金刺梨种植对坡耕地土壤化学性质影响分析

1、 ANSHUN UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（20112015年）题 目： 金刺梨种植对坡耕地土壤化学性质影响分析 以普定县坪上乡大哪村为例 院 别： 资源与环境工程学院 专业班级： 2011级土地资源管理 学生姓名： 金文呈 学号： 201107094080 指导教师： 殷清慧 职称： 讲 师 起讫日期： 2014.9.92015.5.4 安顺学院本科毕业论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以

2、明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：安顺学院本科毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权安顺学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期：安顺学院2015届本科毕业论文（设计）金刺梨种植对坡耕地土壤化学性质影响分析 以普定县坪上乡大哪村为例 专业：土地资源管理 学 号：201107094080 姓名：金文呈 指导教师：殷清慧摘 要本研究

3、以安顺市普定县坡耕地金刺梨种植区土壤作为研究对象，基于3块样地调查和土壤调查数据，对金刺梨种植区和参照地进行对比，采用电位法、半微量开氏法、 氢氧化钠钼锑抗比色法等分析和研究土壤的pH值、全氮和全磷含量，分析金刺梨种植对土壤化学性质影响。研究结果表明：金刺梨种植对土壤的pH影响较大，一定程度增加了该区域的土壤的酸性。金刺梨种植区土壤中的全氮和全磷含量都随着金刺梨种植年限的增加而增加，说明金刺梨种植对土壤养分含量的提高有一定的促进作用。金刺梨种植区土壤中的pH、全氮、全磷含量在各个区域的平均值均表现为随着土壤层次的加深而下降。关键词：土壤 化学性质 坡耕地 金刺梨 大哪村 Gold prickl

4、y pear Planting on Sloping analysis on soil chemical properties Take the village of Dana of Pingshang Rural of Puding County as an example In this study, sloping soil of gold prickly pear growing areas for the study at Puding County in Anshun, based on three samples of soil investigation and survey

5、data, gold prickly pear growing regions and compared to reference, by potentiometric method, semi-micro Kjeldahl method , sodium hydroxide - pH value Mo-Sb colorimetric analysis and research of the soil, total nitrogen and total pHospHorus content analyzed for gold prickly pear planting on soil Chem

6、ical Properties. The results show: gold prickly pear Planting on soil pH larger, to a certain extent in the region increased soil acidity. Soil gold prickly pear growing regions in the total nitrogen and total pHospHorus concentrations are grown with the increase in gold cili age increases, indicati

7、ng that gold prickly pear planted to improve soil nutrients in a certain role. Soil gold prickly pear growing regions in the pH, total nitrogen, total pHospHorus content in the average value of each region are expressed as the soil level with the deepening of decline.Keywords: soil , chemical proper

8、ties , Sloping , gold prickly pear , Dana Village安顺学院2015届本科毕业论文（设计）目 录1绪论11.1研究的目的和意义11.2国内外研究进展11.2.1国内研究进展11.2.2国外研究进展22材料与方法22.1试验地概况22.2样品采集22.3土壤化学性质指标测定分析方法32.3.1土壤pH值的测定32.3.2土壤全氮的测定32.3.3土壤全磷的测定33结果与分析43.1金刺梨对土壤pH值的影响43.2金刺梨对土壤全氮的影响53.3金刺梨对土壤全磷的影响64结论与讨论74.1结论74.2讨论8参考文献9致 谢111绪论1.1研究的目的和意义

9、金刺梨作为安顺市重点打造的产业，近年来开始成为研究的热点，金刺梨坡耕地石漠化及水土保持等区域的研究具有重要的治理作用。但做具体研究的成果较少，因此在该方面具有可研性。本研究旨在贵州省石漠化及水土保持提供数据支撑。结合国发2号文和黔党发15号文中治理石漠化的文件精神，安顺市“十二·五规划”到规划期期末，金刺梨种植面积将达到100万亩。金刺梨作为安顺市农村目前石漠化及水土保持主要选种的环保和经济植物。通过对金刺梨在石漠化治理中坡耕地土壤化学性质变化进行研究，以期分析金刺梨在石漠化治理中的作用，使坡耕地利用和石漠化治理工作更有针对性和可行性，为区域石漠化治理金刺梨的选择及栽植、土地资源水土

