贵州省贞丰县耕地表层土壤养分元素有效量和有效度分析

赵 敏，谭玉梅，兰永文，王洪雨，吴 鹏

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队，贵州 安顺 561000)

土壤是维持矿物质循环体系的基础，是营养元素的主要供给者。(何振立等，1994)土壤中养分元素含量是评价土壤可利用性的重要因子，包括土壤中的植物营养元素及有益元素。(徐宏林等，2017)土壤中植物营养元素的全量和有效态含量都能反映养分元素的丰缺。(周国华等，2005)土壤元素全量是指该元素在土壤中总的含量；土壤中元素有效量是土壤元素有效态的含量，指以相对活动态存在于土壤中，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该元素有效量与其全量的百分比。(袁可能，1983)就植物营养的角度而言，营养元素的有效量较之全量更为重要。(李春亮，2012)有效量和有效度的研究能够反映不同地球表生环境下土壤中元素有效态的特征和影响因素。(唐丽静等，2014)(张智等，2016)(周小娟等，2016)

1 调查区概况

2 样品采集与分析

2.1 样品采集与加工

2.2 检测与分析方法

样品分析由四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心完成。有效量分析方法见表1。

表1 有效态项目分析配套方法

测定了土壤元素全量和有效量，以及与土壤有效度相关的酸碱度、有机质含量、土壤阳离子交换量。有效量指标包括：碱解氮、速效钾、速效磷、有效硼、有效锌、有效钼6项。测试样本数616件。

测试结果经贵州省耕地质量地球化学调查评价办公室指派的区域化探样品分析质量检查组验收合格。

3 有效量及有效度特征统计

3.1 有效态含量和有效度

从表2可以看出，表层土壤元素全量与有效量总体顺序一致，顺序为K>N>P>Zn>B>Mo，反映了土壤元素全量对有效量的制约作用。有效度由大到小依次为：N>Mo>Zn>K>P>B，从N元素有效度7.78%到B元素有效度0.46%，各元素有效度差异明显，显示元素表生地球化学性质对有效度的影响。

3.2 有效态含量分级统计

按照《土地质量地球化学评价规范》，(中华人民共和国国土资源部，2016)将有效量测试结果进行分级统计，分级结果见表3。

分级结果表明，N、K、Zn元素有效量主要为丰富-较丰富，中等以上等级分别达到97.44%、94.69%、99.95%；Mo元素有效量较缺乏与缺乏共占比33.29%，其中较缺乏占比26.33%；P、B元素有效量缺乏，缺乏占比分别为75.05%、84.43%。

表2 表层土壤有效量与有效度统计表

表3 表层土壤有效态含量分级表

续表

指标分级一级二级三级四级五级含义丰富较丰富中等较缺乏缺乏速效钾分级>20015020010015050100≤50比例25.96%17.07%51.66%5.30%0.01%有效锌分级>3130.510.30.5≤0.3比例16.89%81.75%1.31%0.02%0.03%有效硼分级>2120.510.20.5≤0.2比例0.01%0.18%15.38%80.32%4.11%有效钼分级>0.30.20.30.150.20.10.15≤0.1比例15.04%26.41%25.26%26.33%6.96%

3.3 不同成土母岩中元素有效量与有效度

为使分析结果更具代表性，根据贞丰县地层分布情况，将主要的成土母岩分为灰岩、白云岩、粘土岩、砂岩4个类别分析其与元素有效度的关系，分析结果见表4。

表4 不同成土母岩表层土壤中有效量与有效度

从上表可见：在碳酸盐岩系的灰岩和白云岩中，元素有效量普遍高于碎屑岩系的粘土岩和砂岩中有效量。N元素在灰岩中有效度最高，为8.40%，在粘土岩中有效度最低，为6.49%；P、Mo元素在粘土岩、砂岩中的有效度高于灰岩、白云岩中的有效度；K、B元素在灰岩、白云岩中的有效度高于粘土岩、砂岩中的有效度；Zn元素有效度在砂岩中最高，为2.23%，在白云岩中最低，为1.70%。

