凤县花椒园土壤四种微量元素含量分析

薛智德,魏安智,王胜棋,杨途熙,刘永红

(西北农林科技大学 1.资源环境学院；2.林学院，陕西 杨凌 712100)

凤县花椒园土壤四种微量元素含量分析

薛智德1,魏安智2,王胜棋2,杨途熙2,刘永红2

(西北农林科技大学 1.资源环境学院；2.林学院，陕西 杨凌 712100)

采取选择代表性样地、品字形选择样点、分层采集土样、化验分析、与国家土壤微量元素分级标准比较等方法，研究了凤县花椒园铜、铁、锰、锌等4种微量元素的含量和水平，结果为4种微量元素0～20 cm土层有效含量都大于20～40 cm土层，具有一定的表聚性；0～40 cm土层有效铜平均含量为(0.967±0.29)mg·kg-1，所有样地都达到中等或丰富水平，不同地段之间变化较小；有效铁平均含量为(7.562±2.379)mg·kg-1，总体等级平均达到中等，不同地段之间差别不大；有效锰平均含量为(9.396±1.560)mg·kg-1，水平较低，总体等级为较缺；有效锌平均含量为(2.760±2.348)mg·kg-1，总体等级为丰富，但样地之间变化较大；今后花椒生产中可少施或不施铜肥，普遍注意增施锰肥，对一些有效铁、有效锌含量水平较低的地段也应注意施肥。

凤县；花椒；土壤；微量元素；含量水平

凤县花椒栽培历史悠久，“凤椒”以其色泽鲜红，粒大肉厚，形具“双耳”，麻味适中，香味浓郁的特点驰名中外，畅销不衰，是陕西重要的名优特产[1]。目前凤县已被国家列为花椒原产地保护区和“中国花椒之乡”[2]。近年来，随着农村产业结构的调整和“退耕还林”工程的进一步推进，花椒已成为凤县山区群众“退耕还林”，水土保持经济林的首选树种，凤县现已成为全国规模大、产量高的主要花椒产区之一，然而，由于山区农民技术落后，管理粗放，技术水平不高[3]，近年来相当一部分花椒园土壤养分缺失、特别是花椒园土壤微量元素研究甚少,对花椒产量和品质的维持产生一定影响。土壤中微量元素主要以无机态和有机态存在，植物只能对有效态微量元素进行吸收利用[4]，有效态微量元素研究对了解花椒土壤生态环境和土地生产潜力有着极为重要的意义。因此，我们对凤县花椒园土壤有效态微量元素含量进行了分析研究，以期为凤县花椒园科学经营、微肥施用、增产稳产等提供科学依据。

1 研究区概况

凤县地处陕西省宝鸡市西南，位于东经106°24′54″～107°7′30″，北纬33°34′57″～34°18′21″。地连陕甘，北依秦岭主脊，南接紫柏山，古栈道贯通全境。全县总面积3 187 km2，境内山峦重迭，河谷纵横，土薄石多，多为基岩构成的山地[5]。海拔900～ 2 700 m之间，属暖温带半湿润山地气候，气候垂直差异明显，年平均气温11.4℃，1月平均气温-1.1℃，7月平均气温22.7℃，年平均降水量613.2 mm，年平均日照时数为1 840.5 h，无霜期188 d。按照花椒适宜生产区气候条件，即年≥ 5℃积温3 800～5 000℃，年均气温11.0～19.0 ℃，着色成熟期空气湿度60%～70%，4-5月降水量80～150 mm，6-7月尤其是7-9月果实色成熟期光照时间长，多太阳散射光，气温适宜，尤其是夜间温度较低，空气相对湿度较小(64%～70%)。

2 研究方法

2.1 土壤样品的采集和制备

2.1.1 土样采集 2015年10月中旬，土样采集地点分别在凤县花椒主产区的十里店、月亮湾、西湾村、白石铺、磨湾村二组、留凤关沙江寺、磨峪河、凤州西庄、凤州桑园等23个村花椒园，采用“品字形”、在树冠边缘至树干2/3左右处布设采样点，并按照“等间距”、“等量”、“多点混合”原则采集0～20 cm，20～40 cm两个层次土样，分别装袋、编号。

表1 土壤采样点基本情况

2.1.2 土样制备 所有从野外采回的土壤样品应尽快放在硬纸板上摊成均匀的薄层，放在通风的室内自然阴干，在风干过程中，可尽量去除较大的石砾、树叶、草根等[6]。阴干后将土样混合均匀，采用四分法取样，碾磨均匀后过尼龙筛(1 mm、0.25 mm)，样品装袋以备用。

