貴州省安龍縣耕地土壤有效態(tài)微量元素豐缺評(píng)價(jià)

游桂芝，鮑大忠，李丕鵬，袁盛博

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局二總隊(duì)，貴州 六盤(pán)水 553004)

1 引言

土壤元素有效態(tài)指能被植物吸收利用的元素(《環(huán)境科學(xué)大辭典》編委會(huì)，2008)。植物營(yíng)養(yǎng)通常指營(yíng)養(yǎng)元素的有效態(tài)含量(周?chē)?guó)華等，2005)。土壤營(yíng)養(yǎng)元素有效態(tài)含量的地球化學(xué)背景，與作物生長(zhǎng)有著密切的關(guān)系(栗進(jìn)華等，2011；任宏波等，2008；李延生，2010；李德勝等，2004；陸繼龍等，2002；李月芬等，2008)，土壤養(yǎng)分含量水平對(duì)作物的生長(zhǎng)起著關(guān)鍵作用(程先富等，2003)。土壤養(yǎng)分豐缺狀況影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，土壤養(yǎng)分含量不僅是反映土壤質(zhì)量或土壤健康狀況的重要指標(biāo)，也是進(jìn)行科學(xué)配方施肥的重要依據(jù)(徐志平，2008)。本文以2017-2018年1∶5萬(wàn)安龍縣耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工作為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析耕地土壤有效態(tài)含量與對(duì)應(yīng)點(diǎn)位全量元素間關(guān)系及豐缺分布規(guī)律，以便為土地利用調(diào)整、規(guī)劃用地、施肥提供參考。

2 研究區(qū)概況

3 工作方法

3.1 樣品采集方法

3.2 測(cè)試指標(biāo)、方法及質(zhì)量

分析堿解氮、速效磷、速效鉀、有效硼、有效鉬、有效鋅、陽(yáng)離子交換量7個(gè)有效態(tài)及對(duì)應(yīng)全量指標(biāo)參數(shù)。測(cè)試工作由四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局成都綜合巖礦測(cè)試中心完成，根據(jù)不同樣品，采用方法各異。N采用酸堿滴定容量法；B采用發(fā)射光譜法；Mo采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法；P、K、Zn采用X射線熒光光譜法；堿解氮、有效鉬、陽(yáng)離子交換量采用容量法；速效磷、有效硼、有效鋅、速效鉀采用離子體光譜法。經(jīng)內(nèi)外檢，測(cè)試質(zhì)量均合格。

3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及豐缺評(píng)價(jià)方法

目前主要剔除異常值的方法有平均值加標(biāo)準(zhǔn)差法、四倍法、Grubbs法和Dixon法等(史舟等，2006)。本次使用平均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)合Excel軟件對(duì)異常值逐次剔除后，再統(tǒng)計(jì)各類(lèi)參數(shù)。

以1∶5萬(wàn)或更高精度的二調(diào)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查圖斑為評(píng)價(jià)單元。當(dāng)評(píng)價(jià)單元中有一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，該實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)即為該單元的數(shù)據(jù)；當(dāng)評(píng)價(jià)單元有2個(gè)以上數(shù)據(jù)時(shí)，用其均值進(jìn)行賦值；當(dāng)單元中無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，用屬性賦值法獲得數(shù)據(jù)。然后用“土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)管理與維護(hù)(應(yīng)用)子系統(tǒng)”及Arcgis 10.2軟件聯(lián)合處理完成豐缺評(píng)價(jià)圖后進(jìn)行評(píng)價(jià)。豐缺評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)土壤養(yǎng)分等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，并將標(biāo)準(zhǔn)中的很豐、豐富合并為豐富，中等不變；稍缺和缺乏合并為缺乏，即豐富、中等、缺乏三個(gè)等級(jí)，具本評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 有效態(tài)及全量元素含量豐缺評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4 耕地土壤有效態(tài)含量豐缺評(píng)價(jià)

4.1 全縣耕地土壤有效態(tài)含量總體豐缺評(píng)價(jià)

按表1劃分標(biāo)準(zhǔn)，從各有效態(tài)及全量的平均含量來(lái)看：N與堿解氮、Mo與有效鉬、Zn與有效鋅總體處于豐富水平；P、B總體處于豐富水平，而對(duì)應(yīng)的速效磷、有效硼處于缺乏狀態(tài)；速效鉀總體處于豐富水平偏低值，K處于缺乏狀態(tài)偏高值。說(shuō)明：部分有效態(tài)含量與對(duì)應(yīng)的全量元素含量存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；同種元素或不同元素，轉(zhuǎn)換為有效態(tài)的程度存在明顯差異，其中P、B元素轉(zhuǎn)換為速效磷、有效硼程度較低，平均轉(zhuǎn)換率小于1%；K元素轉(zhuǎn)換為速效鉀程度總體稍高；N、Mo轉(zhuǎn)換為堿解氮、有效鉬的程度較高。

