中國稻田土壤有效態(tài)中量和微量元素含量分布特征

張 璐，蔡澤江，王慧穎，于子坤，韓天富，柳開樓,4，劉立生，黃 晶，文石林，張會民※

（1. 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術國家工程實驗室，北京 100081；2. 中國農(nóng)業(yè)科學院衡陽紅壤實驗站/祁陽農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外試驗站，祁陽 426182；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質量監(jiān)測保護中心，北京100125；4. 江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術研究中心，南昌330046）

0 引 言

土壤的中（鈣、鎂、硫）、微（鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬）量營養(yǎng)元素是植物體內酶、維生素和生長激素等的重要組成成分[1-2]，缺乏或過多均會對植物生長和動物生活產(chǎn)生不良影響，甚至威脅到人類健康[3-5]。水稻是中國第二大糧食作物，水稻土中、微量營養(yǎng)元素缺乏或過量均會影響水稻生長[6-7]。土壤有效態(tài)的中、微量營養(yǎng)元素含量是母質、土壤類型、土壤酸度以及氣候條件等因素綜合作用的結果，在一定條件下反映了土壤供應中、微量養(yǎng)分的水平[6]。中國幅員遼闊，區(qū)域間土壤屬性和氣候特點差異明顯，探明不同區(qū)域水稻土中、微量營養(yǎng)元素分布特征及豐缺程度，對合理施用中微量元素肥料、實現(xiàn)土壤養(yǎng)分均衡、保證水稻優(yōu)質穩(wěn)產(chǎn)具有極其重要的意義[8]。

近年來，隨著農(nóng)作物產(chǎn)量的提高，復種指數(shù)的增加和高產(chǎn)品種的推廣，氮、磷等大量營養(yǎng)元素肥料施用量的增多，引起農(nóng)田養(yǎng)分比例失調，而中、微量營養(yǎng)元素的增產(chǎn)效果越來越明顯。周衛(wèi)軍等[9]通過對湖南省 8 種主要母質發(fā)育的 65 個水稻土樣品分析得知，土壤有效鐵、錳達豐富級別，有效銅、鋅、硼處于缺素狀態(tài)，需要補充。王昌全等[10]通過對西昌市317 個水田和旱地土壤樣品分析指出，土壤有效鐵含量豐富，有效錳、銅、鋅分布不均，施肥時應注意區(qū)域特點。向萬勝等[11]通過對湘北丘崗區(qū)120 個紅壤和水稻土樣品分析表明，土壤大面積缺鋅和硼，部分缺銅和鉬，有效錳含量豐富。楊紹聰?shù)萚12]通過對玉溪市1 081 個水田和494 個旱地土壤樣品分析指出，水田和旱地土壤有效硼均處于缺乏狀態(tài)，有效鉬處于中低水平，有效鐵、錳、銅、鋅含量豐富。張自立等[13]通過分析安徽省1 000 余個旱地和水田土壤樣品發(fā)現(xiàn)，有效鐵、錳、銅平均含量較高不缺乏，pH 值<7 的紅壤及 pH 值≥7 的大部分土壤缺鋅嚴重，70%以上的土壤有效硼、鉬處于缺乏狀態(tài)。另外，還有很多學者對旱地土壤中、微量元素含量和豐缺狀況進行過研究[14-16]。然而，前人對中、微量營養(yǎng)元素的研究多集中在單一點位，且多集中在旱地，關于大區(qū)域尺度上土壤有效態(tài)中、微量營養(yǎng)元素含量分布特征，特別是經(jīng)過 20 多年各種施肥措施的改變與提升，現(xiàn)階段中國水稻土有效態(tài)中、微量營養(yǎng)元素的區(qū)域特征及豐缺狀況還不清楚。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在 1988—2016 年期間布置了不同施肥（不施肥和當?shù)剞r(nóng)民習慣施肥處理）田間定位監(jiān)測試驗平臺，該平臺涵蓋了中國水稻主要種植區(qū)域。各監(jiān)測點反映了現(xiàn)階段農(nóng)民田間管理的實際情況，相較于短期試驗能更好地反映施肥等農(nóng)業(yè)管理措施對水稻土有效態(tài)中、微量元素影響的長期效應。本研究基于此平臺數(shù)據(jù)，從全國尺度上研究現(xiàn)階段中國典型稻區(qū)有效態(tài)中、微量營養(yǎng)元素含量區(qū)域特征。同時，在綜合各地評價標準的基礎上，確定適用于全國尺度稻田有效態(tài)中、微量元素的分級評價標準，這是對先前標準的更新和重要補充，進一步增強了代表性和時效性；依據(jù)此標準，能夠揭示中國稻田土壤有效態(tài)中微量元素的豐缺程度，為全國和區(qū)域尺度水稻土中微量元素的合理施用和管理提供參考和決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究所用數(shù)據(jù)均來源于“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地土壤質量監(jiān)測”工作開展期間所收集的2016 年水稻田間試驗數(shù)據(jù)。全國 282 個水稻土監(jiān)測點的布局及數(shù)據(jù)采集情況見表1，其中每個省份數(shù)據(jù)來源于不同的市（縣）。土壤類型均為水稻土，采樣深度為耕層0～20 cm。本研究綜合考慮了水稻種植區(qū)域（東北、長三角、長江中游、西南、華南）、種植制度（一年一熟、一年兩熟、一年三熟）、作物類型（單季稻、雙季稻、水稻-其他作物）、施肥類型（化肥單施、化肥+有機肥）、土壤質地（黏土、壤土、砂土）等，在各區(qū)域均有較好的代表性。各監(jiān)測點種植制度、耕作、栽培等管理方式以及施肥等均按當?shù)爻Ｒ?guī)種植管理模式，且試驗小區(qū)面積均在 334 m2以上，屬于大區(qū)試驗，監(jiān)測點均具有代表性。各監(jiān)測點詳情可參考本課題組已發(fā)表的文獻[17]。

