A Study on the Availability of Topsoil Nutrient Elements of the Cultivated Land in Tongzi County, Guizhou Province

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.046

Abstract

Abstract:

The study on the availability and influencing factors of nutrient elements in topsoil in Tongzi County, Guizhou Province provides a scie.pngic basis for managing the cultivated land resources and development of modern agriculture.The nutrient elements were analyzed using available topsoil state samples from the geochemical survey of land quality in Tongzi County.We further discussed the content, spatial distribution, grade status, and influencing factors of these nutrient elements.The study results show that the total content of the topsoil nutrient elements in the cultivated land is generally rich.Total boron, molybdenum, and zinc are relatively ri-cher, accounting for 56.34%, 65.49%, and 77.96% of the total sample, respectively.Total nitrogen is gene-rally rich, accounting for 41.16%, and total phosphorus is generally low, accounting for 32.23%.However, the available content of topsoil nutrient elements is relatively lower.The available phosphorus and molybdenum are relatively lower, accounting for 46.05% and 30.14%, respectively.The available boron and potassium are generally low, accounting for 64.66% and 50.94%, respectively, and the available zinc is generally rich, accounting for 50.83%.The total nutrient elements are the primary impacting factor for the available content in the topsoil of the study area, and the available nutrient elements can be influenced by the surficial geochemical properties and soil physicochemical properties, of which the variability of the topsoil nutrient elements in different geological units, soil types, and utilization types is significant.Moreover, increasing the cation exchange capacity can promote the conversion of available nutrient elements, and increasing the organic matters in topsoil can increase the availability of nutrient elements.

Key words: geochemical survey, cultivated land quality, soil nutrient, available content, Tongzi County

CLC Number:

P595

PAN Youliang, WANG Xiaohong, FEI Guangchun, YANG Enlin, XIAO Yu, ZHANG Zhonghua. A Study on the Availability of Topsoil Nutrient Elements of the Cultivated Land in Tongzi County, Guizhou Province[J]. Geoscience, 2024, 38(03): 764-774.

