砀山县黄河故道酥梨土壤中微量元素初步分析

孟栋材，郭　艳，陈　智，迟文飞，吴　奇，梅养英

（宿州学院　资源与土木工程学院，安徽　宿州　234000）

砀山县黄河故道酥梨土壤中微量元素初步分析

孟栋材，郭艳，陈智，迟文飞，吴奇，梅养英

（宿州学院资源与土木工程学院，安徽宿州234000）

以砀山果园场等主要地区的梨园为研究对象，利用Innov-X便携式XRF分析仪和电感耦合等离子体质谱仪对土壤中微量元素进行了测定，并用PH测试仪测定了部分样品的PH值.通过测试可知土壤中几种微量元素的平均含量分别为：Fe 2.43611ppm，Zn0.00957ppm，Mn0.05413ppm，Cu 29.26810 ppm，Mo的含量较低，未能测出，Si 623.08865ppm.该地区的土壤呈弱碱性，PH值大部分都在7～8之间.参照微量元素在土壤中有效含量的分级标准，砀山县黄河故道地区酥梨种植土壤中微量元素铁、锌、锰含量非常稀缺，而铜元素含量异常过量；土壤中Pb，Ni，Cr的含量相对较高，Cr和Cd含量较低；PH值基本都在梨树土壤的生长许可范围之内.

酥梨；土壤；微量元素

砀山酥梨简称“砀山梨”，盛产于安徽宿州砀山县，被誉为“优梨之冠”.砀山梨营养丰富，含有多种维生素及糖、矿物质，并有一定的药用价值，润肺止咳，去热消炎及解酒等.除能鲜食外，还可以加工成梨酒、梨汁、梨膏、梨脯、梨罐头等.但由于近年来，梨园的种植者急于高产量的收成，没有对梨园进行合理的施肥，造成土壤中部分微量元素失衡，树势变弱，导致酥梨品质严重下降.该试验以黄河故道地区梨园土壤为主要研究对象，测定了土壤中微量元素的含量，并与土壤中微量元素标准含量进行对比.为指导梨园科学规划、合理施肥，实现优质与丰产提供了理论研究依据.

1　材料与方法

1.1样品采集

在安徽砀山县良梨镇，果园场和官庄镇等黄河故道地区作样品采集，以这几个镇果园为主要采集单元，在果园用梅花形布点（即五点取样法）对离地面5厘米和35厘米的土壤进行取样（如图1所示）.共采集88个样点，共计162个土壤样品（如图2所示），含不属于黄河故道的对比土壤样点.

1.2测定方法

用Innov—X便携式XRF分析仪测定出Cu，Fe，Mn，Zn，Mo，Si等微量元素含量.将采集的土壤样品利用烘箱烘干，再用研钵研磨，最后经0.08毫米孔径的筛子筛取.利用载玻片进行压实制成土壤薄片，将压实好的薄片放在便携式XRF分析仪上分析.

用电感耦合等离子体质谱仪测定［1］Pb，Cr，Cd，As，Co，Ni等微量元素的含量.称取研磨好的土样50mg于聚四氟乙烯内胆中，加入硝酸1ml、氢氟酸0.5ml，摇匀，加盖后放入不锈钢套内，拧紧不锈钢盖，于190℃的烘箱内加热20小时，取出内胆，在140℃的电热板上赶走酸至近干.再加硝酸和水各2ml，加盖于不锈钢套内，在烘箱内150℃加热2小时.冷却后聚四氟乙烯内胆，用硝酸（2+98）溶液定容至50ml，摇匀.用电感耦合等离子体质谱仪测定标准样液后，再测前面制好的样品.

图1　土壤采样深度示意

图2　土壤样品采集点分布示意

利用PH测试仪对部分样点进行PH值的测定.将土壤经风干过筛处理后，称取20.0g土样于50ml的烧杯内，加入20ml的去离子水，盖上表玻璃，并且持续搅拌悬浮液5分钟.若含有吸水性的土壤或盐类等其它复杂基质，可额外加入更多试剂水，并记录加入水量.静置悬浮液大约1小时，使悬浮液的大部分固体沉淀，必要时利用过滤或离心取得水相层，再用PH仪电极测定其PH值.

