陸若輝，朱偉鋒，陳紅金，孔海民

(浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

鋅是作物生長必需的營養(yǎng)元素，鋅參與氨基酸的合成和葉綠素的生成，缺鋅會(huì)導(dǎo)致植物葉綠體合成受阻。土壤有效態(tài)鋅的含量可以反映土壤的供鋅能力[1]，受土壤環(huán)境、土壤性質(zhì)等多方面因素的影響，土壤中有效鋅含量呈現(xiàn)出時(shí)空變異的特征，其含量狀況直接影響植物體對(duì)土壤中鋅元素的吸收，進(jìn)而影響作物生長[2-3]、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或通過食物鏈影響人體健康[4-6]。浙江省地形地貌復(fù)雜，土壤類型多樣，影響土壤有效鋅含量因素較多。本文以浙江省第二次土壤普查成果和近年來土壤取樣調(diào)查數(shù)據(jù)為依托，探討近三十年浙江省土壤有效鋅含量的時(shí)空變異特征和不同土壤類型、種植制度等因素對(duì)有效鋅含量的影響，以及造成影響的因素分析。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

近年數(shù)據(jù)來源于2016—2017年全省測(cè)土配方施肥和耕地質(zhì)量調(diào)查等工作開展的土壤采樣調(diào)查中有效鋅數(shù)據(jù)。1984年數(shù)據(jù)來源于全國第二次土壤普查浙江省土壤有效鋅數(shù)據(jù)資料。

1.2 樣品采集與分析

按照內(nèi)業(yè)確定點(diǎn)位經(jīng)緯度，外業(yè)定點(diǎn)采樣的方法進(jìn)行土樣采集，大田作物采樣深度為0～20 cm，蔬菜、果樹采樣深度為0～30 cm。采用四分法采集混合土樣，記錄采樣點(diǎn)立地條件等基本信息。土樣有效鋅含量采用DTPA浸提、原子吸收分光光度法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 有效鋅含量

1984年全國第二次土壤普查時(shí)浙江省土壤有效鋅平均含量(n=5 041)為1.45 mg·kg-1，2017年全省土壤有效鋅平均含量(n=2 065)為5.63 mg·kg-1，遠(yuǎn)高于1984年時(shí)的有效鋅含量水平。圖1可以看出，1984年土壤有效鋅含量主要集中在>0.5～3.0 mg·kg-1，而2017年土壤有效鋅含量絕大部分分布在>1.0～3.0和>3.0 mg·kg-1，其中，>3.0 mg·kg-1的土壤是第二次土壤普查時(shí)的6.6倍?？傮w上土壤有效鋅含量升高趨勢(shì)明顯。這與計(jì)小江等[7]研究，浙江水稻田有效鋅含量比1984年提高了2倍多、>3.0 mg·kg-1的稻田比第二次土壤普查時(shí)增加了5倍多的趨勢(shì)相同。

圖1 土壤有效鋅分布頻率的變化

2.2 有效鋅含量與海拔高度

圖2所示，土壤有效鋅在海拔>30～100 m的平原、盆地及低丘緩坡含量較高。除≤30 m的灘涂及平原外，海拔高于30 m時(shí)，有效鋅含量隨海拔高度升高而降低，海拔200 m以上的丘陵、山地地區(qū)土壤有效鋅含量下降明顯。這可能與該類區(qū)域適宜作物生長、種植活動(dòng)較頻繁，人類的施肥活動(dòng)對(duì)土壤有效鋅含量影響較大等因素有關(guān)。

圖2 不同海拔高度與土壤有效鋅含量的關(guān)系

2.3 有效鋅含量與種植制度

不同種植制度下，土壤有效鋅含量有明顯差異。從表1看出，種植果樹、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的園地、菜地土壤有效鋅平均含量較高，分別達(dá)7.91、7.81 mg·kg-1；其次為種植苗木和水稻的土壤；拋荒閑田和茶園土壤有效鋅含量最低。果樹、蔬菜等果園、菜地土壤有效鋅含量較高，可能與經(jīng)濟(jì)作物有機(jī)肥施用量大有關(guān)。

