江西鄱阳湖平原区农田土壤微量元素空间分异特征及其影响因素

【目的】开展土壤微量元素空间分异及其影响因素的分析,能更客观地阐明土壤微量元素变化的内在机理,对田间土壤肥力的有效管控和保障人类健康、保护土壤生态环境具有重要意义。【方法】在江西省丰城市鄱阳湖平原农田区,采用网格布点法布设283个采样点,每个采样点取0-20 cm表层土壤,对样点数据用三倍标准差法剔除异常值20个,实际利用样点数为263个,分析了土壤样品pH、质地、氮、磷、钾和硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo)、硒(Se)、碘(I)、氟(F) 6种微量元素的含量。采用地统计学理论、方差分析、相关分析以及回归分析方法,对鄱阳湖平原区农田土壤6种微量元素的含量、空间分布特征及其影响因素进行分析。【结果】B、Mo含量均值处于丰富与上限值之间;Mn含量均值为330.24 mg/kg,处于缺乏水平;Se、I含量均值处于适量水平;F含量均值为474.59 mg/kg,处于边缘水平;6种微量元素含量均为中等程度变异,但各元素含量变异程度有所差异。B、Mn、Mo元素的最优插值模型为指数模型,Se、I、F均为球状模型。I元素的块金效应<25%,其他5种微量元素处于27.09%~41.77%。6种微量元素含量的空间分布格局差异较为明显,除Se元素不缺乏外,其余5种微量元素均处在缺乏水平。B、Mn、F含量均受到土壤类型、耕层质地的显著影响,Mn、Mo含量与坡度、pH间均达到极显著相关水平,Mn、Se、I含量与全磷含量显著相关,坡向与到河流的距离与6种微量元素含量未达到显著相关关系,其他影响因素仅对某些种元素表现出显著或极显著相关关系。在B、I含量的主要影响因素中,以耕层质地的影响最大;在Mn、Mo元素含量的主要影响因素中,以pH的贡献率最高;Se元素含量与土壤类型、全磷、坡度、高程之间达到显著或极显著相关水平,以全磷的影响程度最高;F元素含量与土壤类型、耕层质地、全氮含量相关显著,且全氮为主要影响因素。【结论】1)研究区域土壤B、Mo的含量总体较高,I、Se含量适量偏上,Mn总体上较为缺乏,F处于边缘水平;6种元素含量均为中等程度变异。2)土壤微量元素B、Mn、Mo的最优插值模型为指数模型,Se、I、F则为球状模型;除I具有强烈的空间自相关外,其余5种元素表现为中等程度的空间自相关。3)微量元素含量影响因素中,坡向、到河流的距离与各元素含量间未达到显著相关关系;B、I含量均受耕层质地的影响最大,Mn、Mo含量主要受pH的影响,Se含量主要受全磷的影响,F元素含量则主要受全氮的影响。     

山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律

山东省是中国蔬菜的主要产区,常年蔬菜种植面积占全国的10%以上,设施蔬菜的面积占全国的近50%。1994~1997年山东设施蔬菜年平均施肥量达到N1351kghm-2、P2O51701kghm-2和K2O539.6kghm-2,在这段时间内施肥量逐年增加,2004年的施肥量与1997年相比氮肥和磷肥的用量有所减少,钾肥的用量有所增加,有机养分占总养分的比例明显增加。设施蔬菜土壤养分表观平衡为氮磷钾均盈余,且盈余量较大。设施蔬菜在大量施肥的情况下,肥料的利用率较低,1997年寿光设施蔬菜氮肥的表观利用率为21.33%,磷肥的表观利用率只有2.82%,钾肥的利用率较高达到61.34%。大棚蔬菜土壤pH值与露地相比有降低的趋势,土壤有机质含量高于露地土壤。山东省不同地区大棚土壤中碱解氮含量差异较大,以地处鲁西的德州最低,寿光的最高,平均达到205.4mgkg-1。不同地区大棚土壤中有效磷含量差异很大,寿光设施蔬菜土壤中有效磷含量最高,平均为225.2mgkg-1,土壤有效磷具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤有效磷含量之间存在极显著的正相关性(r=0.550**,n=35)。土壤母质类型对土壤速效钾具有一定的影响,寿光设施蔬菜土壤中速效钾含量最高,平均为369.7mgkg-1。土壤速效钾也具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤速效钾含量之间具有极显著的正相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为337.9mgkg-1,土壤水溶性镁的含量平均为67.8mgkg-1,明显高于露地土壤。设施蔬菜土壤中微量元素含量均高于露地土壤。     