4.2 不同土地利用類(lèi)型耕地土壤有效態(tài)含量豐缺評(píng)價(jià)

由表3可知，不同土地利用類(lèi)型耕地土壤：N與堿解氮、Mo與有效鉬、Zn與有效鋅均為豐富水平；P為豐富水平(除茶園表現(xiàn)為中等外)，而速效磷為中等狀態(tài)(除旱地為缺乏外)；K處于豐富至缺乏，而速效鉀均為豐富水平；B為豐富水平，而有效硼為缺乏狀態(tài)(除果園為中等外)。說(shuō)明部分有效態(tài)與對(duì)應(yīng)全量含量豐缺有很大的對(duì)應(yīng)關(guān)系；不同土地利用類(lèi)型，同種元素或不同元素，轉(zhuǎn)換為有效態(tài)的程度存在明顯差異，其中P、B元素轉(zhuǎn)換為速效磷、有效硼程度總體較低；K元素轉(zhuǎn)換為速效鉀程度總體稍高；N、Mo轉(zhuǎn)換為堿解氮、有效鉬的程度總體較高，其中果園中有效鉬最高達(dá)11.00%。茶園中的堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鋅平均轉(zhuǎn)換率均高于其它類(lèi)型，有效鉬的平均轉(zhuǎn)換率則明顯低于其它類(lèi)型(低于67%左右)。速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：茶園>果園>水田>旱地；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：旱地>茶園>水田>果園。

陽(yáng)離子交換茶園中最低，明顯低于其它類(lèi)型(低于30%左右)；水田中最高，說(shuō)明茶園土壤總體質(zhì)量較差，水田土壤總體質(zhì)量較好。

表2 安龍縣耕地土壤有效態(tài)與對(duì)應(yīng)點(diǎn)位全量含量特征及豐缺評(píng)價(jià)表

表3 安龍縣不同土地利用類(lèi)型有效態(tài)與對(duì)應(yīng)全量含量特征及豐缺評(píng)價(jià)表

4.3 不同成土母巖耕地土壤有效態(tài)含量豐缺評(píng)價(jià)

以下成土母巖均指成土母巖風(fēng)化物。

由表4可知，不同成土母巖耕地土壤：N與堿解氮、Zn與有效鋅總體處于豐富水平；P為豐富水平(除碎屑巖為缺乏外)，而速效磷為中等或缺乏狀態(tài)；K為缺乏(除碎屑巖為中等外)，而速效鉀為豐富或中等水平(除碎屑巖為缺乏外)；B為豐富水平(除灰?guī)r碎屑巖為中等，含煤碎屑巖為缺乏外)，而有效硼為缺乏狀態(tài)(除灰?guī)r白云巖為中等外)；Mo與有效鉬(除灰?guī)r碎屑巖為中等，碎屑巖為缺乏外)總體為豐富水平。說(shuō)明部分有效態(tài)與對(duì)應(yīng)全量含量豐缺有很大的對(duì)應(yīng)關(guān)系；不同成土母巖，同種元素或不同元素，轉(zhuǎn)換為有效態(tài)的程度存在明顯差異，其中P、B元素轉(zhuǎn)換為速效磷、有效硼程度總體較低；K元素轉(zhuǎn)換為速效鉀程度總體較高；N、Mo轉(zhuǎn)換為堿解氮、有效鉬的程度總體較高，其中碎屑巖中有效鉬最高轉(zhuǎn)換率達(dá)10.41%。

由表4，速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：灰?guī)r風(fēng)>灰?guī)r、白云巖>白云巖>碎屑巖>含煤碎屑巖>灰?guī)r、碎屑巖；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：灰?guī)r、碎屑巖>白云巖>灰?guī)r、白云巖>含煤碎屑巖>灰?guī)r>碎屑巖。

陽(yáng)離子交換碎屑巖中最低，白云巖中最高，說(shuō)明碎屑巖總體質(zhì)量較差，白云巖總體質(zhì)量較好。

表4 安龍縣不同成土母巖風(fēng)化物有效態(tài)含量與對(duì)應(yīng)全量含量特征及豐缺評(píng)價(jià)表

4.4 不同土壤類(lèi)型耕地土壤有效態(tài)含量豐缺評(píng)價(jià)

