摘 要:為探究土壤有效硅與土壤pH值及物質(zhì)組成的關(guān)系,在東北地區(qū)選12個(gè)樣點(diǎn),采集1 195個(gè)土壤樣品,運(yùn)用硅鉬藍(lán)比色法進(jìn)行有效硅含量測定,用重鉻酸鉀-硫酸溶液對有機(jī)質(zhì)進(jìn)行測定,用pH計(jì)對酸堿度進(jìn)行測定,運(yùn)用ICP法進(jìn)行陽離子測定。研究結(jié)果表明:在濕潤地區(qū)土壤pH值與有效硅為正相關(guān),在半濕潤半干旱地區(qū),pH值與有效硅為負(fù)相關(guān);有機(jī)質(zhì)在濕潤地區(qū)和雨季時(shí)間段與有效硅呈現(xiàn)正相關(guān),在半干旱地區(qū)與有效硅為負(fù)相關(guān),但關(guān)系復(fù)雜并非簡單線性相關(guān)關(guān)系;鉀鈉比與有效硅正相關(guān),而鈣鎂比與有效硅負(fù)相關(guān)。
關(guān)鍵詞:土壤有效硅;有機(jī)質(zhì);pH值;東北地區(qū)
中圖分類號: D564+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.14
硅是地殼中含量第2的元素,是絕大多數(shù)植物的礦質(zhì)基質(zhì)[1]。硅素不僅是禾本科植物必需的營養(yǎng)元素,也是部分非硅富集作物的有益營養(yǎng)元素[2]。
植物種類不同,植物體內(nèi)硅元素的含量有所差異,單子葉植物體內(nèi)硅元素的含量大于雙子葉植物,一般有:水田禾本科植物>旱地類型植物>豆科等雙子葉植物[1,3-4]。硅素在植物體內(nèi)不同器官的分布狀況也因植物種類而異,硅含量高的植物,硅元素在地上部集中;硅含量低的植物硅素在根部和地上部分布均勻;而其他植物則在根部集中[2]。植物體內(nèi)硅元素的形態(tài)可分為3類: 不溶性水化無定形SiO2、可溶性膠狀硅酸、游離單硅酸。以第1種形態(tài)居多。
植物對硅素的運(yùn)輸存在2種機(jī)制,大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為植物對硅素的吸收是通過對蒸騰流內(nèi)單硅酸的被動(dòng)運(yùn)輸完成的,而有些學(xué)者認(rèn)為植物對硅的吸收也存在著另外一種方式,即受根代謝影響下的主動(dòng)運(yùn)輸硅素的過程[1,5]。這2種方式的選擇與植物的種類相關(guān),富硅植物對硅的吸收是通過主動(dòng)運(yùn)輸完成的,受蒸騰速率影響并不大。而非富硅植物對硅的吸收則是通過蒸騰流被動(dòng)運(yùn)輸完成的。
前人研究表明,硅素可以促進(jìn)水稻根系生長,增加根系活力,改善通氣組織和氧化能力,提高植物對于水分養(yǎng)分的吸收[1,6],有助于水稻體型挺拔,提高甘蔗的產(chǎn)量[7],對大豆萌發(fā)速率和幼苗生長有明顯的促進(jìn)作用[8],促進(jìn)黃瓜種子萌發(fā)和幼苗生長代謝[9];提高植物的呼吸速率,增強(qiáng)植物的生命活力,一旦缺少硅素,就會使植物出現(xiàn)褐斑、生長不良等一些非典型的環(huán)境脅迫。硅和磷還存在著一定的交互作用,硅可以抑制鐵錳的毒害,部分取代磷的作用,根據(jù)洛桑實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明,缺磷條件下硅酸鹽可增加大麥產(chǎn)量[4]。
硅素對于植物生長有重要的作用。植物主要從土壤中吸收硅素為己所用,雖然土壤中硅元素含量很豐富,但大都難以利用,只有部分能溶于水的單分子硅酸能夠被植物吸收,這一部分的硅就被稱為有效硅。有效硅含量的高低是作物是否需要施硅肥的主要依據(jù)[10]。有效硅主要來源于母質(zhì)的風(fēng)化作用和高能硅化合物的分解作用[10]。前人研究表明,有效硅含量受土壤黏粒的影響較大,土壤黏粒含量越高,有效硅的含量就越豐富[11-12]。質(zhì)地粗土層薄淋溶作用強(qiáng)烈的土壤供硅能力不強(qiáng)。對于有效硅的測定,前人也曾研究過很多方法。早在1958年,日本學(xué)者今泉吉郎、吉田昌一提出pH4的醋酸緩沖液法至今仍為有效硅測定的主要方法[13]。前人對于南方土壤研究的較多,而對東北地區(qū)特別是東北濕地土壤研究的較少,因此本研究以東北地區(qū)12個(gè)地點(diǎn)的濕地土壤樣品作為研究對象,探究土壤有效硅的影響因素。
1 材料和方法
1.1 研究區(qū)自然概況
