东北地区典型农田土壤微量元素丰缺程度调查与分析

王冰洁，王 楠，侯博洋，赵艺浓，陈家宏，张 琪，王 帅

(吉林农业科技学院农学院，吉林 132101)

近年来由于大量元素肥料过量使用，微量元素肥料长期得不到补充，导致微量元素在土壤中呈现缺乏态势，抑制作物产量提高。土壤中缺乏微量元素，易导致农作物产量和品质下降，微量元素的丰缺会直接影响植物的生理功能，还可能诱发各种缺素症。因此，明确一定区域内土壤微量元素的丰缺、分布、形态和转化，有助于正确判断土壤微量元素的供给情况，对科学施肥具有重要的指导意义。东北地区有着我国最珍贵的土壤资源，也是我国重要的商品粮基地，方肇伦等[1]1963年对东北地区土壤微量元素含量进行调查，但距今已近60年。期间部分学者对吉林省西部地区土壤微量元素、辽宁省主要耕地有效态微量元素、佳木斯市农田土壤微量元素和内蒙古自治区微量元素含量的空间分布特征进行调查和研究，但并没有对东北地区典型农田土壤微量元素丰缺程度进行系统调查和评价[2-5]。因此本研究对东北地区典型农田土壤微量元素丰缺程度进行调查、比较与评价，并对其成因进行分析，为东北地区典型农田土壤科学施用微量元素肥料提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

土壤样品于2019年11月采自吉林省镇赉县、前郭县，黑龙江省饶河农场、泰来县，辽宁省彰武县以及内蒙古自治区赤峰市、通辽市等地区的典型农田土壤，吉林省、黑龙江省、辽宁省以及内蒙古自治区分别采集土壤样品121个、229个、17个和79个。旱田采样深度为0～20 cm，水田采样深度为0～15 cm，采集土壤样品后立即带回实验室，风干后研磨过0.01 mm筛，备用。

1.2 试验方法

土壤有效态铜、锌、铁、锰含量采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法(NY/T 890-2004)测定；有效态硼含量采用甲亚胺-H比色法(NY/T 1121.8-2006)测定[3-5]。

1.3 数据分析

采用Excel 2003软件分析试验数据并绘图，试验数据为3次重复的平均值，以百分数表示。

1.4 土壤微量元素含量有效态分级标准

东北地区尚缺乏较完整的土壤微量元素含量调查评价体系，因此本研究参考1978年冬全国第二次土壤养分含量普查微量元素含量的有效态分级标准，如表1所示[6-7]。

表1 土壤微量元素含量有效态分级标准 (mg/kg)

2 结果与分析

2.1 东北地区典型农田土壤微量元素有效态铜含量比较

东北地区典型农田土壤微量元素有效态铜含量比较如图1所示。从图1可以看出，四个省份(自治区)相比黑龙江省有效态铜含量极丰富等级占比最高，吉林省次之，内蒙古自治区仅占8%，而辽宁省占0%；四个省份(自治区)典型农田土壤有效态铜含量丰富等级占比相差较大，吉林省、黑龙江省、辽宁省、内蒙古自治区分别占17%、32%、24%、27%；辽宁省和内蒙古自治区有效态铜含量适中等级占比均超过60%，吉林省有效态铜含量适中等级占42%，黑龙江省占10%；黑龙江省与辽宁省缺乏与极缺乏等级均占0%，吉林省与内蒙古自治区缺乏等级分别占2%和4%，极缺乏等级均为0%。由此可以看出四个省份(自治区)典型农田土壤中有效铜含量均较为丰富。

2.2 东北地区典型农田土壤微量元素有效态锌含量比较

东北地区典型农田土壤微量元素有效态锌含量比较如图2所示。从图2可以看出，四个省份(自治区)典型农田土壤中有效态锌含量极丰富等级占比相差较小；吉林省丰富等级占46%，适中等级占14%，缺乏和极缺乏等级占比均为5%；黑龙江省丰富等级占58%，适中等级占11%，缺乏等级占1%，极缺乏等级占3%；辽宁省丰富等级占24%，适中等级占41%，缺乏及极缺乏等级占比均为6%；内蒙古自治区丰富等级占71%，适中等级占8%，缺乏及极缺乏等级占比均为1%。由此可以看出四个省份(自治区)相比内蒙古自治区农田土壤有效态锌含量丰富等级占比最高。

2.3 东北地区典型农田土壤微量元素有效态铁含量比较

东北地区典型农田土壤微量元素有效态铁含量比较如图3所示。从图3可以看出，吉林省与内蒙古自治区农田土壤有效态铁含量整体水平相差不大，土壤中有效态铁含量极丰富等级分别占66%和73%，丰富等级分别占比14%和15%；黑龙江省农田土壤中有效态铁含量极丰富等级占97%，在四个省份(自治区)中占比最大；辽宁省农田土壤有效态铁含量极丰富等级占30%，丰富等级占35%，适中等级占29%，缺乏等级占6%。由此可以看出四个省份(自治区)农田土壤有效态铁含量均存在极缺乏现象。

