临汾市农业土壤中有效态微量元素含量分析与评价

程红艳,梁靓,庞姣

(山西农业大学资源环境学院,山西太谷 030801)

植物生长所必需的铁、锰、锌、铜等微量元素主要靠土壤和施肥供给。近年来,随着社会经济的发展,资源和环境问题日益突出,使得政府和公众对于描述自然环境数据的需求越来越迫切,不合理的耕种使得各地区土壤中微量元素的含量出现较大差异,导致作物减产。而随着近年来我国对平衡施肥技术的大面积推广,使大多数农户对施用大量元素肥料已积累了一些经验,但对于作物所需的微量元素肥料还很不熟悉,尤其对这些元素在其土壤中的含量及丰缺程度缺乏了解。微量元素肥料的施用必须根据其相应的土壤含量和农作物种类来确定[1～5]。

本文通过对临汾市主要农田土壤中微量元素铜、锌、铁、锰的有效态含量进行研究与分析,旨在为合理施用微肥,提高农作物产量和质量提供科学依据。

1 临汾市概况及研究方法

1.1 临汾市概况

临汾市位于山西省西南部,黄河中游,汾河下游,地理坐标为东经 111°23′～ 112°33′,北纬 35°32′～35°57′之间,气候温和,土地肥沃。年日照时数在2417～2714 h,年平均气温 10.7℃,无霜期180 d左右,年平均降水量555 mm。土壤属石灰性褐土、褐土性土,成土母质大多为黄土。临汾是华北地区重要的粮棉生产基地,素有“棉麦之乡”和“膏腴之地”的美誉 。全市耕地总面积458 000 hm2,盛产小麦、棉花、玉米、谷子、烟叶、西瓜等 ,粮食总产量占全省的15%左右,其中小麦占全省35%以上[6～8]。

1.2 研究方法

1.2.1 样品采集

选择临汾市4个县区的39个采样点采取的混合土样作为研究对象,采用“S”型路线采样法,分别采集深度为0～20 cm的耕作层土壤。取样时尽量保证样品的代表性。

1.2.2 样品处理

将取回的样品于土样室晾干,拣出其中的石块、枯枝落叶及其它非土壤残落物。将多余土壤用四分法弃去,剩余土样研细,过1 mm尼龙筛,待测。

1.2.3 样品测定

称取15 g样品,加入DTPA-TEA溶液30 mL提取,震荡 2 h,静止、过滤、取滤液,待测。将处理后的样品按如下表1、表2所示方法测定铁,锰,锌,铜元素含量。

表1 测定项目及分析方法[9]Table 1 Analysis item and method

表2 原子吸收分光光度计工作条件Table 2 AAS working conditions

2 临汾市农业土壤中有效态微量元素测定结果分析与评价

2.1 监测结果

对临汾市39个农业土壤样品中有效态微量元素进行监测与统计,结果详见表3、表 4。

2.2 结果分析

由表3、表 4、图1可知:有效铜全市平均值为1.775 mg·kg-1,含量在1.040～2.576 mg·kg-1之间。其中洪洞县的平均值最高,含量为1.831 mg·kg-1,尧都区平均值最低,其含量为1.711 mg·kg-1,有效铜含量为1.500～2.000 mg·kg-1之间的点位最多,有25个。主要分布在曲沃县、尧都区,其他县均有分布。全市有效铜平均含量较高,且区域分布比较均匀。

表3 临汾市农业土壤中有效态微量元素监测结果Table 3 Analysis Results of trace elements in agricultural soils of Linfen

编号No.地区Rgn研究对象Research object Cu/mg·kg-1 Zn/mg·k g-1 Fe/mg·kg-1 Mn/mg·kg-1 20 曲沃县 里村镇右汉住村 1.418 0.922 8.992 10.880 21 翼城县 中卫乡南北锋村 1.040 1.102 6.548 8.104 22 翼城县 南梁镇故城村 1.914 1.918 7.092 5.712 23 翼城县 里尧镇老官庄村 1.678 1.716 5.906 10.880 24 翼城县 中卫乡屋山村 1.868 2.454 6.404 8.298 25 翼城县 南梁镇牛家坡村 1.632 1.904 6.620 7.504 26 翼城县 王庄乡辛安村 2.576 1.564 7.688 10.696 27 翼城县 中卫乡吴寨村 1.726 1.512 7.934 8.648 28 翼城县 王庄乡辛史村 1.560 0.800 5.092 7.560 29 翼城县 里祡镇吉比村 2.010 2.190 11.508 7.332 30 翼城县 南梁镇南常村 1.560 2.540 7.020 7.062 31 洪洞县 名姜镇罗家坪 1.514 0.906 5.834 8.782 32 洪洞县 万安镇万三村 1.702 2.990 10.802 7.954 33 洪洞县 万安镇王渚村 2.554 6.020 8.178 8.882 34 洪洞县 甘亭镇董堡村 2.294 1.690 11.724 8.442 35 洪洞县 万安镇西漫底 1.372 2.318 6.386 9.642 36 洪洞县 甘亭镇东孔村 1.796 2.218 14.548 9.736 37 洪洞县 万安镇涧西 1.584 2.294 8.810 9.408 38 洪洞县 万安镇万一 1.914 1.826 6.928 7.904 39 洪洞县 甘亭镇北杜 1.750 2.242 7.688 7.544

