乌兰察布市耕地土壤中氮磷钾元素含量分析

朱国华 刘芳

摘要 为进一步了解乌兰察布市耕地土壤中全氮、有效磷和速效钾含量，分析了乌兰察布市10个旗（县、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效钾含量。结果发现各旗（县、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效钾含量存在较大差异。其中，卓资县耕地土壤平均全氮含量最高，为1.45 g/kg。察右中旗耕地土壤平均有效磷含量最高，为25.6 mg/kg。化德县耕地土壤平均速效钾含量最高，为242 mg/kg。通过研究乌兰察布市各旗（县、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效钾含量，为改善和提高全市耕地土壤质量提供重要数据支撑。

关键词 全氮;有效磷;速效钾;含量

Abstract In order to further understand the content of total nitrogen， available phosphorus and quick-acting potassium in the cultivated soil of Wulanchabu， the content of total nitrogen， available phosphorus and quick-acting potassium in the cultivated land of 10 counties in Wulanchabu was analyzed.The study found that the conents of total nitrogen， available phosphorus， and quick-acting potassium in cultivated soil of different banners （counties，cities）were significantly different.Among them， the average total nitrogen content of cultivated soil in Zhuozi County was the highest， with a content of 1.45 g/kg. The average available phosphorus content in the cultivated soil of Chayouzhong Banner was the highest， at 25.6 mg/kg. The average quick-acting potassium content of cultivated soil in Huade County was the highest， with a content of 242 mg/kg. By analyzing the total nitrogen， available phosphorus and available potassium content of the cultivated land in the counties of Wulanchabu， it provided important data support for improving the quality of cultivated land in the city.

Key words Total nitrogen;Available phosphorus;Quick-acting potassium;Content

土壤是地球生態系统（大气、水、土壤）重要组成之一，对维系生态平衡、生物生存和发展具有重要作用。土壤中通常含有几十种至一百多种元素，其中氮磷钾是促进植物发育和生长最重要的元素之一。植物吸收的氮主要是无机态氮，即铵态氮和硝态氮，一部分有机态氮，如尿素中氮也可被吸收。当土壤中氮元素含量丰富时，植物根系可充分吸收，植物生长枝叶繁茂，果实中蛋白质含量高。当土壤中氮元素含量较低或极低时，植物不能顺利合成蛋白质、核酸及磷脂，植物生长矮小，分枝较少，叶片小、黄，易早衰，花果易脱落，导致产量降低[1-2]。磷元素是合成糖、蛋白质和脂肪不可或缺的元素，在植物中参与几乎所有主要代谢过程，包括光合作用、能量传递、信号转导、大分子生物合成与呼吸和豆科植物的固氮作用，也是合成叶绿素重要的元素[3]，土壤中缺少磷元素会导致植物生长缓慢，植株矮小，生长初期叶片常呈暗绿色，光合作用利用率低，花芽出生速率低，开放和发育慢而弱，果实质量差[4]。钾元素在碳水化合物代谢、呼吸作用及蛋白质代谢中起重要作用;钾能促进蛋白质的合成，与糖类的合成也有关;钾离子是构成细胞渗透势的重要成分，对气孔开放有直接作用[5-6]。缺钾症状最初是老叶叶尖及叶缘发黄，以后黄化部位逐渐向内伸展，同时变褐、焦枯，呈“灼烧”状，叶片出现褐斑[7-8]。

乌兰察布市土地总面积54 492 km2，其中，耕地面积60万hm2，占土地总面积的11%[9]。主要种植马铃薯、杂粮杂豆、玉米、甜菜、向日葵等。其中马铃薯总播种面积约23.47万hm2，全市所有旗县都有种植。杂粮杂豆播种面积约1327万hm2，其中燕麦播种面积超过7.34万hm2。大豆播种面积约3.13万hm2，高粱约0.67万hm2，玉米播种面积8万hm2，甜菜播种面积2.4万hm2。全市耕地面积多，耕作作物多样，目前对全市各旗（县、市）土壤中氮磷钾元素含量的研究较少。笔者通过分析耕地土壤中氮磷钾元素含量，对全市耕地土壤中氮磷钾元素有系统了解，指导相关部门对缺少氮磷钾元素土壤进行调节，为全市耕地土壤质量提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