表1 水稻土監(jiān)測點布局及數(shù)據(jù)采集情況Table 1 Monitoring site layout and data collection of paddy soils

1.2 數(shù)據(jù)采集與測試分析

各監(jiān)測點位中土壤樣品采集的方法是按照全國耕地地力調查與質量評價技術規(guī)程進行，為了盡可能地避免施肥對于樣品的影響，統(tǒng)一在秋季作物收獲之后11 月中旬進行取樣。采用常規(guī)方法測定土壤有效態(tài)中、微量元素含量[18]。

1.3 水稻土有效態(tài)中、微量元素含量分級

土壤中、微量營養(yǎng)元素分級指標尚沒有統(tǒng)一、嚴格的標準，一方面是由于不同的土壤、不同的農(nóng)作物，其同一測定值所反映的豐缺的實際情況會有明顯不同；另一方面是由于土壤中、微量營養(yǎng)元素在土壤中的存在形態(tài)多種多樣，且隨土壤條件的改變而改變。本文參照前期相關研究[10,15,19-20]，并結合當前國內外已有研究結果和現(xiàn)階段實際情況[21]，制定水稻土有效態(tài)中、微量營養(yǎng)元素評價指標（表2 和表3）。

表2 水稻土有效態(tài)中量營養(yǎng)元素評價Table 2 Evaluation of available medium nutrient elements in paddy soils

1.4 數(shù)據(jù)處理

運用Excel 2016 進行試驗數(shù)據(jù)整理，土壤pH 值與不同中、微量營養(yǎng)元素之間的關系采用線性回歸方程進行擬合；運用SPSS 19.0 單因素分析Duncan 法對土壤中、微量營養(yǎng)元素數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 稻區(qū)土壤中量營養(yǎng)元素區(qū)域變化

