貴州省貞豐縣耕地表層土壤養(yǎng)分元素有效量和有效度分析

趙 敏，譚玉梅，蘭永文，王洪雨，吳 鵬

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊，貴州 安順 561000)

土壤是維持礦物質(zhì)循環(huán)體系的基礎(chǔ)，是營養(yǎng)元素的主要供給者。(何振立等，1994)土壤中養(yǎng)分元素含量是評價土壤可利用性的重要因子，包括土壤中的植物營養(yǎng)元素及有益元素。(徐宏林等，2017)土壤中植物營養(yǎng)元素的全量和有效態(tài)含量都能反映養(yǎng)分元素的豐缺。(周國華等，2005)土壤元素全量是指該元素在土壤中總的含量；土壤中元素有效量是土壤元素有效態(tài)的含量，指以相對活動態(tài)存在于土壤中，能被植物直接吸收利用的那部分元素含量。土壤中某元素的有效度是指土壤中該元素有效量與其全量的百分比。(袁可能，1983)就植物營養(yǎng)的角度而言，營養(yǎng)元素的有效量較之全量更為重要。(李春亮，2012)有效量和有效度的研究能夠反映不同地球表生環(huán)境下土壤中元素有效態(tài)的特征和影響因素。(唐麗靜等，2014)(張智等，2016)(周小娟等，2016)

1 調(diào)查區(qū)概況

2 樣品采集與分析

2.1 樣品采集與加工

2.2 檢測與分析方法

樣品分析由四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都綜合巖礦測試中心完成。有效量分析方法見表1。

表1 有效態(tài)項目分析配套方法

測定了土壤元素全量和有效量，以及與土壤有效度相關(guān)的酸堿度、有機質(zhì)含量、土壤陽離子交換量。有效量指標(biāo)包括：堿解氮、速效鉀、速效磷、有效硼、有效鋅、有效鉬6項。測試樣本數(shù)616件。

測試結(jié)果經(jīng)貴州省耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價辦公室指派的區(qū)域化探樣品分析質(zhì)量檢查組驗收合格。

3 有效量及有效度特征統(tǒng)計

3.1 有效態(tài)含量和有效度

從表2可以看出，表層土壤元素全量與有效量總體順序一致，順序為K>N>P>Zn>B>Mo，反映了土壤元素全量對有效量的制約作用。有效度由大到小依次為：N>Mo>Zn>K>P>B，從N元素有效度7.78%到B元素有效度0.46%，各元素有效度差異明顯，顯示元素表生地球化學(xué)性質(zhì)對有效度的影響。

3.2 有效態(tài)含量分級統(tǒng)計

按照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》，(中華人民共和國國土資源部，2016)將有效量測試結(jié)果進行分級統(tǒng)計，分級結(jié)果見表3。

分級結(jié)果表明，N、K、Zn元素有效量主要為豐富-較豐富，中等以上等級分別達到97.44%、94.69%、99.95%；Mo元素有效量較缺乏與缺乏共占比33.29%，其中較缺乏占比26.33%；P、B元素有效量缺乏，缺乏占比分別為75.05%、84.43%。

表2 表層土壤有效量與有效度統(tǒng)計表

表3 表層土壤有效態(tài)含量分級表

續(xù)表

指標(biāo)分級一級二級三級四級五級含義豐富較豐富中等較缺乏缺乏速效鉀分級>20015020010015050100≤50比例25.96%17.07%51.66%5.30%0.01%有效鋅分級>3130.510.30.5≤0.3比例16.89%81.75%1.31%0.02%0.03%有效硼分級>2120.510.20.5≤0.2比例0.01%0.18%15.38%80.32%4.11%有效鉬分級>0.30.20.30.150.20.10.15≤0.1比例15.04%26.41%25.26%26.33%6.96%

3.3 不同成土母巖中元素有效量與有效度

為使分析結(jié)果更具代表性，根據(jù)貞豐縣地層分布情況，將主要的成土母巖分為灰?guī)r、白云巖、粘土巖、砂巖4個類別分析其與元素有效度的關(guān)系，分析結(jié)果見表4。

表4 不同成土母巖表層土壤中有效量與有效度

從上表可見：在碳酸鹽巖系的灰?guī)r和白云巖中，元素有效量普遍高于碎屑巖系的粘土巖和砂巖中有效量。N元素在灰?guī)r中有效度最高，為8.40%，在粘土巖中有效度最低，為6.49%；P、Mo元素在粘土巖、砂巖中的有效度高于灰?guī)r、白云巖中的有效度；K、B元素在灰?guī)r、白云巖中的有效度高于粘土巖、砂巖中的有效度；Zn元素有效度在砂巖中最高，為2.23%，在白云巖中最低，為1.70%。

