南京紫金山地区土壤矿物组成与其土壤肥力开题报告

2）影响养分的吸收释放平衡

除了磷灰石的含量外，其他的土壤矿物对磷的含量也会产生一定的影响^[11]，一般来说，蒙皂石和水化云母大量存在的土壤中磷的含量相对较高，这可能是由于水化云母等主要为2∶1型矿物，此矿物结构对磷元素的吸附有利，而高岭石含量较高的土壤中则磷含量相对来说较少，可能是因为1∶1型不具有对磷进行吸附的结构所导致。

4、土壤矿物与土壤钾含量

钾能促进植株茎秆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维生素C的含量，和氮、磷的情况一样，缺钾症状首先出现于老叶。钾素供应不足时，碳水化合物代谢受到干扰，光合作用受抑制，而呼吸作用加强。钾分为速效钾（包括吸附于颗粒表面的钾以及溶液中的钾）、缓效钾和矿物钾，此三种形态钾占土壤全钾的相对含量分别为0.1%～2%、2%～8%和90%～98%^[13]，一般情况下，土壤溶液中的钾含量在0.2～10 mmol/L范围内，热带和亚热带地区的酸性土平均为0.7 mmol/L.而在土壤中，钾元素的含量主要影响因素为含钾矿物与土壤矿物的类型。

土壤钾素水平取决于含钾原生矿物和粘土矿物的类型与数量^[9]。长江流域从南到北土壤供钾潜力有增高趋势，这与土壤中高岭石减少而水化云母增多趋势一致^[10]。土壤中含钾矿物的多少与土壤母质及其发育程度关系密切，土壤缓效性钾与云母含量呈显著的正相关，与含钾长石不显相关性^[11]。黑云母对土壤缓效钾的贡献大于白云母。紫色土和黄土母质发育的土壤含云母类矿物量较高，但前者含细粒云母多，后者以粗粒云母为主^[15]。

5、紫金山基本情况

紫金山位于南京市市区，长江南岸，处于湿润性亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温暖干燥。当地的植被类型主要为常绿阔叶与落叶阔叶混交林。

紫金山的土壤大部分属于黄棕壤和黄赫土类。因为地型、母质和植被的不同，所以形成的土壤性状也不同。黄棕壤土层的色调均一，发生层次不明显，显酸性或弱酸性反应，盐基不饱和，介于北方土壤和南方土壤之间。黄赫土层次比较明显，有妨林根系的发育，呈酸性反应，盐基接近饱和，一般发育于中性母质。

紫金山风景区南坡以侏罗纪的含砾石英砂岩为主，抗风化能力强；北坡一三叠系的黄马青群钙质砂岩为主，抗风化能力比较弱，由此形成了南坡缓、北坡陡的总趋势。地貌成因类型为斜成山，后来经过侵蚀作用形成单斜山。

三、应用前景

通过测定南京紫金山地区的土壤矿物组成以及土壤肥力特征，可以对南京紫金山地区的相关土壤情况进行更新，可日后用于对当地土地利用与土地资源分配和农业利用规划做出参考，相关的结果也可用于对更大尺度范围内的土壤矿物分布情况进行修正与结合。

参考文献

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研究的目标、内容和拟解决的关键问题

一、研究目标

1、学习土壤颗粒分级的基本原理（司笃克斯定律），操作过程与数据处理。

2、学习并使用相关土壤农业化学分析方法，用于测定土壤中的有机质，全氮，速效磷，速效钾等含量。

3、学习使用衍射仪的相关操作过程与土壤涂玻片的制作技术。

4、应用相关的数据处理软件（jade，excel等）进行数据读取分析与处理。

5、了解南京紫金山地区的土壤矿物组成与土壤肥力的基本情况

二、研究内容

本课题主要研究对象是土壤中的土壤矿物，拟采定的土壤为南京市紫金山区域上的土壤，根据资料显示，南京紫金山上的土壤主要分布类型为黄棕壤，其中黄棕壤作为地带性土壤在南京地区有大范围的分布。本课题预计采用野外采样的方式获得研究样品，在采样过程中尽量避免人为扰动过的土壤，采集自然条件下发育的，土壤层次分明的土壤作为研究样品。在采样的地点选择上则坚持均匀分布与突出重点相统一，预计在紫金山上选取14个点采集土壤的A层（淋溶层）并记录点位的地理信息，通过对样品进行风干磨土的处理后送检得到相关土壤矿物含量数据，并进行差异化比较，得出相关结论并对当地的土壤肥力情况进行评价与提出建议。

1、到野外采集相关土样

前往南京紫金山地区选取当地典型土壤黄棕壤分布区域，再按照蛇形采样法每隔

20米进行采样，采集土壤的A层，并注意除去凋落物和枯枝落叶在两个点各采集7个样品并贴上标识。

2、将土壤进行分粒级操作

根据司笃克斯定律对土壤进行分粒级操作，具体操作为将定量土壤置入1L的量筒中并加入稀盐酸与过氧化氢将其中的钙质与有机质去除，之后静止到计划时间后将上部的土壤溶液取出并离心得到土壤不同颗粒直径大小的样品。