10、保持提供科学依据。通过对金刺梨坡耕地种植区土壤化学性质的分析，可以准确的说明金刺梨是否能够改变土壤的化学性质，改变的效果如何，对石漠化及水土保持治理提供依据。1.2国内外研究进展1.2.1国内研究进展坡耕地一直是山地区域研究的热点。我国以坡耕地研究出版的第一本专著是2005年由中国土地勘测规划院谢俊奇编著的中国坡耕地。近年来学者研究成果，主要体现在坡耕地研究内容、治理技术和模式、研究区域上。和俊指出坡耕地是水土流失的主要源地1；王维明、陈明华等人提出强化水土保持意识，发挥基层水土保持机构的作用，加强领导，科学规划、因地制宜，分区治理、加大投入，强化治理和加强科技推广，提高治理水平等治理的对策。

11、治理模式也由单一的国家投资向“走国家投资、地方政府作技术指导并且紧密结合受益区群众的新型治理模式”转变。研究区域主要以黄土高原和长江中游、云南省、四川省等地区为主，而目前贵州省涉足坡耕地的开发利用及治理的研究较少,有代表性的主要有林昌虎,解德蕴，陈群利等人的研究，提出了贵州坡耕地利用中存在的问题及其综合利用与整治的方法和途径2,3,4。游秀花,蒋尔可认为人为的活动和抚育措施增加了土壤的通气性,从而加速了土壤的氧化还原能力5。1.2.2国外研究进展Buckman Hary 提出土壤pH值虽不能直接表明土壤中某种养分的数量,但它的大小可控制和影响土壤中微生物区系的改变,从而左右着绝大多数营养元素的

12、转化方向、转化过程、形态及其有效性6。John.Mcol1Getal提出单纯营造针叶树种,将会导致土壤酸化,使土壤理化性质变劣,不利于土壤养分的保存和积累7。研究中存在的局限性和不足表现在综合利用与整治方法和途径上流于形式，提法较雷同，整治模式千篇一律。实施效果不明显，坡耕地水土流失状况仍较严重，农业机械化程度低。2材料与方法2.1试验地概况试验地位于贵州省中部的普定县坪上乡大哪村，地处东经105°27105°59，北纬26°926°32。地形主要以山地为主，海拔在10421846米之间。普定县气候宜人，属于亚热带季风湿润气候，季风交替明显，全年气候温和

13、，辐射能量低。年平均气温在15.1C°，年平均日照时数为1164.9小时，无霜期有301天，年平均降水为1378.2毫米，属全省三大降雨心地区之一。全县碳酸盐出露面积863.7km²，占全县总面积的79.2。普定县的土壤以石灰土的比重最大，其次为黄壤，再次为水稻土、紫色土，其余土类数量不是很大。全县林地面积为20030hm²，占全县总面积的18.3；牧草地面积6475hm²，占全县面积的5.9%。2.2样品采集本文所须的土壤均采自普定县坪上乡大哪村坡耕地金刺梨种植区，由于研究区域分为重度石漠化区和中度石漠化区，重度石漠化区土层较薄，土层厚度只有10cm，

14、所以土样采集时只能采一层（0-10cm）；中度石漠化区土层稍厚，土层厚度有25cm，所以土样采集时取了两层土样（0-10cm、10-20cm）。在每个样点周围再取4个测量点，以多点混合样作为该点的样本，土样重量为0.5kg左右。实验前期先把自然风干的土样用研钵进行研碎，用0.25mm和2mm的筛子筛选土样，提取50g土样备用。2.3土壤化学性质指标测定分析方法2.3.1土壤pH值的测定将研究区风干土样每个土样取适量过2mm孔筛，每个样取土10g放入50ml高型烧杯中,加入25ml蒸馏水。用玻璃棒剧烈搅动1-2min,静止30min备用,采用雷磁pH测试仪测定土壤不同土层的pH值。2.3.2土壤