3.4 各土壤类型中元素有效量与有效

土壤是成土母质、地形地貌、气候、植被与时间等多种因素综合作用的产物，不同类型土壤有着其独得的理化性质、元素含量和元素分配特征，从而决定土壤元素有效量及有效度。(王雪梅等，2015)

根据贞丰县的土壤类型及其分布情况，将土壤元素有效度按红壤、黄壤、石灰土、水稻土4个主要类型进行分析，见表5。

从表5可以看出：N元素有效量在水稻土中最高，Zn元素有效量在黄壤中有效量最高，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黄壤中最高，在红壤中最低；P、Mo元素有效度在红壤中明显高于其余三种土壤类型。

4 有效量和有效度的影响因素分析

4.1 全量与有效量的关系

对于土壤中元素有效量来说，元素全量是影响有效量高低的一个因素，它作为有效量的补给或贮备，二者间具有一定的相关性。(陈凤珍等，1996)

将全量与有效量测试结果进行皮尔森相关分析，得到相关系数：N为0.667，P为0.283，K为0.185，B为0.274，Mo为0.811，Zn为0.349。从分析结果看出，元素全量和有效量之间存在明显的正相关关系，其中N、Mo元素全量与有效量呈显著正相关关系。

表5 不同土壤类型有效量与有效度

4.2 元素有效度与土壤理化环境的关系

土壤中有效量的含量除受全量的制约外，通常还与土壤酸碱度、有机质含量及阳离子交换量有很大关系(徐宏林等，2017)。在计算各元素的有效度之后，将有效度与上述参量进行相关分析，分析结果见表6。

4.2.1 土壤pH值对元素有效度的影响

将样品pH值与元素有效度关系制作散点图，见图1。

统计分析表明，K元素有效度与pH值存在正相关关系，相关系数0.198，随pH值增大，K元素有效度增大；N、Mo、Zn元素与pH存在负相关关系，相关系数分别为-0.304、-0.280、-0.169，其有效度随pH值的增大而减小；P、B元素有效度与pH值相关性弱。

4.2.2 土壤有机质对元素有效度的影响

将样品有机质含量与元素有效度制作散点图，见图2。

从图2可见：K、B元素有效度与有机质含量存在正相关关系，相关系数分别为0.368、0.235；Mo元素有效度与有机质含量存在负相关关系，相关系数为-0.378；N、P、Zn元素有效度与有机质相关性弱。

4.2.3 土壤阳离子交换量对元素有效度的影响

将样品阳离子交换量与元素有效度关系制作散点图，见图3。

统计分析表明：K、B元素有效度与阳离子交换量存在正相关关系，相关系数分别为0.252、0.328；P、Mo元素有效度与阳离子交换量有负相关关系，相关系数分别为-0.132，-0.214；N、Zn元素有效度与阳离子交换量相关性弱。

表6 各元素有效度与土壤理化参数相关系数

图1 pH值与元素有效度散点图

图2 有机质与有效度散点图

图3 阳离子交换量与元素有效度散点图

5 结论

(1)贞丰县耕地表层土壤N、Zn元素有效量等级主要为丰富-较丰富，分别占比67.85%、98.64%；K元素有效量主要等级为中等，占比51.66%；Mo元素有效量有33.29%为较缺乏和缺乏等级，P、B元素有效量主要为缺乏等级，分别占比75.05%、84.43%。

(2)土壤元素全量是其有效量的重要控制影响因素。各元素全量与有效度均呈正相关关系，其中N、Mo元素为显著正相关关系。

(3)土壤pH值、有机质含量、阳离子交换量对土壤有效量及有效度有重要影响。随pH值的增大，K元素有效度增加，而N、Mo、Zn有效度减小；随有机质含量增大，K、B元素有效度增大，Mo元素有效度减小；随阳离子交换量的增大，K、B元素有效度增大，P、Mo元素有效度减小。