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中国稻田土壤有效态中量和微量元素含量分布特征

2020-10-21蔡泽江王慧颖于子坤韩天富柳开楼刘立生文石林张会民

农业工程学报 2020年16期
关键词:华南地区营养元素微量

张 璐,蔡泽江,王慧颖,于子坤,韩天富,柳开楼,4,刘立生,黄 晶,文石林,张会民※

(1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室,北京 100081;2. 中国农业科学院衡阳红壤实验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站,祁阳 426182;3. 农业农村部耕地质量监测保护中心,北京100125;4. 江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心,南昌330046)

0 引 言

土壤的中(钙、镁、硫)、微(铁、锰、铜、锌、硼、钼)量营养元素是植物体内酶、维生素和生长激素等的重要组成成分[1-2],缺乏或过多均会对植物生长和动物生活产生不良影响,甚至威胁到人类健康[3-5]。水稻是中国第二大粮食作物,水稻土中、微量营养元素缺乏或过量均会影响水稻生长[6-7]。土壤有效态的中、微量营养元素含量是母质、土壤类型、土壤酸度以及气候条件等因素综合作用的结果,在一定条件下反映了土壤供应中、微量养分的水平[6]。中国幅员辽阔,区域间土壤属性和气候特点差异明显,探明不同区域水稻土中、微量营养元素分布特征及丰缺程度,对合理施用中微量元素肥料、实现土壤养分均衡、保证水稻优质稳产具有极其重要的意义[8]。

近年来,随着农作物产量的提高,复种指数的增加和高产品种的推广,氮、磷等大量营养元素肥料施用量的增多,引起农田养分比例失调,而中、微量营养元素的增产效果越来越明显。周卫军等[9]通过对湖南省 8 种主要母质发育的 65 个水稻土样品分析得知,土壤有效铁、锰达丰富级别,有效铜、锌、硼处于缺素状态,需要补充。王昌全等[10]通过对西昌市317 个水田和旱地土壤样品分析指出,土壤有效铁含量丰富,有效锰、铜、锌分布不均,施肥时应注意区域特点。向万胜等[11]通过对湘北丘岗区120 个红壤和水稻土样品分析表明,土壤大面积缺锌和硼,部分缺铜和钼,有效锰含量丰富。杨绍聪等[12]通过对玉溪市1 081 个水田和494 个旱地土壤样品分析指出,水田和旱地土壤有效硼均处于缺乏状态,有效钼处于中低水平,有效铁、锰、铜、锌含量丰富。张自立等[13]通过分析安徽省1 000 余个旱地和水田土壤样品发现,有效铁、锰、铜平均含量较高不缺乏,pH 值<7 的红壤及 pH 值≥7 的大部分土壤缺锌严重,70%以上的土壤有效硼、钼处于缺乏状态。另外,还有很多学者对旱地土壤中、微量元素含量和丰缺状况进行过研究[14-16]。然而,前人对中、微量营养元素的研究多集中在单一点位,且多集中在旱地,关于大区域尺度上土壤有效态中、微量营养元素含量分布特征,特别是经过 20 多年各种施肥措施的改变与提升,现阶段中国水稻土有效态中、微量营养元素的区域特征及丰缺状况还不清楚。