2.2 分析方法

土壤有机质采用重铬酸钾氧化法测定，微量元素铜、铁、锰、锌通过原子吸收分光光度计法测定[7]。

2.3 评价标准

土壤微量元素含量评价指标采用国家微量元素分级标准[8]。根据样本赋值的变异系数，将样本的变异程度分为极轻(0～10%)、轻度(10%～40%)、中等(40%～60%)、较大(60～100%)和重度(>100%)五级。

表2 国家微量元素分级标准

2.4 数据统计

先采用 Excel对数据进行整理，然后运用spss18.0软件进行数据分析和绘图。

3 结果与分析

3.1 土壤有效态微量元素含量及特征

3.1.1 有效铜 23个样地0～20 cm土层有效铜平均含量为(1.002±0.305)mg·kg-1，变幅17.68～3.96 mg·kg-1，含量等级为中等，高于20～40 cm层的(0.905±0.307)mg·kg-1(等级为中等)，且变异系数也较小，说明表土层土壤有效铜含量丰富，较为稳定。

依照全国有效态微量元素含量分级标准，0～40 cm土层土壤有效铜含量23个样点中10个达到丰富标准，占43.5%，其余13个样点土壤有效铜含量均达到中等标准，占样本总数的56.5%。其中3号样点(十里店村)是新开垦的灌丛地，土壤典型的石灰土，土壤中的碳酸根和铜离子结合后将大大降低铜的有效性[9]，这可能是该土样有效铜含量偏低的重要原因。18号样地属于河滩地，成土母质较差，而且由于低温和水分的影响，土壤中氧化还原电位低，有机质含量少且分解慢，这可能是造成有效铜含量偏低的原因[10]。总的来讲，凤县花椒土壤有效铜含量相对较高，大部分土地不需要补施铜肥。

3.1.2 有效铁 23个样地0～20 cm土层有效铁平均含量为(8.035±3.103) mg·kg-1，等级为中等，高于20～40 cm层的(6.992±2.221)mg·kg-1(等级为中等)，变异系数较小，说明土壤有效铁有向表土层富集的现象，表土层有效铁含量较为丰富，也较为稳定；0～40 cm土层有效铁平均含量为(7.562±2.379)mg·kg-1，含量等级为中等，总体较为稳定。

依照微量元素分级标准，土壤有效铁含量23个样地中有3个达到了丰富标准、占13.0%，16个为中等标准、占69.6%，4个,为缺乏标准、占样本总数的17.4%，表明凤县花椒园土壤有效铁含量总体表现一般，不同花椒园之间差别较大，甚至有的还缺乏，如13、14、5、16号样地，原因可能是样地13、14、5、16号，椒农长期使用硝态氮肥会导致土壤PH值降低，从而提高铁元素的有效性，而施用多量的硝态氮肥会使植物根系分泌碱性物质增多，土壤PH值升高，将会降低铁的有效性[11]。

3.1.3 有效锰 23个样地0～20 cm土层有效锰平均含量为(9.751±2.25)mg·kg-1，尽管高于20～40 cm土层的(8.733±1.544)mg·kg-1，但等级依然为较缺；变异系数20～40 cm土层小于0～20 cm土层较小；0～40 cm土层有效锰平均含量为(9.396±1.560)mg·kg-1。

按照微量元素分级标准，23个样地中9个土壤有效锰含量达到中等标准、占总样地数39.1%，其它14个样地土壤有效锰含量达到较缺标准、占总样地数60.9%，表明凤县花椒园土壤有效锰含量水平偏低，与我国陆地地壳Mn元素明显贫化特点[12]相契合。另外，一些花椒园如18号样地土地属于河沙地，沙质土壤中的全锰和交换性锰含量较低，而且沙质土壤质地轻、吸附能力差、透水性强，使锰元素较容易流失，同时锰离子容易被氧化和沉淀，因此此类土壤有效性锰的含量偏低[7]。

3.1.4 有效锌 凤县花椒园23个样地0～20 cm土层土壤有效锌含量变幅为11.64～0.56 mg·kg-1，平均值(3.891±3.295)mg·kg-1，变异系数为0.847，含量等级为丰富 ；20～40 cm土层土壤有效锌含量变幅为0.22～ 8.18 mg·kg-1，平均值(1.817±2.036)mg·kg-1，变异系数为1.121，含量等级为中等；0～20 cm土层有效锌平均含量高于20～40 cm土层，且各地段(地块)之间变化较小；0～40 cm层土壤有效锌平均含量为(2.760±2.348)mg·kg-1，等级为丰富。