2　测定结果与分析

2.1便携式XRF分析仪的数据和分析

通过与微量元素在土壤中有效含量的分级标准［2-3］对比易知，土壤中微量元素［4］供给不足或者过量往往是植物不能达到最高产量的限制因素，有时会使大面积适于种植的土地不能成功地种植或产量很低.但是，有的微量元素过量的话，也有可能会对梨树造成负面影响.

表1　土壤微量元素有效性统计（单位：ppm）

表2　微量元素在土壤中有效含量的分级标准（单位：ppm）

由表1和表2对比可知，铜是梨树生长不可或缺的元素之一，就土壤而言，过量铜会抑制梨树新梢的生长，降低叶片中活性铁的含量，使叶绿素含量极显著下降，叶片中的过氧化氢酶活性也大幅度降低.向土壤中施加钙和铁，能降低叶片中铜的含量，有减缓过量铜对梨树生长和代谢毒害的作用.土壤中适量的铜有利于梨树的生长发育，提高抗病能力，增强抗寒，抗旱和抗热的能力.

铁的含量相对于标准而言较稀缺.事实上，铁是植物必须的大量元素，土壤中该元素的多少及有无必然使植物发生相应的生理变化，并影响其生长发育且产生相应的症状.土壤中缺铁时，会使梨树对铁的需求造成影响，从而影响梨树的生长.故在施肥的时候可以配合使用微肥，这样可以将铁的含量进行则适当的增加.

锰元素的含量也是很稀缺.锰也是作物生长的必需元素之一，它的主要作用：（1）它是许多呼吸酶的活化剂，能提高植株的呼吸强度，促进碳水化合物的水解；（2）调节体内氧化还原过程，保持对铁元素吸收的比例平衡；（3）它在叶绿体内具有结构作用，同时对于氮素代谢有重要影响，参与硝酸还原过程，促进氨的形成.土壤中的锰是以多种形态存在的，在有腐殖质和水时，呈还原型为可给态；土壤为碱性时，锰成不溶解状态，常可使梨树表现缺锰；春秋季节，天气干燥，梨树易发生缺锰症.

锌的含量较标准而言非常稀缺.锌是植物生长的所必须元素之一，是多种酶的活化剂或组成成分.据调查可知，近年来，梨树种植者急于产量的提高，对磷肥进行大量的实施，从而限制了根系的发育，这可能是导致极度缺锌的原因之一.缺锌易使一些作物产生生理病害，就梨树而言，如果缺锌的话，会引起幼苗硬而小，引起簇叶，称为小叶病.由此看来，在施肥的时候，不仅要减少磷肥的量，也可以对锌肥进行适当合理的实施.

植物在土壤中所需钼元素正常含量为0.3～1ppm，所以钼元素的浓度很低，过量使用也无任何毒副作用.钼元素一般都存在各种酶中，在植物中对铁的吸收和运输起着不可替代的作用.从上面的表1、2中可以看到，该地区的钼含量非常低.果树缺钼会使叶片失绿、枝条弯曲，甚至会引起顶稍枯死，并逐渐向下发展，侧芽增多，树皮出现裂纹，并分泌出胶状物，同时会造成果实小、果实变硬等影响.

不难看出硅的含量还是较高的.植物中硅素不仅能提高作物的抗病虫能力，还具有提高作物产量增强植物抵抗水分和盐分胁迫能力，增强作物抗倒伏能力以及减轻低价铁、猛和铝等过多而造成毒害的作用.并且过量的硅不会给植物带来负面影响［5］.

2.2ICP测定的元素含量及结果分析

从表3中可以看出，Pb，Ni，Cr在土壤中的有效含量较高，而Cd的含量在土壤中的含量相对较低.