农业农村部在 1988—2016 年期间布置了不同施肥(不施肥和当地农民习惯施肥处理)田间定位监测试验平台,该平台涵盖了中国水稻主要种植区域。各监测点反映了现阶段农民田间管理的实际情况,相较于短期试验能更好地反映施肥等农业管理措施对水稻土有效态中、微量元素影响的长期效应。本研究基于此平台数据,从全国尺度上研究现阶段中国典型稻区有效态中、微量营养元素含量区域特征。同时,在综合各地评价标准的基础上,确定适用于全国尺度稻田有效态中、微量元素的分级评价标准,这是对先前标准的更新和重要补充,进一步增强了代表性和时效性;依据此标准,能够揭示中国稻田土壤有效态中微量元素的丰缺程度,为全国和区域尺度水稻土中微量元素的合理施用和管理提供参考和决策依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究所用数据均来源于“农业农村部耕地土壤质量监测”工作开展期间所收集的2016 年水稻田间试验数据。全国 282 个水稻土监测点的布局及数据采集情况见表1,其中每个省份数据来源于不同的市(县)。土壤类型均为水稻土,采样深度为耕层0~20 cm。本研究综合考虑了水稻种植区域(东北、长三角、长江中游、西南、华南)、种植制度(一年一熟、一年两熟、一年三熟)、作物类型(单季稻、双季稻、水稻-其他作物)、施肥类型(化肥单施、化肥+有机肥)、土壤质地(黏土、壤土、砂土)等,在各区域均有较好的代表性。各监测点种植制度、耕作、栽培等管理方式以及施肥等均按当地常规种植管理模式,且试验小区面积均在 334 m2以上,属于大区试验,监测点均具有代表性。各监测点详情可参考本课题组已发表的文献[17]。

表1 水稻土监测点布局及数据采集情况Table 1 Monitoring site layout and data collection of paddy soils

1.2 数据采集与测试分析

各监测点位中土壤样品采集的方法是按照全国耕地地力调查与质量评价技术规程进行,为了尽可能地避免施肥对于样品的影响,统一在秋季作物收获之后11 月中旬进行取样。采用常规方法测定土壤有效态中、微量元素含量[18]。

1.3 水稻土有效态中、微量元素含量分级

土壤中、微量营养元素分级指标尚没有统一、严格的标准,一方面是由于不同的土壤、不同的农作物,其同一测定值所反映的丰缺的实际情况会有明显不同;另一方面是由于土壤中、微量营养元素在土壤中的存在形态多种多样,且随土壤条件的改变而改变。本文参照前期相关研究[10,15,19-20],并结合当前国内外已有研究结果和现阶段实际情况[21],制定水稻土有效态中、微量营养元素评价指标(表2 和表3)。

表2 水稻土有效态中量营养元素评价Table 2 Evaluation of available medium nutrient elements in paddy soils

1.4 数据处理

运用Excel 2016 进行试验数据整理,土壤pH 值与不同中、微量营养元素之间的关系采用线性回归方程进行拟合;运用SPSS 19.0 单因素分析Duncan 法对土壤中、微量营养元素数据进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 稻区土壤中量营养元素区域变化

中国东北、长三角、长江中游、西南和华南地区水稻土交换性钙含量如表 4 所示。西南地区水稻土平均交换性钙含量最高,其次为东北、长三角、长江中游地区,以华南地区交换性钙含量最低。参考水稻土有效态中量营养元素评价标准(表2),东北和长江中游地区水稻土交换性钙含量均处于中等和丰富水平,无缺乏,其中丰富水平占比分别是中等水平的5.5 和7.2 倍;长三角和西南地区土壤交换性钙以丰富水平为主,其次中等,再次缺乏,其中丰富水平占比分别是中等水平的2.1 和3.7 倍;华南地区土壤交换性钙以中等水平为主,其次丰富,再次缺乏,其中中等水平占比分别是丰富和缺乏水平的1.4和5.4 倍。可见,中国水稻土交换性钙含量整体处于中等和丰富水平,其中东北、长三角、长江中游和西南地区以丰富水平为主,华南地区以中等水平为主。

中国水稻土交换性镁含量总体呈现自北向南、自西向东降低的变化趋势(表4)。东北地区交换性镁含量最高,平均值较其他地区高41.83%~345.88%(P<0.05)。参考水稻土有效态中量营养元素评价标准(表2),东北地区水稻土交换性镁含量均处于丰富水平;长三角、长江中游和西南地区水稻土交换性镁均以丰富水平为主,其次中等,再次缺乏,其中丰富水平占比分别是中等水平的3.1、1.5 和5.4 倍;华南地区水稻土交换性镁则以中等水平为主,其次缺乏和丰富水平,其中中等水平占比分别是丰富和缺乏水平的1.9 和1.7 倍。可见,中国水稻土交换性镁含量大部分地区处于中等和丰富水平,其中东北、长三角、长江中游和西南地区均以丰富水平为主,而华南地区以缺乏和中等水平为主。

