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耕地中微量元素状况调查

期刊目录网化学论文发表2019-10-14 09:52关注(1)

  德州市自2007年,在全市耕地范围内,开展了耕地土壤中微量元素的定位监测,通过对土壤中微量元素含量调查分析,掌握土壤中微量元素的含量变化和发展趋势,为微肥施用提供理论依据,科学合理的确定微肥施肥种类和数量,更好地指导农田培肥管理。

耕地中微量元素状况调查

  关键词:耕地;中微量元素;含量;现状;变化趋势

  德州市地处黄河下游北岸,山东省西北部,总面积10356.3km2,全市耕地面积64.4万hm2,占土地总面积的62.2%。土壤类型以潮土为主,占96%,其次是盐土和风沙土。德州市地势平坦,土层深厚,土壤肥沃,适宜多种农作物的生长,主要种植小麦、玉米、棉花、蔬菜、薯类、油料等多种作物。粮食作物主要是小麦-玉米轮作,经济作物以棉花和蔬菜为主,2017年全市农作物播种面积118.2万hm2,其中,粮食面积104.7万hm2,棉花面积2.0万hm2,蔬菜面积10.5万hm2,油料面积0.4万hm2。全年粮食总产量达到899.2万t,棉花产量3.2万t,蔬菜及食用菌产量645.9万t,油料产量1.7万t,2017年全市化肥投入总量32.8万t(折纯,下同),氮肥15.1万t,磷肥3.9万t,钾肥2.3万t,复合肥11.5万t。德州市是重要的粮、棉、油生产基地,作物的持续高产,化肥起了重要的作用,随着作物产量的不断提高和化肥的大量施用,对微量元素肥料的施用逐渐迫切。农作物对微量元素的需要量很少,但它们对植物的生长发育的作用与大量元素是同等重要的,当某种微量元素缺乏时,作物生长发育受到明显的影响,产量降低,品质下降。德州市是传统粮食主产区,在连续多年作物高产和大量施用氮磷钾肥的基础上,中微量元素有哪些变化和影响,从检测到的有关文献,曲善功、李怀军等对德州市土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾等土壤肥力指标的文献较多,对中微量元素的分析很少。本文作者通过近10年来的土壤中微量元素的监测分析,掌握土壤中微量元素的含量变化和发展趋势,为微肥施用提供理论依据,科学合理的确定微肥施肥种类和数量,更好地指导农田培肥管理。

  1材料与方法

  1.1监测点分布及数量

  德州市自2007年,开展了耕地土壤中微量元素的定位监测,样点覆盖了全市高中低产田及小麦、玉米、棉花、蔬菜等多种作物,监测点覆盖了本市主要土壤类型和耕地主要利用方式。全市共分布监测点340个,平均每2000hm2耕地设置一个监测点,监测项目包括耕地土壤交换性钙、交换性镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼等9个指标,2017年增加了土壤有效硅的监测。样品采集用管型土钻,钻取土壤表层以下20cm土柱。每样点采用混合取样法,于中心点周围呈对角线取5个点或S形取样法在同一地块内取5个点,5个点土样混合后,形成1个土壤样品。

  1.2监测数据的采集

  依据《耕地质量监测技术规程》(NY/T1119-2012)和《耕地地力调查与质量评价技术规程》(NY/T1634-2008)要求,按照国家和行业标准对各指标进行检测,检测方法见表1。

  2结果与分析

  2.1德州市耕地中微量元素含量现状

  2017年,德州市监测中微量元素含量分别是交换性钙16382.74mg/kg、交换性镁693.42mg/kg、有效硫74.66mg/kg、有效铜2.08mg/kg、有效锌2.53mg/kg、有效铁17.53mg/kg、有效锰12.34mg/kg、有效硼0.87mg/kg、有效钼0.15mg/kg、有效硅194.46mg/kg。根据山东省耕地质量监测指标分级标准(见表2),将养分含量分为高、较高、中、较低、低5个等级,通过分级标准,对本市2017年土壤有效态中微量元素含量状况进行评价。从表3可以看出,本市耕地土壤交换性钙含量高,高于分级标准高水平的2.6倍以上;交换性镁、有效锌、有效铜含量属较高以上水平,分级标准高和较高水平所占比例分别达98.1%、73.4%、58.4%;土壤有效硫、有效硅、有效硼、有效铁、有效锰含量中等,中等水平所占比例分别为49.1%、58.7%、53.9%、66.7%、52.7%;土壤有效钼含量属中等及以下水平,所占比例为42.1%。德州市耕地土壤中微量元素含量均处于中等较高水平,仅有效钼含量处于中等偏低水平(见图1)。

  2.2耕地土壤微量元素变化

  德州市连续11年对土壤中微量元素进行了定点监测,表4是近10年德州市土壤中微量元素变化情况。从表4可以看出,德州市耕地土壤中微量元素平均含量变幅差异较大,交换性钙、交换性镁一直处于较高水平,变化幅度较小;有效硫含量变化区间在38.28~74.66mg/kg之间,含量呈上升趋势;有效铜含量变化区间在1.51~3.32mg/kg之间,含量呈下降趋势;有效锌含量变化区间在1.52~3.83mg/kg之间,含量呈下降趋势;有效铁含量变化区间在11.00~17.53mg/kg之间,含量变化呈上升态势;有效锰含量变化区间在10.34~12.53mg/kg之间,含量变化趋势较稳定;有效硼含量变化区间在0.68~1.14mg/kg之间,含量变化趋势较稳定;有效钼含量变化区间在0.11~0.15mg/kg之间,含量变化幅度较小。从图2的各元素动态变化趋势可以看出,呈上升趋势的是有效硫、有效铁,呈下降趋势的是有效铜、有效锌,有效锰、有效硼含量变化趋势趋于稳定。

