四川盆地林地紫色土肥力及其碳、氮、磷化学计量比研究

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四川盆地林地是长江上游生态环境保护屏障,然而该区生态功能脆弱,土壤侵蚀严重。紫色土是四川省最重要的土壤资源,也是长江上游退耕还林的重点土壤类型,探索四川盆地林地紫色土肥力水平和养分限制因子,可以为土壤肥力提升和林地经营管理提供参考,对保护紫色土资源、提高生态功能和促进该区林业健康可持续发展具有重要意义。本文以四川盆地3种典型紫色土类型(酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土)25个林地土壤剖面合计95个土壤样品为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量进行测定,并计算紫色土碳、氮、磷化学计量比,研究四川盆地林地紫色土肥力及其碳、氮、磷化学计量比,研究结果表明:(1)除pH值外,供试四川盆地林地紫色土表层土壤各养分含量总体高于整个剖面;随着土层深度加深,土壤有机质、全氮、有效磷含量呈下降趋势,速效钾含量总体呈下降和先降后升两种变化趋势,其余养分指标随土层深度变化无明显规律。其中,pH值变异系数较小,有效磷较大。(2)采用内梅罗指数法对四川盆地林地紫色土肥力综合评价得出:酸性、石灰性紫色土的综合肥力系数反映其肥力均为III级肥力;中性紫色土肥力贫瘠,处于IV级。其中,马尾松林和柏木林肥力为III级肥力,磷素缺乏,细叶桉林肥力贫瘠。总体而言,紫色土表层肥力处于III级,整个剖面IV级,有效磷较缺乏,有机质、全氮含量较低。空间分布上,研究区东北、西南部紫色土肥力水平整体处于III级;而北部紫色土肥力贫瘠,处于IV级。(3)不区分紫色土亚类下,四川盆地供试林地紫色土表层土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比均大于整个剖面。且总体来说,紫色土氮磷比小于10;随土层加深,土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比总体呈下降趋势,越接近母质层越小。其中,碳氮比的变异系数总体小于碳磷比、氮磷比。(4)土壤各养分之间关系紧密,互相影响。pH值、有机质均与磷素的转化、吸收关系密切;有机质与全氮关系密切,全磷与钾素极显著相关,全钾对速效钾影响较大。碳磷比对紫色土碳氮比、氮磷比影响显著,碳氮比主要受碳影响,氮磷比主要受磷影响;表层土壤碳磷比主要受碳影响,下层土壤碳磷比主要受磷影响。综上,采用内梅罗指数法得出四川盆地林地紫色土表层土壤综合肥力系数(P)为1.04,为III级肥力(0.9≤P<1.8),酸性、石灰性紫色土肥力水平总体高于中性紫色土。土壤各养分之间关系紧密,互相影响。有机质、全氮、有效磷含量是肥力提升的关键,可通过构建绿篱、增加林下灌草多样性以及有机肥、无机肥结合施用等方式改善紫色土肥力。
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