東北地區(qū)位于我國東北部, 地處亞歐大陸東緣,西起東經(jīng)115°37′的內(nèi)蒙古新巴爾虎右旗以西與蒙古人民共和國交界處, 東至東經(jīng)135°5′的黑龍江省撫遠(yuǎn)以東烏蘇里江匯入黑龍江處的耶字碑東角,南起38°40′N ,北至53°30′N黑龍江省漠河縣以北的黑龍江主航道中心線(圖1)。區(qū)內(nèi)東、北、西三面為低山、中山環(huán)繞, 中部為廣闊的東北大平原。由于本地區(qū)氣溫較低,蒸發(fā)微弱,降水量雖不十分豐富,但濕度仍較高,從而使本地區(qū)在氣候上具有冷濕的特征。本地區(qū)有大面積的針葉林、針闊葉混交林和草甸草原,肥沃的黑色土壤,廣泛分布的凍土和沼澤等自然景觀。
1.2 研究方法
分別從東北地區(qū)12個(gè)地點(diǎn)不同生境條件下采集土壤樣品(圖1),其中土壤的采集分別來自于0~10 cm和10~20 cm的上下兩層。采集土壤樣品共計(jì)1 195個(gè)。樣品采集后稱質(zhì)量,自然風(fēng)干保存。
首先進(jìn)行樣品的預(yù)處理:對土壤樣品進(jìn)行研磨,過篩孔直徑0.8 mm的篩,按水土比例5∶1配制土壤溶液,振蕩3 min,靜置20 min,過濾,按9 000轉(zhuǎn)·min-1高速離心15 min,取上清液。植物樣品經(jīng)粉碎機(jī)研磨后,按1/20配制溶液,100 ℃水浴2 h,取上清液。然后采用北京普析通用有限公司Super 990F型原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行陽離子的測定。用pH計(jì)對土壤酸堿度進(jìn)行測定。
土壤有機(jī)質(zhì)測定:在加熱條件下,用一定量的標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀-硫酸溶液,氧化土壤有機(jī)質(zhì),多余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵溶液滴定,由消耗的重鉻酸鉀量計(jì)算出有機(jī)碳量,再乘以常數(shù)1.724,即為土壤有機(jī)質(zhì)量。
有效硅的測定:在pH值為1.2~1.3的溶液中,可溶硅與鉬酸銨反應(yīng)生成硅鉬黃,再用氯化亞錫還原生成硅鉬藍(lán),此藍(lán)色的色度與水樣中可溶性硅的含量有關(guān)。磷酸鹽對本法的干擾可用調(diào)整酸度及加草酸或酒石酸的方法加以消除。最后,水樣中硅含量X(mg·L-1,以二氧化硅計(jì))按下式計(jì)算:
X=C×a/V×1 000
式中:C是配標(biāo)準(zhǔn)色用的二氧化硅工作溶液濃度,mg·mL-1;a是與水樣顏色相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)色中二氧化硅工作溶液加入量,mL;V是水樣體積,mL。
2 結(jié)果與分析
采集了東北地區(qū)12個(gè)不同地點(diǎn)的土壤樣品,由西部、中部、東部分成了3個(gè)子區(qū)域。在地理分布上具有地帶性規(guī)律,而在時(shí)間上又從6月取到10月,橫跨作物生長的不同階段,并選取T(岸上)、M(中心)、 W-D(水陸交匯)的典型生境,從時(shí)間差異、生境差異和地點(diǎn)差異3個(gè)方面對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,以探求不同指標(biāo)對土壤有效硅含量影響,下面對數(shù)據(jù)處理的結(jié)果進(jìn)行分析與討論。
2.1 pH值與有效硅之間的相關(guān)關(guān)系
土壤pH值是土壤的一個(gè)重要化學(xué)指標(biāo),土壤的pH值影響土壤礦物質(zhì)的分解速度和土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化,影響土壤溶液中化合物的溶解和沉淀,影響土壤的離子交換作用,也影響植物養(yǎng)分的有效性。本試驗(yàn)測得pH值與有效硅含量并作相關(guān)分析,結(jié)果如表1。下面按照子區(qū)域差異、時(shí)間差異、生境差異3個(gè)角度來探討pH值與有效硅的相關(guān)關(guān)系。
2.1.1 不同子區(qū)域內(nèi)pH值與有效硅的相關(guān)關(guān)系 子區(qū)域的劃分在上文已經(jīng)說明,不同子區(qū)域的pH值與有效硅的相關(guān)分析結(jié)果見圖2的三角形部分。