  3讨论

  3.1多种因素相互作用,保持土壤中微量元素含量处于较高水平

  德州市在种植作物连年高产的基础上,中微量元素没有呈现缺乏而且保持中高水平的原因:一是秸杆还田维持了土壤中微量元素的平衡。德州市地势平坦,种植方式主要为小麦-玉米轮作,小麦、玉米耕种面积占耕地总面积的80%以上,为机械化操作提供了很大便利,小麦、玉米秸秆还田在90%以上,秸秆中含有的多种微量元素,是土壤微量元素的主要来源[1]。二是本市设施蔬菜的种植有机肥施用量每公顷为30~75t[2],畜禽粪便等有机肥的施用增加了土壤中微量元素,比如铜、锌等[3]。三是测土配方施肥技术的宣传推广,中微量元素的作用得到重视,达到了农作物需肥与土壤供肥的基本平衡[4]。

  3.2加强多种元素多种作物的试验研究

  1988年全国第二次土壤普查,德州市微量元素检测仅有有效硼、有效钼和有效锌三种,含量分别是0.63mg/kg、0.10mg/kg、0.57mg/kg,受石灰性土壤成土母质影响,土壤中锌、钼有效性很低,有效硼仅略高于0.5mg/kg临界值,因此一直以来我市重视这三种微量元素的补充。2008年,全市全面推广测土配方施肥技术,在推广中实施了小麦、玉米补充锌肥,曲善功等试验结果表明,连续五年在小麦上施用锌肥,小麦增产效果明显,每亩施用硫酸锌1kg比不施锌肥增产率提高10.9%。玉米播种时亩施1kg硫酸锌,或在拔节、孕穗期喷施0.3%的硫酸锌对比效果显示有显著的增产效果[5]。夏津县棉花对比试验,每亩基施硼砂0.50~0.75kg,或每亩用0.2%的硼砂溶液50kg在现蕾期至始花期叶面喷施2~3次,对提高成铃率和防治棉花蕾而不花症效果明显[6]。齐河县在花生苗期、花针期叶面喷施0.1%~0.2%钼酸铵溶液2~3次,每亩增产9.6%~16.2%[7]。在平原县设施蔬菜上叶面喷施用硼肥、铁肥、铜肥等,对提高蔬菜产量和品质均有明显效果[8]。尽管我们做了大量试验,也获得了一些数据,但是有些是对比试验,仅从性状上描述了对作物的影响,在施肥种类、作物产量变化、作物吸收量等以及对土壤养分有效性的影响和平衡等方面没有进行更多关注和研究,今后应当加强这方面的试验和研究。另外,我们重点关注了锌肥、硼肥和钼肥,其他不同元素在不同作物上的作用及效果,还需要进一步研究。

  4结论

  德州市耕地土壤中微量元素含量均处于中等较高水平,仅有效钼含量处于中等偏低水平。对钼肥敏感的豆科和十字花科作物,通过种肥、叶面喷施、基肥、追肥等方法补充钼酸铵肥料[9]。德州市土壤受石灰性土壤成土母质影响,土壤中锌的存在形式主要是氢氧化锌,降低了锌的有效性,土壤母质中有效硼含量也不高,在大田作物和经济作物上重视这两种微量元素的补充,同时加大有机肥的施用和作物秸秆还田,使微量元素归还土壤,保持土壤中微量元素的平衡。

  参考文献

  [1]郝建成,刘洪蓬,曲善功,等.德州市秸秆还田对提升耕地地力的研究[J].农业科技通讯,2012(10):94-98.

  [2]曲善功,李怀军,刘忠海,等.农业施肥存在的问题及研究对策[J].农业科技通讯,2009(4):94-98.

  [3]涂成,闫湘,李秀英.沼渣沼液农用安全风险[J].中国土壤与肥料,2018(4):8-13.

  [4]李怀军,刘忠海,曲善功,等.德州市土壤肥力变化及分析[J].中国农学通报,2009,25(13):134-137.

  [5]李怀军,李志杰,曲善功,等.德州市土壤肥力状况的调查与分析[J].山东农业科学,2009(2):20-23.

  [6]栗功兴.夏津土壤[M].天津:天津科学技术出版社,2014.

  [7]张洪森.齐河土壤[M].天津:天津科学技术出版社,2014.

  [8]肖建军.平原土壤[M].天津:天津科学技术出版社,2014.

  [9]辛景树,任意,马常宝.华北小麦玉米轮作区耕地地力[M].北京:中国农业出版社,2015.

  作者:姚海军 杨连俊 刘洪蓬 李玉红 武琳琳 韩艳素 单位:德州市土壤肥料工作站 德州市农业技术推广站 德州市农业局农村集体经济经营管理处 德州市农业局区划站

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