烏蘭察布市耕地土壤中氮磷鉀元素含量分析

朱國(guó)華 劉芳

摘要 為進(jìn)一步了解烏蘭察布市耕地土壤中全氮、有效磷和速效鉀含量，分析了烏蘭察布市10個(gè)旗（縣、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效鉀含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)各旗（縣、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效鉀含量存在較大差異。其中，卓資縣耕地土壤平均全氮含量最高，為1.45 g/kg。察右中旗耕地土壤平均有效磷含量最高，為25.6 mg/kg?；驴h耕地土壤平均速效鉀含量最高，為242 mg/kg。通過(guò)研究烏蘭察布市各旗（縣、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效鉀含量，為改善和提高全市耕地土壤質(zhì)量提供重要數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞 全氮;有效磷;速效鉀;含量

Abstract In order to further understand the content of total nitrogen， available phosphorus and quick-acting potassium in the cultivated soil of Wulanchabu， the content of total nitrogen， available phosphorus and quick-acting potassium in the cultivated land of 10 counties in Wulanchabu was analyzed.The study found that the conents of total nitrogen， available phosphorus， and quick-acting potassium in cultivated soil of different banners （counties，cities）were significantly different.Among them， the average total nitrogen content of cultivated soil in Zhuozi County was the highest， with a content of 1.45 g/kg. The average available phosphorus content in the cultivated soil of Chayouzhong Banner was the highest， at 25.6 mg/kg. The average quick-acting potassium content of cultivated soil in Huade County was the highest， with a content of 242 mg/kg. By analyzing the total nitrogen， available phosphorus and available potassium content of the cultivated land in the counties of Wulanchabu， it provided important data support for improving the quality of cultivated land in the city.

Key words Total nitrogen;Available phosphorus;Quick-acting potassium;Content

土壤是地球生態(tài)系統(tǒng)（大氣、水、土壤）重要組成之一，對(duì)維系生態(tài)平衡、生物生存和發(fā)展具有重要作用。土壤中通常含有幾十種至一百多種元素，其中氮磷鉀是促進(jìn)植物發(fā)育和生長(zhǎng)最重要的元素之一。植物吸收的氮主要是無(wú)機(jī)態(tài)氮，即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，一部分有機(jī)態(tài)氮，如尿素中氮也可被吸收。當(dāng)土壤中氮元素含量豐富時(shí)，植物根系可充分吸收，植物生長(zhǎng)枝葉繁茂，果實(shí)中蛋白質(zhì)含量高。當(dāng)土壤中氮元素含量較低或極低時(shí)，植物不能順利合成蛋白質(zhì)、核酸及磷脂，植物生長(zhǎng)矮小，分枝較少，葉片小、黃，易早衰，花果易脫落，導(dǎo)致產(chǎn)量降低[1-2]。磷元素是合成糖、蛋白質(zhì)和脂肪不可或缺的元素，在植物中參與幾乎所有主要代謝過(guò)程，包括光合作用、能量傳遞、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、大分子生物合成與呼吸和豆科植物的固氮作用，也是合成葉綠素重要的元素[3]，土壤中缺少磷元素會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢，植株矮小，生長(zhǎng)初期葉片常呈暗綠色，光合作用利用率低，花芽出生速率低，開(kāi)放和發(fā)育慢而弱，果實(shí)質(zhì)量差[4]。鉀元素在碳水化合物代謝、呼吸作用及蛋白質(zhì)代謝中起重要作用;鉀能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，與糖類的合成也有關(guān);鉀離子是構(gòu)成細(xì)胞滲透勢(shì)的重要成分，對(duì)氣孔開(kāi)放有直接作用[5-6]。缺鉀癥狀最初是老葉葉尖及葉緣發(fā)黃，以后黃化部位逐漸向內(nèi)伸展，同時(shí)變褐、焦枯，呈“灼燒”狀，葉片出現(xiàn)褐斑[7-8]。

烏蘭察布市土地總面積54 492 km2，其中，耕地面積60萬(wàn)hm2，占土地總面積的11%[9]。主要種植馬鈴薯、雜糧雜豆、玉米、甜菜、向日葵等。其中馬鈴薯總播種面積約23.47萬(wàn)hm2，全市所有旗縣都有種植。雜糧雜豆播種面積約1327萬(wàn)hm2，其中燕麥播種面積超過(guò)7.34萬(wàn)hm2。大豆播種面積約3.13萬(wàn)hm2，高粱約0.67萬(wàn)hm2，玉米播種面積8萬(wàn)hm2，甜菜播種面積2.4萬(wàn)hm2。全市耕地面積多，耕作作物多樣，目前對(duì)全市各旗（縣、市）土壤中氮磷鉀元素含量的研究較少。筆者通過(guò)分析耕地土壤中氮磷鉀元素含量，對(duì)全市耕地土壤中氮磷鉀元素有系統(tǒng)了解，指導(dǎo)相關(guān)部門對(duì)缺少氮磷鉀元素土壤進(jìn)行調(diào)節(jié)，為全市耕地土壤質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品：耕地土壤去除根莖葉，風(fēng)干研磨后分別過(guò)1和2 mm孔徑尼龍篩，得到待測(cè)樣品。

