象山稻田土壤中有效微量元素含量及其有效性

陶安安，吳紅艷，張 歡，章增強

(浙江省象山縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，浙江 寧波 315700)

土壤養(yǎng)分涉及有機質(zhì)和氮、磷、鉀三大元素，其次是銅、鐵、鋅、硼、錳、鉬等微量元素，土壤有機質(zhì)含量和主要營養(yǎng)元素的含量，是土壤肥力的重要標志。植物對微量元素的需求量不多，但任何一種缺乏就會限制植物生長，因此它與大量和中量營養(yǎng)元素一樣，對植物營養(yǎng)同等重要［1］。近年來，我國大力推廣測土配方施肥，目的是為達到平衡施肥而開展的，通過測土有針對性補充作物所需的短缺營養(yǎng)元素，做到科學(xué)合理用肥，達到提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);使更多的人了解我國土壤微量元素豐缺現(xiàn)狀、了解微量元素肥料，并合理施用微量元素肥料是當下的重要任務(wù)。

1 材料與方法

供試土壤樣品采自寧波市象山縣鶴浦、高塘、定塘、黃避岙、茅洋、西周、大徐和涂茨8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)稻田，共采集123個。采樣點采用 GPS定位，采樣深度0～20 cm，平均每6.67 hm2取1個土樣，采樣方法為梅花形多點采樣，15～20個點混合成1個樣品，采用四分法去掉多余土壤，每個土樣為1 kg左右，將土樣風(fēng)干，剔除植物殘體、蟲體、石塊等雜物，用木棒研磨后過 2.00 mm(10目)、0.25 mm(60目)、0.149 mm(100目)孔徑尼龍篩，分別裝瓶、歸類備用。土壤有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳采用二乙酸胺五乙酸浸提，用普析990原子吸收分光光度計測定;土壤有機質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化－容量法測定;土壤 pH用電位法 (土液比1.0∶2.5)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤微量元素有效性的影響因素

研究表明:影響土壤微量元素有效性的首要因素是土壤酸堿度，其次是土壤有機質(zhì)含量、土壤氧化還原條件、土壤固定作用、土壤類型等。針對土壤微量元素有效性與pH、有機質(zhì)這2個因數(shù)的關(guān)系進行分析。

2.1.1 土壤有效微量元素與pH的關(guān)系

本實驗采用二乙酸胺五乙酸浸提法測土壤有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳。抽取的123個水稻樣品的實驗檢測結(jié)果如表1所示。

從表1可知，土壤有效銅平均含量在pH＞6時，呈顯著負相關(guān)關(guān)系。當pH≤6時，有效銅的含量隨pH值的增加而增加，前人研究報道［2］:pH在3.0～7.2范圍內(nèi)水溶性銅隨pH上升而下降，而土壤對Cu的固定隨pH的上升而增加的結(jié)果有所違背，可能與當?shù)貧夂驐l件、母質(zhì)的多樣性等有關(guān)。只有當pH＞6時，與前人研究結(jié)論一致，即與pH呈負相關(guān)。

平均有效鋅含量與土壤pH的相關(guān)性不大明顯。在pH≤6時，呈負相關(guān)，其中 pH在 ＞6～6.5，含量有個突起。前人研究表明［3］，pH值不但直接影響各種無機鋅化合物的溶解度，還通過對土壤其它性質(zhì)的影響而影響Zn的各種反應(yīng)機制。

平均有效鐵含量與土壤pH呈顯著負相關(guān)。從表1可知，pH＞7時，有效鐵含量明顯下降，這可能是由于堿性條件下，有效鐵轉(zhuǎn)換為氫氧化鐵、磷酸鐵等沉淀物而被固定。

表1 土壤有效微量元素含量與土壤pH的關(guān)系

平均有效錳含量與土壤pH的關(guān)系顯示，當pH≤6時，有效錳含量隨pH增加而增加，當pH＞6時，有效錳含量與土壤pH呈顯著負相關(guān)，土壤有效錳含量隨pH值的升高而降低的主要原因是酸堿度對水溶性 Mn2+或代換性 Mn2+有明顯的影響［4］。