湖北省黄棕壤若干微量元素环境地球化学特征

在湖北省黄棕壤上采集32个土样，研究了微量元素B、Mn、Fe、Cu、Zn和Mo的总含量、有效态含量、它们在土壤剖面中的迁移分布等环境地球化学特征及其影响因素。所得结果如下：（1）湖北黄棕壤B、Mn、Fe、Cu的总含量较丰富，Zn的总含量中等，Mo的总含量缺乏；B、Cu、Zn、Mo的有效态含量较缺乏；（2）各微量元素总含量在黄棕壤剖面中的分布均以心土层中最高，而有效态含量均以表土层中最高；（3） Zn、Mo的有效态含量与总含量呈显著或极显著正相关；B、Mo的有效态含量与黄棕壤pH值呈极显著正相关，Fe、Zn有效态含量则与pH值呈显著负相关；除Fe外其他微量元素的有效态含量均与土壤有机质含量呈显著或极显著正相关。     

吉林省黑土某些微量元素环境地球化学特征

根据吉林省第二次土壤普查资料 ,对黑土中微量元素B、Cu、Fe、Mn、Mo和Zn的全量、有效态含量、它们在土壤剖面中的迁移分布等环境地球化学特征及其影响因素进行了研究 ,得出如下结论 :①吉林省黑土B、Mn、Mo、Zn的全量缺乏 ,Cu、Fe的全量略低 ;②黑土B、Cu、Zn的有效态含量缺乏 ,其中Zn严重缺乏 ;③黑土剖面中 ,B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn等微量元素全量与有效态含量分布相似 ,均以淋溶层最低 ,表层和淀积层较高 (Mo的全量除外 )。微量元素有效态含量剖面分布中淀积层层次较深 ,表层富集程度稍强 ;④黑土中B、Fe、Mn、Mo、Zn的有效态含量与土壤有机质含量呈显著的正相关 ;B、Mo的有效态含量与 pH值呈显著正相关 ,而Cu、Fe、Mn、Zn的有效态含量则与pH值呈负相关 ;黑土B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn有效态含量与其全量均达到显著相关水平。根据吉林省黑土中微量元素全量和有效态含量分布的特点 ,需施用微量元素肥料 ,增加黑土中微量元素的含量 ,促进该地区农业的可持续发展     

保护地菜田与稻麦轮作田土壤微生物学特征的比较

比较分析了位于长江三角洲嘉兴市的三类主要水稻土(漏水型水稻土、爽水型水稻土和囊水型水稻土)由稻麦(或油菜)轮作改为多年连作露地蔬菜和大棚蔬菜后一些土壤微生物学特征的变化,以衡量土壤质量演变的趋势。结果表明,与稻麦(油)轮作土壤相比,蔬菜地土壤微生物区系发生了极大的变化,细菌数量显著减少,真菌和放线菌数量却显著增加;硝化细菌和反硝化细菌数量随土壤类型不同呈不同的变化。多年连作露地蔬菜和蔬菜大棚保护地土壤中微生物生物量碳和总磷脂(TPL)含量显著低于稻麦轮作土壤,土壤中脱氢酶活性也显著低于稻麦轮作土壤。Biolog分析表明,蔬菜大棚保护地土壤中微生物能利用的碳源显著少于露地蔬菜和稻麦轮作土壤,而后两者间无显著差异。说明由稻麦(油)轮作改为多年连作大棚蔬菜后土壤微生物群落结构、功能的多样性明显下降,土壤质量的稳定性和可持续利用性土壤的长期生产力也将大大降低。土壤微生物数量、活性及群落结构和功能多样性的下降主要与蔬菜栽培特别是大棚蔬菜栽培的旱作与稻麦水旱轮作的生态环境条件的变化和前者的过量施用精有机肥和高效NPK复合肥导致的土壤氮、磷富集、有机质下降、次生盐渍化和酸化有关。     

杨凌地区大棚土壤硝态氮累积效应研究

通过调查不同棚龄大棚土壤硝态氮含量的变化,研究了杨凌大棚蔬菜生产中的土壤硝态氮累积特性,结果显示:大棚蔬菜土壤硝态氮含量显著高于露天菜地和拱棚土壤,反映出过高的氮肥投入,各棚龄土壤均表现出明显的硝态氮表土累积。随着棚龄的增加土壤硝态氮及总盐含量呈增加趋势,土壤pH值则表现为逐渐下降,不合理的施肥将导致短龄大棚土壤硝态氮及总盐含量急剧上升而超过长龄大棚土壤;在番茄生长周期内随生育期延长硝态氮在土壤中累积量逐渐增大,但总盐含量变化并不明显。硝态氮在土壤中的迁移,导致土壤底层硝态氮也大量累积。     

