白 維 濱
(太原市園林建設(shè)開(kāi)發(fā)中心,山西 太原 030002)
晉南地區(qū)土壤情況分析
白 維 濱
(太原市園林建設(shè)開(kāi)發(fā)中心,山西 太原 030002)
采用相關(guān)分析方法,對(duì)晉南地區(qū)某村種植土壤中各微量元素的含量、變異特性、空間相關(guān)關(guān)系等進(jìn)行了研究分析,得出了一些有價(jià)值的結(jié)論,為提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)提供了理論依據(jù)。
種植土壤,微量元素,變異性,空間分布
在種植土壤中,微量元素同大量元素一樣都是發(fā)揮重要作用的組成成分,并在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中有著不容忽視的影響[1]。無(wú)論是哪一種微量元素的缺乏或者過(guò)量都會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)發(fā)育,進(jìn)而影響到動(dòng)物和人類的健康與安全[1]。因此,了解種植土壤微量元素的豐缺指標(biāo)以及植物對(duì)微肥吸收利用率的高低就顯得格外重要了。
在新中國(guó)成立之前,我國(guó)從未對(duì)土壤中的微量元素有過(guò)任何研究,解放后,國(guó)內(nèi)很多專家意識(shí)到微量元素與農(nóng)業(yè)及人類有著密切的關(guān)系,并將其作為了研究主題,開(kāi)展了大量研究,同時(shí)很多科研學(xué)者將其研究成果纂寫成各種專業(yè)著作,為后人的繼續(xù)研究給出了指引性的幫助[2]。我國(guó)在20世紀(jì)中,先后對(duì)微量元素在植物生理方面的功能及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用開(kāi)始了研究,規(guī)范了微量元素的測(cè)定方法,有利于指導(dǎo)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)方面的精準(zhǔn)施肥技術(shù)[3]。在微量元素的空間分布、遷徙模式等方面的工作中,我國(guó)已取得重大成就,當(dāng)前對(duì)微量元素在土壤環(huán)境中的研究,強(qiáng)調(diào)是在有污染的狀況下,環(huán)境要素對(duì)土壤微肥產(chǎn)生的效應(yīng)[4,5]。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)不同尺度土壤中微量元素空間變異性及分布做出了大量的研究[6,7]。特別是近幾年來(lái),我國(guó)不少地區(qū)對(duì)地塊級(jí)大尺度和小尺度土壤微量元素的研究取得了較大的進(jìn)展[8,9]。然而針對(duì)村級(jí)為對(duì)象的種植土壤微量元素有效態(tài)含量的研究卻并不多見(jiàn)。本實(shí)驗(yàn)取樣村位于汾河流域,該村落土壤可以代表汾河沿岸的大部分種植土壤微量元素分布情況。
1)土壤樣品采集。
采用GPS定位技術(shù),對(duì)該村土壤進(jìn)行定位取樣。兼顧相對(duì)均勻性的原則和取樣村落土壤的分布特點(diǎn)的前提下,一共布設(shè)33個(gè)取樣點(diǎn),取樣點(diǎn)的深度是0 cm~15 cm,采用“S”形路線采樣法,用木鏟分別在各個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行5點(diǎn)混合采取土樣,混合均勻后,用四分法取1 kg土樣。
2)樣品處理。
將采回的土樣經(jīng)過(guò)風(fēng)干、丟棄雜物、去除多余土樣、研碎后過(guò)0.2 mm的尼龍篩,整理編置好存放在實(shí)驗(yàn)室,待測(cè)。
土壤有效銅、錳、鐵、鋅:DTPA浸提,原子吸收分光光度法測(cè)定[10]。
3)數(shù)據(jù)處理。
該研究運(yùn)用了將經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)及地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[11]。采用相關(guān)分析方法,對(duì)該村種植土壤各個(gè)微量元素的平均數(shù)值、均方差、樣本方差、變異系數(shù)、偏度系數(shù)、峰度系數(shù)等基本性質(zhì)進(jìn)行處理和分析。利用SPSS 12.0軟件[12]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析,并進(jìn)行(K.S)檢驗(yàn)。通過(guò)GS+軟件,分析出適合各微量元素的最佳擬合模型,根據(jù)微量元素的半方差函數(shù)和空間變異參數(shù),對(duì)該村土壤四種微量元素的空間特征進(jìn)行分析。
4)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
土壤中微量元素含量分級(jí)表見(jiàn)表1。
表1 土壤中微量元素含量分級(jí)表 mg/kg