表 4 可知,东北、长江中游、西南地区水稻土有效硫含量无显著差异、且显著高于其他地区,平均值较长三角和华南地区分别高 95.93%~149.11%和 78.68%~127.18%(P<0.05)。参考水稻土有效态中量营养元素评价标准(表2),东北地区水稻土有效硫以丰富水平占比最高,其次是缺乏,中等水平占比最低,其中丰富水平是缺乏和中等水平的2.0 和8.0 倍;长三角地区土壤有效硫以缺乏为主,其次丰富水平,再次中等水平,其中缺乏水平占比分别是丰富和中等水平的1.3 和1.7 倍;长江中游和西南地区以丰富水平为主,分别是缺乏和中等水平的 4.2~9.4 和 8.3~8.4 倍;华南地区水稻土有效硫以丰富和缺乏为主,其中丰富水平占比分别是缺乏和中等水平的1.1 和3.3 倍。可见,中国水稻土有效硫含量东北、长江中游和西南地区均以丰富水平为主,长三角以缺乏为主,而华南地区以缺乏和丰富水平为主。

2.2 稻区土壤微量营养元素区域变化

中国东北、长三角、长江中游、西南和华南地区水稻土微量元素含量如表 5 所示。华南地区水稻土有效铁含量最高,平均值较其他地区高69%~171%(P<0.05),其次为长三角地区,而长江中游地区水稻土有效铁含量最低,与长三角地区相比显著降低38%(P<0.05)(表5)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北、西南和华南地区水稻土有效铁含量均处于极高水平;长三角和长江中游地区有效铁以极高水平为主。可见,中国水稻土有效铁含量除个别点位处于低和中等水平外,基本处于高和极高水平,且以极高为主。

华南和长三角地区水稻土有效锰含量最高,平均值较长江中游地区高 91.40%~101.12%(P<0.05),西南和东北地区土壤有效锰含量居中(表5)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北地区有效锰含量以中等、高和极高水平水平为主,合计占比78.6%,极低和低水平合计占比为21.4%;长三角地区高和极高水平占比为76.1%,分别是低和中等水平的12.7 和4.3 倍,无极低水平;长江中游、西南和华南地区均以中等、高和极高水平水平为主,合计占比分别为 73.6%、94.2%和73.6%,极低和低水平合计占比分别为 26.4%、5.8%和26.4%。表明,中国水稻土有效锰含量以中等、高和极高为主。

东北、长三角、长江中游、华南地区间水稻土有效铜含量无显著差异,平均值较西南地区高 35.60%~57.89%(P<0.05)(表5)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北、长三角、长江中游和西南地区有效铜含量均以中等水平为主,占比为 46.7%~54.7%,其次是高和极高水平合计占比为12.5%~43.3%,再次为极低和低水平合计占比为7.8%~34.4%;华南地区水稻土有效铜含量以中等水平占比最高,分别是极低、低、高和极高水平的23.5、1.6、1.6 和1.9 倍。表明,中国水稻土有效铜含量均以中等为主。

中国不同区域水稻土有效锌含量变化如表 5 所示,长江中游和华南地区水稻土平均有效锌含量相对较高,与东北、长三角、西南地区相比,长江中游地区显著提高 45.50%~99.87%(P<0.05),华南地区显著提高78.38%~145.05%(P<0.05)(表5)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北地区有效锌含量以极低和低水平为主;长江中游以中等水平为主,分别是极低、低、高和极高水平的 3.4、2.1、2.1 和 5.4 倍;华南地区水稻土有效锌含量以中等和高水平占比最高,均为41.4%,其次为极高、极低和低水平,其中极低和低水平占比合计为10.4%。表明,中国水稻土有效锌含量,东北以极低和低水平的缺乏为主,长江中游以低和中等水平为主,而华南以中、高水平为主。

