我國土壤中鉬的賦存形態(tài)現(xiàn)狀

李小娜，王金云

（安徽省地質(zhì)實驗研究所，安徽 合肥 230001）

鉬（Mo）在褐色球形固氮菌生長和發(fā)揮其固氮作用中必不可少，早在20世紀(jì)30年代，鉬的這一生物學(xué)意義就被證實；1981年，Abumrad等報道了1例青年在補(bǔ)充鉬酸銨以后，之前出現(xiàn)的一系列鉬缺乏癥狀得到了明顯改善，各項生化指標(biāo)恢復(fù)正常，鉬是人類所必需的微量元素也從而被證實[1]。

固氮酶和硝酸鹽還原酶是植物體內(nèi)不可或缺的兩種酶，作為兩種酶的重要組成成分，鉬對植物體的氮素代謝也起著至關(guān)重要的作用。

已經(jīng)有大量研究表明，給小白菜[2]、花椰菜[3]、煙草[4]等作物施加鉬肥，對提高作物產(chǎn)量和葉綠素、抗壞血酸及可溶性糖等營養(yǎng)品質(zhì)有明顯效果。鉬在動物和人體的生命代謝過程中也發(fā)揮著巨大的作用。據(jù)多位學(xué)者[5,6]報道，人體中鉬的攝入量不足時，會大大提高心血管疾病、胃癌、齲齒等的發(fā)病率。

1 我國土壤中鉬的現(xiàn)狀

土壤中的鉬主要來源于鉬礦石，鉬可以在礦石風(fēng)化的過程中不斷釋放出來，從而進(jìn)入土壤中。據(jù)報道，全球土壤中鉬的平均含量為2.3 mg/kg[7]，而我國土壤中的全鉬平均含量為1.7 mg/kg，略低于全球平均水平，大部分集中在2mg/kg左右，一般在0.1 mg/kg～6.0 mg/kg范圍內(nèi)，具體不同類型土壤中鉬的含量范圍見表1。我國南方與北方土壤成土母質(zhì)的不同導(dǎo)致了南、北方土壤中鉬含量的顯著差異，尤其在華北平原、東北平原、黃土高原等北方地區(qū)有效鉬含量均低于缺鉬臨界值（0.15 mg/kg），但與此同時，由于南方部分地區(qū)的土壤酸性較強(qiáng)，也出現(xiàn)了土壤中的鉬不能被作物充分吸收利用，導(dǎo)致作物缺鉬的現(xiàn)象。我國缺鉬地區(qū)的分布與嚴(yán)重程度如圖1所示。

表1 不同類型土壤中鉬的含量

2 土壤中鉬的賦存形態(tài)

一般認(rèn)為，土壤中鉬的主要來源是顆粒態(tài)鉬尾礦，在土壤水體中主要以離子態(tài)MoO42-形式遷移，在此過程中受到土壤pH值和膠體種類的影響[8]。當(dāng)pH＞6時，MoO42-可以被植物很好的吸收利用，當(dāng)pH＜6時，MoO42-將發(fā)生聚合反應(yīng)，形成易被土壤膠體吸附卻無法被植物吸收利用的多酸絡(luò)合物。在富含有機(jī)質(zhì)的還原環(huán)境中，MoO42-轉(zhuǎn)化為易固定于腐殖酸上的MoO22+，同樣不利于植物體的吸收。土壤溶液中鉬的形態(tài)受到pH值的影響，具體存在形態(tài)見表2。

表2 土壤中鉬的存在形態(tài)[9]

因為大部分土壤pH＞5，所以鉬在土壤中的主要形態(tài)為MoO42-。土壤溶液的pH值、濕度、鉬濃度等因素都會影響土壤鉬的吸附量。

圖1 中國土壤缺鉬分布圖[12]

表3 土壤中鉬的形態(tài)分類

表4 土壤有效態(tài)鉬含量分級表（mg/kg）

3 土壤鉬的供給狀況評價及研究現(xiàn)狀

土壤的全鉬含量水平不宜直接用來評價土壤鉬的供給能力，結(jié)合土壤的pH值，有效態(tài)鉬能夠較為客觀的反映土壤鉬的供給水平，但也有學(xué)者[13]認(rèn)為豆科植物的鉬含量也可以用來評價土壤鉬的供給能力。目前，廣泛采用的有效鉬的提取劑為pH3.3的草酸—草酸銨溶液，劉錚[14]將有效態(tài)鉬含量分級，具體見表4。

張繼榛[15]對安徽省淮北、江淮、皖西、沿江和皖南五個地區(qū)的共計1006個耕層土壤中的有效鉬含量和分布進(jìn)行了統(tǒng)計，其中涵蓋了紅壤、黃壤、黃棕壤、水稻土等十三種土類，研究發(fā)現(xiàn)，全省土壤全鉬平均含量7.24 mg/kg，而有效鉬的平均含量僅為0.093mg/kg，屬于低鉬水平，尤其是淮北地區(qū)，有效鉬極低水平（＜0.10 mg/Kg）的分布頻率高達(dá)90%，其他地區(qū)低水平（0.10 mg/Kg～0.15 mg/Kg）的分布頻率也都在80%以上。

研究結(jié)果還表明，不同母質(zhì)發(fā)育的土壤有效鉬水平差異明顯，其中硅質(zhì)頁巖發(fā)育的土壤有效鉬含量最高，平均值為0.176±0.041 mg/Kg，湖積物發(fā)育的土壤次之，平均值為0.157±0.019 mg/Kg。河流沉積物及碳酸巖母質(zhì)發(fā)育的土壤有效鉬平均含量略低于0.15 mg/Kg，處于中等水平。而黃土沉積物、黃土古河（湖）沉積物及紫色砂巖發(fā)育的土壤有效鉬都都屬于極低水平，平均含量僅為0.005 mg/Kg～0.070 mg/Kg。此外，水、旱種植情況的不同也會影響土壤有效鉬的含量，水稻土有效鉬含量在0.15mg/Kg左右，而旱地土壤有效鉬都在0.100 mg/Kg以下。唐麗靜等[16]分析山東省沂源縣耕層土壤的有效鉬含量發(fā)現(xiàn)，土壤酸性越強(qiáng)，鉬的有效性則越低。盧麗萍等[17]認(rèn)為土壤鉬的有效性也受到有機(jī)質(zhì)含量的影響，分析指出，可能是由于有機(jī)質(zhì)先與土壤中不易被植物吸收的鉬結(jié)合，隨著有機(jī)質(zhì)的再次分解改變了鉬的存在形態(tài)，使得有效鉬隨著有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加。

4 小結(jié)

作為生物體必不可少的微量元素，鉬的存在保證了生命活動的正常運行。但是總體來看我國大部分地區(qū)的土壤中有效鉬的含量并不高，因此相應(yīng)地區(qū)作物的生長就容易收到影響，從而進(jìn)一步導(dǎo)致人體內(nèi)鉬的攝入不足。