由圖2的三角形點(diǎn)及表1可知,東部地區(qū)pH值與有效硅呈顯著正相關(guān),中部地區(qū)相關(guān)性不明顯,而西部地區(qū)pH值與有效硅的關(guān)系則為顯著負(fù)相關(guān)。東部和西部的顯著性水平都小于0.01,表現(xiàn)為極顯著關(guān)系。
對于pH值與有效硅的關(guān)系,國內(nèi)很多學(xué)者都對不同地區(qū)的土壤做了相應(yīng)的研究,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的賀立源等[12]對湖北省20個(gè)縣水稻土的有效硅與pH值的關(guān)系的研究表明,pH值與有效硅呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系,湖北農(nóng)業(yè)大學(xué)的胡定金和王富華[14]在水稻硅素營養(yǎng)中也指出,在酸性、中性和微堿性土壤條件下,土壤的有效硅與pH值呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,向萬勝等[15]對湖南省土壤中硅的形態(tài)與土壤性質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行研究,也得出相似結(jié)論,可見pH值與有效硅確實(shí)存在著很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系,并且本文在對東部地區(qū)進(jìn)行相關(guān)分析時(shí)也得出有效硅與pH值呈正相關(guān)的規(guī)律,這與前人的研究結(jié)果是一致的。
東部地區(qū)土壤淋溶程度大,土壤呈酸性、中性,土壤pH值越大則淋溶作用越弱,硅越不容易被淋失,因此呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。本文與前人觀點(diǎn)所不同的是在東北地區(qū)的西部區(qū)域pH值與有效硅的關(guān)系呈現(xiàn)的是強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān),通過比較分析可知,上述學(xué)者的研究也都集中在較濕潤地區(qū),降水量豐富,土壤淋溶作用強(qiáng),并且土壤呈現(xiàn)酸性、弱酸性或中性。東北地區(qū)西部的長嶺、通遼、大慶等地由于地處內(nèi)陸地區(qū),降水量較少,土壤呈現(xiàn)堿性,只有具備一定的酸度才會使硅從巖石中分離出來,pH值越大,巖石中的硅越不容易分離,因此與前面各位學(xué)者研究得出的正相關(guān)關(guān)系有所出入。
酸堿度的大小對于巖石風(fēng)化和土壤元素的遷移有著很重要的影響,巖石中的硅元素必須通過風(fēng)化作用形成土壤中的可溶性硅素才能被植物吸收,同時(shí)土壤中可溶性的硅素又必須被土壤吸持住才不會被淋失,否則有效性就會降低。
由此看來,有效硅與pH值并不是在任何限度內(nèi)都是促進(jìn)的關(guān)系,只有pH值在適宜的范圍內(nèi)才會對有效硅產(chǎn)生促進(jìn)作用。李家書和謝振翅[16]對湖北省土壤有效硅含量分布的研究得出,pH值在6~8的范圍內(nèi),隨著pH值的增加有效硅含量增加,而當(dāng)pH值大于8的時(shí)候,有效硅隨著pH值升高呈現(xiàn)降低的趨勢,這與本文的結(jié)果相一致。
綜上所述,在干燥堿性土壤地區(qū),pH值與有效硅呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),在濕潤酸性中性地區(qū),pH值與有效硅則為正相關(guān)關(guān)系。
2.1.2 不同時(shí)間內(nèi)pH值與有效硅相關(guān)關(guān)系 不同月內(nèi)pH值與有效硅相關(guān)關(guān)系結(jié)果如圖3的三角形點(diǎn)。
由圖3的三角形點(diǎn)可知,不同月份的pH值與有效硅的相關(guān)關(guān)系并不明顯,由相關(guān)系數(shù)可知6、7、8、9月份有效硅與pH值有微弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系,而10月份則呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。各個(gè)月份的相關(guān)系數(shù)大致相近,這種相關(guān)關(guān)系在不同月份上的時(shí)間分異體現(xiàn)的不明顯。
