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锌是作物生长所必需的微量元素,生产中过多或过少施用锌肥都会影响作物的产量、品质和环境。随着我国东北黑土开发利用年限的增加,一些地区已经开始施用锌肥,明确所施用的锌肥在土壤中形态的转化和生物有效性,对建立合理的施肥制度和对评价环境的影响效应具有重要的科学意义和应用价值。本试验以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验地中的无肥(CK)、化肥(NPK)、化肥+有机肥(NPKM)、化肥+有机肥+锌肥(NPKM+Zn)四个处理的土壤作为供试材料,系统研究了长期施肥对黑土锌形态转化及其生物有效性的影响;同时在东北具有代表性的黑土区,即吉林省公主岭、黑龙江省海伦和黑龙江省嫩江选择典型农田地块,实行多点采样,取得的土壤样品作为供试材料,系统研究了东北典型黑土全锌、有效锌和不同形态锌含量状况及其生物有效性。研究结果表明:(1)经过长期施肥处理后土壤全锌、有效锌和不同形态锌含量均有不同程度的改变。长期施用化肥对黑土有耗竭作用,长期施用有机肥和锌肥显著提高土壤全锌、有效锌和各形态锌的含量。四个处理土壤全锌和有效锌含量的大小顺序均表现为NPKM+Zn>NPKM>CK >NPK;与长期不施肥相比,长期施用化肥减少了土壤中各形态锌的含量,而长期化肥与有机肥配施和长期化肥与有机肥配施锌肥均在不同程度上增加了土壤各形态锌的含量。与长期不施肥相比,长期施用化肥降低了土壤交换态锌(Ex-Zn)、氧化锰结合态锌(MnO-Zn)、有机质结合态锌(OM-Zn)和无定型铁氧化物结合态锌(AFeO-Zn)占土壤全锌含量的百分比,表明长期化肥与有机肥配施和长期化肥与有机肥配施锌肥促进了土壤中的锌向着植物易吸收形态的转化。(2)不同处理的土壤施锌后小麦生物量和含锌量均有所增加,但锌肥利用率均较低。对长期施肥的土壤种植小麦处理后,无论施用锌肥与否,小麦生物量和含锌量均表现为:NPKM+Zn>NPKM >NPK >CK,说明长期化肥与有机肥配施和长期化肥与有机肥配施锌肥能更好的培肥土壤,促进小麦的生长和对锌的吸收。与不施锌肥相比,施用锌肥小麦生物量和含锌量均有不同程度增加,长期不同施肥的四种土壤锌肥利用率均小于3.0%,锌肥利用率较低。(3)东北典型黑土的全锌含量在68.10 mg kg-1～71.54mg kg-1范围内,三个地区土壤全锌含量大小顺序为黑龙江海伦>黑龙江嫩江>吉林公主岭。有效锌含量在1.41 mg kg-1～2.16mg kg-1范围内,三个地区土壤有效锌的含量大小顺序为黑龙江嫩江>黑龙江海伦>吉林公主岭。东北典型黑土不同形态锌的含量大小均为RES-Zn>CFeO-Zn>AFeO-Zn>MnO-Zn>OM-Zn>Ex-Zn,其中RES-Zn(残渣态锌)占土壤全锌的百分比均大于50%,表明黑土中的锌有很大一部分是以矿物态存在的。对三个地区的土壤进行施锌种植大豆处理后,与不施锌肥相比,施用锌肥处理的大豆植株生物量、籽粒产量和含锌量都有所增加。Ex-Zn、MnO-Zn和OM-Zn与大豆植株和籽粒的形成具有显著地相关性。三个地区的土壤锌肥利用率较低,均小于1.0%。