中國東北、長三角、長江中游、西南和華南地區(qū)水稻土交換性鈣含量如表 4 所示。西南地區(qū)水稻土平均交換性鈣含量最高，其次為東北、長三角、長江中游地區(qū)，以華南地區(qū)交換性鈣含量最低。參考水稻土有效態(tài)中量營養(yǎng)元素評價標準（表2），東北和長江中游地區(qū)水稻土交換性鈣含量均處于中等和豐富水平，無缺乏，其中豐富水平占比分別是中等水平的5.5 和7.2 倍；長三角和西南地區(qū)土壤交換性鈣以豐富水平為主，其次中等，再次缺乏，其中豐富水平占比分別是中等水平的2.1 和3.7 倍；華南地區(qū)土壤交換性鈣以中等水平為主，其次豐富，再次缺乏，其中中等水平占比分別是豐富和缺乏水平的1.4和5.4 倍?？梢?，中國水稻土交換性鈣含量整體處于中等和豐富水平，其中東北、長三角、長江中游和西南地區(qū)以豐富水平為主，華南地區(qū)以中等水平為主。

中國水稻土交換性鎂含量總體呈現(xiàn)自北向南、自西向東降低的變化趨勢（表4）。東北地區(qū)交換性鎂含量最高，平均值較其他地區(qū)高41.83%～345.88%（P<0.05）。參考水稻土有效態(tài)中量營養(yǎng)元素評價標準（表2），東北地區(qū)水稻土交換性鎂含量均處于豐富水平；長三角、長江中游和西南地區(qū)水稻土交換性鎂均以豐富水平為主，其次中等，再次缺乏，其中豐富水平占比分別是中等水平的3.1、1.5 和5.4 倍；華南地區(qū)水稻土交換性鎂則以中等水平為主，其次缺乏和豐富水平，其中中等水平占比分別是豐富和缺乏水平的1.9 和1.7 倍?？梢姡袊就两粨Q性鎂含量大部分地區(qū)處于中等和豐富水平，其中東北、長三角、長江中游和西南地區(qū)均以豐富水平為主，而華南地區(qū)以缺乏和中等水平為主。

表 4 可知，東北、長江中游、西南地區(qū)水稻土有效硫含量無顯著差異、且顯著高于其他地區(qū)，平均值較長三角和華南地區(qū)分別高 95.93%～149.11%和 78.68%～127.18%（P<0.05）。參考水稻土有效態(tài)中量營養(yǎng)元素評價標準（表2），東北地區(qū)水稻土有效硫以豐富水平占比最高，其次是缺乏，中等水平占比最低，其中豐富水平是缺乏和中等水平的2.0 和8.0 倍；長三角地區(qū)土壤有效硫以缺乏為主，其次豐富水平，再次中等水平，其中缺乏水平占比分別是豐富和中等水平的1.3 和1.7 倍；長江中游和西南地區(qū)以豐富水平為主，分別是缺乏和中等水平的 4.2～9.4 和 8.3～8.4 倍；華南地區(qū)水稻土有效硫以豐富和缺乏為主，其中豐富水平占比分別是缺乏和中等水平的1.1 和3.3 倍?？梢姡袊就劣行Я蚝繓|北、長江中游和西南地區(qū)均以豐富水平為主，長三角以缺乏為主，而華南地區(qū)以缺乏和豐富水平為主。

2.2 稻區(qū)土壤微量營養(yǎng)元素區(qū)域變化

中國東北、長三角、長江中游、西南和華南地區(qū)水稻土微量元素含量如表 5 所示。華南地區(qū)水稻土有效鐵含量最高，平均值較其他地區(qū)高69%～171%（P<0.05），其次為長三角地區(qū)，而長江中游地區(qū)水稻土有效鐵含量最低，與長三角地區(qū)相比顯著降低38%（P<0.05）（表5）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北、西南和華南地區(qū)水稻土有效鐵含量均處于極高水平；長三角和長江中游地區(qū)有效鐵以極高水平為主。可見，中國水稻土有效鐵含量除個別點位處于低和中等水平外，基本處于高和極高水平，且以極高為主。