2.1.3 不同生境內(nèi)pH值與有效硅關(guān)系 不同生境內(nèi)pH值與有效硅相關(guān)分析結(jié)果如圖4三角形點(diǎn)。
由圖4的三角形點(diǎn)及表1結(jié)果可知,在3種不同的生境內(nèi),有效硅與pH值均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,然而相關(guān)程度卻存在差異,這是由于取樣點(diǎn)只有東部地區(qū)為濕潤地區(qū),而大部分的地點(diǎn)為中部和西部的半濕潤半干旱地區(qū),因此在把這些地點(diǎn)放在一起做比較時(shí),西部地區(qū)pH值對有效硅的抑制作用大于東部地區(qū)的促進(jìn)作用,因此呈現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。在W-D生境,由于干濕季交替明顯,土壤存在一定的淋溶作用,因此抑制程度不明顯,而在T、M 兩個(gè)生境內(nèi)由于處于濕度極小的區(qū)域硅素只有在一定酸度的條件下才能夠從母質(zhì)中釋放,因此pH值與有效硅的負(fù)相關(guān)關(guān)系更加明顯。
2.2 有機(jī)質(zhì)對于土壤有效硅的相關(guān)關(guān)系
土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中的各種含碳有機(jī)化合物,包括動(dòng)植物殘?bào)w、微生物體以及這些生物殘?bào)w不同分解階段的產(chǎn)物和有機(jī)化合物。有機(jī)質(zhì)雖然在土壤中所占的比重不大,但對于成土過程及土壤物理、化學(xué)、生物性質(zhì)具有重大的影響,是土壤肥力產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。有機(jī)質(zhì)與有效硅的相關(guān)分析結(jié)果見表2,下面從區(qū)域、時(shí)間、生境3個(gè)方面加以討論。
2.2.1 不同子區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)對于土壤有效硅的相關(guān)關(guān)系 不同子區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)與有效硅的相關(guān)系數(shù)如圖2的方形顯示。由圖4的方形點(diǎn)及表2可見,東部濕潤區(qū)有機(jī)質(zhì)與有效硅呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),而中部和西部地區(qū)有機(jī)質(zhì)與有效硅呈現(xiàn)正相關(guān),其相關(guān)性不很明顯,可能是由于自然地理環(huán)境的復(fù)雜性,有機(jī)質(zhì)和有效硅單一的相關(guān)關(guān)系在區(qū)域差異上表現(xiàn)的不夠明顯。
國內(nèi)學(xué)者對于有機(jī)質(zhì)與有效硅的相關(guān)關(guān)系也存在著爭議,代革聯(lián)等[17]在研究陜西省耕地土壤有效硅分布的影響因素中,得到了有機(jī)質(zhì)與有效硅呈現(xiàn)明顯正相關(guān)的結(jié)論,馬同生[18]在《我國水稻土中硅素豐缺原因》一文中也指出,土壤的有機(jī)質(zhì)含量低則土壤缺硅,而李家書和謝振翅[16]在研究湖北省土壤有效硅含量分布時(shí)發(fā)現(xiàn)有效硅和有機(jī)質(zhì)的關(guān)系并不明顯,向萬勝等[15]在研究湖南省土壤中硅的形態(tài)與土壤性質(zhì)的關(guān)系中卻發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)與有效硅之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系,各個(gè)學(xué)者觀點(diǎn)不一,可見有機(jī)質(zhì)與有效硅的關(guān)系并不是簡單的線性關(guān)系,它可能受到很多因素的影響。
