象山縣土壤微量元素有效態(tài)含量與空間分布特征

陶安安

(浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310058)

盡管作物體內(nèi)的微量元素含量?jī)H為總量的百萬(wàn)分之幾到十萬(wàn)分之幾，但它們的作用卻不可忽視，微量元素可以影響到作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量以及農(nóng)作物的品質(zhì)等方面，甚至關(guān)系到人類(lèi)的健康問(wèn)題［1］。某些微量元素在土壤中含量比較豐富，但因其化學(xué)組成結(jié)構(gòu)的不同，可能不被作物吸收，造成作物相應(yīng)的缺乏癥狀。土壤中微量元素的有效態(tài)則是能被作物吸收的形式，與地球化學(xué)的環(huán)境背景值相比更能反映微量元素的豐缺狀況，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更具指導(dǎo)意義。

土壤中微量元素的有效態(tài)空間分布是反映特定地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要因素。作者利用GIS技術(shù)，結(jié)合象山縣耕地分布特征，在縣境內(nèi)采取土樣123個(gè)，以銅、鋅、鐵、錳等4種微量元素的有效態(tài)作為研究對(duì)象，通過(guò)信息化技術(shù)手段獲得各微量元素的空間分布特征，為合理利用和保護(hù)象山縣的土壤資源及人體健康的防護(hù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

象山縣位于 121°34'－ 122°20'E，28°45'－29°49'N，居浙江省中部沿海，象山港與三門(mén)灣之間。全縣由象山半島東部和沿海608個(gè)島礁組成，總面積6 510 km2。象山縣地形狹長(zhǎng)，海岸曲折，地質(zhì)構(gòu)造屬“華南臺(tái)塊”中的華麥背斜，褶皺簡(jiǎn)單，但斷裂發(fā)育較多，整個(gè)地形西北高 (上升)東南低 (下沉)，境內(nèi)多低山丘陵，海拔多在200 m左右，其巖石主要是侏羅紀(jì)的凝灰?guī)r、熔質(zhì)凝灰?guī)r、流紋巖等，少數(shù)是燕山晚期的花崗巖。境內(nèi)土壤有5個(gè)土類(lèi)，13個(gè)亞類(lèi)，31個(gè)土屬，52個(gè)土種，絕大部分為紅壤和水稻土土類(lèi)，部分濱海平原分布有鹽土及潮土。

1.2 土壤樣品采集與測(cè)定

采樣點(diǎn)位的布設(shè)按照《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求執(zhí)行，首先在相關(guān)圖件資料上按照平均每個(gè)樣點(diǎn)13.3 hm2繪制樣點(diǎn)分布網(wǎng)格，再根據(jù)土壤類(lèi)型及耕地利用方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

土壤樣品的采集、處理和貯存參照NY/T 1121.1—2006。土壤pH值測(cè)定采用玻璃電極法;土壤有效性銅、鋅、鐵、錳的測(cè)定采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

描述性統(tǒng)計(jì)和相關(guān)性分析采用SPSS?軟件進(jìn)行。采用 ESRI公司ArcGIS9.2?軟件進(jìn)行圖件資料處理與基礎(chǔ)圖件的制作，制作出各微量元素的空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 描述性分析

將象山縣土壤微量元素有效態(tài)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 (表1)與20世紀(jì)90年代浙江省所進(jìn)行的調(diào)查相比，可以發(fā)現(xiàn)，就平均值來(lái)看，象山縣4種微量元素有效態(tài)和浙江省的調(diào)查值［2］相差不大，除有效鐵稍低外，其他都比浙江省平均值要高。相關(guān)研究表明［2］，在中性偏堿性或堿性土壤中，因微量元素易于以氫氧化物的沉淀形式存在，其有效性大為降低。此外，土壤中有機(jī)質(zhì)含量的高低也一定程度上與微量元素的有效態(tài)含量呈正相關(guān)［3］。象山縣耕地大多位于濱海平原地區(qū)，主要都是近代淺海沉積物，土壤以中性偏酸性為主，有機(jī)質(zhì)含量較為豐富，為微量元素的可利用性提供了有利環(huán)境［4］。

表1 象山縣土壤pH值、微量元素有效態(tài)與浙江省的比較

2.2 空間分布

圖1是土壤pH值和4種微量元素有效態(tài)在象山縣的空間分布，表2所列是各鄉(xiāng)鎮(zhèn)pH值和4種微量元素有效態(tài)的情況。由圖1和表2可以發(fā)現(xiàn)pH值相對(duì)較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，各微量元素的有效含量一般較高。

