耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究

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1、姜勇等：耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究3耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究姜勇*1，张玉革2，梁文举1，闻大中11：中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016；2：沈阳市农业技术推广站，辽宁沈阳110034摘要：应用主成份分析、聚类分析和相关性分析对沈阳市郊区1994个耕地土壤样本（0~20cm）的交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量进行研究，结果表明，影响钙与镁、铁与锰、铜与锌分布的主因子分别在相同的主成份组中，钙与镁、铁与锰、铜与锌之间的相关系数较大，铁、锰、铜、锌之间均为

2、极显著正相关关系，钙与铁、锰、铜、锌均为负相关关系，说明元素的生物地球化学属性对其地理分布有较大的影响。关键词：土壤；营养元素；主成份分析；聚类分析；相关关系中图分类号：S153文献标识码：A文章编号：1672-2175（2003）02-0160-04姜勇等：耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究3元素间的相关性，能反映成土过程及元素的活动情况[1]。在自然土壤中，各元素间的相关关系一般主要受到成土因素和成土过程的影响[2~3]。而人为活动如耕作、施肥、环境污染等因素可能会使各元素间的关系按照一

3、定的规律发生变化[3~4]。耕地土壤中的营养元素会因作物吸收及土壤性质的变化而使土壤中元素的有效态含量发生较大的变化[5~7]。本文的主要目的是在对沈阳市郊区耕地土壤中有效态微量元素含量分布进行研究[8]的基础上，对土壤中交换态Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等6种金属态中微量营养元素的交换态含量的相关关系进行分析，以期为元素的地球化学循环及农田土壤营养元素的调控提供理论参考。1研究区域概况和研究方法1.1研究区域概况研究区域为沈阳市的东陵区、苏家屯区、于洪区、新城子区。位于东径123.021°

4、～123.798°，北纬41.474°～42.173°；东西长68.71km；南北长81.18km。区域地势为东北面向西南倾斜，东高西低，东部为构造剥蚀丘陵地貌，其它为山前冲积扇和冲积平原。东部为棕壤分布区，其它为草甸土和水稻土。共有58个农村乡镇，主要以城郊型农业为主，耕地面积174742hm2，其中水田68947hm2，旱地105795hm2。1.2研究方法共采集1994个耕地土壤样品，采样深度为0~20cm，每个样点按S型取5点混合，代表面积为80~100hm2。交换态钙、镁采用1mol×L

5、-1NH4OAc浸提，原子吸收分光光度法测定；交换态铁、锰、铜、锌采用DTPA浸提，原子吸收分光光度法（岛津6200A型）测定。测定波长分别为285.2nm、422.7nm、248.5nm、279.5nm、324.7nm、213.8nm[9]。结果汇总用MicrosoftExcel，汇总后利用SPSS（StatisticsProgramsforSocialSciences）10.0软件包进行各元素含量的分布频率制图、主成份分析、聚类分析和相关关系检验。2结果与讨论2.1耕地土壤交换态钙、镁、铁、锰

6、、铜、锌分布概况图1是土壤交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌的分布频率图。交换态镁、铁、锰的分布基本上符合正态分布，交换态钙、铜、锌为偏态分布。在6种元素中，交换态镁的变幅最小，其它各元素的变幅均较大。交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量的均值和中值分别为3.252g×kg-1/2.853g×kg-1、0.429g×kg-1/0.438g×kg-1、61.78mg×kg-1/67.71mg×kg-1、42.99mg×kg-1/44.89mg×kg-1、3.629mg×kg-1/3.219mg×kg-1、1.

7、932mg×kg-1/1.378mg×kg-1。交换态镁、铁、锰的中值略大于均值，说明其受到极值的影响较小；交换态钙、铜、锌的中值均小于均值，说明其分布在不同程度上受到高含量极值的影响。研究表明[8]姜勇等：耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究3，交换态钙主要受沈阳市郊区西北部碳酸盐草甸土区高钙含量的影响，该区域土壤交换态钙含量一般都在5g×kg-1以上；城市近郊菜田区和污水灌溉区土壤交换态铜、锌含量均较高（冶炼厂附近的土壤交换态铜含量与市郊区土壤全铜含量的背景值接近）。由于成土母质和城市环境

8、污染，致使土壤交换态钙、铜、锌表现为非正态分布（图1）。样本数/n交换态钙含量/(g·kg-1)交换态镁含量/(g·kg-1)交换性态含量/(mg·kg-1)样本数/n交换态锰含量/(mg·kg-1)交换态铜含量/(mg·kg-1)交换态锌含量/(mg·kg-1)图1土壤交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌分布频率2.2主成份分析表2主成份得分系数矩阵变量成份1成份2成份3交换态钙-0.3750.1240.402交换态镁0.118-0.0460.740交换态铁0.3580.0810.021