不同使用年限蔬菜大棚土壤溶质含量变化的试验研究

在石灰性褐土上分别选取种植1、3、6、9年蔬菜的大棚土壤，旨在研究不同种植年限对土壤养分、盐分、微量元素及重金属的影响。结果表明，随着种植年限的增加，大棚土壤的养分、盐分等均显著高于对照，其年度增长率表现为有机质＜氨态氮＜全盐量＜速效钾＜硝态氮＜速效磷，其中速效磷、硝态氮、全盐量依次较对照提高21.8倍、15.9倍、2.3倍。微量元素的年度增长幅度表现为Mn＜Zn＜Cu＜Fe，其中有效态Cu、Zn、Fe含量均高于临界值。重金属年度的增长幅度表现为Pb＜Cr＜Cd，虽然Cr、Cd、Pb均未超标，但大棚土壤养分、盐分、微量元素与重金属含量均随大棚利用年限的增加呈递增趋势，须引起人们的关注。     

宜宾地区土壤有效态微量元素空间变异特征及影响因素

为揭示宜宾地区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等方法,结合GIS技术对研究区6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明:研究区土壤有效态Fe、Mn、Cu和Zn含量达丰富及以上水平,有效Mo含量适中,而有效B含量则处于缺乏水平,均值为0.24 mg kg~(-1)。半方差结果表明,6种指标均具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效Mo呈现出由西北逐渐向东南递增,有效B则呈现出大块面状缺乏,而其他4种元素总体表现为西南-东北沿线上含量相对较低,沿线两侧含量丰富的分布格局。影响因素分析表明,6种元素与pH总体呈极显著负相关,与有机质和氮素呈现极显著正相关;不同土壤类型对有效态微量元素含量具有一定的显著影响;海拔和坡度与有效态微量元素之间存在显著关系;而6种土壤有效态微量元素均在一熟和三熟制中平均含量相对较高。总体来看,土壤化学性状对土壤微量元素的空间变异作用强于土壤类型、地形因子和熟制。     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响研究

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Mo外,均呈贫化趋势且达显著水平;Cu、Fe、Mn和Mo的有效性明显提高,Zn的有效性降低,严重缺Zn可能限制作物产量提高;残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮作时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似,呈两极分化,Cu和Ni增加,而Zn和Mn降低.     

淮南大通矿区复垦土壤微生物量碳氮的分布特征

通过野外调查和室内分析,研究了淮南大通煤矿复垦区表层(0—10cm)土壤理化性质及微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)的分布特征。结果表明,耕地(油菜地、小麦地、蔬菜大棚)土壤有机碳、氮、磷等含量均高于林地,而土壤pH值则相反。土壤SMBC含量依次为:蔬菜大棚油菜地小麦地林地对照样,蔬菜大棚显著高于其他农业用地方式。土壤SMBN则为:蔬菜大棚小麦地油菜地林地,林地土壤微生物量氮显著低于其他农业用地方式。林地土壤微生物商最高,表明在有机质积累的同时林地更有利于土壤微生物活动。土壤微生物量碳氮之间显著相关,进一步证实土壤微生物量碳、氮可以作为表征土壤肥力的敏感因子。     

Influence of graded EDTA applications on mobilization and translocation of trace elements—a soil column experiment

Increasing concerns about potential environmental effects of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) accumulation in soils require better understanding of its behavior and its effect on trace element mobilization. In this study we investigated the effect of EDTA on soil trace element mobilization in undisturbed soil columns taken from a heavy metal contaminated field. The columns were leached by EDTA solutions of different concentrations under unsaturated, steady‐state conditions. The transport of trace elements (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sn, Zn) and EDTA was monitored by regularly collecting the leachates. After the termination of the leaching experiment the soil columns were divided into 5 layers to determine trace elements and EDTA concentrations in the soil. The results revealed that the soil analysis alone was not suitable to infer mobilization or immobilization patterns in relation to the EDTA concentration, as the mobilized fraction was too small in relation to the total trace metal concentrations in the soil. Analysis of the leachates displayed that after 2–4 pore volumes the EDTA output concentration reached about 80% of the input concentration. The trace element concentrations in the leachates showed that some elements were mobilized by EDTA (Cd, Cu, Fe, Pb, Co, Ni, Zn) while others were immobilized (Mn, Cr, Mo, Sn) in the soil columns after EDTA application.     