从表 5 可看出,东北地区水稻土有效硼含量最高,平均值较其他地区高55.21%~170.98%(P<0.05),长江中游和华南地区水稻土有效硼含量最低,与长三角地区相比,分别降低33.23%和42.72%(P<0.05)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北地区有效硼含量以中等水平占比最高,分别是极低、低和高水平的1.5、6.0 和3.0 倍,无极高水平,其中极低和低水平合计占比为38.5%;长三角、长江中游、西南和华南地区均以极低和低水平占比最高,合计为65.2%~92.2%,其次为中等水平,其中长江中游、西南和华南地区无高和极高水平,长三角地区无极高水平。表明,中国水稻土有效硼含量整体水平较低,其中长三角、长江中游、西南和华南均以缺乏为主。

表5 各稻区土壤有效态微量元素含量Table 5 Contents of soil available micronutrient nutrient elements in each rice planting area

华南地区水稻土有效钼含量最高,平均值较其他地区高 156.10%~557.14%(P<0.05),东北地区含量居中,较长三角、长江中游、西南地区显著提高72.22%~154.10%(P<0.05)(表 5)。参考水稻土有效态微量营养元素评价标准(表3),东北地区有效钼含量以极高水平占比最高,分别为极低、中等和高水平的1.2、5.0 和1.2 倍,无低水平;长江中游地区以极低和低水平为主,合计占比为 82.6%,是中等和高水平的7.6~8.1 倍;西南地区水稻土有效钼含量以中等水平占比最高,分别是极低、低、高和极高水平的 1.6、1.8、1.8和 11.1 倍,其中极低和低水平合计占比为 42.0%;华南地区水稻土有效钼含量以极高水平占比最高,分别是极低和低水平的9.9 和2.5 倍,无中等和高水平。表明,东北和华南地区水稻土有效钼以丰富为主,而长三角、长江中游和西南均以缺乏为主。

2.3 土壤pH 值与中微量营养元素的相互关系

从表6 可以看出,土壤pH 值与中、微量营养元素之间均表现出显著或极显著的相关关系。其中,与交换性钙、镁、有效硅、硼、硫呈显著或极显著正相关关系,相关系数分别为0.42、0.26、0.17、0.14 和0.13;土壤pH 值与有效锌、铁、钼、铜、锰表现出显著或极显著负相关关系,相关系数分别为-0.40、-0.25、-0.17、-0.17 和-0.14。

水稻土交换性钙与镁、有效硅之间相互呈极显著正相关关系,有效铁、锌、钼之间相互呈极显著正相关关系;有效硼与交换性镁、有效硫、有效锰之间分别表现出极显著正相关关系,有效铁与有效锰、有效铜与有效锌之间分别表现出极显著正相关关系。交换性钙与有效硫、交换性镁与有效锰、有效硼与有效钼之间分别表现出显著的正相关关系。