2.4 东北地区典型农田土壤微量元素有效态锰含量比较

东北地区典型农田土壤微量元素有效态锰含量比较如图4所示。从图4可以看出，四个省份(自治区)中吉林省、辽宁省、内蒙古自治区农田土壤有效态锰极丰富等级均占0%，黑龙江省占4%；黑龙江省与内蒙古自治区丰富等级占比分别为58%和59%，仅差1%，吉林省丰富等级占28%，辽宁省占18%；吉林省适中等级占比最高，为36%，黑龙江省次之，辽宁省与内蒙古自治区适中等级占比分别为23%、20%，相差3%；辽宁省缺乏等级占47%，吉林省与内蒙古自自治区分别占30%、21%，黑龙江省占8%，缺乏等级最低；黑龙江省与内蒙古自治区极缺乏等级均占0%，吉林省占6%，辽宁省占12%；整体来看黑龙江省农田土壤有效态锰含量丰富(含极丰富)等级占比较高，内蒙古自治区次之。

2.5 东北地区典型农田土壤微量元素有效态硼含量比较

东北地区典型农田土壤微量元素有效态硼含量比较如图5所示。从图5可以看出，四个省份(自治区)农田土壤有效态硼含量极丰富和丰富等级占比均为0%，吉林省和辽宁省适中等级占比相同，均为5%，黑龙江省和内蒙古自治区适中等级占比相同，均为3%；辽宁省缺乏等级占39%，极缺乏等级占56%；黑龙江省缺乏等级占29%，极缺等级乏占68%；内蒙古自治区缺乏等级占57%，极缺乏等级占40%，与其他三个省份相比，内蒙古自治区农田土壤有效态硼含量极缺乏比例相对较低。

3 结论与讨论

通过对东北部分地区农田土壤微量元素含量调查，对东北地区典型农田土壤微量元素分布情况进一步了解，根据试验和调查结果显示，整体上黑龙江省农田土壤微量元素含量最好，内蒙古自治区次之，吉林省位居第三，辽宁省相对其他三个省份(自治区)较差一些；四个省份(自治区)农田土壤有效态铜、锌、铁含量均较好。铜是植物体内多种氧化酶的主要成分，是植物生长必不可少的微量元素之一，参与植物的氧化还原反应，对植物的呼吸作用产生巨大的影响，并参与植物的光合作用，同时土壤中丰富的铜、锌、铁、锰能保证叶绿素含量稳定性[8]。黑龙江省农田土壤有效态锰含量最好，内蒙古自治区次之，吉林省和辽宁省相对较差，可以尝试施用聚磷酸铵，不仅可以促进土壤有效态锰含量提高，还可以改善土壤有效态锌含量[9]；提高土壤有效态锰含量还可以适当施用锰肥，一般亩用硫酸锰1.0～2.5 kg，与生理酸性化肥或农家肥混合条施或穴施，沙性的石灰质土壤用量宜多；此外，可考虑浓度为0.05%～0.10%的硫酸锰溶液浸种12～24 h，种液比为1∶1；叶面喷洒浓度为0.05%～0.20%的硫酸锰溶液，视苗大小而定，亩可喷洒30～50 kg，锰还具有降低水稻对镉吸收的潜力，在水田中包膜锰肥与石灰配施效果更好[9]。四个省份(自治区)农田土壤有效态硼含量均处于缺乏状态，在保持农田土壤原有有效态硼含量同时积极推行秸秆还田，秸秆还田是解决土壤有效态硼含量缺乏的有效途径之一，还可以施用硼肥来增加有效态硼含量。硼肥包括土壤施肥和叶面喷施两种方式，施加基肥，以施用硼肥0.5～1.0 kg/667m2为宜，浓度不宜过大，禁浸种，防止其抑制发芽；叶面喷施时期应尽量在开花前，此时期肥料的吸收效果最佳；也可在植株出苗期，叶面喷施0.1%硼砂溶液或在移栽前1～3 d喷施[10-11]。

综上，对区域土壤微量元素含量进行系统调查，结合评价标准划分分级比例更有利于明确相应微量元素的分布状况，对制定科学施肥方案、构建合理施肥体系尤为关键。现阶段，重施大量元素肥、轻施微量元素肥对于农业的可持续发展极为不利，因此，系统比较省份之间的微量元素含量等级占比，制定并出台相应的科学施肥方案，为尽快解决制约农业生产现象有重要意义。