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红塔区农产品产地土壤中阳离子交换量与有机质含量和pH 值的测定及相关性分析

2020-08-06普继琼廖萍吴建芳

云南农业科技 2020年4期
关键词:阳离子产地酸性

普继琼,廖萍,吴建芳

(玉溪市红塔区农产品质量安全检测站,云南红塔区653100)

红塔区地处滇中腹地,平均海拔1630m,为中亚热带半湿润冷冬高原季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,气候宜人,年平均气温15~17℃,年平均降水量800~1200mm。全区设11个乡(街道),国土面积1004km2,耕地面积1.52万hm2,粮油蔬菜1.02万hm2,农田主要土壤类型有紫色土、水稻土、黄棕壤和红壤土,土壤立地条件较好,适合稻、麦、油菜、蔬菜、水果等多种农作物种植。

土壤吸附阳离子的能力用吸附的阳离子总量表示,称为阳离子交换量(CEC),其数值以厘摩尔每千克(cmol·kg-1)表示,是土壤基本特性和主要肥力的影响因素之一,直接反映土壤保蓄、供应和缓冲阳离子养分的能力。土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一,它能促使土壤形成结构,改善土壤物理、化学及生物学过程的条件,提高土壤的吸收性能和缓冲性能,同时它本身又含有植物所需要的各种养分,如碳、氮、磷、硫等。土壤酸碱度对土壤养分存在的形态和有效性、土壤的理化性质等有很大的影响。因此,在实际农业生产中了解和掌握三者的含量和关系至关重要。

1 材料与方法

1.1 试验材料

主要仪器:万分之一电子天平、电动离心机(3000~5000r·min-1)、离心管、定氮仪、消化管、电炉、油浴锅、硬质试管(25mm×200mm)、铁丝网(大小与形状与油浴锅配套)、50.0mL 滴定管、温度计(300℃)、酸度计、磁力搅拌器等。

主要试剂:0.005mol·L-1EDTA 与1mol·L-1乙酸铵混合液、95%乙醇、20g·L-1硼酸溶液、氧化镁、0.05mol·L-1盐酸标准溶液、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂、pH 值10的缓冲溶液、钙镁混合指示剂、0.8000mol·L-1重铬酸钾溶液、0.2mol·L-1硫酸亚铁溶液、邻菲罗啉指示剂、去CO2的蒸馏水等。

1.2 试验方法

1.2.1 土样的采集与制备

分别在红塔区春和街道、李棋街道和洛河乡等主要农产品产区,选择具有代表性的点位20个,采集0~20cm 土层土壤样品,所有土样均在室内自然风干,拣去植物残根,碾磨后分别过1mm、0.25mm筛以备用。

1.2.2 土样的测试方法

土壤阳离子交换量的测定:按NY/T 295-1995规定进行,EDTA-乙酸铵盐交换法。有机质含量的测定:按NY/T 1121.6-2006规定进行,油浴,重铬酸钾氧化容量法。pH 值的测定:按NY/T 1377-2007规定进行,去除CO2的蒸馏水,水土比为2.5∶1,电位法测定[1-3]。

2 结果与分析

2.1 红塔区农产品产地土壤中的阳离子交换量、有机质含量和pH 值

从表1可见,20个土壤样品的阳离子交换量在2.10~28.1cmol·kg-1,平均值为15.4cmol·kg-1,表明当地土壤的保肥能力为中等;有机质含量在4.95~46.3g·kg-1,平均值为29.1g·kg-1,总体属于中等肥力土壤(中等肥力有机质含量20.0~40.0g·kg-1),但也有1个点位的有机质含量低于5.0g·kg-1,属于薄砂地,在实际生产中可以通过增施有机肥来改变土壤的有机质含量,从而提高土壤的缓冲能力及保肥保水能力;pH 值在5.10~7.80,平均值为6.40,多显酸性(pH 值4.5~6.5)和偏酸性。

表1 红塔区农产品产地土壤中的阳离子交换量、有机质含量和pH 值

2.2 红塔区农产品产地土壤阳离子交换量与有机质含量相关性分析

土壤阳离子交换量由土壤胶体类型、土壤质地、土壤黏土矿物SiO2/R2O3比、土壤溶液pH 值等因素决定。土壤有机质是土壤中各种营养特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸等物质。由于它具有胶体特征,能吸附较多的阳离子,因而使土壤具有保肥力和缓冲性。由表1可知,土壤阳离子交换量与有机质含量存在回归相关性,其回归方程为Y=5.82+1.52X,r=0.952(n=20),相关系数r2=0.907,表明红塔区农产品产区20个点位土壤样品中阳离子交换量与有机质含量呈正相关性。因此,提高有机质含量的同时可以提高阳离子交换量,从而提高土壤缓冲能力和保肥能力,有机质含量是改良土壤和合理施肥的重要依据。

2.3 红塔区农产品产地土壤阳离子交换量与pH 值的相关性分析

土壤pH 值对土壤肥力和性质有重要影响,同时pH 值的高低与土壤阳离子交换量的测定方法有直接关系。从表1可知,红塔区农产品产地土壤的pH 值主要在5.10~7.80,平均值为6.40,多显酸性(pH 值4.5~6.5)和偏酸性。土壤阳离子交换量与pH 值同样存在相关性,其相关方程为Y=7.57-0.763X,r=-0.731(n=20),相关系数r2=0.534,表明土壤阳离子交换量与pH 值呈负相关。这是由于土壤阳离子交换量越高,土壤中有机质和腐殖酸越高,会导致pH 值降低。

3 讨论与结论

(1)通过对红塔区20个点位土壤样品进行测定。结果表明,红塔区农产品产地土壤的阳离子交换量在2.10~28.1cmol·kg-1,平均值为15.4cmol·kg-1,属于中等保肥能力土壤,适合农作物生长;土壤有机质含量在4.95~46.3g·kg-1,平均值为29.1g·kg-1,总体属于中等肥力土壤;pH 值在5.10~7.80,平均值为6.40,多显酸性(pH 值5.0~6.5)和偏酸性。

(2)大量资料表明,土壤有机质是影响土壤阳离子交换量的一个重要因素,所测农产品产地土壤阳离子交换量与土壤有机质含量呈正相关,相关系数为0.907,土壤阳离子交换量与土壤pH 值呈负相关,相关系数为0.534。检测结果表明,在实际生产中可以通过提高土壤的有机质含量或改变土壤pH 值来提高土壤的阳离子交换量,从而提高土壤的缓冲能力及保肥保水能力。

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