3.4 各土壤類型中元素有效量與有效

土壤是成土母質(zhì)、地形地貌、氣候、植被與時間等多種因素綜合作用的產(chǎn)物，不同類型土壤有著其獨得的理化性質(zhì)、元素含量和元素分配特征，從而決定土壤元素有效量及有效度。(王雪梅等，2015)

根據(jù)貞豐縣的土壤類型及其分布情況，將土壤元素有效度按紅壤、黃壤、石灰土、水稻土4個主要類型進行分析，見表5。

從表5可以看出：N元素有效量在水稻土中最高，Zn元素有效量在黃壤中有效量最高，P、K、B、Mo元素有效量在石灰土中最高。N、K、B、Zn元素有效度在水稻土和黃壤中最高，在紅壤中最低；P、Mo元素有效度在紅壤中明顯高于其余三種土壤類型。

4 有效量和有效度的影響因素分析

4.1 全量與有效量的關(guān)系

對于土壤中元素有效量來說，元素全量是影響有效量高低的一個因素，它作為有效量的補給或貯備，二者間具有一定的相關(guān)性。(陳鳳珍等，1996)

將全量與有效量測試結(jié)果進行皮爾森相關(guān)分析，得到相關(guān)系數(shù)：N為0.667，P為0.283，K為0.185，B為0.274，Mo為0.811，Zn為0.349。從分析結(jié)果看出，元素全量和有效量之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，其中N、Mo元素全量與有效量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

表5 不同土壤類型有效量與有效度

4.2 元素有效度與土壤理化環(huán)境的關(guān)系

土壤中有效量的含量除受全量的制約外，通常還與土壤酸堿度、有機質(zhì)含量及陽離子交換量有很大關(guān)系(徐宏林等，2017)。在計算各元素的有效度之后，將有效度與上述參量進行相關(guān)分析，分析結(jié)果見表6。

4.2.1 土壤pH值對元素有效度的影響

將樣品pH值與元素有效度關(guān)系制作散點圖，見圖1。

統(tǒng)計分析表明，K元素有效度與pH值存在正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.198，隨pH值增大，K元素有效度增大；N、Mo、Zn元素與pH存在負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.304、-0.280、-0.169，其有效度隨pH值的增大而減??；P、B元素有效度與pH值相關(guān)性弱。

4.2.2 土壤有機質(zhì)對元素有效度的影響

將樣品有機質(zhì)含量與元素有效度制作散點圖，見圖2。

從圖2可見：K、B元素有效度與有機質(zhì)含量存在正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.368、0.235；Mo元素有效度與有機質(zhì)含量存在負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.378；N、P、Zn元素有效度與有機質(zhì)相關(guān)性弱。

4.2.3 土壤陽離子交換量對元素有效度的影響

將樣品陽離子交換量與元素有效度關(guān)系制作散點圖，見圖3。

統(tǒng)計分析表明：K、B元素有效度與陽離子交換量存在正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.252、0.328；P、Mo元素有效度與陽離子交換量有負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.132，-0.214；N、Zn元素有效度與陽離子交換量相關(guān)性弱。

表6 各元素有效度與土壤理化參數(shù)相關(guān)系數(shù)

圖1 pH值與元素有效度散點圖

圖2 有機質(zhì)與有效度散點圖

圖3 陽離子交換量與元素有效度散點圖

5 結(jié)論

(1)貞豐縣耕地表層土壤N、Zn元素有效量等級主要為豐富-較豐富，分別占比67.85%、98.64%；K元素有效量主要等級為中等，占比51.66%；Mo元素有效量有33.29%為較缺乏和缺乏等級，P、B元素有效量主要為缺乏等級，分別占比75.05%、84.43%。

(2)土壤元素全量是其有效量的重要控制影響因素。各元素全量與有效度均呈正相關(guān)關(guān)系，其中N、Mo元素為顯著正相關(guān)關(guān)系。

(3)土壤pH值、有機質(zhì)含量、陽離子交換量對土壤有效量及有效度有重要影響。隨pH值的增大，K元素有效度增加，而N、Mo、Zn有效度減?。浑S有機質(zhì)含量增大，K、B元素有效度增大，Mo元素有效度減?。浑S陽離子交換量的增大，K、B元素有效度增大，P、Mo元素有效度減小。