农牧交错带草地开垦对土壤有效态微量元素的影响及评价

为明确草地利用方式转变对土壤微量元素的影响,以华北农牧交错带2种类型草地及其相应开垦的农田为对象,采用成对设计的方法研究了开垦对草地土壤表层(0～20cm)有效态微量元素(铜、铁、锰、锌、硼、钼)的影响并对其进行了评价,以期为农牧交错带的科学管理提供参考。结果表明:典型草地开垦导致土壤有效态铜、锌含量分别上升8.8%和16.4%,其他4种微量元素含量下降16.4%～28.1%。根据土壤有效态微量元素评价标准,典型草地区域有效态硼、钼含量处于高水平,有效态铜处于中等水平,有效态锌处于极低水平;有效态铁、锰在典型草地为高水平和中等水平,开垦为农田后分别降到中等水平和低水平。低湿草甸开垦导致微量元素含量下降10.6%～77.7%,其中有效态铁、硼、钼处于极高水平,有效态锰处于中等水平,有效态锌处于极低水平;有效态铜由低湿草甸的高水平降到农田的中等水平。整个研究区土壤有效锌含量限制草地植被和农作物生长发育,由典型草地开垦的农田其土壤有效锰含量不能够满足作物的需求。建议研究区禁止开垦草地并对已开垦的草地实行退耕还草,同时建议建立基于土壤微量元素密度的评价体系。     

东北及内蒙古东部的土壤微量元素

土壤中的微量元素在动植物生活中所起的重要作用日益被人们所重视.了解土壤中的这一部分资源对指导微量元素肥料的施用,从而达到农业增产以及对消除由土壤微量元素缺乏或过剩引起的某些动植物病害均具有重要的意义.探讨土壤微量元素在土壤剖面中的累积和迁移及其地理分布规律,则可进一步阐明土壤发生过程与生物地球化学特性的关系.     

Trace elements in Bangladesh paddy soils

Abstract

A study was carried out to investigate the status of four micronutrients, iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), and zinc (Zn), and five other trace elements, cobalt (Co), chromium (Cr), nickel (Ni), lead (Pb), and strontium (Sr), in paddy soils of Bangladesh. Soil samples were digested by hydrofluoric acid (HF)‐nitric acid (HNO₃)‐perchloric acid (HClO₄) for determination of total contents of the nine elements, while DTPA, ASI and 0.1 Mhydrochloric acid (HC1) methods were used for determination of available Fe, Cu, Mn, and Zn. Total trace element contents were found to vary with physiography on which soils are distributed. In general, Ganges Tidal Floodplain soils had the highest content, whereas terrace soils had the lower content. Among the soil properties examined, clay content had a good relation with total trace element contents in the topsoil, except for Sr. Based on the variation with physiography or clay content, the nine trace elements could be grouped into six groups: Cu, Fe and Zn, Pb, Co and Cr and Ni, Mn, Sr. According to the extractable levels of four micronutrients, Bangladesh paddy soils had the medium to optimum amounts of Fe and Cu, but were deficient sporadically in Mn and extensively in Zn. It was indicated that paddy soils of Bangladesh are yet to be polluted with heavy metals.     

温室蔬菜栽培对土壤DTPA浸提态铁锰铜锌含量的影响

对沈阳市大民屯镇蔬菜生产基地温室番茄栽培条件下0~30 cm土层土壤DTPA浸提态微量元素含量的调查表明,温室土壤DTPA浸提态Mn、Cu、Zn含量高于相邻的露地菜田,0~20 cm土层DTPA-Fe含量低于露地土壤。与露地菜田相比,高量施肥条件下温室土壤DTPA-Zn富集是微量元素变化的一个主要特征,11年和5年温室土壤0~20 cm土层DTPA-Zn平均含量分别是露地菜田的4.0和4.8倍。温室栽培条件下高量施用有机肥、土壤pH降低及土壤Eh变化是引起土壤DTPA浸提态微量元素变化的主要因素。     

Monthly variation of forage and soil minerals in central Florida II. trace minerals

