东北地区大豆土壤微量元素含量比较分析及与动态产量的相关性研究

于海茹，孙 宇，张 莹，张立强，贺斌斌，王弼琨，朴仁哲，赵洪颜*

（1.延边特色产业发展中心，吉林 延吉 133000；2.延边大学 农学院，吉林 延吉 133000）

大豆作为我国重要粮食作物之一。随着人们对大豆需求量的不断升高，我国国内大豆生产已逐渐出现供不应求的现象。造成这种局面的根本原因是我国大豆种植面积减少和产量较低。研究表明合理的施肥是提高大豆产量的必要因素之一。在生产过程中，一线生产者更多的是关注大量元素肥料，较少关注于微量元素对产量的影响。前人的研究证实微量元素对大豆产量的构成有一定的影响[1]。王宏忠[2]的研究中相关分析结果显示，大豆产量与锌、锰、铁呈显著正相关关系。韩丽梅等[3]研究表明钼含量的亏缺会间接影响大豆产量。潘亚清[4]的文章中指出微量元素锰、锌、铜对大豆产量有促进效果，而促进效果最好的是钼元素。段素梅[5]通过研究得出结论，施钼肥量越大，大豆产量越高。因此需要明确大豆土壤中微量元素与产量之间的相关性。

本研究通过东北地区齐齐哈尔、沈阳、敦化、通化、白城五个地区的土壤样品，分析了15种微量元素的含量变化及差异，通过文献法比较五个地区历年大豆产量趋势，探索了微量元素与产量的相关性，为东北地区科学种植大豆及大豆高产提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试材料

五个不同地区大豆土壤样品。

1.1.2 取样地点

黑龙江省齐齐哈尔市（123°57'12"E，47°20'53"N）、辽宁省沈阳市（123°25'44"E，47°47'48"N）、吉林省延边州敦化市（128°21'33"E，43°26'24"N）、吉林省通化市（125°45'33"E，41°40'45"N）、吉林省白城市（122°50'43"E，45°37'46"N）。

1.2 试验方法

1.2.1 取样方法

多点取样法。

1.2.2 样品处理

新鲜土壤样本，置阴凉处经自然风干，除去其中的动植物残体，砂粒及其他杂质。按四分法，筛选供试样品。粉碎样品，75目筛分，用于测定指标测定。

1.3 测定方法

采用混合酸（HNO3-H2O2）消解土壤样品，建立电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定土壤样品中15种微量元素含量的方法。

1.4 数据处理方法

软件Microsoft Office Excel 2016用于产量的预测、数据的整理、计算及绘图制表，软件IBM SPSS Statistics 23用于数据的处理、分析以及制表。

2 结果与分析

2.1 不同地区大豆土壤微量元素的含量及变化

不同地区大豆土壤微量元素含量的平均值见表1。不同地区Fe元素的含量均有显著差异，说明Fe元素受不同地区的影响较大。只有沈阳地区大豆土壤中检测出了Mo元素，其含量为0.293 mg/kg，其他四个地区未检测出。不同地区Sb元素的含量不存在显著性差异，即不同地区的Sb元素含量差异不大。参考全国土壤微量元素背景值[6]，本研究测定的15种微量元素含量均未超出元素背景最大值。五个不同地区大部分微量元素含量均值由高到低排列为：沈阳、敦化、齐齐哈尔、通化、白城。

2.2 微量元素与产量相关性分析

2.2.1 15种微量元素与产量相关性分析

通过SPSS23.0软件对15种微量元素和通过文献查阅法对五个地区近10年的产量进行皮尔逊相关性分析，结果见表 2。产量与 Ni、Cu、Zn、As呈较强的显著正相关，与Cd呈较强的显著负相关关系，与Sb、V呈负相关、其他元素呈正相关，但不显著。15种微量元素与大豆产量相关程度从大到小为 As、Zn、Cu、Cd、Ni。由于产量为预测数值，故产量的置信区间与微量元素的相关性也作为参考。在产量（下限）与微量元素相关性分析中，产量（下限）与Co呈较强的显著正相关，与Fe元素呈较强的极显著正相关关系。产量和产量（上限）与Sb、V元素都呈较弱的负相关关系，但不显著。三组产量数据与Cd元素均呈较强的显著负相关关系。

表2 微量元素与产量的相关性分析

2.2.2 8种微量元素的相关性分析

在15种微量元素中，选择与产量具有显著相关性的7种微量元素以及大豆必需的Mo元素进行皮尔逊相关分析，结果见表3。Fe与Ni、Cu呈较强的正相关。Co与Zn、As呈较强的正相关，与Ni、Cu呈较强的极显著正相关，与Cd呈较强的极显著负相关。Ni与Cu、Zn、As呈较强的极显著正相关，与Cd呈较强的极显著负相关。Zn与As呈较强的极显著正相关，与Cd呈较强的极显著负相关。As与Cd呈较强的极显著负相关。由此表可知，Mo元素与其他7种元素没有显著相关关系。

表3 8种微量元素的相关性分析

3 讨论与结论

本试验中五个地区中只有沈阳地区检测出Mo元素，其余四个地区中均未检测出Mo元素。已有研究表明，大豆产量会随着钼肥用量的增加而增加[7]。说明Mo对大豆产量有一定影响。因此除沈阳地区外，其他四个地区应适当补充大豆土壤中的Mo元素。这与田艳芬[8]的研究中针对吉林省五个大豆种植区建议施用Mo肥的结果相呼应。

综合不同地区15种微量元素的含量及显著性比较分析表明，通化和白城的大豆土壤中大部分微量元素含量差异较小。不同地区15种微量元素的含量有不同显著差异，五个地区的Fe元素含量均有显著性差异，说明大豆土壤中Fe元素受地区的影响较大。造成不同地区土壤微量元素含量差异的原因可能受土壤属性 （如母质、母岩、土壤矿物和地形）或人为因素（如种植制度、耕作栽培措施等） 等方面的因素影响[9]。Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As元素含量与产量都呈较强的显著正相关，产量（下限）与Fe元素含量呈较强的极显著正相关。已有研究表明[10]，Fe是提高大豆产量的重要元素。综上所述，说明大部分微量元素有利于增加大豆产量。