3、对土壤样品进行农业化学分析

为了得到土壤样品相关的肥力特征，应对其进行有机质，土壤全氮量，土壤速效钾，土壤速效磷等相关含量进行化学测定，具体操作参考《农业化学分析》一书，所采用的主要方法为

全氮Total Nitrogen 半微量开氏法

速效磷Rapid Available Phosphorus 0.5mol·L^-1NaHCO₃法

速效钾Rapid Available Potassium NH₄OAc浸提-火焰光度法

三、拟解决的关键问题

a.对紫金山上典型土壤黄棕壤进行采样，并进行测定。

b.不同土壤类型之间的矿物组成差异以及进行土壤肥力评价。

c.对黄棕壤的肥力进行测定。

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

一、研究目标

1、学习土壤颗粒分级的基本原理（司笃克斯定律），操作过程与数据处理。

2、学习并使用相关土壤农业化学分析方法，用于测定土壤中的有机质，全氮，速效磷，速效钾等含量。

3、学习使用衍射仪的相关操作过程与土壤涂玻片的制作技术。

4、应用相关的数据处理软件（jade，excel等）进行数据读取分析与处理。

5、了解南京紫金山地区的土壤矿物组成与土壤肥力的基本情况

二、研究内容

本课题主要研究对象是土壤中的土壤矿物，拟采定的土壤为南京市紫金山区域上的土壤，根据资料显示，南京紫金山上的土壤主要分布类型为黄棕壤，其中黄棕壤作为地带性土壤在南京地区有大范围的分布。本课题预计采用野外采样的方式获得研究样品，在采样过程中尽量避免人为扰动过的土壤，采集自然条件下发育的，土壤层次分明的土壤作为研究样品。在采样的地点选择上则坚持均匀分布与突出重点相统一，预计在紫金山上选取14个点采集土壤的A层（淋溶层）并记录点位的地理信息，通过对样品进行风干磨土的处理后送检得到相关土壤矿物含量数据，并进行差异化比较，得出相关结论并对当地的土壤肥力情况进行评价与提出建议。

1、到野外采集相关土样

前往南京紫金山地区选取当地典型土壤黄棕壤分布区域，再按照蛇形采样法每隔

20米进行采样，采集土壤的A层，并注意除去凋落物和枯枝落叶在两个点各采集7个样品并贴上标识。

2、将土壤进行分粒级操作

根据司笃克斯定律对土壤进行分粒级操作，具体操作为将定量土壤置入1L的量筒中并加入稀盐酸与过氧化氢将其中的钙质与有机质去除，之后静止到计划时间后将上部的土壤溶液取出并离心得到土壤不同颗粒直径大小的样品。

3、对土壤样品进行农业化学分析

为了得到土壤样品相关的肥力特征，应对其进行有机质，土壤全氮量，土壤速效钾，土壤速效磷等相关含量进行化学测定，具体操作参考《农业化学分析》一书，所采用的主要方法为

全氮Total Nitrogen 半微量开氏法

速效磷Rapid Available Phosphorus 0.5mol·L^-1NaHCO₃法

速效钾Rapid Available Potassium NH₄OAc浸提-火焰光度法

三、拟解决的关键问题

a.对紫金山上典型土壤黄棕壤进行采样，并进行测定。

b.不同土壤类型之间的矿物组成差异以及进行土壤肥力评价。

c.对黄棕壤的肥力进行测定。

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

一、研究方法

a.土壤样品的采集：根据田间统计与分析原理，选取适当的点位，尽可能排除人为的干扰与影响，并记录点位的地理坐标。

b.土壤的前处理：对土壤样品进行风干，清除土样中的石块以及侵入体，并磨碎过筛。

c.土壤矿物测定，根据《土壤粘土矿物测定方法》进行测定。

d.土壤肥力测定，根据《农业化学分析》进行测定。

二、技术路线

三、实验方案

1、样品采集

在南京市紫金山区域内通过踏查先确定14个采样地点，其中7个点在铁匠营附近，记为tjy-1至7,另外7个点在中山陵苗圃场附近，记为mpc-1至7，按照尽量均匀分布的原则选取采样点，并注意避免人为扰动处以及不同土壤的交界处，采集土壤的A层（淋溶层），并进行分类保存。

2、土壤颗粒分级

将土壤样品称取5g左右的质量后加少量水处理，再加入适量的稀盐酸与过氧化氢溶液除去其中的钙质胶结物与有机质后放入1000ml的量筒中，根据司笃克斯定律计算，土壤中的黏粒沉降时间约为6小时49分，细砂粒沉降时间约为41分钟，粉砂粒沉降时间约为4分08秒，将土粒分开后放入离心管得到土壤颗粒的固体并称重，再进行涂片操作并放入衍射仪下进行测定土壤中的矿物组成，最后得到检测报告并对相关数据进行处理，以得到紫金山当地的土壤矿物含量情况。

3、土壤肥力测定

将采集土样风干后进行磨土操作，并过20目的筛网。将土壤样品进行相关处理后进行农业化学分析，并得到土壤中的有机质，全氮，速效磷，速效钾等相关数据，并根据矿物含量情况对当地的土壤肥力进行估计与评价，并给出相关建议。

4、数据处理

对所得到的的相关数据进行分析并用excel软件制表制图，得到紫金山地区典型土壤黄棕壤的整体矿物组成与肥力特征情况数据。

四、可行性分析

a.从事实验过程的学生已经学习过土壤学，土壤地理学，地质学，植物营养学，土壤农化分析等系列农业资源与环境专业课程，在理论上具有基本的知识与经验，能力上可以在导师指导下独立完成相关的工作。

b.在南京农业大学资源与环境科学学院的实验室内拥有大部分的实验仪器，硬件设备完善，在测定土壤矿物含量部分可进行精确检测。

c.南京农业大学资源与环境科学学院的实验室内拥有用于进行土壤农业化学分析的全套设备，高效快捷，测定结构准确，且本人有相关的背景知识与操作经验，具有独立进行分析并获得数据的能力。