在本文的研究中,不同區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)與有效硅呈現(xiàn)的相關(guān)關(guān)系雖然不顯著,但是不同的區(qū)域所呈現(xiàn)出來的相關(guān)方向卻也存在一定的規(guī)律,東部地區(qū)為濕潤區(qū),有效硅與有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),而西部的半干旱區(qū)卻呈現(xiàn)正相關(guān),可見有機(jī)質(zhì)與有效硅的關(guān)系可能存在兩重性,一方面有機(jī)質(zhì)的存在使土壤黏粒含量增加,吸附性能較好,保護(hù)了土壤硅素使其不被淋失,但另一方面有機(jī)質(zhì)在微生物的分解作用下又會產(chǎn)生一些有機(jī)酸類,酸度的增大又會加大土壤的淋溶作用,使有效硅含量下降。因此,有效硅與有機(jī)質(zhì)的相關(guān)關(guān)系比較復(fù)雜,東部濕潤區(qū)微生物分解作用較為旺盛,產(chǎn)生的有機(jī)酸很多,故與有效硅產(chǎn)生負(fù)相關(guān)的關(guān)系,而西部干旱區(qū)淋溶作用不強(qiáng),有機(jī)質(zhì)分解不夠徹底,土壤黏力大,從巖石風(fēng)化出的硅固持在土壤中不會被淋失,并且蒙脫類礦物升高,使得有效硅含量增高。
2.2.2 不同時(shí)間有機(jī)質(zhì)與有效硅的相關(guān)關(guān)系 不同時(shí)間有機(jī)質(zhì)與有效硅的相關(guān)系數(shù)如圖3的方形點(diǎn)顯示。由圖3方形點(diǎn)及表2可見,6月份和10月份土壤有效硅與有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)正相關(guān),其中6月份呈現(xiàn)顯著正相關(guān),而7、8、9月份則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。6月份和10月份,生物對有機(jī)質(zhì)的分解作用不旺盛,有機(jī)質(zhì)對于土壤的作用主要是增加土壤的吸持力。由于生物作用不強(qiáng),酸度小,土壤的礦物分解緩慢,礦物主要以蒙脫類為主,更加增大了對硅素的吸持。故與有效硅呈現(xiàn)的是正相關(guān)的關(guān)系,而到了雨季,硅素淋失,同時(shí)生物活動(dòng)旺盛,有機(jī)質(zhì)大量分解產(chǎn)生有機(jī)酸,增大了土壤的酸度,進(jìn)一步促進(jìn)了硅素淋失。所以有機(jī)質(zhì)與有效硅在7—9月呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,但是相關(guān)程度較弱,因?yàn)樯锓纸庾饔贸伺c有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)外,還與很多因素有關(guān),這正體現(xiàn)了地表自然地理系統(tǒng)的復(fù)雜性。有機(jī)質(zhì)與有效硅,8月份的相關(guān)系數(shù)大于7月份和9月份,可能由于8月份生物作用最強(qiáng),而7月份和9月份雖然也有生物對有機(jī)質(zhì)的分解,但是相對較弱的緣故。
2.2.3 不同生境下有機(jī)質(zhì)對有效硅的相關(guān)關(guān)系 不同生境內(nèi)有機(jī)質(zhì)與有效硅相關(guān)系數(shù)如圖4的方形點(diǎn)部分。在濕度較小的岸上生境,有機(jī)質(zhì)與有效硅呈現(xiàn)正相關(guān),而在濕度較大的中心和水陸生境則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),這與前文不同區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)與有效硅的關(guān)系相一致,而從表2顯著性來看,3種生境下有機(jī)質(zhì)與有效硅之間的相關(guān)關(guān)系程度卻都很弱,這是因?yàn)樽匀幌到y(tǒng)本身具有復(fù)雜性,有機(jī)質(zhì)與有效硅的關(guān)系可能不是簡單的線性關(guān)系,在張玉龍等[19]對于溫室土壤硅素釋放動(dòng)力學(xué)特征的研究中,將土壤硅素與時(shí)間的關(guān)系擬合成 y=kxm的關(guān)系,而k,m,km都有隨著有機(jī)質(zhì)的增加而增加的趨勢,可見有機(jī)質(zhì)與硅素的關(guān)系可能不是簡單的線性關(guān)系,故線性相關(guān)程度較弱。