样品：耕地土壤去除根茎叶，风干研磨后分别过1和2 mm孔径尼龙筛，得到待测样品。

主要试剂：浓硫酸（分析纯），浓盐酸（分析纯），硝酸（分析纯），高氯酸（优级纯），氢氧化钠（分析纯），硼酸（优级纯），硫酸钾（分析纯），五水合硫酸铜（分析纯），二氧化钛（优级纯），五水合硫代硫酸钠（分析纯），无水碳酸钠（基准试剂），甲基橙（分析纯），碳酸氢钠（分析纯），酒石酸锑钾（分析纯），钼酸铵（分析纯），抗坏血酸（分析纯，）乙酸铵（分析纯）。

标准品：磷标准溶液（100 mg/L），钾标准溶液（100 mg/L），标准质控土壤：HTSB-5。

1.2 仪器

凯氏定氮仪（KDY-9820 北京通润源机电技术），紫外可见分光光度计（UV-1780 岛津仪器），火焰光度计（FP6400 上海莱帕德仪器），分析天平（ EX125DZH 奥豪斯仪器）。

1.3 试验方法

1.3.1 采样。

分别对全市10个旗（县、市）耕地土壤进行采集，采集范围覆盖全市所有耕地土壤，每个旗（县、市）采集30个样品，共300批次样品。

1.3.2 测定。

依据文献[10]进行土壤中全氮检测;依据文献[11]进行土壤中有效磷检测;依据文献[12]进行土壤中速效钾检测。

全氮：称取过2 mm筛后的土壤样品0.200 0～1000 0 g（含氮约1 mg），精确到0.1 mg。

有效磷：过2 mm孔径尼龙筛样品2.50 g于200 mL塑料瓶中，加入50.00 mL碳酸氢钠浸提剂（pH 85），盖紧瓶塞，室温（20～25 ℃）（180±20）r/min振荡30 min。立即用无磷滤纸过滤，得待测液。吸取10.00 mL待测液于50 mL容量瓶中，缓慢加入钼锑抗显色剂5.00 mL，振荡去除CO2，再加入10.00 mL 水，充分排除CO2，室温下静置30 min，在880 nm下用紫外可见分光光度仪测定。

速效钾：过1 mm孔径尼龙筛样品5.00 g，加入50.0 mL乙酸铵（pH 7.0），室温（20～25 ℃）150～180 r/min振荡30 min。立即过滤，直接用火焰光度计测定。

采用双平行标准土壤作质控样，结果均符合引用标准要求。

1.3.3 分析方法。

采用不同地区对比法和平均值法对全市耕地土壤中全氮、有效磷和速效钾含量进行分析。

2 结果与分析

2.1 全市耕地土壤中全氮、有效磷和速效钾含量

全市10个旗（县、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效钾含量见表1～3。由表1～3可知，土壤全氮含量最高的是察右中旗1号土壤样品，含量为3.44 g/kg，最低的是察右后旗13号土壤样品，含量为0.30 g/kg，平均含量最高的是卓资县，含量为1.45 g/kg，最低的是察右后旗，含量为0.66 g/kg，全市土壤全氮平均含量为1.14 g/kg。土壤有效磷含量最高的是化德县11号样品，含量为109.5 mg/kg，最低的是卓资县4号样品，含量为0.7 mg/kg，平均含量最高的是察右中旗，含量为25.6 mg/kg，最低的是凉城县，为7.2 mg/kg，全市土壤有效磷平均含量为14.3 mg/kg。土壤速效钾含量最高的是卓资县20号土壤样品，含量为630 mg/kg，最低的是卓资县14号样品，含量为63 mg/kg，平均含量最高的是化德县，含量为242 mg/kg，最低的是凉城县，含量为118 mg/kg，全市土壤速效钾平均含量为178 mg/kg。