表1 不同種植制度下土壤有效鋅含量的變化

2.4 有效鋅含量與土壤類型

不同土壤類型有效鋅含量有明顯差異。水稻土不同亞類有效鋅平均含量在5.42～6.63 mg·kg-1，普遍高于紅壤、紫色土、潮土、黃壤等其他土類。紫色土和紅壤介于中間水平，黃壤和潮土有效鋅平均含量較低。

3 討論

與1984年第二次全國土壤普查數(shù)據(jù)相比，三十年來浙江省土壤有效鋅含量上升趨勢(shì)明顯。這與計(jì)小江等[7]浙江省水稻田土壤有效鋅研究結(jié)果趨勢(shì)相同。王子騰等[8]研究表明，全國范圍內(nèi)2005—2015年土壤有效鋅含量整體上是上升的。一方面原因可能是因?yàn)榉N植模式和管理理念的轉(zhuǎn)變，保持甚至提高了農(nóng)田土壤的整體肥力；另一方面也不排除長期的施肥導(dǎo)致土壤酸化，因?yàn)?005—2015年土壤pH值是逐漸降低的，土壤pH值降低可以提高土壤鋅的有效性[9-11]。

土壤有效鋅含量與土壤pH值有關(guān)。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，土壤pH值對(duì)土壤有效鋅含量的影響非常顯著，pH值升高會(huì)降低土壤鋅的有效性。Pardo等[13]分析了土壤pH值對(duì)于土壤有效鋅吸附解吸的影響，發(fā)現(xiàn)土壤鋅隨著pH值的上升，吸附量上升，解吸量下降；隨著pH值的下降，吸附量下降，解吸量上升。土壤有效鋅含量還與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，元素氮與元素鋅在肥-土-作物系統(tǒng)中存在協(xié)同作用[14]，所以有效氮與有效鋅之間存在顯著正相關(guān)；也有可能是因?yàn)橥寥乐械牡?90%為有機(jī)氮[15]，因此，有機(jī)質(zhì)與有效氮之間具有顯著的正相關(guān)性，從而間接與有效鋅之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。

土壤有效鋅含量的升高還可能與以畜禽糞便為原料的有機(jī)肥的大量施用有密切關(guān)系。這與本文中果樹、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物有機(jī)肥用量高，土壤有效鋅含量高，拋荒田等人為施肥少，土壤有效鋅含量低的趨勢(shì)相同。鋅是畜禽養(yǎng)殖業(yè)中重要的飼料添加劑之一，可以促進(jìn)動(dòng)物生長，降低腹瀉等腸胃疾病的發(fā)生率，在飼料中過量添加銅、鋅等微量元素的現(xiàn)象普遍存在[16-19]。由于畜禽對(duì)添加劑中的微量元素利用率通常較低，這些微量元素大部分隨糞便排出，畜禽糞便被廣泛處理后制成有機(jī)肥，最終隨施肥進(jìn)入土壤環(huán)境。據(jù)朱恩等[20]研究結(jié)果，畜禽糞便中鋅含量在36～9 391 mg·kg-1，平均值達(dá)733 mg·kg-1。由于擔(dān)心在施用了豬糞的土壤中出現(xiàn)鋅的富集，歐盟將從2022年開始飼料添加劑中不再繼續(xù)使用藥理水平的氧化鋅[21]。

目前，我國有機(jī)肥料生產(chǎn)中對(duì)銅、鋅等元素的影響尚未引起足夠重視。我國NY 525—2012《有機(jī)肥料》未將鋅含量納入限量值控制的指標(biāo)，若以臺(tái)灣省有機(jī)肥鋅含量最高限量值600 mg·kg-1為標(biāo)準(zhǔn)，畜禽糞便為原料的有機(jī)肥鋅含量超標(biāo)率可達(dá)50.14%[20]。因此，在注重鋅對(duì)植物營養(yǎng)作用的同時(shí)，土壤中有效鋅的富集對(duì)環(huán)境、作物以及最終對(duì)人體健康的影響尚未引起足夠重視，需進(jìn)一步關(guān)注和研究。