论文部分内容阅读
摘要 在岳阳市君山区设置400个采样点，测定耕层（0～20 cm）土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼含量。结果表明，君山区农田土壤中有效铁、有效铜、有效锌含量丰富，有效锰含量中等且分布较均匀，有效硼、有效钼整体缺乏。因此，当地应适当减少含铁、铜、锌的肥料及农用化学物品的施用，增施硼肥、钼肥，合理施用锰肥。
关键词 农田土壤；有效态微量元素；含量；分布规律；湖南岳阳；君山区
中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0177-03
Content and Distribution Regulation of Available Microelements of Farmland Soil in Junshan District of Yueyang City
CHEN Li-ru JIANG Fan LI An-xiang ZENG Xin-bao ZHANG Ping
（Quality Inspection and Test Center for Agricultural Products of Yueyang City，Yueyang Hunan 414000）
Abstract The available microelements（Fe，Mn，Cu，Zn，B and Mo）in arable layers（0-20 cm）of the farmland soils were determined from 400 sampling points in Junshan District of Yueyang City.The results showed that the contents of the available Fe，Cu and Zn in the farmland soils were rich；the content of the available Mn in the soils was medium and distributed evenly；the contents of the available B and Mo in the farmland soils were lack in the whole sampling points.Therefore，application amount of fertilizer that contain Fe，Cu and Zn must be decreased，while the application amount of B fertilizer and Mo fertilizer must be increased，and application amount of Mn fertilizer must be reasonable.
Key words farmland soil；available microelement；content；distribution regulation；Yueyang Hunan；Junshan District
土壤微量元素的含量与分布规律是反映特定地区环境状况的一个重要因素，对研究土壤环境质量演变、人为活动对土壤质量的影响及合理开发和利用土地资源具有重要意义[1]。土壤微量元素（如Cu、Fe、Mn、Zn等）是作物营养物质的重要组成部分[2]，植物吸收的微量元素主要与土壤微量元素有效态有关。土壤中任何一种微量元素的缺乏或过量，都会影响植物的生长发育，并导致农产品产量、品质下降，同时在一定程度上影响人类和动物的营养和健康。我国工业化、城市化发展迅速，且农业施肥又多偏向于氮、磷等大量元素肥料，造成了土壤微量元素不同程度的积累或缺乏，土壤中微量元素的缺乏已成为限制农业发展的主要障碍因素[3-4]。根据20世纪80年代第二次全国土壤普查统计结果，全国耕地中缺锌的占51.5%、缺锰的占21.3%、缺铁的占5.0%、缺铜的占6.9%，一个地区土壤缺乏1种或几种微量元素的现象比较普遍[5]。自农业部于2005年在全国范围内开展测土配方施肥项目以来，对土壤“按需分配”的原则已经被众多专家学者接受并提倡。本文在此背景下，对岳阳市君山区土壤中有效态微量元素的含量及分布规律进行研究，以期为君山区测土配方施肥提供参考。
1 研究区域与方法
1.1 研究区域概况
岳阳市君山区北靠长江，南濒洞庭湖，属北亚热带季风湿润气候区，气候湿润，年平均气温17 ℃，年平均降雨量1 417 mm，年平均相对湿度为79%，年日照时数为1 726.7 h，是湖南省日照时数最多的地区之一。君山区温暖期长，严寒期短，四季分明，雨量充沛，有利于发展高效农业。君山区总面积718 km2，耕地面积267 km2，人口26.4万人，人均占有耕地面积居岳阳市首位。下辖广兴洲镇、许市镇、钱粮湖镇、良心堡镇、柳林洲街道和芦苇总场、水产养殖场。地貌属洞庭湖冲积平原，海拔一般在27～32 m之间。境内地势平坦，土地肥沃，蔬菜种质资源极为丰富。
1.2 研究方法