華南和長三角地區(qū)水稻土有效錳含量最高，平均值較長江中游地區(qū)高 91.40%～101.12%（P<0.05），西南和東北地區(qū)土壤有效錳含量居中（表5）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北地區(qū)有效錳含量以中等、高和極高水平水平為主，合計占比78.6%，極低和低水平合計占比為21.4%；長三角地區(qū)高和極高水平占比為76.1%，分別是低和中等水平的12.7 和4.3 倍，無極低水平；長江中游、西南和華南地區(qū)均以中等、高和極高水平水平為主，合計占比分別為 73.6%、94.2%和73.6%，極低和低水平合計占比分別為 26.4%、5.8%和26.4%。表明，中國水稻土有效錳含量以中等、高和極高為主。

東北、長三角、長江中游、華南地區(qū)間水稻土有效銅含量無顯著差異，平均值較西南地區(qū)高 35.60%～57.89%（P<0.05）（表5）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北、長三角、長江中游和西南地區(qū)有效銅含量均以中等水平為主，占比為 46.7%～54.7%，其次是高和極高水平合計占比為12.5%～43.3%，再次為極低和低水平合計占比為7.8%～34.4%；華南地區(qū)水稻土有效銅含量以中等水平占比最高，分別是極低、低、高和極高水平的23.5、1.6、1.6 和1.9 倍。表明，中國水稻土有效銅含量均以中等為主。

中國不同區(qū)域水稻土有效鋅含量變化如表 5 所示，長江中游和華南地區(qū)水稻土平均有效鋅含量相對較高，與東北、長三角、西南地區(qū)相比，長江中游地區(qū)顯著提高 45.50%～99.87%（P<0.05），華南地區(qū)顯著提高78.38%～145.05%（P<0.05）（表5）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北地區(qū)有效鋅含量以極低和低水平為主；長江中游以中等水平為主，分別是極低、低、高和極高水平的 3.4、2.1、2.1 和 5.4 倍；華南地區(qū)水稻土有效鋅含量以中等和高水平占比最高，均為41.4%，其次為極高、極低和低水平，其中極低和低水平占比合計為10.4%。表明，中國水稻土有效鋅含量，東北以極低和低水平的缺乏為主，長江中游以低和中等水平為主，而華南以中、高水平為主。

從表 5 可看出，東北地區(qū)水稻土有效硼含量最高，平均值較其他地區(qū)高55.21%～170.98%（P<0.05），長江中游和華南地區(qū)水稻土有效硼含量最低，與長三角地區(qū)相比，分別降低33.23%和42.72%（P<0.05）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北地區(qū)有效硼含量以中等水平占比最高，分別是極低、低和高水平的1.5、6.0 和3.0 倍，無極高水平，其中極低和低水平合計占比為38.5%；長三角、長江中游、西南和華南地區(qū)均以極低和低水平占比最高，合計為65.2%～92.2%，其次為中等水平，其中長江中游、西南和華南地區(qū)無高和極高水平，長三角地區(qū)無極高水平。表明，中國水稻土有效硼含量整體水平較低，其中長三角、長江中游、西南和華南均以缺乏為主。

表5 各稻區(qū)土壤有效態(tài)微量元素含量Table 5 Contents of soil available micronutrient nutrient elements in each rice planting area

華南地區(qū)水稻土有效鉬含量最高，平均值較其他地區(qū)高 156.10%～557.14%（P<0.05），東北地區(qū)含量居中，較長三角、長江中游、西南地區(qū)顯著提高72.22%～154.10%（P<0.05）（表 5）。參考水稻土有效態(tài)微量營養(yǎng)元素評價標準（表3），東北地區(qū)有效鉬含量以極高水平占比最高，分別為極低、中等和高水平的1.2、5.0 和1.2 倍，無低水平；長江中游地區(qū)以極低和低水平為主，合計占比為 82.6%，是中等和高水平的7.6～8.1 倍；西南地區(qū)水稻土有效鉬含量以中等水平占比最高，分別是極低、低、高和極高水平的 1.6、1.8、1.8和 11.1 倍，其中極低和低水平合計占比為 42.0%；華南地區(qū)水稻土有效鉬含量以極高水平占比最高，分別是極低和低水平的9.9 和2.5 倍，無中等和高水平。表明，東北和華南地區(qū)水稻土有效鉬以豐富為主，而長三角、長江中游和西南均以缺乏為主。