交换性钙与有效铁、钼,交换性镁与有效铁、锌,有效硅与有效铁、锌之间分别表现出极显著负相关关系。交换性钙和有效锰之间呈显著的负相关关系。

3 讨 论

3.1 水稻土有效态中、微量元素含量区域分布特征

本研究结果表明,水稻土交换性镁含量呈现自北向南、自西向东逐渐降低的变化趋势,其中平均含量以东北最高,其次为长三角、西南、华南,长江中游介于西南和华南之间,且与西南和华南均无显著性差异。以上表明交换性镁含量具有明显的地带性差别,这主要是受气候条件影响所致,自北向南、自西向东,温湿度增加、淋溶增强,风化程度高,土壤中可溶性镁易流失,含镁量减少,相反,在干燥寒冷、低淋溶地区,土壤中含镁较多[19]。水稻土平均交换性钙含量则呈现为西南最高、东北、长三江、长江中游次之、华南地区最低,可见除受气候条件影响外,土壤母质在很大程度上决定了水稻土交换性钙的含量。中国西南地区水稻土以紫泥田为主,其发育于富含碳酸钙的紫色砂泥岩风化物,碳酸钙含量高,导致水稻土交换性钙含量显著高于其他地区。尽管水稻土有效硫、铁、锰、铜含量不具有地带性差异,但区域间差异显著,其中平均有效硫含量以东北、长江中游、西南高于长三角、华南;平均有效铁含量以华南最高、东北、长三角、西南、长江中游次之,且长三角高于长江中游;平均有效锰含量以华南、长三角高于长江中游,且东北、西南与其他地区均无显著差异;平均有效铜含量以华南、东北、长三角、长江中游高于西南;这种差异可能是由成土母质、气候条件、土壤酸碱度等多种因素共同作用的结果[10]。从表6 也可看出,水稻土有效铁、铜、锌含量与pH 值表现出极显著负相关关系,可见土壤pH 值是影响微量元素有效性的主要因素之一。

表6 土壤pH 值与中、微量营养元素含量的相关系数Table 6 Correlation coefficient between soil pH value and available medium or micronutrient nutrient elements

本研究结果显示,水稻土平均有效锌含量呈现北低南高的地带性变化特征。其可能的原因有以下2 个方面:1)自北向南土壤pH 值呈降低趋势,其中pH 值较高的东北(pH 值6.45)、长三角(pH 值6.35)、西南地区(pH值6.61),平均有效锌含量相对较低;土壤pH 值相对较低的长江中游(pH 值5.67)和华南地区(pH 值5.59),平均有效锌含量相对较高。研究表明土壤pH 值每增加1个单位,铜和锌的溶解度会下降100 倍[22-23]。Pardo 等[24]研究发现土壤锌随着土壤pH 值升高,吸附量上升,解吸量下降;反之,吸附量下降,解吸量上升。2)土壤中游离的碳酸钙和碳酸镁能够吸收锌,而含硅丰富的土壤能够与锌形成 ZnSiO3,本研究也表明,土壤交换性镁和有效锌、有效硅与有效锌之间均存在极显著负相关关系(表6)。西南地区土壤有效锌含量相对较低,与该地区成土母质多为碱性紫色砂页岩,富含碳酸钙且pH 值相对较高有关。向万胜等[11]通过调查研究湘北丘岗地区不同母质发育的水稻土发现,有效铜质量分数均在1.0 mg/kg 以上,有效锌质量分数均在1.0 mg/kg 以下,且有效铜和有效锌含量均以紫色砂页岩发育的水稻土最低。

中国水稻土平均有效硼含量呈现自北向南降低的地带性变化特征。土壤中硼的有效性主要受土壤酸碱度、有机质含量等影响。当土壤pH 值在4.7~6.7 时,硼的有效性最高,水溶性硼与pH 值成正相关;当pH 值>7 时,水溶性硼的含量随pH 值的升高有降低的趋势,这是由于高 pH 值条件使土壤中金属氧化物与黏土矿物对硼的吸附量增加,因此,在石灰性土壤和碱性土壤中硼的有效性较低(如西南地区)。本研究,长江中游(pH 值5.67)和华南地区(pH 值5.59)土壤pH 值较低可能是造成土壤有效硼含量显著降低的原因之一[15]。有机质是硼的供给源,有机质不仅含有较多的硼,而且可以保证土壤中的有效硼免遭固定和淋失,故有机质多的土壤有效硼多。研究表明,土壤有效硼的60%~80%来自土壤有机质的分解,中国东北地区有机质含量较其他地区高,在一定程度上增加了土壤硼的有效性。此外,南方湿润多雨,常由于强烈的淋洗作用而导致硼的损失,降低了有效硼的含量。中国江西南部、湖北东北部、湖南中部等长江中游地区,分布有大面积花岗岩、片麻岩和第四纪红色黏土等含硼量或硼的可给性偏低的母质发育的土壤,广东、福建等华南地区分布有大面积花岗岩母质发育的土壤,所以有效硼含量较低;长三角地区如浙江分布有大面积酸性火成岩和第四纪红色黏土母质发育的土壤,西南地区分布有大面积的石灰岩,所以有效硼含量也相对较低[25-26]。