15、全氮的测定用半微量开氏法测定。用天平称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.5一1.0g，将称好的试样放入干燥的50ml开氏瓶中,向该开氏瓶中加入混合加速剂1.8g和浓硫酸5ml,轻轻摇匀，用小漏斗盖住开氏瓶口，然后把开氏瓶放到消煮炉上消煮,等到消煮液呈淡蓝色后,再继续消煮1小时。等到冷却后,将消煮液全部转入蒸馏室中,冲洗,密封,在蒸馏室中加入20m140%Na0H,蒸馏15一20分钟，然后将蒸馏液用标准酸滴定。同时做空白,计算全氮含量。公式如下：全氮，g/kg =(V-V0)*c*0.014*1000 /m式 中：V在滴定试液时所用酸标准溶液的体积，ml； V0在滴定空白时所用酸标准溶液的体

16、积，ml； 0.014氮原子的毫摩尔质量，g； c酸的标准溶液浓度，mol/L； m烘干试样质量，g； 1000换算成每公斤含量。2.3.3土壤全磷的测定用氢氧化钠钼锑抗比色法测定。用电子称准确称取风干样品0.25g，把称取的样品放入银坩埚。加入无水乙醇3一4滴，用2g氢氧化钠平铺在样品上面。将坩埚放进高温电炉，至温度400左右，切断电源，15分钟后，加至720，恒温15分钟后冷却。加入10mL约80的水，至熔块溶解后，将溶液全部转入100mL的容量瓶内，同时用3mol/L硫酸溶液10mL和水多次清洗坩埚，洗涤坩埚的溶液全部移到容量瓶中。至冷却后，定容。吸取待测样品溶液2一10mL至50mL容

17、量瓶中，用水稀释到总体积约3/5处。加二硝基酚指示剂2一3滴，用10Na2CO3溶液或5H2SO4溶液把溶液调节到恰好呈微黄色。准确加入钼锑抗显色剂5mL，摇匀，加蒸馏水定容。30分钟后，用700nm、1cm光径比色皿，以空白试验为参比液调节仪器零点，进行比色测定，读取吸光度。绘制标准曲线，计算土壤全磷量的百分数，由下式给出： 式中：C 从校准曲线上查得的待测样品溶液中磷的含量，mg/L； m 称样量，g； V1 样品熔融后的定容体积，mL；V2 显色时溶液定容的体积，mL；V3 从熔样定容后分取的体积，mL； 10-4 将mg/L浓度单位换算为百分含量的换算因数； 100/100-H 将风干

18、土变换为烘干土的转换因数；H 将风干土中水分含量百分数。 3结果与分析3.1金刺梨对土壤pH值的影响土壤pH值在土壤中的含量不会直接表明土壤中某种养分的数量，但是土壤中pH值含量的大小可以控制和影响土壤中微生物区系的改变，所以在不同酸碱性土壤下大多数营养元素的转化方向、转化过程、形态和有效性都会有所不同。该实验分别对重度和中度石漠化区和不同年份的金刺梨下采取土样和参照土样进行测试，得到表3-1的土壤pH值，通过表可以看出，随着金刺梨种植的年份变化，土壤的pH值变化的较为明显。其中样地3是中度石漠化地区采取的样本，可以看出，金刺梨的种植年限增加使该地的土壤酸性提高了，010cm层土壤pH值含量由

19、大到小排列顺序为：一年生金刺梨>两年生金刺梨>三年生金刺梨。样地2是重度石漠化地区，可以明显的看出一年生的金刺梨对土壤pH的影响较为明显，且一年生的金刺梨土壤pH值较为稳定，最大相差0.02，样地2一年生金刺梨土壤平均pH值与参照土样的pH相差0.6；样地3是中度石漠化区，其中两年生和三年生金刺梨种植区010cm层对土壤pH的影响不大，与参照土样相差0.17、0.20；总的变化趋势是样地2>样地3>样地1。除了样地3一年生金刺梨010cm层土壤pH是增加以外，其他的都是减小，说明金刺梨种植对土壤的pH影响较大，金刺梨种植一定程度增加了该区域的土壤的酸性。不同年份的金刺梨