Figures/Tables 13

References 36

[1]	MNG’ONG’O M, MUNISHI L K, BLAKE W, et al. Soil fertility and land sustainability in Usangu Basin-Tanzania[J]. Heliyon, 2021, 7(8): e07745.
[2]	赵敏, 谭玉梅, 兰永文, 等. 贵州省贞丰县耕地表层土壤养分元素有效量和有效度分析[J]. 贵州地质, 2020, 37(3): 384-389, 357.
[3]	周国华, 吴小勇, 周建华. 浙北地区土壤元素有效量及其影响因素研究[J]. 第四纪研究, 2005, 25(3): 316-322.
[4]	姜冰, 王松涛, 孙增兵, 等. 潍坊市土壤大量营养元素有效量及其影响因素[J]. 土壤, 2023, 55(1): 218-223.
[5]	HE W T, JIANG R, HE P, et al. Estimating soil nitrogen balance at regional scale in China’s croplands from 1984 to 2014[J]. Agricultural Systems, 2018, 167: 125-135.
[6]	李慧, 温汉辉, 蔡立梅, 等. 广东省揭阳市揭东区微量元素分布特征及其影响因素分析[J]. 现代地质, 2023, 37(1): 208-216.
[7]	陈旭晖, 陈湘燕. 贵州土壤钾素状况与钾肥施用问题[J]. 西南农业大学学报, 2003, 25(2): 157-160, 163.
[8]	赵欢, 芶久兰, 赵伦学, 等. 贵州旱作耕地土壤钾素状况与钾肥效应[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(1): 277-285.
[9]	童倩倩, 何腾兵, 高雪, 等. 贵州省耕地土壤的养分状况[J]. 贵州农业科学, 2011, 39(2): 82-84.
[10]	高雪, 陈海燕, 童倩倩. 贵州耕地耕层土壤养分状况评价[J]. 贵州农业科学, 2013, 41(12): 87-91, 96.
[11]	刘均霞, 陆引罡. 桐梓县花秋镇油菜主产区土壤养分调查和配方施肥[J]. 农业与技术, 2016, 36(13): 91-93.
[12]	何雨茹, 颜雄, 樊磊磊, 等. 桐梓县方竹笋基地土壤肥力质量评价[J]. 南方农业, 2021, 15(25): 65-67, 71.
[13]	罗平源, 江燕, 张万萍, 等. 贵州不同竹笋林地土壤理化性状分析[J]. 耕作与栽培, 2006(3): 20-22.
[14]	王良波, 杨彩霞. 水稻测土配方施肥效果研究[J]. 河北农业科学, 2010, 14(5): 50-52.
[15]	钱旭, 廖小锋, 谢元贵. 贵州喀斯特地区典型小流域土壤理化性质对不同土地利用类型的响应[J]. 江苏农业科学, 2018, 46(11): 247-251.
[16]	杨彩霞, 王良波, 令胡丹丹. 桐梓县马铃薯测土配方施肥试验[J]. 农技服务, 2013, 30(4): 376-377.
[17]	潘有良, 费光春, 张钟华, 等. 贵州省桐梓县耕地表层土壤钾元素分布特征及生态环境评价[J/OL]. 中国地质: 1-19[2024-04-09]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1167.p.20220822.1544.024.html.
[18]	潘桂棠, 肖庆辉, 陆松年, 等. 中国大地构造单元划分[J]. 中国地质, 2009, 36(1): 1-28, 255.
[19]	戴传固, 王雪华, 陈建书, 等. 中国区域地质志·贵州志[M]. 北京: 地质出版社, 2017.
[20]	任明强, 冷洋洋, 周尔春, 等. 贵州1∶5万耕地质量地球化学调查评价方法技术[J]. 贵州地质, 2020, 37(3): 227-232.
[21]	东野光亮, 赵文武. 中国土壤地质学研究进展与展望[J]. 土壤学报, 2008, 45(5): 875-880.
[22]	杨志忠, 周文龙, 罗勇军, 等. 贵州镇远县耕地土壤中硒的分布特征及控制因素[J]. 现代地质, 2021, 35(2): 434-442.
[23]	马义波, 李龙波, 张美雪, 等. 贵州成土母岩类型及其与耕地土壤关系探讨[J]. 贵州地质, 2020, 37(4): 425-429.
[24]	MINATO S. Simple soil mass balance approach to interpret the distribution of global terrestrial gamma ray dose rates in relation to geology[J]. The Science of the Total Environment, 2002, 298(1/2/3): 229-231.
[25]	刘应平, 陈文德, 许伟, 等. 成都经济区土壤质量地球化学评估[J]. 现代地质, 2012, 26(5): 865-872.
[26]	贵州省土壤普查办公室. 贵州省土壤[M]. 贵阳: 贵州科技出版社, 1994: 585-592.
[27]	肖时珍, 何江湖, 曾成, 等. 西南喀斯特地区石灰岩与白云岩发育土壤的养分含量[J]. 西南农业学报, 2020, 33(6): 1247-1252.
[28]	董秋瑶, 温皓天, 宋超, 等. 河南南阳盆地东南耕区表层土壤养分地球化学综合评价及影响因素[J]. 现代地质, 2022, 36(2): 449-461.
[29]	杨振明, 阎飞, 韩丽梅. 土壤钾素研究的新进展[J]. 吉林农业大学学报, 1998, 20(3): 99-106.
[30]	陈凤珍, 李学刚, 柴社立, 等. 黑龙江省土壤元素有效量及其与农作物的关系初探[J]. 长春地质学院学报, 1996, 26(4): 58-62.
[31]	赵辰, 孙彬彬, 周国华, 等. 福建龙海市土壤营养元素全量特征及有效量预测[J]. 地质通报, 2023, 42(10): 1784-1791.
[32]	HALE R, REICH P, DANIEL T, et al. Scales that matter: Guiding effective monitoring of soil properties in restored riparian zones[J]. Geoderma, 2014, 228/229: 173-181.
[33]	石宁, 李彦, 井永苹, 等. 长期施肥对设施菜田土壤氮、磷时空变化及流失风险的影响[J]. 农业环境科学学报, 2018, 37(11): 2434-2442.
[34]	姜冰, 王松涛, 孙增兵, 等. 山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素[J]. 土壤, 2021, 53(6): 1221-1227.
[35]	江胜国, 詹华明, 刘广明, 等. 天津小站稻种植区土壤主要微量营养元素的有效量及其影响因素[J]. 土壤, 2021, 53(6): 1215-1220.
[36]	黄昌勇, 徐建明. 土壤学[M]. 3版. 北京: 中国农业出版社, 2010: 18-19, 162-163.

序号	指标	分析方法	检测依据	主检仪器	实验室检出限
1	N	容量法(VOL)	DZ/T 0279.29—2016	凯氏定氮仪	15.00 μg/g
2	碱解氮		LY/T 1228—2015	凯氏定氮仪	1.00 μg/g
3	阳离子交换量		LY/T 1243-—1999	凯氏定氮仪	1.00 mmol/L
4	有机质		DZ/T 0279.27—2016	滴定管	0.10%
5	P	电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)	DZ/T 0279.2—2016	电感耦合等离子体发射光谱仪	5.00 μg/g
6	K				0.01%
7	Zn				1.00 μg/g
8	速效磷	等离子体发射光谱法(ICP-OES)	LY/T 1232—2015	电感耦合等离子体发射光谱仪	0.20 μg/g
9	速效钾		LY/T 1234—2015		1.00 μg/g
10	有效硼		LY/T 1258—1999		0.005 μg/g
11	有效锌		LY/T 1261—1999		0.01 μg/g
12	B	电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)	DZ/T 0279.11—2016	电感耦合等离子体质谱仪	0.37 μg/g
13	Mo		DZ/T 0279.3—2016		0.02 μg/g
14	有效钼		LY/T 1259—1999		0.005 μg/g
15	pH	电位法(ISE)	DZ/T 0279.34—2016	pH计	0.01(无量纲)