中国水稻土平均有效钼含量表现为华南最高,东北次之,长三角、长江中游、西南最低。研究表明,土壤pH 值是影响钼有效性的主要因素之一。土壤中有效态钼包括水溶性钼(含量极少)和代换态钼,在土壤矿物和土壤胶体表面所吸附的钼(Mo),以MoO42-离子而存在,与黏土矿物的结合不牢固,能被代换。在土壤pH 值3~6 时,MoO42-吸附增多;pH 值6 以上吸附迅速减弱,在pH 值8 以上几乎不再吸附,这可能是长江中游(pH 值5.67)有效钼含量低的原因之一。然而,本研究相关分析表明,土壤有效钼含量与pH 值呈显著负相关,可见除土壤pH 值外,在某种情况下其他因素在起主导作用。邓小玉等[27]研究表明,土壤中的钼可与有机物结合,形成有机态钼,当有机物分解矿化时释放出钼,同时,有机酸等物质还能促进含钼矿物分化而释放出钼[28]。所以,有机质含量高的土壤,有效钼含量也高,这可能是东北地区土壤有效钼含量高的主要原因。本研究发现,尽管华南地区pH 值5.59 低于其他地区,但土壤有效钼含量显著高于其他地区;相关分析表明土壤有效钼含量与有效铁含量呈极显著正相关,而华南地区有效铁含量显著高于其他地区。其他研究[13]则通过研究安徽省不同土类土壤证实,当土壤 pH 值<7 时有效钼含量与有效铁之间存在显著正相关关系,然而其作用机理还有待进一步研究。

3.2 有效态中、微量元素丰缺程度

参照本研究水稻土中、微量营养元素有效态含量评价标准,中国水稻土交换性钙和交换性镁含量整体表现丰富,小部分地区表现缺乏,其中以华南地区缺乏比例最高,分别为9.8%和27.7%,缺乏点位种植制度均为一年两熟、作物类型主要为水稻-其他作物、施肥类型以化肥为主,且水稻土pH 值以低于5.0 的强酸性为主,可见长期水旱轮作、单施化肥加速水稻土酸化,可能是导致部分地区交换性钙、镁缺乏的主要原因[29-30]。中国水稻土有效硫含量东北、长江中游和西南地区均以丰富水平为主,而长三角和华南地区缺乏比例分别占 42.2%和41.8%。缺硫水稻土种植制度均为一年两熟、作物类型主要为水稻-其他作物、施肥类型以单施化肥为主,可见长期大量施用含硫少或不含硫的化肥,不施或少施有机肥,可能是导致缺硫的主要原因之一;同时水旱轮作条件下氧化还原交替,加剧了硫的损失[31]。

中国水稻土有效铁含量整体处于高和极高水平,且以极高为主,表明铁不缺乏。这主要是因为铁元素在地壳中含量十分丰富,即使在酸性淋溶条件下,也不致出现铁不足[10]。与铁相似,水稻土有效锰和有效铜质量分数变化区间分别为:0.3~196.3 和0.76~10.0 mg/kg,除个别点位缺乏外,基本处于丰富水平,表明水稻土锰和铜供应充足。本研究水稻土pH 值多在6.5 以下,锰和铜的有效性高,且多数土壤处于高和极高水平,应避免盲目施用锰肥引起的毒害问题,即水田土壤有效锰质量分数超过300 mg/kg,易造成水稻生长毒害[21]。本研究结果显示,中国东北、长三角、长江中游、西南和华南地区缺锌水稻土的比例分别占75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%,可见东北、长三角和西南地区水稻土缺锌最为严重,其次是长江中游。与20 世纪七八十年代相似,中国水稻土有效锌供应水平总体依然呈现为南高北低的特征,但缺锌水稻土在区域上有增加的趋势,缺锌问题严重,尤其是在高pH 值的石灰性水稻土上。刘铮等[22]研究表明,中国酸性、中性和石灰性水稻土有效锌质量分数分别为3.49、2.95 和 0.35 mg/kg,变幅分别为 0~9.90、0.20~6.50、0~1.12 mg/kg;本研究酸性水稻土包括长江中游和华南地区,pH 值分别为5.67 和5.59,有效锌平均质量分数为2.42 和2.97 mg/kg,中性水稻土包括东北、长三角和西南,pH 值分别为6.45、6.35、和6.61,有效锌平均质量分数为1.39、1.60 和1.66 mg/kg,较20 世纪90 年代均有降低的趋势。