由表5可知，N與堿解氮為豐富水平(除紅壤堿解氮為中等水平外)；P為豐富水平(除紅壤為缺乏外)，而速效磷為缺乏狀態(tài)(除石灰土為中等外)；K與速效鉀總體處于豐富或中等水平；B為豐富水平(除黃壤為中等外)，而有效硼為缺乏狀態(tài)(除石灰土為中等外)；Mo與有效鉬為豐富水平(除紅壤中有效鉬為缺乏外)；Zn(除紅壤為中等外)與有效鋅總體處于豐富水平。說(shuō)明部分有效態(tài)與對(duì)應(yīng)全量含量豐缺有很大的對(duì)應(yīng)關(guān)系；不同土壤類(lèi)型，同種元素或不同元素，轉(zhuǎn)換為有效態(tài)的程度存在明顯差異，其中P、B元素轉(zhuǎn)換為速效磷、有效硼程度總體較低；K元素轉(zhuǎn)換為速效鉀程度總體稍高；N、Mo轉(zhuǎn)換為堿解氮、有效鉬的程度總體較高，其中紅壤中有效鉬轉(zhuǎn)換率最高達(dá)16.16%。

由表5，速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：紅壤>石灰土>水稻土>紫色土>黃壤；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：紫色土>石灰土>水稻土>黃壤>紅壤。

陽(yáng)離子交換紅壤中最低，石灰土中最高，說(shuō)明紅壤總體質(zhì)量較差，石灰土總體質(zhì)量較好。

4.5 不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤有效態(tài)含量豐缺評(píng)價(jià)

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)豐缺評(píng)價(jià)詳見(jiàn)表6。各有效態(tài)含量豐缺空間分布詳見(jiàn)圖1。

由表6及圖1可知，堿解氮除南、北部部分邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)以豐富為主；速效磷中部、北部及西部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)以缺乏為主，中部及南東部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)以中等為主；速效鉀除龍山鎮(zhèn)、棲鳳街道和招提街道南部外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)以豐富為主；有效硼以中等和缺乏為主，中等集中分布在南東部及西部邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)，缺乏集中分布在北部及西部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)；有效鉬以豐富為主，除德臥鎮(zhèn)、龍山鎮(zhèn)、灑雨鎮(zhèn)、萬(wàn)峰湖鎮(zhèn)南部、新橋鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均大面積分布；有效鋅以豐富為主，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布。陽(yáng)離子交換以高、中等為主，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布。

表5 安龍縣不同土類(lèi)有效態(tài)含量與對(duì)應(yīng)全量含量特征及豐缺評(píng)價(jià)表

表6 安龍縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)有效態(tài)含量總體豐缺評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)論

(1)安龍縣耕地土壤有效態(tài)從全縣及不同土地利用類(lèi)型、成土母巖、土壤類(lèi)型等豐缺評(píng)價(jià)均具以下規(guī)律：部分有效態(tài)與對(duì)應(yīng)全量含量豐缺有很大的對(duì)應(yīng)關(guān)系；同種元素或不同元素，轉(zhuǎn)換為有效態(tài)的程度存在明顯差異，且P、B元素轉(zhuǎn)換為速效磷、有效硼程度總體較低，也是導(dǎo)致速效磷、有效硼大面積缺乏的原因；K元素轉(zhuǎn)換為速效鉀程度總體較高或稍高，使K元素含量缺乏或中等而速效鉀出現(xiàn)豐富情況；N、Mo轉(zhuǎn)換為堿解氮、有效鉬的程度總體較高。

(2)安龍縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤堿解氮、有效鋅含量豐富至中等，總體為豐富；速效磷豐富至缺乏，大面積缺乏；速效鉀含量以豐富至中等為主，局部缺乏；有效硼含量中等至缺乏，總體為缺乏；有效鉬含量豐富至缺乏，總體為豐富。

(3)針對(duì)全縣速效磷、有效硼總體缺乏的情況，對(duì)其轉(zhuǎn)換率進(jìn)行了排序，結(jié)果為：不同土地利用類(lèi)型中，速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：茶園>果園>水田>旱地；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：旱地>茶園>水田>果園。不同成土母巖中速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：灰?guī)r>灰?guī)r、白云巖>白云巖>碎屑巖>含煤碎屑巖>灰?guī)r、碎屑巖；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：灰?guī)r、碎屑巖>白云巖>灰?guī)r、白云巖>含煤碎屑巖>灰?guī)r>碎屑巖。不同土壤類(lèi)型中速效磷轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：紅壤>石灰土>水稻土>紫色土>黃壤；有效硼轉(zhuǎn)換率由高到低依次為：紫色土>石灰土>水稻土>黃壤>紅壤。

圖1 安龍縣耕不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)地土壤微量元素有效態(tài)含量豐缺分布圖