1.2.1 土壤样品采集。布点和采样遵循农业部耕地地力调查与质量评价技术规范要求且满足统计学和GIS空间分析要求[6]。在第二次土壤普查有剖面记载的地块上取土样200个，其余200个土样则根据取样点分布的均匀性进行布点。根据田块的形状，按照“S”形选取15～20个点取样，采样深度0～20 cm。最后在采樣田块大致中心位置用GPS定位，土样用布袋盛装，同时放置内标签并系好外标签。全区共取400个土壤样品，确定取样地块所在乡镇、村组的具体位置，编成取样明细表。取样情况具体如下：在钱粮湖镇取90个土样，许市镇取60个土样，柳林洲街道取104个土样，广兴洲镇取88个土样，良心堡镇取58个土样（图1）。 1.2.2 土壤样品测定。在取样点所在地块随机将15个点作为一个混合样，风干研磨后过10目筛，土样装入土壤袋中储存。采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定土壤中有效铁、有效锰、有效铜、有效锌，采用沸水浸提-甲亚胺比色法测定有效硼，400个土样全部检测以上5项参数；采用草酸-草酸铵浸提-极谱法测定有效钼[7]，只测定第二次土壤普查有剖面记载的200个土样。
2 结果与分析
2.1 耕层土壤有效态微量元素含量
根据全国第二次土壤普查土壤养分含量分级标准（表1），君山区耕层土壤整体有效铁、有效铜含量均丰富，超过丰富评级标准临界值，平均值分别为58.39、3.13 mg/kg；有效锌较丰富，为2.02 mg/kg；有效锰中等，为13.07 mg/kg；有效硼、有效钼缺乏，分别为0.39、0.10 mg/kg。
2.2 各有效态微量元素所占比例及所占面积
由于土壤微量元素的空间分布特征是土壤母质和外源输入长期作用的结果，微量元素的有效性与土壤pH值关系密切[8]。总体上，铁、锰、铜、锌随pH值的降低而升高，钼的有效性则随pH值的升高而升高，硼在中性条件下有效性比较高。君山区土壤为南方土壤，多呈酸性，且区内大部分为冲积平原，因而土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌分布较广且含量较高（表2～3）。其中，有效铁达到较丰富及以上的占79.25%，中等的占16.75%，缺乏和极缺乏的只占4.00%；有效锰达到较丰富及以上的占33.75%，中等的占41.75%，缺乏以下的占24.50%；有效铜达到较丰富及以上的占80.50%，中等的占7.25%，缺乏以下的占12.25%；有效锌达到较丰富及以上的占92.75%，中等的占7.00%，缺乏和极缺乏的近0。君山区几乎不缺乏铁、铜、锌，锰的缺乏面积也只占全区土地面积的6.2%，集中在荒地。君山区在农业生产过程中较少重视硼肥的施用，因而有效硼达到丰富的样品数仅占0.25%，较丰富的占2.25%，中等的占20.25%，缺乏和极缺乏分别达62.25%和15.00%。全区不缺硼的土壤仅占全区土地总面积的22.8%，缺乏的达77.2%。有效钼达到丰富的占15.00%，较丰富的占14.00%，中等的占5.50%，缺乏的占14.00%，极缺乏的占51.50%。缺钼的土地面积占全区的69.5%，不缺的占30.5%。
2.3 耕层土壤微量元素分布状况
君山区土壤各微量元素变异系数在55.9%～116.7%之间（表4）。由于土壤中微量元素变异受到地形、土壤类型、土壤性质等结构性因素和随机性因素的共同影响[9-10]，而铜、锌、硼、锰所受影响小于铁、钼等，所以铜、锌、硼、锰的变异系数相对较小，分别为71.2%、55.9%、64.1%、76.5%，为中度变异，铁、钼的变异系数分别为116.7%、86.7%，为强度变异。
综上可知，岳阳市君山区土壤铁含量普遍较高，分布情况为强度变异，说明土壤有效铁在全区分布不甚均衡，样品铁含量主要在较丰富以上，主要集中在湖区。
有效钼含量整体缺乏，变异系数也较大，样品钼含量分布主要在极缺乏范围内，说明全区大部分地区钼含量缺乏。有效锰含量整体丰富，变异系数中等，锰受pH值影响较大，检出值低的地区很可能是大量施用石灰导致交换性锰大大降低。有效锌、有效铜含量普遍较高，分布情况为中度变异，说明土壤有效铜在全区分布较为均衡，农业生产活动中普遍不缺乏以上2种元素。全区有效硼含量缺乏，变异系数小，硼含量主要分布在中等以下，说明全区普遍缺硼，甚至有些农业示范区、现代农业科技园、绿色果园等地有效硼的缺乏依然很明显。以上6种微量元素分布情况差异是人为作用、地理环境、矿物分布与南方气候等多种因素长期作用的结果[11-12]。
3 结论与讨论
岳阳市君山区农田土壤不缺乏有效铁、有效锰、有效铜、有效鋅，因而应减少含铁、铜、锌的肥料及杀虫剂、杀菌剂的投入，含量高的地区更应控制使用，否则会增加土壤铜、锌的含量，影响土壤环境质量，同时应合理施用锰肥。君山区钼、硼含量普遍较低，说明增加硼肥、钼肥施用量使作物增产的潜力较大。因此，要增加硼肥、钼肥的施用，以弥补君山区普遍缺硼、缺钼的现状，同时要因地制宜地发展种植业。
4 参考文献
[1] 陶澍，曹军，李本纲，等.深圳市土壤微量元素含量成因分析[J].土壤学报，2001，38（2）：248-255.
