倪德英，周文龙，刘 丽，黄辉皓

（海南省海洋地质资源与环境重点实验室，海南 海口 570100）

土壤微量金属元素是土壤肥力的重要组成部分。虽然土壤中微量金属元素含量较低，但缺少任何一种微量金属元素都会影响植物的生长和发育，导致农作物的品质和产量下降，在一定程度上影响着人类的营养和健康。

铁、锰作为作物生长所必需的元素，属于营养元素，是提高农作物品质和产量的重要因素之一，直接影响着作物的生长趋势[1-2]。铁、锰都与植物的光合作用有着密切的联系。

农作物缺铁会导致叶绿素不能形成，出现缺绿病；铁还参与作物的呼吸作用，从而影响作物一切有关能量的活动，如对养分的吸收等。锰对作物起着氧化还原作用，可以提高作物的光合作用强度，对酶的代谢和各种糖积累也有影响；作物缺锰会导致作物新叶的脉间褪绿黄化，严重时褪绿部分有黄褐色斑点，继而坏死并可能穿孔。

近几年研究发现，土壤中金属元素的有效态含量和土壤的理化性质之间有显著的相关性[3-6]。土壤中微量元素的有效态含量是指以相对活动状态存在于土壤中，能够被作物吸收利用的那部分。土壤中有效铁、有效锰的含量与土壤本身的矿物类型、母质成因、土壤养分、气候条件等多种因素有关。

准确识别土壤中有效铁、有效锰元素在不同地质背景中的分布特征，为生物利用性问题提供基础依据，对于改善作物产量与品质、精准配方施肥、保护土壤生态环境具有重要的现实意义。到目前为止，关于热带果园土壤中有效铁、有效锰元素在不同地质背景下的分布问题未见报道。

本试验以海南热带典型果园为研究区，对土壤中有效铁、有效锰含量进行测定，分析不同地质背景下两种有效态元素的分布特征，以其测试分析结果为园区土壤的科学管理和施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品

采集果园毛根区土壤，采样深度0～60 cm，根据园区实际情况一般由2～3 个子样混合组成1 件样品。果园地土壤样品要去除根系、石块、虫体等杂质，保留重量大于500 g，风干过80 目筛。

1.2 试剂

盐酸、氨水均为优级纯，二乙三胺五乙酸（DTPA）、三乙醇胺（TEA）、氯化钙（CaCl2·2H2O）均为高纯试剂。

DTPA 浸提剂为（c（DTPA）=0.005 mol/L，c（CaCl2）=0.01mol/L，c（TEA）=0.1mol/L，pH 值为7.30）。称取1.967g二乙三胺五乙酸（DTPA），溶于14.92 g（约13.3 mL）三乙醇胺（TEA）和少量水中；将1.47 g 氯化钙（CaCl2·2H2O）溶于水后，一并转入1 L 容量瓶中，加水至约950 mL；在酸度计上用1∶1 盐酸溶液（约8.5 mL）或1∶1 氨水，调节pH 值至7.3，用水定容，贮于塑料瓶中；使用前再次校准pH 值。

1.3 设备

iCAP6300Duo（ThermoFisherScuentufuc），THZ-82A水浴恒温振荡器（常州荣华仪器有限公司），飞鸽牌系列离心机（上海安亭科学仪器厂）。

1.4 试样制备

称取风干试样20.00 g 于250 mL三角瓶中，加入（25±2）℃的DTPA 浸提剂40 mL，盖好瓶盖，摇匀，在（25±2）℃的条件下，以（180±20）r/min 的频率振荡2 h，立即离心，取上清液测定。同时做空白试验。

1.5 样品分析

本试验采用ICP 法对样品进行分析测定，通过标准曲线法计算样品中有效铁、有效锰的含量。

标准曲线的绘制：用EDPA 浸提剂稀释配制成铁、锰浓度均为1 μg/mL、2 μg/mL、5 μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL 的混合标准系列。

2 结果与分析

2.1 不同地质背景下有效铁、有效锰的含量

按《森林土壤交换性锰的测定》（LYT 1263—1999）和《森林土壤有效铁的测定》（LYT 1262—1999），进行有效铁、有效锰土壤样品的分析测试，结果见表1。