20、在土壤pH方面存在差异，金刺梨一年生的对土壤pH的影响比后面两年要大，可能是由于金刺梨刚种植的时候人工浇水所导致的。虽然人工浇水对土壤pH值无显著影响,但与参样原生杂草土壤pH值相比,一年生金刺梨种植区土壤pH值有所降低。从样地3中不同土层pH值的平均值可以看出，随着土壤层次的加深土壤的pH值会逐渐降低。表31 不同石漠化等级金刺梨种植区土壤pH值含量编号样品种植年数pH样地1（重度石漠化区） 参1（0-10cm）原生杂草6.71 样1-1（0-10cm）一年生金刺梨6.69 样1-2（0-10cm）一年生金刺梨6.68样地2（重度石漠化区） 参2（0-10cm）原生杂草7.64 样2-1（0

21、-10cm）一年生金刺梨7.02 样2-2（0-10cm）一年生金刺梨7.04样地3（中度石漠化区）参3（0-10cm）原生杂草6.72样3-1（0-10cm）三年生金刺梨6.52样3-2（0-10cm）两年生金刺梨6.55样3-3（0-10cm）一年生金刺梨7.42参3（10-20cm）原生杂草7.26样3-1（10-20cm）三年生金刺梨6.37样3-2（10-20cm）两年生金刺梨6.43样3-3（10-20cm）一年生金刺梨6.523.2金刺梨对土壤全氮的影响土壤中的氮元素最初来源于大气中的氮，包括生物固氮和降水中的亚硝酸等，氮元素是植物生长过程中必需的元素之一，也是土壤养分中最重要的

22、元素之一。土壤中的氮在不施肥的条件下大部分还是来自生物残体的降解，一些固氮树种、固氮微生物和降水中的化合态氮。全氮在土壤中的含量表明的是氮元素的供应容量,反映的是土壤的总体供氮水平。从表32中可以看出：样地1和样地2金刺梨种植区土壤全氮的含量远比样地1和样地2原生杂草生长区的全氮含量要高。可见，金刺梨种植区土壤全氮含量是最高的，这可能是因为在金刺梨种植区内，土壤中的氮靠凋零的金刺梨枝叶的分解以及一些固氮微生物和人工施肥来提供。土壤全氮含量会随着土层深度的增加而递减。造成这种情况的原因主要是表层土壤是植物生长的活动区，动植物残体比较多，分解后形成的氮也就多，还有表层土壤也是施肥层，所以表层土壤中

23、的氮含量比较高。对比不同年生，不同土层厚度金刺梨种植区土壤全氮含量可得：金刺梨种植区土壤全氮含量会随着金刺梨种植年限的增加而增加。造成这种情况的原因是随着植物生长的年限增加，凋零的金刺梨枝叶增多分解后所提供的氮以及一些固氮微生物的作用和人工施肥。总的来说，金刺梨种植能够增加土壤中全氮的含量，使土壤的肥力增加。表32 不同石漠化等级金刺梨种植区土壤全氮含量编号样品种植年数全氮含量(g/kg)样地1（重度石漠化区） 参1（0-10cm）原生杂草2.9 样1-1（0-10cm）一年生金刺梨3.2 样1-2（0-10cm）一年生金刺梨3.14样地2（重度石漠化区） 参2（0-10cm）原生杂草2.39

24、 样2-1（0-10cm）一年生金刺梨2.65 样2-2（0-10cm）一年生金刺梨2.57样地3（中度石漠化区）参3（0-10cm）原生杂草2.01样3-1（0-10cm）三年生金刺梨3.46样3-2（0-10cm）两年生金刺梨2.6样3-3（0-10cm）一年生金刺梨1.46参3（10-20cm）原生杂草0.73样3-1（10-20cm）三年生金刺梨2.05样3-2（10-20cm）两年生金刺梨1.58样3-3（10-20cm）一年生金刺梨1.083.3金刺梨对土壤全磷的影响全磷在土壤中含量的高低，主要是受土壤母质、成土作用和耕作施肥的影响。全磷在土壤中主要以有机态磷和无机态磷的形式存在。