主要試劑：濃硫酸（分析純），濃鹽酸（分析純），硝酸（分析純），高氯酸（優(yōu)級(jí)純），氫氧化鈉（分析純），硼酸（優(yōu)級(jí)純），硫酸鉀（分析純），五水合硫酸銅（分析純），二氧化鈦（優(yōu)級(jí)純），五水合硫代硫酸鈉（分析純），無(wú)水碳酸鈉（基準(zhǔn)試劑），甲基橙（分析純），碳酸氫鈉（分析純），酒石酸銻鉀（分析純），鉬酸銨（分析純），抗壞血酸（分析純，）乙酸銨（分析純）。

標(biāo)準(zhǔn)品：磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L），鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L），標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)控土壤：HTSB-5。

1.2 儀器

凱氏定氮儀（KDY-9820 北京通潤(rùn)源機(jī)電技術(shù)），紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-1780 島津儀器），火焰光度計(jì)（FP6400 上海萊帕德儀器），分析天平（ EX125DZH 奧豪斯儀器）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 采樣。

分別對(duì)全市10個(gè)旗（縣、市）耕地土壤進(jìn)行采集，采集范圍覆蓋全市所有耕地土壤，每個(gè)旗（縣、市）采集30個(gè)樣品，共300批次樣品。

1.3.2 測(cè)定。

依據(jù)文獻(xiàn)[10]進(jìn)行土壤中全氮檢測(cè);依據(jù)文獻(xiàn)[11]進(jìn)行土壤中有效磷檢測(cè);依據(jù)文獻(xiàn)[12]進(jìn)行土壤中速效鉀檢測(cè)。

全氮：稱取過(guò)2 mm篩后的土壤樣品0.200 0～1000 0 g（含氮約1 mg），精確到0.1 mg。

有效磷：過(guò)2 mm孔徑尼龍篩樣品2.50 g于200 mL塑料瓶中，加入50.00 mL碳酸氫鈉浸提劑（pH 85），蓋緊瓶塞，室溫（20～25 ℃）（180±20）r/min振蕩30 min。立即用無(wú)磷濾紙過(guò)濾，得待測(cè)液。吸取10.00 mL待測(cè)液于50 mL容量瓶中，緩慢加入鉬銻抗顯色劑5.00 mL，振蕩去除CO2，再加入10.00 mL 水，充分排除CO2，室溫下靜置30 min，在880 nm下用紫外可見(jiàn)分光光度儀測(cè)定。

速效鉀：過(guò)1 mm孔徑尼龍篩樣品5.00 g，加入50.0 mL乙酸銨（pH 7.0），室溫（20～25 ℃）150～180 r/min振蕩30 min。立即過(guò)濾，直接用火焰光度計(jì)測(cè)定。

采用雙平行標(biāo)準(zhǔn)土壤作質(zhì)控樣，結(jié)果均符合引用標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.3.3 分析方法。

采用不同地區(qū)對(duì)比法和平均值法對(duì)全市耕地土壤中全氮、有效磷和速效鉀含量進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 全市耕地土壤中全氮、有效磷和速效鉀含量

全市10個(gè)旗（縣、市）耕地土壤中全氮、有效磷、速效鉀含量見(jiàn)表1～3。由表1～3可知，土壤全氮含量最高的是察右中旗1號(hào)土壤樣品，含量為3.44 g/kg，最低的是察右后旗13號(hào)土壤樣品，含量為0.30 g/kg，平均含量最高的是卓資縣，含量為1.45 g/kg，最低的是察右后旗，含量為0.66 g/kg，全市土壤全氮平均含量為1.14 g/kg。土壤有效磷含量最高的是化德縣11號(hào)樣品，含量為109.5 mg/kg，最低的是卓資縣4號(hào)樣品，含量為0.7 mg/kg，平均含量最高的是察右中旗，含量為25.6 mg/kg，最低的是涼城縣，為7.2 mg/kg，全市土壤有效磷平均含量為14.3 mg/kg。土壤速效鉀含量最高的是卓資縣20號(hào)土壤樣品，含量為630 mg/kg，最低的是卓資縣14號(hào)樣品，含量為63 mg/kg，平均含量最高的是化德縣，含量為242 mg/kg，最低的是涼城縣，含量為118 mg/kg，全市土壤速效鉀平均含量為178 mg/kg。

2.2 全市土壤養(yǎng)分含量分級(jí)

