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(duì)，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(yíng)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(píng)價(jià)土壤可利用性的重要因子，包括土壤中的植物營(yíng)養(yǎng)元素及有益元素。(徐宏林等，2017)土壤中植物營(yíng)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?chē)?guó)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(duì)活動(dòng)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(yíng)養(yǎng)的角度而言，營(yíng)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(cè)與分析方法

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

表1 有效態(tài)項(xiàng)目分析配套方法

測(cè)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(jī)質(zhì)含量、土壤陽(yáng)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(xiàng)。測(cè)試樣本數(shù)616件。

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

3 有效量及有效度特征統(tǒng)計(jì)

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?yàn)镵>N>P>Zn>B>Mo，反映了土壤元素全量對(duì)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(duì)有效度的影響。

3.2 有效態(tài)含量分級(jí)統(tǒng)計(jì)

按照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》，(中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2016)將有效量測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)，分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表3。

分級(jí)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(jí)分別達(dá)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(jì)表

表3 表層土壤有效態(tài)含量分級(jí)表

續(xù)表

指標(biāo)分級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)五級(jí)含義豐富較豐富中等較缺乏缺乏速效鉀分級(jí)>20015020010015050100≤50比例25.96%17.07%51.66%5.30%0.01%有效鋅分級(jí)>3130.510.30.5≤0.3比例16.89%81.75%1.31%0.02%0.03%有效硼分級(jí)>2120.510.20.5≤0.2比例0.01%0.18%15.38%80.32%4.11%有效鉬分級(jí)>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(gè)類(lèi)別分析其與元素有效度的關(guān)系，分析結(jié)果見(jiàn)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(jiàn)：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(lèi)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(shí)間等多種因素綜合作用的產(chǎn)物，不同類(lèi)型土壤有著其獨(dú)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(lèi)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(gè)主要類(lèi)型進(jìn)行分析，見(jiàn)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(lèi)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(duì)于土壤中元素有效量來(lái)說(shuō)，元素全量是影響有效量高低的一個(gè)因素，它作為有效量的補(bǔ)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(cè)試結(jié)果進(jìn)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(lèi)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(jī)質(zhì)含量及陽(yáng)離子交換量有很大關(guān)系(徐宏林等，2017)。在計(jì)算各元素的有效度之后，將有效度與上述參量進(jìn)行相關(guān)分析，分析結(jié)果見(jiàn)表6。

4.2.1 土壤pH值對(duì)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(diǎn)圖，見(jiàn)圖1。

統(tǒng)計(jì)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(fù)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值的增大而減小；P、B元素有效度與pH值相關(guān)性弱。

4.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)元素有效度的影響

將樣品有機(jī)質(zhì)含量與元素有效度制作散點(diǎn)圖，見(jiàn)圖2。

從圖2可見(jiàn)：K、B元素有效度與有機(jī)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(jī)質(zhì)含量存在負(fù)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(jī)質(zhì)相關(guān)性弱。

4.2.3 土壤陽(yáng)離子交換量對(duì)元素有效度的影響

將樣品陽(yáng)離子交換量與元素有效度關(guān)系制作散點(diǎn)圖，見(jiàn)圖3。

統(tǒng)計(jì)分析表明：K、B元素有效度與陽(yáng)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(yáng)離子交換量有負(fù)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(yáng)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(diǎn)圖

圖2 有機(jī)質(zhì)與有效度散點(diǎn)圖

圖3 陽(yáng)離子交換量與元素有效度散點(diǎn)圖

5 結(jié)論

(1)貞豐縣耕地表層土壤N、Zn元素有效量等級(jí)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(jí)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(jí)，P、B元素有效量主要為缺乏等級(jí)，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(jī)質(zhì)含量、陽(yáng)離子交換量對(duì)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??；隨有機(jī)質(zhì)含量增大，K、B元素有效度增大，Mo元素有效度減小；隨陽(yáng)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。