25、从表33中可以看出：样地1和样地2金刺梨种植区土壤全磷的含量远比样地1和样地2原生杂草生长区的全磷含量要高。土壤全磷含量会随着土层深度的加深呈降低的趋势。对比不同年生，不同土层厚度金刺梨种植区土壤全磷含量可得：金刺梨种植区土壤全磷含量会随着金刺梨种植年限的增加而增加。表33 不同石漠化等级金刺梨种植区土壤全磷含量编号样品种植年数全磷含量(g/kg)样地1（重度石漠化区）参1（0-10cm）原生杂草0.61样1-1（0-10cm）一年生金刺梨0.68样1-2（0-10cm）一年生金刺梨0.63样地2（重度石漠化区）参2（0-10cm）原生杂草0.62样2-1（0-10cm）一年生金刺梨0.73样

26、2-2（0-10cm）一年生金刺梨0.69样地3（中度石漠化区）参3（0-10cm）原生杂草0.65样3-1（0-10cm）三年生金刺梨1.22样3-2（0-10cm）两年生金刺梨0.86样3-3（0-10cm）一年生金刺梨0.68参3（10-20cm）原生杂草0.5样3-1（10-20cm）三年生金刺梨0.96样3-2（10-20cm）两年生金刺梨0.54样3-3（10-20cm）一年生金刺梨0.514结论与讨论4.1结论（1） 金刺梨种植对土壤的pH影响较大，金刺梨种植一定程度增加了该区域的土壤的酸性。（2） 金刺梨种植区土壤中的全氮和全磷含量都随着金刺梨种植年限的增加而增加，说明金刺梨种

27、植对土壤养分含量的提高有一定的促进作用。（3） 金刺梨种植区土壤中的pH、TN、TP含量在各个区域的平均值均表现为随着土壤层次的加深而下降，说明土壤层次越深,土壤各养分的含量越少,土壤越贫瘠。4.2讨论（1） 本文通过对金刺梨种植区土壤pH值、全氮、全磷含量和参照区土壤pH值、全氮、全磷含量的对比分析，得出了金刺梨种植对土壤养分含量的提高有一定的促进作用。但是由于监测仪器不全，对土壤的有机质、全钾、碱基氮、有效磷、速效钾等没有进行测定分析，所以对于土壤的化学性质研究还不够全面。因此，金刺梨种植区对土壤的化学性质影响还有待于在今后进行进一步的研究。（2） 本文只研究了重度石漠化区和中度石漠化区金

28、刺梨种植对土壤化学性质的影响分析，还少了轻度石漠化区金刺梨种植对土壤的化学性质的影响。要完整的对不同程度石漠化区金刺梨种植对土壤化学性质的影响的研究，还需对轻度石漠化区金刺梨种植区进行研究。（3） 本文所用数据在一定程度上不够全面，有必要对金刺梨的相关数据进行再次收集，以便能够准确的揭示金刺梨对土壤化学性质的影响，以为安顺地区石漠化治理提供一定的数据支撑。参考文献1 和俊.云南省坡耕地水土流失综合治理的探索与实践J.中国水土保持SWC，2011,（2）.2 林昌虎,解德蕴,涂成龙等.贵州山区坡耕地综合利用与整治J.水土保持研究,2004,11(3).3解德蕴.贵州省坡耕地的利用与整治探讨J.耕

29、作与栽培,2002,(1).4陈群利,姚建陆,孟天友.喀斯特山区坡耕地整治工程效益分析J.中国水土保持,2007,(7).5游秀花,蒋尔可.不同森林类型土壤化学性质的比较研究J.江西农业大学学报，2005.27（3）：357-360.6Buckman Hary The nature and properties of soils sixth editionJ.The Mdmillam Company New York,1960,2(4):105-127.7John.Mcol1Getal.Soi1 chemical and microbial effect of simulated acid rain on closet and soft chess J.Wate.Air&Soi