2.3 土壤pH 值與中微量營養(yǎng)元素的相互關系

從表6 可以看出，土壤pH 值與中、微量營養(yǎng)元素之間均表現(xiàn)出顯著或極顯著的相關關系。其中，與交換性鈣、鎂、有效硅、硼、硫呈顯著或極顯著正相關關系，相關系數(shù)分別為0.42、0.26、0.17、0.14 和0.13；土壤pH 值與有效鋅、鐵、鉬、銅、錳表現(xiàn)出顯著或極顯著負相關關系，相關系數(shù)分別為-0.40、-0.25、-0.17、-0.17 和-0.14。

水稻土交換性鈣與鎂、有效硅之間相互呈極顯著正相關關系，有效鐵、鋅、鉬之間相互呈極顯著正相關關系；有效硼與交換性鎂、有效硫、有效錳之間分別表現(xiàn)出極顯著正相關關系，有效鐵與有效錳、有效銅與有效鋅之間分別表現(xiàn)出極顯著正相關關系。交換性鈣與有效硫、交換性鎂與有效錳、有效硼與有效鉬之間分別表現(xiàn)出顯著的正相關關系。

交換性鈣與有效鐵、鉬，交換性鎂與有效鐵、鋅，有效硅與有效鐵、鋅之間分別表現(xiàn)出極顯著負相關關系。交換性鈣和有效錳之間呈顯著的負相關關系。

3 討 論

3.1 水稻土有效態(tài)中、微量元素含量區(qū)域分布特征

本研究結果表明，水稻土交換性鎂含量呈現(xiàn)自北向南、自西向東逐漸降低的變化趨勢，其中平均含量以東北最高，其次為長三角、西南、華南，長江中游介于西南和華南之間，且與西南和華南均無顯著性差異。以上表明交換性鎂含量具有明顯的地帶性差別，這主要是受氣候條件影響所致，自北向南、自西向東，溫濕度增加、淋溶增強，風化程度高，土壤中可溶性鎂易流失，含鎂量減少，相反，在干燥寒冷、低淋溶地區(qū)，土壤中含鎂較多[19]。水稻土平均交換性鈣含量則呈現(xiàn)為西南最高、東北、長三江、長江中游次之、華南地區(qū)最低，可見除受氣候條件影響外，土壤母質在很大程度上決定了水稻土交換性鈣的含量。中國西南地區(qū)水稻土以紫泥田為主，其發(fā)育于富含碳酸鈣的紫色砂泥巖風化物，碳酸鈣含量高，導致水稻土交換性鈣含量顯著高于其他地區(qū)。盡管水稻土有效硫、鐵、錳、銅含量不具有地帶性差異，但區(qū)域間差異顯著，其中平均有效硫含量以東北、長江中游、西南高于長三角、華南；平均有效鐵含量以華南最高、東北、長三角、西南、長江中游次之，且長三角高于長江中游；平均有效錳含量以華南、長三角高于長江中游，且東北、西南與其他地區(qū)均無顯著差異；平均有效銅含量以華南、東北、長三角、長江中游高于西南；這種差異可能是由成土母質、氣候條件、土壤酸堿度等多種因素共同作用的結果[10]。從表6 也可看出，水稻土有效鐵、銅、鋅含量與pH 值表現(xiàn)出極顯著負相關關系，可見土壤pH 值是影響微量元素有效性的主要因素之一。

表6 土壤pH 值與中、微量營養(yǎng)元素含量的相關系數(shù)Table 6 Correlation coefficient between soil pH value and available medium or micronutrient nutrient elements