2.3 土壤陽離子對于有效硅的相關(guān)關(guān)系
土壤陽離子是土壤物質(zhì)組成中的重要部分,對土壤溶液的酸堿度、電導(dǎo)率、鹽基飽和度等理化性質(zhì)有重要影響,并且對植物的生長發(fā)育起到重要的作用,由于元素與元素之間會存在相互作用,陽離子可能會對土壤有效硅的釋放、遷移轉(zhuǎn)化和吸收起到一定作用,因此本文以鉀鈉比、鈣鎂比為指標(biāo)探討陽離子與有效硅的關(guān)系。
2.3.1不同子區(qū)域內(nèi)鉀鈉比、鈣鎂比與有效硅之間的相關(guān)關(guān)系。表3和表4反映了硅元素和土壤中陽離子相關(guān)關(guān)系在不同區(qū)域上的表現(xiàn)。由表可見,鉀鈉比與有效硅呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,這種正相關(guān)關(guān)
系在東部為極顯著,西部則不是顯著相關(guān)。而鈣鎂比與有效硅是負(fù)相關(guān)的關(guān)系,西部和東部都是極顯著的相關(guān)程度。
2.3.2 不同月份鉀鈉比、鈣鎂比對于有效硅的相關(guān)關(guān)系 由表5和表6可知,鉀鈉比與有效硅在6月份和10月份為極顯著正相關(guān)關(guān)系,但在7、8、9月份關(guān)系并不顯著。而鈣鎂比與有效硅在6月份、10月份呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān),7、8、9月份關(guān)系不顯著。
由上述分析可見,在鈣、鎂這2種離子中,鎂與硅可能存在更大的相似性和協(xié)同作用,鎂離子在砂質(zhì)土壤中含量低在富含蒙脫石礦物的土壤中含量高, 并且鎂在土壤中的有效性同樣受到pH值、母巖和氣候的制約,鎂的這些特點(diǎn)都與硅相似[20],因此土壤中鎂離子可能會對硅起到促進(jìn)作用。前人有關(guān)鈣離子的研究發(fā)現(xiàn),鈣離子在土壤中的吸附作用強(qiáng)于鎂離子,在干旱地區(qū)形成的鈣膠體對于硅的吸附作用會使得硅無法釋放被植物利用,因此鈣可能會抑制有效硅的釋放。對于鉀和鈉這兩種元素而言,鉀元素可能會促進(jìn)有效硅含量的提高,而鈉可能相反。不過這種作用在東北半濕潤、半干旱地區(qū)表現(xiàn)的不明顯,而在濕潤地區(qū)則表現(xiàn)明顯,從時(shí)間角度來說,在植物生長旺盛的7、8月份表現(xiàn)的不明顯。而在植物幼苗期和衰老期表現(xiàn)的比較明顯。至于為什么鉀鈉比與有效硅呈現(xiàn)如此顯著的正相關(guān)關(guān)系目前還沒有前人的研究作為依據(jù),或許這與鉀鈉對于植物的不同生理作用有關(guān),鉀與硅或許存在一定的協(xié)同生理作用,不過這還需要通過以后的研究進(jìn)一步驗(yàn)證。
3 結(jié) 論
pH值與有效硅的關(guān)系在濕潤的淋溶地區(qū)為正相關(guān),在半濕潤半干旱的非淋溶地區(qū)為負(fù)相關(guān)。只有pH值在適宜的條件下對于有效硅才有促進(jìn)的作用,超過或低于適宜范圍都會使有效硅的含量降低。
有機(jī)質(zhì)與有效硅并不呈現(xiàn)簡單的線性相關(guān)關(guān)系,而可能為復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系:從時(shí)間角度來看,6月份、10月份有機(jī)質(zhì)與有效硅正相關(guān),7、8、9月份呈現(xiàn)負(fù)相關(guān);從區(qū)域角度來看,東部為負(fù)相關(guān),中部和西部為正相關(guān);從生境角度來看,岸上生境為正相關(guān),水中水陸生境為負(fù)相關(guān)。
鈣鎂比與有效硅呈負(fù)相關(guān),可能鈣離子對硅有抑制作用,鎂離子有促進(jìn)作用;鉀鈉比與有效硅呈正相關(guān),可能鉀離子對硅有促進(jìn)作用,鈉離子對硅有抑制作用,但是目前還無法解釋根本原因。
參考文獻(xiàn):
[1] 夏石頭,蕭浪濤,彭克勤.高等植物硅元素的生理效應(yīng)及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].植物生理學(xué)通訊,2001,37(4):356-360.