[2] 陆景陵.植物营养学[M].北京：中国农业大学出版社，2003.
[3] 丁少男，薛萐，刘国彬，等.长期施肥对黄土丘陵区农田土壤微量元素有效含量的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2017，45（1）：124-130.
[4] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.
[5] 魏孝荣，邵明安.黄土沟壑区小流域不同地形下土壤微量元素分布特征[J].环境科学，2009，30（9）：124-129.
[6] 中华人民共和国农业部.耕地地力调查与质量评价技术规程：NY/T 1634—2008[S].北京：中国农业出版社，2008.
[7] 全国农业技术推广服务中心.土壤分析技术规范[M].2版.北京：中国农业出版社，2009.
[8] WANG K R，LI S K，CAO L P，et al.A preliminary study on dynamics and models of N，P，K absorption for high-yield cotton[J].Agricultural Sciences in China，2003，2（7）：752-759.
[9] ANTI A B，MORTATTI J，TRIVELIN P C O，et al.Radicularuptake kinetics of 15NO3-，CO（15NO2）2，and 15NH4 in whole rice plants[J].Journal of Plant Nutrition，2001，24：1695-1710.
[10] 李志斌，陈佑启，姚艳敏，等.黑龙江松嫩平原土壤有效态中微量元素的空间分布特征[J].干旱区资源与环境，2008，5（22）：127-133.
[11] 王绍强，朱松丽，周成虎.中国土壤土层厚度的空间变异性特征[J].地理研究，2001，20（2）：161-169.
[12] 徐金鸿，徐瑞松，苗莉，等.广东红壤微量元素含量及分布特征[J].土壤通报，2006，37（5）：964-968.
关键词 农田土壤；有效态微量元素；含量；分布规律；湖南岳阳；君山区
中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0177-03
Content and Distribution Regulation of Available Microelements of Farmland Soil in Junshan District of Yueyang City
CHEN Li-ru JIANG Fan LI An-xiang ZENG Xin-bao ZHANG Ping
（Quality Inspection and Test Center for Agricultural Products of Yueyang City，Yueyang Hunan 414000）
Abstract The available microelements（Fe，Mn，Cu，Zn，B and Mo）in arable layers（0-20 cm）of the farmland soils were determined from 400 sampling points in Junshan District of Yueyang City.The results showed that the contents of the available Fe，Cu and Zn in the farmland soils were rich；the content of the available Mn in the soils was medium and distributed evenly；the contents of the available B and Mo in the farmland soils were lack in the whole sampling points.Therefore，application amount of fertilizer that contain Fe，Cu and Zn must be decreased，while the application amount of B fertilizer and Mo fertilizer must be increased，and application amount of Mn fertilizer must be reasonable.