本研究結果顯示，水稻土平均有效鋅含量呈現(xiàn)北低南高的地帶性變化特征。其可能的原因有以下2 個方面：1）自北向南土壤pH 值呈降低趨勢，其中pH 值較高的東北（pH 值6.45）、長三角（pH 值6.35）、西南地區(qū)（pH值6.61），平均有效鋅含量相對較低；土壤pH 值相對較低的長江中游（pH 值5.67）和華南地區(qū)（pH 值5.59），平均有效鋅含量相對較高。研究表明土壤pH 值每增加1個單位，銅和鋅的溶解度會下降100 倍[22-23]。Pardo 等[24]研究發(fā)現(xiàn)土壤鋅隨著土壤pH 值升高，吸附量上升，解吸量下降；反之，吸附量下降，解吸量上升。2）土壤中游離的碳酸鈣和碳酸鎂能夠吸收鋅，而含硅豐富的土壤能夠與鋅形成 ZnSiO3，本研究也表明，土壤交換性鎂和有效鋅、有效硅與有效鋅之間均存在極顯著負相關關系（表6）。西南地區(qū)土壤有效鋅含量相對較低，與該地區(qū)成土母質多為堿性紫色砂頁巖，富含碳酸鈣且pH 值相對較高有關。向萬勝等[11]通過調查研究湘北丘崗地區(qū)不同母質發(fā)育的水稻土發(fā)現(xiàn)，有效銅質量分數(shù)均在1.0 mg/kg 以上，有效鋅質量分數(shù)均在1.0 mg/kg 以下，且有效銅和有效鋅含量均以紫色砂頁巖發(fā)育的水稻土最低。

中國水稻土平均有效硼含量呈現(xiàn)自北向南降低的地帶性變化特征。土壤中硼的有效性主要受土壤酸堿度、有機質含量等影響。當土壤pH 值在4.7～6.7 時，硼的有效性最高，水溶性硼與pH 值成正相關；當pH 值＞7 時，水溶性硼的含量隨pH 值的升高有降低的趨勢，這是由于高 pH 值條件使土壤中金屬氧化物與黏土礦物對硼的吸附量增加，因此，在石灰性土壤和堿性土壤中硼的有效性較低（如西南地區(qū)）。本研究，長江中游（pH 值5.67）和華南地區(qū)（pH 值5.59）土壤pH 值較低可能是造成土壤有效硼含量顯著降低的原因之一[15]。有機質是硼的供給源，有機質不僅含有較多的硼，而且可以保證土壤中的有效硼免遭固定和淋失，故有機質多的土壤有效硼多。研究表明，土壤有效硼的60%～80%來自土壤有機質的分解，中國東北地區(qū)有機質含量較其他地區(qū)高，在一定程度上增加了土壤硼的有效性。此外，南方濕潤多雨，常由于強烈的淋洗作用而導致硼的損失，降低了有效硼的含量。中國江西南部、湖北東北部、湖南中部等長江中游地區(qū)，分布有大面積花崗巖、片麻巖和第四紀紅色黏土等含硼量或硼的可給性偏低的母質發(fā)育的土壤，廣東、福建等華南地區(qū)分布有大面積花崗巖母質發(fā)育的土壤，所以有效硼含量較低；長三角地區(qū)如浙江分布有大面積酸性火成巖和第四紀紅色黏土母質發(fā)育的土壤，西南地區(qū)分布有大面積的石灰?guī)r，所以有效硼含量也相對較低[25-26]。