中国东北、长三角、长江中游、西南和华南地区缺硼水稻土的比例分别占38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%,可见,中国水稻土均存在缺硼问题,尤以长江中游、西南和华南地区最为严重,长三角次之,各种植制度下水稻土均存在缺硼问题,作物类型主要为水稻-其他作物,施肥类型以单施化肥为主,长期不施或少施有机肥可能是导致缺硼的原因之一。20 世纪80 年代,中国酸性、中性和石灰性水稻土有效硼质量分数分别为 0.18、0.30 和 0.72 mg/kg,变幅分别为 0~0.60、0.04~0.76、0.10~1.79 mg/kg[32];本研究酸性水稻土包括长江中游和华南地区有效硼平均质量分数为0.29 和0.25 mg/kg,中性水稻土包括东北、长三角和西南有效硼平均质量分数为0.67、0.43 和0.36 mg/kg,较20 世纪80 年代均有略微增加的趋势。

各区域水稻土缺钼问题以长三角和长江中游最为严重,分别占该区域监测点位的60.4%和82.6%,东北、西南和华南地区分别占28.6%、42.0%和33.4%。刘铮等[33]于20 世纪80 年代调查研究表明,缺硼、钼土壤主要分布在南方红壤区和北方黄土区,由此可见,较过去30 余年中国水稻土缺硼、钼问题在区域上有扩大趋势。总之,中国水稻土交换性钙、镁和有效铁、锰、铜含量各区域均以丰富为主;有效硫缺乏地区主要分布在长三角和华南;各区域水稻土均存在缺锌、硼和钼的问题。

4 结 论

1)中国水稻土有效态中微量元素区域分布特征:交换性钙含量以西南最高,东北、长三江、长江中游次之,华南地区最低;交换性镁含量表现为东北最高,长三角次之,西南、长江中游、华南最低;有效硫含量表现为西南、东北、长江中游高于华南、长三角;有效铁含量呈现为华南高于长三角、东北、西南、长江中游;有效锰含量则呈长三角、华南高于长江中游,且东北、西南与其他地区均无显著差异;有效铜含量呈长江中游、华南、东北、长三角无显著差异,且均显著高于西南;有效锌含量表现为华南、长江中游高于西南、长三角、东北;有效硼含量为东北最高,其次为长三角,再次为西南,长江中游、华南最低;有效钼含量为华南最高,其次为东北,西南、长三角、长江中游最低。

2)中国水稻土有效态中、微量元素丰缺程度:通过对中国典型稻区土壤有效态中微量元素含量调查分析表明,各区域监测点水稻土交换性钙、镁和有效铁、锰、铜含量均以丰富为主。有效硫缺乏点位主要分布在长三角和华南地区。各区域监测点水稻土均具有缺锌、硼和钼的问题,其中东北地区以缺锌比例最高,其次是长三角、西南地区,再次是长江中游,以华南地区缺锌比例最低;长江中游、西南地区缺硼比例最高,其次是华南和长三角地区,东北地区缺硼比例最低;长江中游缺钼比例最高,其次为长三角地区,再次为西南、华南和东北地区。

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