2.1.2 土壤有效微量元素與有機質(zhì)的關(guān)系

本實驗采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化－容量法測土壤有機質(zhì)，檢測結(jié)果如表2所示。

由表2可知，土壤有效銅含量與土壤有機質(zhì)呈一定正相關(guān)，但未達顯著水平。當有機質(zhì)含量≤25 g·kg－1時，有效銅含量隨有機質(zhì)的增加而下降，當有機質(zhì)含量＞25 g·kg－1時，有效銅含量與有機質(zhì)呈一定正相關(guān)。說明有機質(zhì)對提高有效銅含量有一定促進作用，其最佳分布范圍則需要通過更多研究。因為土壤中銅的可給性主要受有機質(zhì)固定的影響，其它因子例如酸堿度的影響不如對其它微量元素那么深遠，有機質(zhì)含量低，有效銅也相對較低，但有機質(zhì)含量過高會降低銅的有效性。另外，石灰性土壤中，有效性銅可轉(zhuǎn)化為銅的碳酸鹽沉淀(CuCO3、Cu(OH)2)，影響銅的有效性。

表2 土壤有效微量元素含量與有機質(zhì)的關(guān)系

土壤有效鋅含量與土壤有機質(zhì)基本呈正相關(guān)關(guān)系。有機質(zhì)含量≤30 g·kg－1時，土壤有效鋅含量有個高峰，隨有機質(zhì)的增加先升后降，這可能與有機質(zhì)對微量元素的配合作用與吸附作用有關(guān)。當然也不排除其它因素，如pH值對有效鋅含量的影響，土壤微生物的活動等。

土壤有效鐵平均含量與有機質(zhì)呈明顯的正相關(guān)，當有機質(zhì)＞25 g·kg－1時，有效鐵含量增加趨于平緩，從表2可知:在20～30 g·kg－1之間有個突破，從 70.64 mg·kg－1躍到 124.58 mg·kg－1。單從有機質(zhì)來看，土壤有機質(zhì)含量在20～30 g·kg－1有個最佳點，對鐵的有效態(tài)最為適宜，具體范圍需進一步研究。

土壤有效錳平均含量與土壤有機質(zhì)無顯著相關(guān)關(guān)系，這與Shuman提出的增加土壤有機質(zhì)含量會提高錳的有效性不同，有效態(tài) (活性)錳包括代換態(tài)錳和易還原態(tài)錳，且兩者對pH值變化的響應(yīng)方式不同，前者隨 pH提高而減少［5］，后者則增加［6］。從有效態(tài)錳和pH值相關(guān)系數(shù)看，本文在討論有效態(tài)與pH值的相關(guān)性時已表明，在pH＞6時，有效錳含量與土壤pH值呈負相關(guān)關(guān)系。因而，有效態(tài)錳是否受土壤有機質(zhì)、pH值及代換態(tài)錳和易還原態(tài)錳比例等因素綜合制約，有待進一步研究。