中國水稻土平均有效鉬含量表現(xiàn)為華南最高，東北次之，長三角、長江中游、西南最低。研究表明，土壤pH 值是影響鉬有效性的主要因素之一。土壤中有效態(tài)鉬包括水溶性鉬（含量極少）和代換態(tài)鉬，在土壤礦物和土壤膠體表面所吸附的鉬（Mo），以MoO42-離子而存在，與黏土礦物的結合不牢固，能被代換。在土壤pH 值3～6 時，MoO42-吸附增多；pH 值6 以上吸附迅速減弱，在pH 值8 以上幾乎不再吸附，這可能是長江中游（pH 值5.67）有效鉬含量低的原因之一。然而，本研究相關分析表明，土壤有效鉬含量與pH 值呈顯著負相關，可見除土壤pH 值外，在某種情況下其他因素在起主導作用。鄧小玉等[27]研究表明，土壤中的鉬可與有機物結合，形成有機態(tài)鉬，當有機物分解礦化時釋放出鉬，同時，有機酸等物質還能促進含鉬礦物分化而釋放出鉬[28]。所以，有機質含量高的土壤，有效鉬含量也高，這可能是東北地區(qū)土壤有效鉬含量高的主要原因。本研究發(fā)現(xiàn)，盡管華南地區(qū)pH 值5.59 低于其他地區(qū)，但土壤有效鉬含量顯著高于其他地區(qū)；相關分析表明土壤有效鉬含量與有效鐵含量呈極顯著正相關，而華南地區(qū)有效鐵含量顯著高于其他地區(qū)。其他研究[13]則通過研究安徽省不同土類土壤證實，當土壤 pH 值<7 時有效鉬含量與有效鐵之間存在顯著正相關關系，然而其作用機理還有待進一步研究。

3.2 有效態(tài)中、微量元素豐缺程度

參照本研究水稻土中、微量營養(yǎng)元素有效態(tài)含量評價標準，中國水稻土交換性鈣和交換性鎂含量整體表現(xiàn)豐富，小部分地區(qū)表現(xiàn)缺乏，其中以華南地區(qū)缺乏比例最高，分別為9.8%和27.7%，缺乏點位種植制度均為一年兩熟、作物類型主要為水稻-其他作物、施肥類型以化肥為主，且水稻土pH 值以低于5.0 的強酸性為主，可見長期水旱輪作、單施化肥加速水稻土酸化，可能是導致部分地區(qū)交換性鈣、鎂缺乏的主要原因[29-30]。中國水稻土有效硫含量東北、長江中游和西南地區(qū)均以豐富水平為主，而長三角和華南地區(qū)缺乏比例分別占 42.2%和41.8%。缺硫水稻土種植制度均為一年兩熟、作物類型主要為水稻-其他作物、施肥類型以單施化肥為主，可見長期大量施用含硫少或不含硫的化肥，不施或少施有機肥，可能是導致缺硫的主要原因之一；同時水旱輪作條件下氧化還原交替，加劇了硫的損失[31]。

中國水稻土有效鐵含量整體處于高和極高水平，且以極高為主，表明鐵不缺乏。這主要是因為鐵元素在地殼中含量十分豐富，即使在酸性淋溶條件下，也不致出現(xiàn)鐵不足[10]。與鐵相似，水稻土有效錳和有效銅質量分數(shù)變化區(qū)間分別為：0.3～196.3 和0.76～10.0 mg/kg，除個別點位缺乏外，基本處于豐富水平，表明水稻土錳和銅供應充足。本研究水稻土pH 值多在6.5 以下，錳和銅的有效性高，且多數(shù)土壤處于高和極高水平，應避免盲目施用錳肥引起的毒害問題，即水田土壤有效錳質量分數(shù)超過300 mg/kg，易造成水稻生長毒害[21]。本研究結果顯示，中國東北、長三角、長江中游、西南和華南地區(qū)缺鋅水稻土的比例分別占75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%，可見東北、長三角和西南地區(qū)水稻土缺鋅最為嚴重，其次是長江中游。與20 世紀七八十年代相似，中國水稻土有效鋅供應水平總體依然呈現(xiàn)為南高北低的特征，但缺鋅水稻土在區(qū)域上有增加的趨勢，缺鋅問題嚴重，尤其是在高pH 值的石灰性水稻土上。劉錚等[22]研究表明，中國酸性、中性和石灰性水稻土有效鋅質量分數(shù)分別為3.49、2.95 和 0.35 mg/kg，變幅分別為 0～9.90、0.20～6.50、0～1.12 mg/kg；本研究酸性水稻土包括長江中游和華南地區(qū)，pH 值分別為5.67 和5.59，有效鋅平均質量分數(shù)為2.42 和2.97 mg/kg，中性水稻土包括東北、長三角和西南，pH 值分別為6.45、6.35、和6.61，有效鋅平均質量分數(shù)為1.39、1.60 和1.66 mg/kg，較20 世紀90 年代均有降低的趨勢。