依據(jù)全國(guó)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)[13]，得到土壤中全氮、有效磷和速效鉀分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表4）。由表4可得各旗（縣、市）全氮、有效磷和速效鉀土壤養(yǎng)分分級(jí)，結(jié)果見(jiàn)表5。豐鎮(zhèn)市耕地土壤全氮為中，有效磷為中，速效鉀為中上;察右前旗耕地土壤全氮為中上，有效磷為中上，速效鉀為高;察右中旗耕地土壤全氮為中，有效磷為高，速效鉀為極高;察右后旗耕地土壤全氮為低，有效磷為中上，速效鉀為中上;商都縣耕地土壤全氮為中，有效磷為中，速效鉀為高;化德縣耕地土壤全氮為中，有效磷為高，速效鉀為極高;四子王旗耕地土壤全氮為高，有效磷為中，速效鉀為高;涼城縣耕地土壤全氮為中，有效磷為中，速效鉀為中上;卓資縣耕地土壤全氮為中上，有效磷為中上，速效鉀為極高;興和縣耕地土壤全氮為中上，有效磷為中上，速效鉀為高。烏蘭察布市耕地土壤全氮含量為1.14 g/kg（中上），有效磷含量為16.7 mg/kg（中上），速效鉀含量為178 mg/kg（高）。

全市耕地土壤全氮含量最高的是四子王旗，極高、高、中上的級(jí)別分別占16.7%、63.3%、20.0%，3種級(jí)別共占總量的100%。最低的是察右后旗，極高、高、中上的級(jí)別共占總量的6.7%。全市耕地土壤有效磷含量最高的是察右中旗，極高、高、中上的級(jí)別分別占26.7%、13.3%、16.7%，3種級(jí)別共占總量的56.7%。最低的是涼城縣，極高、高、中上的級(jí)別共占總量的6.7%。全市耕地土壤速效鉀含量最高的是化德縣，極高、高、中上的級(jí)別分別占50.0%、26.7%、20.0%，3種級(jí)別共占總量的96.7%。最低的是涼城縣，耕地土壤速效鉀含量極好、好、中上的3種級(jí)別共占總量的 60%。

2.3 各旗（縣、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效鉀含量與全市平均值比較

2.3.1 全氮。

全氮與全市平均值比較見(jiàn)圖1。由圖1可知，化德縣全氮含量與平均值偏離最小，四子王旗與平均值偏離較大，且大部分結(jié)果高于平均值。其他旗（縣、市）在平均值上下波動(dòng)。

2.3.2 有效磷。

各旗（縣、市）耕地土壤有效磷與全市平均值比較見(jiàn)圖2。由圖2可知，卓資縣耕地土壤有效磷與全市平均值偏離最小，察右中旗耕地土壤有效磷與全市平均值偏離最大。其他旗（縣、市）耕地土壤有效磷與全市平均值相比都有不同程度的偏離，其中化德縣10～15號(hào)土壤樣品，察右中旗1、3、24、28、30號(hào)土壤樣品，察右后旗4號(hào)土壤樣品，興和縣17號(hào)土壤樣品，卓資縣23號(hào)土壤樣品與全市平均值偏離較大。

2.3.3 速效鉀。

各旗（縣、市）耕地土壤速效鉀與全市平均值比較見(jiàn)圖3。由圖3可知，四子王旗耕地土壤速效鉀與全市平均值偏離最小，卓資縣和化德縣耕地土壤速效鉀與全市平均值偏離較大。其中化德縣8、9、11、12、15、23、26、28號(hào)土壤樣品與全市平均值偏離較大;卓資縣15、20～24號(hào)土壤樣品與平均值偏離較大。各旗（縣、市）有個(gè)別土壤樣品全氮、有效磷、速效鉀含量較大，可能是該土壤中化肥，尤其是氮磷鉀肥料過(guò)度使用，造成土壤樣品中氮磷鉀含量偏高。

3 結(jié)論

該研究對(duì)全市10個(gè)旗（縣、市）耕地土壤中全氮、有效磷和速效鉀含量進(jìn)行了測(cè)定，統(tǒng)計(jì)了各旗（縣、市）耕地土壤全氮、有效磷和速效鉀含量，其中全氮含量最高的是卓資縣，為1.45 g/kg，有效磷含量最高的是察右中旗，為25.6 g/kg，速效鉀含量最高的是化德縣，為242 mg/kg，全市耕地土壤全氮、有效磷和速效鉀平均含量分別為1.14 g/kg、14.3 mg/kg、178 mg/kg。研究了各個(gè)旗（縣、市）耕地土壤養(yǎng)分含量分級(jí)，耕地土壤最好的是察右中旗，土壤中全氮、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量級(jí)別分別為中上、高、極高。較低的是豐鎮(zhèn)市，土壤中全氮、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量級(jí)別分別為中、中、中上;察右后旗，土壤中全氮、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量級(jí)別分別為低、中上、中上。針對(duì)土壤中氮磷鉀含量的高低，科學(xué)使用肥料（化肥或有機(jī)肥）進(jìn)行土壤改良，在保證植物高效生長(zhǎng)、作物產(chǎn)量有保障的同時(shí)，維持土壤生態(tài)平衡，使土壤持之以恒發(fā)揮作用。

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