2.2 象山縣土壤養(yǎng)分的豐缺狀況

根據(jù)其它地區(qū)總結(jié)出的測土配方施肥耕地養(yǎng)分分級含量劃分標準，對象山縣土壤進行了土壤養(yǎng)分等級的評價。

如表3所示，土壤有效態(tài)銅、鐵、錳及有機質(zhì)在中等水平以上，只有有效鋅含量有6.51%小于臨界值，有25.21%未達中等水平，表明象山縣土壤存在缺鋅的可能性。研究表明［7］，pH對有效鋅的溶解度有密切相關(guān)，一般pH值每增加一個單位，Zn2+活度降低100倍。土壤pH值在6.0～8.0之間極易誘發(fā)缺鋅，因為土壤中天然存在的有機質(zhì)有螯合鋅的作用。而象山縣土壤的pH平均值為6.62，實驗數(shù)據(jù)也證明這一點。同時堿性土壤對有效鋅也有影響，堿性土壤中鋅的移動性受到很大限制，有效鋅含量降低，加之土壤中可能受碳酸鈣的影響，土壤膠體有碳酸鹽吸附鋅增加，使有效態(tài)鋅進一步減少。在酸性土壤上施用過量石灰也會誘發(fā)缺鋅。今后，我們要注重對鋅微肥的合理施用。其它的微量元素及有機質(zhì)含量還都在中等水平以上，但也要合理施肥，確保土壤營養(yǎng)元素的均衡供給。

表3 土壤有效微量元素與有機質(zhì)含量評價標準與各級分布

從表4得知土壤有機質(zhì)平均含量都在高等水平以上，土培肥力較好。其中定塘19個樣品，有機質(zhì)含量最低，有26.31%的土壤有機質(zhì)含量處于低等水平，有21.05%處于中等水平。在表3中，有機質(zhì)平均含量處于低等的3.25%、中等的4.07%都是定塘的樣品。土壤有效銅含量也有類似狀況，基本達到高等水平。其中，西周土壤有效銅含量最高，遠遠超過平均值，茅洋、大徐與全縣平均值比稍微偏低。有效銅含量處于中等水平的，鶴浦、定塘各占2個，大徐、涂茨、黃避岙各占1個。土壤有效鋅含量總體水平比較低，其中鶴浦的土壤含量最低，涂茨有效鋅含量最豐富，達到2.916 mg·kg－1;其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有效鋅含量也是面臨供給不足情況，需要及時加強對鋅元素的補充。表4顯示，土壤有效鐵和有效錳含量都遠遠滿足需要，但是各地區(qū)之間的含量差異很明顯。高塘土壤中的有效鐵含量、茅洋土壤中的有效錳含量明顯低下。從整體上看，象山縣的土壤肥力狀況適合農(nóng)作物正常生長。通過測土有針對性補充作物所需的短缺營養(yǎng)元素，做到科學(xué)合理用肥，使各種養(yǎng)分平衡供應(yīng)，滿足農(nóng)作物需求，達到低投入、高產(chǎn)量、高效益。

表4 各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)樣點微量元素和有機質(zhì)含量的比較

3 小結(jié)

土壤有效態(tài)鐵與土壤pH呈顯著負相關(guān)，在pH＜6時，土壤有效態(tài)鋅與土壤pH值呈負相關(guān);pH＞6時，土壤有效態(tài)銅、錳與土壤 pH值呈負相關(guān)。

土壤有機質(zhì)含量與土壤有效態(tài)銅、鋅、鐵有一定的正相關(guān)，與有效態(tài)錳則無明顯相關(guān)性。

象山稻田中有效銅、鐵、錳含量豐富，有機質(zhì)含量充足。但存在缺鋅狀態(tài)，有效鋅含量供給不足。

［1］中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土肥所.農(nóng)業(yè)中的微量營養(yǎng)元素［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1984.

［2］Baath E.Adaptation of soil bacterial communities to prevailing pH in different soils［J］.FEMS Microbiology Ecology，1996，19(4):227－237.

［3］成杰民，潘根興，鄭金偉.太湖地區(qū)水稻土pH及重金屬元素有效態(tài)含量變化影響因素初探［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，2001，20(3):141－144.

［4］Gotoch S，Patrick W H.Transformation of manganese in a waterlogged soil as affected by redox potential and pH［J］.SSSAP，1972，36:738－742.

［5］袁可能.植物營養(yǎng)元素的土壤化學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社，1983:261－295，336－544.

［6］丁維新.土壤pH對錳素形態(tài)的影響［J］.熱帶亞熱帶土壤科學(xué)，1994，3(4):233－237.

［7］全國土壤普查辦公室.中國土壤［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1998:843－984.