[2] 田福平,陳子萱,苗小林,等. 土壤和植物的硅素營養(yǎng)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007(1):81-84.
[3] Marschner H. Mineral nutrition of higher plant[M]. San Diego: Academic Press Inc, 1995:417-427.
[4] 胡克偉,顏麗,關(guān)聯(lián)珠.土壤硅磷交互作用研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào),2004,35(2):230-233.
[5] D` hoore J,廖興其.土壤硅與植物營養(yǎng)[J].土壤學(xué)進(jìn)展,1980(2):23-27.
[6] 饒立華,覃蓮祥,朱玉賢,等.硅對雜交水稻形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理的效應(yīng)[J].植物生理學(xué)通訊, 1986 (3):20-24.
[7] 黃湘源,季明德,胡書琴,等.硅元素對土壤中有效營養(yǎng)元素的影響[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào),1993,17(3):19-23.
[8] 李清芳,馬成倉,李韓平,等.土壤有效硅對大豆生長發(fā)育和生理功能的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2004,15(1):73-76.
[9] 李清芳,馬成倉.土壤有效硅對黃瓜種子萌發(fā)和幼苗生長代謝的影響[J].園藝學(xué)報(bào), 2002 ,29 (5) :433-437.
[10] 馬朝紅,楊歷,胡時(shí)友.土壤供肥能力和硅肥研究進(jìn)展[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009, 48(4):987-989.
[11] 高玉鳳,焦峰,沈巧梅.水稻硅營養(yǎng)與硅肥應(yīng)用效果研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25 (16): 156-160.
[12] 賀立源,王忠良.土壤機(jī)械組成pH與有效硅的關(guān)系研究[J].土壤,1998(5):243-246.
[13] 張效樸,臧惠林.土壤有效硅測定方法的研究[J].土壤,1982(5): 188-192.
[14] 胡定金,王富華.水稻硅素營養(yǎng)[J].湖北農(nóng)業(yè)大學(xué), 1995(5):33-36.
[15] 向萬勝,何電源,廖先.湖南省土壤中硅的形態(tài)與土壤性質(zhì)的關(guān)系[J].土壤,1993(3):146-151.
[16] 李家書,謝振翅.湖北省土壤有效硅含量分布[J].熱帶亞熱帶土壤科學(xué),1997,6 (3): 176-181.
[17] 代革聯(lián),端木合順,王錚,等.陜西省耕地土壤有效硅分布規(guī)律初探[J].水土保持學(xué)報(bào),2004,18(5):51-53.
[18] 馬同生.我國水稻土豐缺原因[J].土壤通報(bào),1997 ,28(4):169-171.
[19] 楊丹,張玉龍,劉鳴達(dá),等.溫室土壤硅素釋放動(dòng)力學(xué)特征的研究[J].土壤通報(bào),2012,43(1):42-46.
[20] 汪洪.土壤鎂素研究進(jìn)展與期望[J].土壤肥料, 1997(1):9-13.