表1 土壤中有效铁、有效锰的含量 单位：mg/kg

有效铁在花岗岩和第四系松散沉积物中的均值含量较高，分别为91.7 mg/kg 和91.0 mg/kg；在基性火山岩和变质岩中含量相对较低，分别为66.7 mg/kg 和50.5 mg/kg。

有效锰在基性火山岩、第四系松散沉积物和变质岩中含量较高，分别为88.0 mg/kg、72.0 mg/kg和71.1 mg/kg；在花岗岩中相对较低，只有33.0 mg/kg。

2.2 园区土壤有效铁、有效锰地球化学参数

用变异系数（CV）表示含量在空间分布上波动的大小，计算公式为“CV=×100%”。由表2 可知，园区土壤中有效铁和有效锰指标变异系数（CV）差距较大。有效锰的变异系数较高，为98.1%，表明其含量在空间分布上变化较大，区域波动性相对较高；而有效铁变异系数则相对较小，为54.8%，表明其含量在空间分布上变化较小，区域波动性相对较小。

表2 土壤有效铁、有效锰地球化学参数

2.3 不同地质背景园区有效铁、有效锰地球化学参数

基性火山岩、花岗岩、第四系松散沉积物、变质岩4 种不同地质背景的变异系数见表3。

表3 不同地质背景园区有效铁、有效锰地球化学参数

基性火山岩区和变质岩区土壤中，有效锰皆高于园区土壤均值，K2分别为1.39 和1.12；有效铁皆低于园区土壤均值，K2分别为0.85 和0.64。变异系数（CV）方面，基性火山岩区和变质岩区土壤中，有效锰都较高，分别为84.66%和110.74%，表明指标含量在空间分布上波动性大；有效铁都相对较小，表明指标含量在空间分布上波动性小。

花岗岩区土壤中，有效铁高于园区土壤均值，K2为1.17；有效锰低于园区土壤均值，K2为0.52。变异系数（CV）方面，有效锰、有效铁都较低，分别为52.67%、55.43%，表明指标含量在空间分布上波动性小。

第四系松散沉积物区土壤中，有效铁和有效锰含量高于园区土壤均值，K2分别为1.16 和1.14。变异系数（CV）方面，有效锰较高，为119.7%，表明指标含量在空间分布上波动性大；有效铁相对较小，为45.9%，表明指标含量在空间分布上波动性小。

3 讨论与结论

3.1 讨论

本试验通过对不同地质背景下土壤中有效铁、有效锰的分析测试，分析研究了不同地质背景下土壤有效铁、有效锰的含量分布情况，为果园土壤平衡施肥提供了地球化学依据，也为科学施肥指明了方向。大量研究表明，土壤有效态元素的多少严重影响着作物的生长代谢和品质等方面。

通过对不同地质背景下土壤有效态元素的调查，科学施用肥料，可以充分发挥肥料功效，避免盲目施肥或过度施肥带来的成本浪费，从而保障农业施肥投入的有效性。

3.2 结论

花岗岩区和第四系松散区的有效铁均值较高，分别为91.7 mg/kg 和91.0 mg/kg；基性火山岩和变质岩相对较低，分别为66.7 mg/kg和50.5 mg/kg。变异系数（CV）方面，基性火山岩区、变质岩区、花岗岩区和第四系松散区有效铁都相对较小，分别为52.62%、21.19%、55.43%和45.9%，表明指标含量在空间分布上波动性小，区域波动性相对较小。

基性火山岩区的有效锰均值较高，为88.0 mg/kg；其次是第四系松散区和变质岩区，分别为72.0 mg/kg和71.1 mg/kg；花岗岩区最低，为33.0 mg/kg。在变异系数（CV）方面，基性火山岩区、第四松散区和变质岩区有效锰都相对较高，分别为84.66%、119.70%和110.74%，表明指标含量在空间分布上波动性大，区域波动性相对较高；花岗岩区有效锰相对较低，只有52.67%，表明指标含量在空间分布上波动性小，区域波动性相对较小。