中國東北、長三角、長江中游、西南和華南地區(qū)缺硼水稻土的比例分別占38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%，可見，中國水稻土均存在缺硼問題，尤以長江中游、西南和華南地區(qū)最為嚴重，長三角次之，各種植制度下水稻土均存在缺硼問題，作物類型主要為水稻-其他作物，施肥類型以單施化肥為主，長期不施或少施有機肥可能是導致缺硼的原因之一。20 世紀80 年代，中國酸性、中性和石灰性水稻土有效硼質量分數(shù)分別為 0.18、0.30 和 0.72 mg/kg，變幅分別為 0～0.60、0.04～0.76、0.10～1.79 mg/kg[32]；本研究酸性水稻土包括長江中游和華南地區(qū)有效硼平均質量分數(shù)為0.29 和0.25 mg/kg，中性水稻土包括東北、長三角和西南有效硼平均質量分數(shù)為0.67、0.43 和0.36 mg/kg，較20 世紀80 年代均有略微增加的趨勢。

各區(qū)域水稻土缺鉬問題以長三角和長江中游最為嚴重，分別占該區(qū)域監(jiān)測點位的60.4%和82.6%，東北、西南和華南地區(qū)分別占28.6%、42.0%和33.4%。劉錚等[33]于20 世紀80 年代調查研究表明，缺硼、鉬土壤主要分布在南方紅壤區(qū)和北方黃土區(qū)，由此可見，較過去30 余年中國水稻土缺硼、鉬問題在區(qū)域上有擴大趨勢?？傊?，中國水稻土交換性鈣、鎂和有效鐵、錳、銅含量各區(qū)域均以豐富為主；有效硫缺乏地區(qū)主要分布在長三角和華南；各區(qū)域水稻土均存在缺鋅、硼和鉬的問題。

4 結 論

1）中國水稻土有效態(tài)中微量元素區(qū)域分布特征：交換性鈣含量以西南最高，東北、長三江、長江中游次之，華南地區(qū)最低；交換性鎂含量表現(xiàn)為東北最高，長三角次之，西南、長江中游、華南最低；有效硫含量表現(xiàn)為西南、東北、長江中游高于華南、長三角；有效鐵含量呈現(xiàn)為華南高于長三角、東北、西南、長江中游；有效錳含量則呈長三角、華南高于長江中游，且東北、西南與其他地區(qū)均無顯著差異；有效銅含量呈長江中游、華南、東北、長三角無顯著差異，且均顯著高于西南；有效鋅含量表現(xiàn)為華南、長江中游高于西南、長三角、東北；有效硼含量為東北最高，其次為長三角，再次為西南，長江中游、華南最低；有效鉬含量為華南最高，其次為東北，西南、長三角、長江中游最低。

2）中國水稻土有效態(tài)中、微量元素豐缺程度：通過對中國典型稻區(qū)土壤有效態(tài)中微量元素含量調查分析表明，各區(qū)域監(jiān)測點水稻土交換性鈣、鎂和有效鐵、錳、銅含量均以豐富為主。有效硫缺乏點位主要分布在長三角和華南地區(qū)。各區(qū)域監(jiān)測點水稻土均具有缺鋅、硼和鉬的問題，其中東北地區(qū)以缺鋅比例最高，其次是長三角、西南地區(qū)，再次是長江中游，以華南地區(qū)缺鋅比例最低；長江中游、西南地區(qū)缺硼比例最高，其次是華南和長三角地區(qū)，東北地區(qū)缺硼比例最低；長江中游缺鉬比例最高，其次為長三角地區(qū)，再次為西南、華南和東北地區(qū)。