1)有效態(tài)銅、鋅、鐵和錳在空間上的變異特性。
變異系數(shù)是用來(lái)表示土壤空間變異程度的參數(shù),根據(jù)變異系數(shù)(CV)的分級(jí)指標(biāo),可以將空間變異程度分為三級(jí):即:弱變異性(CV<10%),中等程度的變異性(10%
2)有效銅、鋅、鐵和錳的空間相關(guān)關(guān)系。
取樣村土壤微量元素含量的描述統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。
表2 取樣村土壤微量元素含量的描述統(tǒng)計(jì) mg/kg
由表3該村土地微量元素有效態(tài)含量的描述統(tǒng)計(jì)得知,鐵和錳的偏度系數(shù)較小,銅和鋅的偏度系數(shù)較大;鐵和錳的峰度系數(shù)較小,銅的峰度系數(shù)較大。根據(jù)SPSS 12.0,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行K—S正態(tài)檢驗(yàn),結(jié)果顯示四種微量元素均不服從正態(tài)分布。將有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后再進(jìn)行K—S正態(tài)檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)銅,鋅,鐵,錳的數(shù)據(jù)均已服從正態(tài)分布。經(jīng)過(guò)半方差函數(shù)分析可知,該村土壤微量元素中有效態(tài)Cu,Zn適合用高斯模型進(jìn)行擬合;有效態(tài)Fe適合球狀模型;有效態(tài)Mn則適合線性模型。有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳的決定系數(shù)分別為0.210,0.338,0.643和0.172,其中有效鐵的擬合效果最好,有效鋅次之,有效銅和有效錳的擬合效果最差。
表3 取樣村土壤微量元素有效態(tài)含量的分級(jí)與評(píng)價(jià)
由表4可知,該村土地土壤有效銅、有效鋅、有效鐵和有效錳均在一定的范圍內(nèi)具有空間相關(guān)關(guān)系。土壤有效錳的變程最大為2 215.641 2 m,反映了有效錳在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)任何相鄰區(qū)域內(nèi)幾乎都具有相關(guān)關(guān)系。變程較小的是有效態(tài)銅和有效態(tài)鋅,分別為559.452 4 m和580.237 m。該研究區(qū)的相關(guān)距離均超過(guò)了取樣距離,因此,該村土壤采樣基本上能滿足土壤微量元素的空間變異性評(píng)估需要。
表4 取樣村土地微量元素的空間變異參照值 mg/kg
1)取樣村莊土壤中有效銅含量的平均值是0.950 9 mg/kg,屬三級(jí)(適中)水平;有效鋅平均含量為1.583 6 mg/kg,屬二級(jí)(豐富)水平;有效鐵平均含量為9.719 7 mg/kg,屬三級(jí)(適中)水平;有效錳平均含量為3.407 0 mg/kg,屬四級(jí)(缺乏)水平。
2)從變異系數(shù)來(lái)看,四種有效態(tài)微量元素的變異系數(shù)均在10%~100%,均屬于中等程度變異性。
3)通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明,該村土壤微量元素中有效銅、有效鋅的最適模型是高斯模型,有效鐵的最適模型是球狀模型。有效錳的最適模型是線性模型。
4)該村土壤中四種微量元素在較小相關(guān)距離內(nèi)存在著空間相關(guān)性,引起有效態(tài)銅、鋅、鐵空間變異程度差異的主要因素是其空間自相關(guān)部分,而其空間分布特征均體現(xiàn)出強(qiáng)的空間相關(guān)性,而有效錳的空間相關(guān)性較弱,因此,空間變異的程度主要受隨機(jī)因素作用。
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Analysis on soil situation in south Shanxi
Bai Weibin
(TaiyuanGardenConstructionDevelopmentCenter,Taiyuan030002,China)
Using the correlation analysis method, this paper analyzed and researched the content, variability, spatial correlation of each trace elements in a village soil in south Shanxi, obtained some valuable results, provided theory basis for improving the yield and quality of crops.
planting soil, trace element, variability, spatial distribution
2014-12-19
白維濱(1972- ),男,工程師
1009-6825(2015)06-0195-02
S151.9
A