2.2 全市土壤养分含量分级

依据全国土壤养分含量分级[13]，得到土壤中全氮、有效磷和速效钾分级标准（表4）。由表4可得各旗（县、市）全氮、有效磷和速效钾土壤养分分级，结果见表5。丰镇市耕地土壤全氮为中，有效磷为中，速效钾为中上;察右前旗耕地土壤全氮为中上，有效磷为中上，速效钾为高;察右中旗耕地土壤全氮为中，有效磷为高，速效钾为极高;察右后旗耕地土壤全氮为低，有效磷为中上，速效钾为中上;商都县耕地土壤全氮为中，有效磷为中，速效钾为高;化德县耕地土壤全氮为中，有效磷为高，速效钾为极高;四子王旗耕地土壤全氮为高，有效磷为中，速效钾为高;凉城县耕地土壤全氮为中，有效磷为中，速效钾为中上;卓资县耕地土壤全氮为中上，有效磷为中上，速效钾为极高;兴和县耕地土壤全氮为中上，有效磷为中上，速效钾为高。乌兰察布市耕地土壤全氮含量为1.14 g/kg（中上），有效磷含量为16.7 mg/kg（中上），速效钾含量为178 mg/kg（高）。

全市耕地土壤全氮含量最高的是四子王旗，极高、高、中上的级别分别占16.7%、63.3%、20.0%，3种级别共占总量的100%。最低的是察右后旗，极高、高、中上的级别共占总量的6.7%。全市耕地土壤有效磷含量最高的是察右中旗，极高、高、中上的级别分别占26.7%、13.3%、16.7%，3种级别共占总量的56.7%。最低的是凉城县，极高、高、中上的级别共占总量的6.7%。全市耕地土壤速效钾含量最高的是化德县，极高、高、中上的级别分别占50.0%、26.7%、20.0%，3种级别共占总量的96.7%。最低的是凉城县，耕地土壤速效钾含量极好、好、中上的3种级别共占总量的 60%。

2.3 各旗（县、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效钾含量与全市平均值比较

2.3.1 全氮。

全氮与全市平均值比较见图1。由图1可知，化德县全氮含量与平均值偏离最小，四子王旗与平均值偏离较大，且大部分结果高于平均值。其他旗（县、市）在平均值上下波动。

2.3.2 有效磷。

各旗（縣、市）耕地土壤有效磷与全市平均值比较见图2。由图2可知，卓资县耕地土壤有效磷与全市平均值偏离最小，察右中旗耕地土壤有效磷与全市平均值偏离最大。其他旗（县、市）耕地土壤有效磷与全市平均值相比都有不同程度的偏离，其中化德县10～15号土壤样品，察右中旗1、3、24、28、30号土壤样品，察右后旗4号土壤样品，兴和县17号土壤样品，卓资县23号土壤样品与全市平均值偏离较大。

2.3.3 速效钾。

各旗（县、市）耕地土壤速效钾与全市平均值比较见图3。由图3可知，四子王旗耕地土壤速效钾与全市平均值偏离最小，卓资县和化德县耕地土壤速效钾与全市平均值偏离较大。其中化德县8、9、11、12、15、23、26、28号土壤样品与全市平均值偏离较大;卓资县15、20～24号土壤样品与平均值偏离较大。各旗（县、市）有个别土壤样品全氮、有效磷、速效钾含量较大，可能是该土壤中化肥，尤其是氮磷钾肥料过度使用，造成土壤样品中氮磷钾含量偏高。

3 结论

该研究对全市10个旗（县、市）耕地土壤中全氮、有效磷和速效钾含量进行了测定，统计了各旗（县、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效钾含量，其中全氮含量最高的是卓资县，为1.45 g/kg，有效磷含量最高的是察右中旗，为25.6 g/kg，速效钾含量最高的是化德县，为242 mg/kg，全市耕地土壤全氮、有效磷和速效钾平均含量分别为1.14 g/kg、14.3 mg/kg、178 mg/kg。研究了各个旗（县、市）耕地土壤养分含量分级，耕地土壤最好的是察右中旗，土壤中全氮、有效磷和速效钾养分含量级别分别为中上、高、极高。较低的是丰镇市，土壤中全氮、有效磷和速效钾养分含量级别分别为中、中、中上;察右后旗，土壤中全氮、有效磷和速效钾养分含量级别分别为低、中上、中上。针对土壤中氮磷钾含量的高低，科学使用肥料（化肥或有机肥）进行土壤改良，在保证植物高效生长、作物产量有保障的同时，维持土壤生态平衡，使土壤持之以恒发挥作用。

参考文献

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