１０ｍ，取样期段１ｍ深度的土壤含水量相对稳定，保持在１７％左右。其变化规律同 剖面Ⅲ，但同一深度土壤含水量较Ⅲ低５～６％。（二）不同地貌部位土壤剖面氨态氮变化规律除 个别情况外，任何地貌部位土壤剖面各层氨态氮含量相对较一致。各剖面的变化规律也较近似。５ 月份至１０月中旬，除个别剖面外，土壤氨态氮含量较低，多在５ｍｇ／ｋｇ以下；１０月以后氨 态氮含量升高，可达１０～１５ｍｇ／ｋｇ，含量一般底层高于表层。（三）不同地貌部位土壤剖 面硝态氮变化规律不同地貌部位土壤剖面硝态氮周年变化规律差别较大，大致可以分成三种类型。 剖面Ⅰ、Ⅱ的变化规律相近，表层（０～２０ｃｍ）硝态氮含量变大，后期含量高，变幅在１０～ ４０ｍｇ／ｋｇ左右。中下层（４０～１００ｃｍ）硝态氮含量较低，变幅较小，一般在５～２０ ｍｇ／ｋｇ左右。底层（１４０～１８０ｃｍ）硝态氮含量又有所升高，硝态氮含量在１０～４０ ｍｇ／ｋｇ，同表层相近似。其中，剖面Ⅰ的这种变化规律较明显，而剖面Ⅱ则有些不同；剖面Ⅰ 在５月至７月底整个剖面硝态氮含量较低，剖面Ⅱ在９月初含量有一个较低期段，而其他时间相对 较高。剖面Ⅲ上下层土壤硝态氮含量的高低随时间而变，早期（５～８月份）土壤上层（０～６０ ｃｍ）硝态氮含量较高（多在５～１５ｍｇ／ｋｇ），下层（１００～１８０ｃｍ）较低（＜５ｍ ｇ／ｋｇ）。９月份以后则上层含量低，下层变高（１０～２０ｍｇ／ｋｇ）。与剖面Ⅲ不同，剖 面Ⅳ各层土壤硝态氮含量在全年都为上部（０～６０ｃｍ）低（＜１０ｍｇ／ｋｇ），下部（１４ ０～１８０ｃｍ）高（２０～３０ｍｇ／ｋｇ）。三、讨论本地区为小麦、玉米一年二作区，农田 耕作管理措施和气候条件都相同，之所以出现以上不同变化规律是同当地的地貌，以及由于地貌的 不同而产生的土壤剖面质地构造、地下水水位等的变化相关联的。（一）土壤剖面水份含量的变化 因地貌类型而异四个土壤剖面的含水量变化与地貌类型及土壤质地相关。剖面Ⅲ处在洼地，地下水 位高，可以直接补给上层土壤，使得整个剖面土壤水分含量较高。剖面Ⅳ所处地点虽然地下水位深 ，不能补给上层土壤，但由于土壤质地为中壤，有一定保水能力，在充分灌溉的条件下仍可以保证 土壤周年有良好的水份状况。剖面Ⅰ和Ⅱ，地下水深，不能补给上层土壤，再加上土壤质地多为砂 质或砂壤质，保水能力差，使得土壤剖面含水量周年变化幅度较大。（二）氨态氮含量的变化同作 物生长或施肥有关５月份到１０月中旬，氨态氮在整个剖面没有发生很大的变化；而到１１月底的 这段时间，氨态氮则快速升高。这可能是自１０月中旬后作物为胚乳营养阶段，不吸收养分，从而 产生ＮＨ＋４的累积。这种累积也可能同冬前施肥有关。（三）地貌类型和质地是土壤剖面ＮＯ－ ３分布变化规律不同的原因剖面Ⅰ、Ⅱ地下水深，土壤质地轻，保水保肥性能差，容易引起ＮＯ－ ３的淋洗。但由于根系多分布在４０～１００ｃｍ土深，使这个层次的ＮＯ－３多被根系吸收，从 而产生剖面上、下部ＮＯ－３含量高，而中部含量低。剖面Ⅲ，地下水浅，质地重。早期剖面上部 含量超过中下部，后期（９月初）下部ＮＯ－３含量高于上部，这可能同雨季下渗水将上部ＮＯ－ ３淋洗至下部所致。１１月２３日时１６０～１８０，１４０～１６０ｃｍ土层土壤含ＮＯ－３量 分别为３０和２０ｍｇ／ｋｇ；土壤含水量分别为２０％和２５％，那么这两层土壤水溶液的ＮＯ －３浓度分别为１５０ｍｇ／Ｌ和９０ｍｇ／Ｌ，是很高的。这说明在地下水位上部存在有一个Ｎ Ｏ－３浓度较大的含水层，它是ＮＯ－３淋移的结果。剖面Ⅳ各层次ＮＯ－３含量的变幅较小，且 总是上部含量低，下部高；１６０～１８０ｃｍ深土层，依干土重计，ＮＯ－３含量达２０～３０ ｍｇ／ｋｇ，土壤水溶液ＮＯ－３含量达１００～１５０ｍｇ／Ｌ。这种由上往下ＮＯ－３含量逐 渐增加的现象是淋洗作用形成的，也可能是洪积扇上部侧渗形成的。总之，在耕作管理措施几乎相 同的条件下，由于区域地貌类型以及与之相适应的土壤质地、地下水位的变化，产生ＮＯ－３淋洗 程度的很大差别。分析研究这种差别和变化，对调整作物布局、种植制度和耕作管理措施，减少Ｎ Ｏ－３淋洗是很重要的。参考文献１彭琳、彭祥林、卢宗藩．土壤学报．１９８１；１８（３） ：２１２～２２２２谢经荣、戴祥韵、崔建宇等．土壤通报．１９９４；２５（３）：９７～９ ８３谢经荣、戴祥韵、黄元仿等．土壤通报．１９９６；２７（３）：１１１～１１３４Ｗｅ ｉｌＲＲ，ＲＡＷｅｉｓｍｉｌｅｒａｎｄＲＳＴｒｕｎｅｒ．Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｑｕｏｌ， １９９０；１９：４４０～４４８５ＰｉｏｎｋｅＨＢ，ＭＬＳｈａｒｍａａｎｄＫ．ＪＨｉｒ ｓｃｈｂｅｒｇ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＥｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ．１９０；３９：１２３～１３８６ＷｏｏｄＣＷａｎｄＪＨＥｄｗａｒｄｓ．Ａｇｒｉｃｕｌ ｔｕｒｅ，ＥｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．１９９２；３９：１２３～１ ３８７ＬｙｎｃｋＪＡａｎｄＥＳＣｏｒｂｅｔ．ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＢｕｌｅｔｉ ｎ．１９９０；３６（１）：４１～４９８ＨｅａｔｗｏｌｅＣＤ，ＰＬＤｉｅｂｅｉａｎｄＪＭＨｅｓｌｓｔｅａｄ．ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＢｕｌｌｅｔｉｎ．１９９０；２６（１）：２５～３４北京顺义县不同地貌类型粮田土壤剖面无机态氮周年变化规律@谢经荣@戴祥韵@黄元仿@娄人杰@夏晓平@向秀实$中国农业大学土地资源系土壤剖面，无机氮，地貌类型在北
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