Key words farmland soil；available microelement；content；distribution regulation；Yueyang Hunan；Junshan District
土壤微量元素的含量与分布规律是反映特定地区环境状况的一个重要因素，对研究土壤环境质量演变、人为活动对土壤质量的影响及合理开发和利用土地资源具有重要意义[1]。土壤微量元素（如Cu、Fe、Mn、Zn等）是作物营养物质的重要组成部分[2]，植物吸收的微量元素主要与土壤微量元素有效态有关。土壤中任何一种微量元素的缺乏或过量，都会影响植物的生长发育，并导致农产品产量、品质下降，同时在一定程度上影响人类和动物的营养和健康。我国工业化、城市化发展迅速，且农业施肥又多偏向于氮、磷等大量元素肥料，造成了土壤微量元素不同程度的积累或缺乏，土壤中微量元素的缺乏已成为限制农业发展的主要障碍因素[3-4]。根据20世纪80年代第二次全国土壤普查统计结果，全国耕地中缺锌的占51.5%、缺锰的占21.3%、缺铁的占5.0%、缺铜的占6.9%，一个地区土壤缺乏1种或几种微量元素的现象比较普遍[5]。自农业部于2005年在全国范围内开展测土配方施肥项目以来，对土壤“按需分配”的原则已经被众多专家学者接受并提倡。本文在此背景下，对岳阳市君山区土壤中有效态微量元素的含量及分布规律进行研究，以期为君山区测土配方施肥提供参考。
1 研究区域与方法
1.1 研究区域概况
岳阳市君山区北靠长江，南濒洞庭湖，属北亚热带季风湿润气候区，气候湿润，年平均气温17 ℃，年平均降雨量1 417 mm，年平均相对湿度为79%，年日照时数为1 726.7 h，是湖南省日照时数最多的地区之一。君山区温暖期长，严寒期短，四季分明，雨量充沛，有利于发展高效农业。君山区总面积718 km2，耕地面积267 km2，人口26.4万人，人均占有耕地面积居岳阳市首位。下辖广兴洲镇、许市镇、钱粮湖镇、良心堡镇、柳林洲街道和芦苇总场、水产养殖场。地貌属洞庭湖冲积平原，海拔一般在27～32 m之间。境内地势平坦，土地肥沃，蔬菜种质资源极为丰富。
1.2 研究方法
1.2.1 土壤样品采集。布点和采样遵循农业部耕地地力调查与质量评价技术规范要求且满足统计学和GIS空间分析要求[6]。在第二次土壤普查有剖面记载的地块上取土样200个，其余200个土样则根据取样点分布的均匀性进行布点。根据田块的形状，按照“S”形选取15～20个点取样，采样深度0～20 cm。最后在采樣田块大致中心位置用GPS定位，土样用布袋盛装，同时放置内标签并系好外标签。全区共取400个土壤样品，确定取样地块所在乡镇、村组的具体位置，编成取样明细表。取样情况具体如下：在钱粮湖镇取90个土样，许市镇取60个土样，柳林洲街道取104个土样，广兴洲镇取88个土样，良心堡镇取58个土样（图1）。 1.2.2 土壤样品测定。在取样点所在地块随机将15个点作为一个混合样，风干研磨后过10目筛，土样装入土壤袋中储存。采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定土壤中有效铁、有效锰、有效铜、有效锌，采用沸水浸提-甲亚胺比色法测定有效硼，400个土样全部检测以上5项参数；采用草酸-草酸铵浸提-极谱法测定有效钼[7]，只测定第二次土壤普查有剖面记载的200个土样。
2 结果与分析
2.1 耕层土壤有效态微量元素含量
根据全国第二次土壤普查土壤养分含量分级标准（表1），君山区耕层土壤整体有效铁、有效铜含量均丰富，超过丰富评级标准临界值，平均值分别为58.39、3.13 mg/kg；有效锌较丰富，为2.02 mg/kg；有效锰中等，为13.07 mg/kg；有效硼、有效钼缺乏，分别为0.39、0.10 mg/kg。
2.2 各有效态微量元素所占比例及所占面积
由于土壤微量元素的空间分布特征是土壤母质和外源输入长期作用的结果，微量元素的有效性与土壤pH值关系密切[8]。总体上，铁、锰、铜、锌随pH值的降低而升高，钼的有效性则随pH值的升高而升高，硼在中性条件下有效性比较高。君山区土壤为南方土壤，多呈酸性，且区内大部分为冲积平原，因而土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌分布较广且含量较高（表2～3）。其中，有效铁达到较丰富及以上的占79.25%，中等的占16.75%，缺乏和极缺乏的只占4.00%；有效锰达到较丰富及以上的占33.75%，中等的占41.75%，缺乏以下的占24.50%；有效铜达到较丰富及以上的占80.50%，中等的占7.25%，缺乏以下的占12.25%；有效锌达到较丰富及以上的占92.75%，中等的占7.00%，缺乏和极缺乏的近0。君山区几乎不缺乏铁、铜、锌，锰的缺乏面积也只占全区土地面积的6.2%，集中在荒地。君山区在农业生产过程中较少重视硼肥的施用，因而有效硼达到丰富的样品数仅占0.25%，较丰富的占2.25%，中等的占20.25%，缺乏和极缺乏分别达62.25%和15.00%。全区不缺硼的土壤仅占全区土地总面积的22.8%，缺乏的达77.2%。有效钼达到丰富的占15.00%，较丰富的占14.00%，中等的占5.50%，缺乏的占14.00%，极缺乏的占51.50%。缺钼的土地面积占全区的69.5%，不缺的占30.5%。