土壤中4種微量元素的區(qū)域分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律。對(duì)比圖2中各個(gè)元素，有效銅、有效鐵及有效錳的空間分布基本呈現(xiàn)“南北高，中間低”的趨勢(shì)。一般情況下，微量元素的含量和土壤類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量及利用類(lèi)型密切相關(guān)［5］。北部的西周、黃避岙及南部的鶴浦、高塘主要為濱海平原，分布有象山縣主要的的糧食功能區(qū)。土壤類(lèi)型基本為涂粘田、黃泥砂田等，氣候和土壤非常適宜種植糧食。該區(qū)域耕作熟化，土壤肥沃，有機(jī)肥施用范圍廣，土壤中有機(jī)質(zhì)含量高，有效銅、有效鐵和有效錳含量均處于較高的范圍;而中部的茅洋、定塘等鄉(xiāng)鎮(zhèn)為象山重要的蔬菜及水果產(chǎn)區(qū)，肥料施用以有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥為主，對(duì)于微量元素的補(bǔ)充不夠。此外因作物種植周期短，土地復(fù)種指數(shù)高，作物從土壤中帶走的微量元素也較多，因此有效銅、有效鐵和有效錳的含量相對(duì)較低。這也反映了土壤利用類(lèi)型是主要影響因素。

表2 象山縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤pH值和微量元素含量的比較

圖1 象山縣土壤微量元素有效態(tài)含量的空間分布

象山縣土壤有效鋅含量沒(méi)有明顯的空間分布特征，除東北部的涂茨、大徐等鄉(xiāng)鎮(zhèn)略高外，其余均較低。與其他部分來(lái)自淺海沉積物土壤不同，西北區(qū)域以低山丘陵為主，土壤主要由石灰?guī)r發(fā)育而來(lái)，土地利用強(qiáng)度小，這可能是影響有效鋅含量的主要原因之一［6］。

3 小結(jié)與討論

象山縣地處海濱，成土母質(zhì)決定了土壤的性質(zhì)。象山縣土壤以弱酸性為主，導(dǎo)致微量元素不易沉淀，使得有效態(tài)含量較為豐富，基本處于中等偏上水平，4種微量元素除有效鐵比浙江省調(diào)查值稍低外，其他基本都比浙江省調(diào)查值要高。

有效銅、有效鐵、有效錳的空間分布呈現(xiàn)一定的空間相似性，均呈“南北高，中部低”的趨勢(shì)，土地利用類(lèi)型是影響其含量的最主要原因。但是有效鋅整體分布較為一致，同時(shí)由于受地形和成土母質(zhì)影響，縣境內(nèi)西北部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)有效鋅含量稍高。

為改善土壤微量元素狀況，一方面需完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，提高土壤透氣性，減輕水漬影響，另一方面改善農(nóng)戶(hù)用肥結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)，提倡施用有機(jī)肥。已有研究表明，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥的配合使用，一方面肥料中含有的微量元素能補(bǔ)充作物吸收而造成的土壤相應(yīng)元素的損耗，另一方面還能使氧化錳結(jié)合態(tài)銅逐年增加［7］，交換態(tài)鋅和結(jié)合態(tài)鋅均能顯著增加［8］。

［1］浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)．植物營(yíng)養(yǎng)與肥料 ［M］．北京:農(nóng)業(yè)出版社，1989．

［2］黃增奎，徐素君，方桂鑫．等．浙江省土壤有效態(tài)微量元素含量和微肥應(yīng)用 ［J］．土壤肥料，1995(3):28－32．

［3］王德宣，富德義．吉林省西部地區(qū)土壤微量元素有效性評(píng)價(jià) ［J］．土壤，2002(2):86－89．

［4］陶安安，吳紅艷，張歡，等．象山稻田土壤中有效微量元素含量及其有效性 ［J］．浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(5):1081－1083．

［5］魏明寶，魏麗芳，胡波，等．長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤微量元素的影響進(jìn)展研究 ［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(22):11951－11953．

［6］王淑英，于同泉，王建立，等．北京市平谷區(qū)土壤有效微量元素含量的空間變異特性初步研究 ［J］．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41(1):129－137．

［7］韓曉日，鄒德乙，郭鵬程．長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤中銅的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其有效性影響 ［J］．沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，23(Z09):62－67．

［8］韓曉日，鄒德乙，郭鵬程．長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤中鋅的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其有效性影響 ［J］．沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992b，23(Z09):56－61．