Abstract

A two‐year study was conducted to determine the trace mineral status of cattle grazing forages (bahiagrass) and soils on a ranch in central Florida. Forage and soil samples were collected every month for two years. Month effect (P < 0.05) on soil trace mineral concentrations were observed in manganese (Mn) and zinc (Zn) in years 1 and 2, and in copper (Cu) and iron (Fe) only in year 2. All soil trace minerals studied showed higher (P < 0.05) concentrations in year 2. Month differences (P < 0.05) in forage trace mineral concentrations were found in cobalt (Co), Cu, Fe, Mn, molybdenum (Mo), selenium (Se), and Zn. The majority of forage trace minerals were higher in spring‐summer months. Year means were similar (P > 0.05) in forage trace mineral concentrations. Few and low correlation coefficients were observed between and within soil and forage trace minerals concentrations. Percentages of total forage collected with trace minerals below critical values (in parentheses) and suggestive of deficiency were as follows: in forage, Co (0.1 ppm), 93%; Cu (8 ppm), 98%; Fe (50 ppm), 75%; Mn (40 ppm), 41%; Mo (> 6 ppm), 0%; Se (0.2 ppm), 98%; and Zn (25 ppm), 84%; in soil, Cu (0.3 ppm), 77%; Fe (2.5 ppm), 7%; Mn (5 ppm), 91%; and Zn (1.5 ppm), 53%.     

贵州喀斯特地区草地开垦对土壤微量元素的影响与评价

为探明生态脆弱区土地利用方式转换对土壤有效态微量元素的影响,以贵州喀斯特地区草地及其相应开垦的农田为对象,采用成对设计的方法研究了草地开垦对土壤微量元素（铜、锰、铁、钼、硼、锌）的影响,并探索基于土壤微量元素密度的区域土壤微量元素丰缺评价指标。结果表明：研究区土壤有效态微量元素在土壤剖面上呈表面富集现象,其含量随土层深度的增加而降低;草地开垦导致土壤有效态铜、铁、硼和钼的含量出现不同程度的降低,降幅为4.97%～79.17%,而土壤有效锌含量则增加,增幅为11.76%～46.06%;开垦导致土壤有效锰含量在剖面上的下降速率加快。建立了研究区6种有效微量元素的丰缺评价指标,该指标以土壤微量元素密度为参数,以参数值的不同范围界定微量元素的丰缺程度,消除了微量元素空间异质性对判定结果的影响。根据该评价指标,研究区土壤有效铁、锰处于极高水平,草地开垦导致土壤有效铜、钼、硼的丰度下降,而有效锌的丰度上升;结合微量元素有效性评价指数,整个研究区土壤有效硼处于低水平,不能够满足植物正常生长发育的需要。该研究结果可为生态脆弱区土地的科学管理和土壤微量元素科学评价体系的建立提供参考。     

青岛崂山茶园土壤微量元素有效量及其影响因素研究

青岛市崂山茶种植区土壤调查研究表明,茶园土壤中6种主要微量元素(Zn、Cu、B、Mn、Fe、Mo)的有效量多大于其缺素临界值,有效态铜、锌、锰含量均处于高水平,钼中等,硼较低。统计分析表明,土壤中Zn、B、Mn等元素全量与有效量间具显著正相关性,Fe呈显著负相关性,说明全量并不是有效量的完全控制因素;pH值与有效态Zn、Cu、B、Fe和Mo均有一定的负相关关系,表明土壤酸性增强(酸化)会增加这类元素的生物有效性;有机质含量与有效态Zn、Cu、B、Fe和Mo呈正相关性,说明有机质较高有利于土壤元素活化。     

黄壤中微量元素的含量和分布

黄壤是我国南方山区主要土壤类型之一,分布于亚热带和热带山地上,以四川、贵州两省为主,云南、广西、广东、福建、湖南、湖北、江西、浙江、安徽和台湾诸省(区)均有相当面积的分布.母质以花岗岩、砂岩为主,还有页岩、第四纪红色粘土、石灰岩和片岩等.黄壤的自然植被为常绿林和落叶林,目前大部份地区的森林植被已被破坏,为草本植被和农作物所代替.     

山东海阳地区番茄大棚土壤重金属元素分布特征

对山东省海阳地区150个不同种植年限的番茄大棚土壤重金属元素的分布特征进行了调查研究.结果表明,该地区番茄大棚土壤Fe、Zn、Cu、Mn含量平均值为18 874、80.1、27.7、467.5 mg/kg,变异系数26.7％ ～ 39.2％,具有一定的空间变异性.该地区番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量在种植年限为1～ 10年间逐年增加,而在种植年限11 ～ 17年间呈降低的趋势,番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量随种植年限变化的规律与大棚土壤施肥量以及土壤pH的变化有关;随着蔬菜温室使用年限的增加,土壤Mn含量有逐年降低的趋势,Fe元素含量变化趋势不明显.