包气带土壤pH对灌溉施肥响应的变异过程

作者：狄龙; 刘秀花^*; 胡安焱; 谢兰宝; 刘光辉

来源：干旱地区农业研究, 2019, 37(02): 72-80.

• 包气带
• 土壤pH
• 灌溉施肥
• 变异特性
• 响应过程

为了分析灌溉施肥活动引起的包气带土壤pH值变异特征及其对地球化学条件的响应,通过历时3 a的野外原位灌溉施肥试验,应用不同季节灌前、灌后6 m土层中不同深度的测定资料,系统分析了土壤pH对灌溉、施肥的响应过程,结果表明:各深度pH值呈弱变异性(CV=1.01%～2.28%),与灌溉前相比,灌后土壤pH值的均值和变异系数均呈现明显的变化;灌前包气带各层pH具有强烈的空间自相关性,灌后受水分、基质等相互作用影响,pH的空间自相关性有所减弱,C0/(C0+C)和变程a分别由7.23 m和3.54 m(灌前0 d)减少到3.26 m和2.76 m(灌后第10天)。土壤基质是决定土壤酸碱性的主要因素,在灌溉施肥活动对pH的响应过程中,地球化学条件(土壤含水量、土壤温度、土壤有机质(SOM)、氧化还原电位(RP)等)、土壤基质组成和氮底物浓度(NH+4-N)等的交互作用影响pH的动态。土壤含水量和温度单独对pH影响不显著,两者交互作用对pH有显著影响。引起土壤pH变化的主要变异源为Cl-、土壤有机质(SOM)、NO-3-N、NH+4-N等营养物质和不同空间深度土壤基质的差异,表明灌溉施肥改变了包气带pH地球化学动力场、营养物质和土壤基质的交互作用,引起各深度的生物地球化学反应,控制pH值的空间变异特性。当包气带介质土壤水分变化时,首先营养物氨态氮以分子态或水合态形式被介质吸附,H+得到释放,使得灌后第4天pH值下降。随着氨氧化过程中H+的释放,pH在灌前和灌后第10天和第30天有显著差异。氨的氧化引起硝酸盐含量不断增加,使得硝酸盐对pH值的影响在灌后不断增强,相关系数由0.24(0 d,P<0.05)增加到0.41(30 d,P<0.01),而氨态氮对pH值的影响逐步降低,相关系数由0.43(0 d,P<0.01)降低为0.19(30 d,P>0.05)。

• 单位
  环境科学与工程学院; 长安大学; 榆林市林业产业开发办公室