按照微量元素分级标准，0～40 cm土层有效锌含量23个样地中有11个样地达到丰富标准、占总样地数47.8%，8个样地达到中等标准、占比为34.8%，3个样地等级为缺乏、占比为13.0%，1个样地属于极缺乏、占比为4.4%，表明凤县花椒园0～40 cm土层土壤有效锌含量总体较高，但不同地段(地块)之间差别较大，甚至有的地块极度缺乏，栽植时应予以关注。土壤有效锌含量既与成土母质等因素有关，也与施肥尤其是近期施肥等栽植措施有关，如19号样地不久前施用大量磷肥，而磷肥与锌肥之间拮抗作用极其明显，反应产生难溶盐Zn3(PO4)2，可使土壤中有效锌含量明显减少[13]，同时可促使锰元素由难溶状态转变为可溶状态[14]，使土壤中有效锰含量上升，这也是19号样地土壤有效锰含量极为丰富的一个原因。8、9号样地管理水平较好，花期前施用了较大量锌肥(硫酸锌)，也在一定程度提升了该样地土壤有效锌含量水平。

一般来说，在腐殖质含量丰富的土地中，有效态微量元素含量水平相对较高。因为有很大一部分的微量元素能够溶解在有机物分解产生的有机酸中，同时，土壤中的有机物也有助于减少土壤颗粒对微量元素离子的吸附作用，因此微量元素被固定的机会大大降低，此外土壤中的有机酸流带动了微量元素在根系部分的运移，从而增加微量元素的有效性[14]。使用有机肥或化肥，或者有机肥和化肥结合使用，都可以改变土壤有效态微量元素的含量水平[15]。

表3 花椒园土壤4种微量元素含量

4 结论与讨论

凤县花椒园0～40 cm土层有效铜平均含量为(0.967±0.29)mg·kg-1，所有样地都达到中等或丰富水平，不同地段之间变化较小；有效铁平均含量为(7.562±2.379)mg·kg-1，总体等级平均达到中等，其中样地数的13.0%等级为丰富、17.4%为缺乏，不同地段之间差别不大；0～40 cm土层有效锰平均含量为(9.396±1.560)mg·kg-1，水平较低，总体等级为较缺，除占样地总数39.1%者达到中等水平外，其余全为较缺，不同样地之间变化较小；有效锌平均含量为(2.760±2.348)mg·kg-1，总体等级为丰富，但样地之间变化较大，其中占总样地数47.8%达到丰富标准、34.8%者为达到中等标准、13.0%者等级为缺乏、4.4%者等级为极缺乏；4种微量元素0～20 cm土层有效含量都大于20～40 cm土层，具有一定的表聚性，与凤县总体较弱的淋溶水平和生物小循环使元素在表土富集，以及施肥等农业耕作活动主要集中于耕层等因素有关。今后花椒生产中可少施或不施铜肥，应普遍注意增施锰肥，对一些有效铁、有效锌含量水平较低的地段应特别注意增施肥料。施肥过程中，有机质在明显改善微量元素有效性的同时，其含量的增加还可能会抑制土壤有效锌的活性，因此，施用锌肥可采取叶面喷洒硫酸锌的方式，以提高花椒对锌元素的吸收利用率[16]，另方面，还要合理选择施肥时机，定时定量。

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Microelements Content of Soil atZanthoxylumbungeanumOrchard in Feng County

XUE Zhi-de1, WEI An-zhi2, WANG Sheng-qi2, YANG Tu-xi2, LIU Yong-hong2

(1.CollegeofResourceandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100; 2.ForestryCollege,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100)

Microelements of Cu, Fe, Mn and Zn in the soil atZanthoxylumbungeanumMaxim orchard in Feng County were analyzed by sampling different soil layers from the sample plot and through chemical methods, and compared with the state standards of microelements classification. The result showed that four microelements available contents in 0～20cm of soil were higher than those in 20～40 cm soil, indicating the aggregation in surface of soil. Mean content of available Cu in 0～40 cm is (0.967±0.29) mg·kg-1, indicating rich content in all sample plot and slight difference among plots; mean content of available Fe in 0～40 cm is (7.562±2.379) mg·kg-1, reaching middle class of content and indicating no significant different among the plots; mean content of available Mn in 0～40 cm is (9.396±1.560) mg·kg-1, indicating lower level of content while mean content of available Zn in 0～40cm is (2.760±2.348) mg·kg-1, indicating high level of content but significant change among plots. The implications to practice is that less or no use of Cu fertilizer, increase of Mn fertilizer in all field and increase Fe fertilizer in the field of lower level of available Fe are effective.

Feng County;ZanthoxylumbungeanumMaxim; microelements; level of content

2016-10-13

西北农林科技大学试验示范站科技推广项目(GTZX2015-28)。

薛智德(1963-)，男,陕西大荔人，副教授，主要从事经济林栽培研究。

S714.2

A

1001-2117(2017)02-0007-05