2.3 耕层土壤微量元素分布状况
君山区土壤各微量元素变异系数在55.9%～116.7%之间（表4）。由于土壤中微量元素变异受到地形、土壤类型、土壤性质等结构性因素和随机性因素的共同影响[9-10]，而铜、锌、硼、锰所受影响小于铁、钼等，所以铜、锌、硼、锰的变异系数相对较小，分别为71.2%、55.9%、64.1%、76.5%，为中度变异，铁、钼的变异系数分别为116.7%、86.7%，为强度变异。
综上可知，岳阳市君山区土壤铁含量普遍较高，分布情况为强度变异，说明土壤有效铁在全区分布不甚均衡，样品铁含量主要在较丰富以上，主要集中在湖区。
有效钼含量整体缺乏，变异系数也较大，样品钼含量分布主要在极缺乏范围内，说明全区大部分地区钼含量缺乏。有效锰含量整体丰富，变异系数中等，锰受pH值影响较大，检出值低的地区很可能是大量施用石灰导致交换性锰大大降低。有效锌、有效铜含量普遍较高，分布情况为中度变异，说明土壤有效铜在全区分布较为均衡，农业生产活动中普遍不缺乏以上2种元素。全区有效硼含量缺乏，变异系数小，硼含量主要分布在中等以下，说明全区普遍缺硼，甚至有些农业示范区、现代农业科技园、绿色果园等地有效硼的缺乏依然很明显。以上6种微量元素分布情况差异是人为作用、地理环境、矿物分布与南方气候等多种因素长期作用的结果[11-12]。
3 结论与讨论
岳阳市君山区农田土壤不缺乏有效铁、有效锰、有效铜、有效鋅，因而应减少含铁、铜、锌的肥料及杀虫剂、杀菌剂的投入，含量高的地区更应控制使用，否则会增加土壤铜、锌的含量，影响土壤环境质量，同时应合理施用锰肥。君山区钼、硼含量普遍较低，说明增加硼肥、钼肥施用量使作物增产的潜力较大。因此，要增加硼肥、钼肥的施用，以弥补君山区普遍缺硼、缺钼的现状，同时要因地制宜地发展种植业。
4 参考文献
[1] 陶澍，曹军，李本纲，等.深圳市土壤微量元素含量成因分析[J].土壤学报，2001，38（2）：248-255.
[2] 陆景陵.植物营养学[M].北京：中国农业大学出版社，2003.
[3] 丁少男，薛萐，刘国彬，等.长期施肥对黄土丘陵区农田土壤微量元素有效含量的影响[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2017，45（1）：124-130.
[4] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000.
[5] 魏孝荣，邵明安.黄土沟壑区小流域不同地形下土壤微量元素分布特征[J].环境科学，2009，30（9）：124-129.
[6] 中华人民共和国农业部.耕地地力调查与质量评价技术规程：NY/T 1634—2008[S].北京：中国农业出版社，2008.
[7] 全国农业技术推广服务中心.土壤分析技术规范[M].2版.北京：中国农业出版社，2009.
[8] WANG K R，LI S K，CAO L P，et al.A preliminary study on dynamics and models of N，P，K absorption for high-yield cotton[J].Agricultural Sciences in China，2003，2（7）：752-759.
[9] ANTI A B，MORTATTI J，TRIVELIN P C O，et al.Radicularuptake kinetics of 15NO3-，CO（15NO2）2，and 15NH4 in whole rice plants[J].Journal of Plant Nutrition，2001，24：1695-1710.
[10] 李志斌，陈佑启，姚艳敏，等.黑龙江松嫩平原土壤有效态中微量元素的空间分布特征[J].干旱区资源与环境，2008，5（22）：127-133.
[11] 王绍强，朱松丽，周成虎.中国土壤土层厚度的空间变异性特征[J].地理研究，2001，20（2）：161-169.
[12] 徐金鸿，徐瑞松，苗莉，等.广东红壤微量元素含量及分布特征[J].土壤通报，2006，37（5）：964-968.