表4 临汾市农业土壤有效态微量元素含量统计表Table4 Statistics of traceelements content in agricultural soils of Linfen

图1 不同行政区域有效态微量元素含量与分布Fig.1 Content and distribute of trace element in different administrative area

有效锌全市平均值为1.992 mg·kg-1,含量在0.516～6.020 mg·kg-1之间。其中洪洞县平均值最高为2.500 mg·kg-1,曲沃县的平均值最低为1.405 mg·kg-1;有效锌含量以在1.300～2.000 mg·kg-1之间的点位为最多,有16个。主要分布在曲沃县,其次为翼城县,其他县市均有分布。全市有效锌平均含量不高,且区域分布较一致。

有效铁全市平均值为8.613 mg·kg-1,含量在5.092～19.770 mg·kg-1之间。其中曲沃县平均值最高,含量为9.832 mg·kg-1,翼城县平均值最低,含量为7.181 mg·kg-1;有效铁以含量在5.900～7.700 mg·kg-1之间的点位为最多,共有17个。主要分布在翼城县,其次为尧都区,其他县市均有分布。全市有效铁平均含量较高,但区域分布差异较大。

有效锰全市平均值为9.110 mg·kg-1,含量在5.080～16.418 mg·kg-1之间。其中尧都区平均值最高,含量为11.125 mg·kg-1,翼城县平均值最低,含量为8.180 mg·kg-1;有效锰以含量在7.001～9.000 mg·kg-1的点位为最多,有19个。主要分布在翼城县,其次是曲沃县和洪洞县。全市有效锰平均含量较高,但区域分布除尧都区较高外,分布比较均匀。

2.3 总体评价

土壤微量元素分级标准[7]与评价结果(见表5)表明:有效铜平均含量较高,全部在一、二级水平内,其中一级占38%,且变异系数较小,说明土壤有效铜的含量普遍很高,大多能够满足植物生长需求。

表5 临汾市农业土壤中有效态微量元素的分级与评价Table 5 Grading and appraise of trace elements content in agricultural soils of Linfen

有效锌含量92%以上的农业土壤都处于二、三级水平,但变异系数相对较大,说明农业土壤中锌素含量差异相对较大,大部分能够满足植物生长需要。

有效锰含量95%以上的农业土壤处于三级水平,且变异系数较小,说明农业土壤中锰含量差异较小,基本能够满足植物生长需要。有效铁含量都处于二、三级水平,其中二级占23%,且变异系数较小,说明农业土壤有效铁的含量普遍较高,大部分能满足植物的生长需要。

3 结论与建议

3.1 结论

(1)临汾市尧都区有效锰含量最高;有效铜含量最低。曲沃县有效铁含量最高,有效锌含量最低;翼城县有效铁和有效锰含量最低;洪洞县有效铜和有效锌含量最高,除有效铁分布差异较大外,其他微量元素分布较均匀。

(2)临汾市农业土壤微量元素中有效铜平均含量为1.775 mg·kg-1,属二级(丰富)水平;有效锌平均含量为1.992 mg·kg-1,属二级(丰富)水平;有效铁平均含量为8.613 mg·kg-1,属三级(适中)水平;有效锰平均含量为 9.110 mg·kg-1,属三级(适中)水平。

3.2 建议

(1)所调查的39个土样中,临汾市农业土壤微量元素含量基本都达到标准,应合理施肥,注意防止过剩症的发生。

(2)针对临汾市农业土壤微量元素含量的具体情况,在平衡施肥的同时,合理施用微肥。

(3)由于临汾市小麦和棉花种植量较大,应适量多施锰肥(因为锰元素对小麦和棉花的增产效果显著),防止土壤锰元素含量不足引起作物减产。

(4)为了达到增加产量和提高品质的目的,按不同植物要求科学施用微量元素肥料是十分必要的。农民在合理施用大量元素肥料的同时,应有针对性地合理配方,注意施用微量元素肥料,以取得最大的经济效益。

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