序号	指标	分析方法	检测依据	主检仪器	实验室检出限
1	N	容量法(VOL)	DZ/T 0279.29—2016	凯氏定氮仪	15.00 μg/g
2	碱解氮		LY/T 1228—2015	凯氏定氮仪	1.00 μg/g
3	阳离子交换量		LY/T 1243-—1999	凯氏定氮仪	1.00 mmol/L
4	有机质		DZ/T 0279.27—2016	滴定管	0.10%
5	P	电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)	DZ/T 0279.2—2016	电感耦合等离子体发射光谱仪	5.00 μg/g
6	K				0.01%
7	Zn				1.00 μg/g
8	速效磷	等离子体发射光谱法(ICP-OES)	LY/T 1232—2015	电感耦合等离子体发射光谱仪	0.20 μg/g
9	速效钾		LY/T 1234—2015		1.00 μg/g
10	有效硼		LY/T 1258—1999		0.005 μg/g
11	有效锌		LY/T 1261—1999		0.01 μg/g
12	B	电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)	DZ/T 0279.11—2016	电感耦合等离子体质谱仪	0.37 μg/g
13	Mo		DZ/T 0279.3—2016		0.02 μg/g
14	有效钼		LY/T 1259—1999		0.005 μg/g
15	pH	电位法(ISE)	DZ/T 0279.34—2016	pH计	0.01(无量纲)

指标	一等	二等	三等	四等	五等
指标	(丰富)	(较丰富)	(中等)	(较缺乏)	(缺乏)
N(g/kg)	>2	1.5~2	1~1.5	0.75~1	≤0.75
P(g/kg)	>1	0.8~1	0.6~0.8	0.4~0.6	≤0.4
K(g/kg)	>25	20~25	15~20	10~15	≤10
B(mg/kg)	>65	55~65	45~55	30~45	≤30
Mo(mg/kg)	>0.85	0.65~0.85	0.55~0.65	0.45~0.55	≤0.45
Zn(mg/kg)	>84	71~84	71~62	50~62	≤50
碱解氮mg/kg)	>150	120~150	90~120	60~90	≤60
速效磷(mg/kg)	>40	20~40	10~20	5~10	≤5
速效钾(mg/kg)	>200	150~200	100~150	50~100	≤50
有效硼(mg/kg)	>2	1~2	0.5~1	0.2~0.5	≤0.2
有效钼(mg/kg)	>0.3	0.2~0.3	0.15~0.2	0.1~0.15	≤0.1
有效锌(mg/kg)	>3	1~3	0.5~1	0.3~0.5	≤0.3

指标	一等	二等	三等	四等	五等
指标	(丰富)	(较丰富)	(中等)	(较缺乏)	(缺乏)
N(g/kg)	>2	1.5~2	1~1.5	0.75~1	≤0.75
P(g/kg)	>1	0.8~1	0.6~0.8	0.4~0.6	≤0.4
K(g/kg)	>25	20~25	15~20	10~15	≤10
B(mg/kg)	>65	55~65	45~55	30~45	≤30
Mo(mg/kg)	>0.85	0.65~0.85	0.55~0.65	0.45~0.55	≤0.45
Zn(mg/kg)	>84	71~84	71~62	50~62	≤50
碱解氮mg/kg)	>150	120~150	90~120	60~90	≤60
速效磷(mg/kg)	>40	20~40	10~20	5~10	≤5
速效钾(mg/kg)	>200	150~200	100~150	50~100	≤50
有效硼(mg/kg)	>2	1~2	0.5~1	0.2~0.5	≤0.2
有效钼(mg/kg)	>0.3	0.2~0.3	0.15~0.2	0.1~0.15	≤0.1
有效锌(mg/kg)	>3	1~3	0.5~1	0.3~0.5	≤0.3

元素	全量(mg/kg)					有效量(mg/kg)					有效度(%)
元素	最小值	最大值	中值	均值	标准差	最小值	最大值	中值	均值	标准差	均值	最小值	最大值
N	589.00	4280.00	1668.00	1733.68	521.45	30.50	268.00	92.00	96.56	28.87	5.57	5.18	6.26
P	160.00	2501.00	640.50	703.57	290.03	0.21	66.40	5.41	6.76	6.78	0.96	0.42	2.65
K	3000.00	39200.00	20600.00	20084.88	6504.71	22.40	684.00	95.00	112.66	65.64	0.56	0.75	1.74
B	12.90	451.00	68.20	70.36	29.48	0.06	3.46	0.33	0.37	0.25	0.53	0.27	0.77
Mo	0.24	29.00	1.11	1.60	2.05	0.03	5.49	0.16	0.21	0.28	13.13	10.83	18.93
Zn	35.00	240.00	100.00	101.49	23.66	0.31	19.70	1.04	1.23	0.96	1.21	0.56	8.21