其中果园场和良梨的Pb，Cr，Cd，As在土壤中的有效含量相近且都较低，表明原岩经风化作用后，能提供一定含量的微量元素而被梨树吸收，但有一部分需要通过施肥提供.土壤中Pb元素的富集可能会导致酥梨的细胞代谢，进而产量降低；各样品中Cr的含量都相差不大，都在65～82之间，Cr是植物生长所必需的元素，缺乏Cr会影响植物的生长发育，但土壤中积累过多又会起到毒害作用；Cd含量较其他微量元素含量比较低，最小达到5.64，对酥梨的影响较小，且低浓度的Cd可以促进酥梨根部的生长；而土壤中Ni的含量在果园场最高可达1448，说明土壤中Ni的富集能力较强，过量的Ni会使梨树的生长发育受到影响.相比之下，崔庄的Ni元素含量相对其他几个地方较低，表明该地区各个地方的土壤中的元素含量有较大差异，原因可能是化肥的过度施洒导致元素含量的过剩或者是当地的污染所致.土壤中微量元素的供给不足或者过量往往是酥梨不能达到最高产量的限制因子，有时会使大面积的适于种植的土地不能成功种植或者产量很低.所以在施肥要适量同时又要防止土壤的重金属污染［6～7］，这样才会使酥梨得到好的产量和质量.

2.3PH值的分布及其影响

梨树对土壤的适应性较强，梨树在土壤PH值5.4～8.5的范围内均可生长，但以PH5.6～7.2的微酸性至中性土壤最为适宜.

表3　部分微量元素有效性含量（单位：mg/l）

表4　PH值的有效性结果

土壤的酸碱度不仅是影响土壤养分肥力的重要因素，还影响着土壤中微量元素的含量.例如在酸性条件下，铁、猛、铜、锌等微量元素因可溶而有效性提高；但是钼酸不溶于酸而溶于碱，所以在酸性条件下土壤中易缺乏钼.

从表4中不难看出该地区的土壤呈弱碱性，大部分都分布在PH7～8之间，只有个别地方的PH达到了9或者是低于7.虽然梨树在这个范围内可以生长，但是并不是最适宜的PH值区间.而且，该范围的PH值，并不利于植物对微量元素的有效性吸收.在改砂治碱的方法［8］中，可以得知该地区种植果树最为适宜，但是适当的调节酸碱度将会为果树提供更适宜的生长条件.

3　结论

黄河故道地区梨园土壤的部分微量元素中，铁、锌、锰含量低.尤其是锌的含量非常稀缺.而铜和硅含量过量，且铜的含量相当的高.

土壤中Pb，Ni，Cr的含量相对较高，其中Ni最高，而Ni的富集会使酥梨的生长发育受到影响.Cd和Cr较低，但含量不会影响梨树的生长.

PH值基本都在梨树土壤生长许可范围之内，但是并不是最适宜的土壤PH值，且该范围内不利于植物对微量元素的有效性吸收.

〔1〕陈尤和.有关ICP测样的一些条件实验.科技信息，2010（9）.

〔2〕陕西省土壤普查办公室.陕西土壤［M］.北京科学出版社，1992.

〔3〕田种存，高旭升.耕作土壤主要养分形态及风缺指标［J］.青海农林科技，2005（2）.

〔4〕马扶林，宋理明，王建民.土壤微量元素的研究概述.青海科技，2009（3）：32～36.

〔5〕管恩太，蔡德龙，等.硅营养［J］.磷肥与复肥，2000，15（5）：64～66.

〔6〕崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展［J］.土壤通报，2004（35）.

〔7〕夏立江，王宏康.土壤污染及其防治［M］.上海：华东理工大学出版社，2001.15～18.

〔8〕国立华，王康寅，惠艳君.安徽省砀山县栽植果树改砂治碱的方法.生物学杂志，1998（12）.

〔9〕盛奇，李玲，付巧玲，等.灵宝苹果优质产区土壤元素含量特征研究.安徽农业科学，2013，41（15）：6684.

P59

A

1673-260X（2015）11-0011-03

国家级大学生创新创业训练计划项目（20141037907）；宿州区域发展协同创新中心全国开放课题资助项目（2014SZXTKF09）