左權縣隘口村農業土壤有效態營養元素分布特征

徐福慧，姚延梼

（1.山西農業大學研究生學院，山西太谷030801；2.山西農業大學林學院，山西太谷030801）

1840年，李比希在養分歸還學說中指出，植物以不同的方式從土壤中吸收礦質養分，使土壤養分逐漸減少，連續種植會使土壤貧瘠，為了保持土壤肥力，就必須把植物帶走的礦質養分和氮素以施肥的方式歸還給土壤[1-3]。1843年，李比希在《化學在農業和生理學上的應用》一書的第3版中提出了“最小養分律”。1913年開始有測定土壤pH值的研究。1920年前后，人們把因施用石灰引起土壤pH值的改變與施肥問題聯系起來[4]。1922—1939年在營養液試驗中，發現了一批新的植物必需營養元素，之后在生產實踐中逐漸被證實[4-5]。由于植物對鐵、錳、鋅、銅、鉬、硼的需求量很少，一般只占干質量的十萬分之幾到千分之幾，故稱其為微量營養元素[6]。1954年，確定了氯是植物的必需營養元素[7]。

近年來，土壤中各種微量元素的地球化學特征對經濟作物、人體、環境的影響已逐漸被人們所知，并引起了廣泛重視，但研究還處于初級階段[8-9]。在土壤營養元素含量中等水平的地區，由于區域間環境條件的差異和農業產品的多樣性，不同自然條件和農業結構區域，往往出現某些營養元素的不足，增施某些營養元素可以顯著增產和改善產品品質。因此，在我國不少區域研制開發了硼、鉬、鋅、銅及稀土等微量元素肥料，為了合理利用該肥料，必須掌握區域土壤環境中元素的有效態含量，這樣既可以達到作物增產的目的，又可以防止過量施肥造成土壤污染[10]。大多數農戶對施用大量元素肥料已經積累了一些經驗，但對于作物所需要的微量元素肥料很不熟悉，尤其對其在土壤中的含量及豐富程度缺乏了解。微量元素肥料的施用必須根據其相應的土壤含量和農作物種類來確定。

本試驗對山西左權縣隘口村主要農田土壤微量元素有效態含量進行了分析，旨在為當地農戶科學施用微肥提供理論指導，同時對保障土壤環境質量、防治動植物缺素癥和地方病具有重大意義。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

左權縣隘口村地處桐峪鎮西北部，耕地總面積為68.13 hm2，主要農作物有玉米、大豆、谷子、薯類等，礦產資源豐富。氣候溫和，水源充足，土地肥沃，交通便利，山大坡廣，發展農、林、牧和第三產業均具有得天獨厚的優勢。

境內大部分地區海拔在1 200m左右，最高峰海拔為2 141m，最低谷海拔為650m。地處內陸，屬溫帶大陸季節性氣候。常年日照2 570 h，四季平均氣溫7.4℃，晝夜溫差15～21℃，年無霜期150 d，年降雨量為540mm左右。

1.2 樣品采集及處理

2013年8月共采集隘口村不同農田土壤類型且具有代表性的39個土壤耕層（0～20 cm）樣品，采用S型路線采樣法，所有樣點用GPS定位。采回的土壤樣品放置在實驗室自然風干，去除雜質，按要求研磨，過篩待測。

1.3 測定項目及方法

土壤pH值采用水浸提電位測定法。稱取20 g樣品，用DTPA溶液按1∶2的土液比提取30mL，振蕩1 h，靜止30min，過濾，然后用原子吸收光譜法測定提取液中元素的含量。

土壤中有效態營養元素含量等級劃分參照第二次全國土壤有效態營養元素分級指標進行（表1）。

表1 全國土壤有效營養元素分級指標 mg/kg

2 結果與分析

2.1 土壤pH值及有效營養元素養分含量分析

左權縣隘口村境內成土母質有頁巖、砂頁巖等巖石風化物以及黃土質等近期沉淀物，土壤類型以褐土為主，主要有黑土、石灰性褐土、紅黏土以及沙壤土4種（表2）。

表2 隘口村農業土壤pH值及有效營養元素養分含量分析 mg/kg

續表2 mg/kg

由表2數據可以得出，隘口村土壤的pH值在8.37～9.10之間，呈堿性或強堿性。從表3可以看出，左權縣隘口村農業土壤中有效營養元素養分含量變異系數在18.632%～75.767%，離散程度較大。其中，有效鈣的變幅最大，含量范圍為305.210～592.089mg/kg，最小值占最大值的比例為51.55%；有效鐵的變幅最小，含量范圍為0.050～0.580mg/kg，最小值占最大值的比例為8.62%。

表3 隘口村農業土壤有效營養元素養分含量分析

根據表1全國土壤有效營養元素分級指標，有效態鋅和銅以極低和高等級分布；有效態錳、鎂、鈣以低和中等級分布；有效態鐵100%處于極低等級（表4）。可見，晉中市隘口村農業土壤有38.462%的土壤嚴重缺少鋅和銅，有38.462%的土壤缺少錳、鎂和鈣，所有土壤極度缺鐵。

表4 隘口村農業土壤有效態營養元素養分含量各級分布情況

2.2 不同類型土壤中有效營養元素養分含量分析

根據左權縣隘口村土壤特點，將土壤分為4種主要類型，包括石灰性褐土、黑土、沙壤土和紅黏土。由表5可知，隘口村農業土壤中有效態營養元素養分平均含量變異系數在0.223%～67.589%之間，離散度比較大。其中，黑土類型中有效態鐵含量和紅黏土中有效態銅含量的變異系數大于50%，其他有效營養元素含量的變異系數均小于50%。

由表6可知，隘口村石灰性褐土、黑土、沙壤土的有效態鋅和銅含量豐富，均屬高等級水平；有效態錳、鎂和鈣含量中等，均屬中等級水平；有效態鐵含量嚴重缺乏，均屬極低等級水平。紅黏土類土壤中，有效態錳、鎂和鈣含量較低，屬低等級水平；有效態鋅、銅含量嚴重缺乏，屬極低等級水平。

表5 隘口村農業土壤有效營養元素養分含量分布情況

表6 隘口村農業土壤有效態營養元素養分含量各級分布情況

3 結論

隘口村農業土壤的pH值在8.37～9.10之間，呈堿性或強堿性。隘口村石灰性褐土、黑土、沙壤土3種類型農業土壤中，有效態鎂和鈣含量較豐富，有效態錳、銅、鋅含量中等，有效態鐵含量嚴重缺乏。建議土壤改良以增施有機肥為主；適量增施鐵肥來提高土壤有效微量元素的含量；同時，可添加脫硫石膏、硫酸亞鐵來改良土壤堿性。隘口村紅黏土土壤類型中，有效態錳、鎂和鈣含量較低；有效態鋅、銅和鐵含量嚴重缺乏。建議進行土地深翻，提高土壤的蓄水能力；適地適樹，果藥間作；增施有機肥、磷肥，實行果藥間作，雜糧種植，養用結合，培肥地力，改善土壤的理化性質。同時，適量增施微肥來提高土壤微量元素鐵、銅、鋅、錳、鎂、鈣的有效含量，可添加脫硫石膏、硫酸亞鐵來改良土壤堿性。

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