| 释义 |
【土壤中锌营养元素】
锌在生物体中存在的数量极少，但却是与植物或动物的生长发育有关的重要元素。锌主要来自土壤，当土壤中锌不足或过多时，都会导致植物的缺锌症或中毒。锌通过食物链还能影响人畜健康。土壤锌的含量在地域上的分异显现一定的地带性。锌在农业的物质循环，人体健康和保护生态环境有着重要的作用。 1926年，A．C．Sommer等发现锌并确认其为植物必需的营养元素。由此引起世界范围内生物界、土壤界极大兴趣，而且已跃出研究锌的生理问题的范畴，深入到其他如农业、医药学和环境学的分支学科的应用方面。关于不同土壤微量元素，包括土壤锌的测定积累了大量的资料(S．J．toth 1951；J．R．Wright，1955；R．kanehiro，1967，A．Л．Bиногpодов，1957年；D．J．Swaine，1955)，中国关于土壤锌的研究是在50年代末发现玉米缺锌开始的，后继续发现苹果，以及南方的水稻、玉米、橡胶缺锌现象。60年代转入地区性土壤锌的测定和微肥施用试验，70年代转入系统化和深层次研究，使土壤锌的研究已相当深入。进入80年代，转入省或区域性的宏观分析测定，积累了大量的资料。明确了中国主要土壤的含锌量、供给状况(何电源，1964；刘铮，1978；成延鏊，1980；温琰茂，1980；彭淋，1980；唐丽华，1983；盛世骏，1983)。表1 已报导的世界及中国一些主要土壤的含锌量 
根据A．Л．Bиногpouoв，1957年的资料，世界土壤含锌量为10～300mg／kg，平均为50mg／kg，低于地壳的含锌量80mg／kg(V．M．Goldschmidt，1954)。中国土壤含锌量为＞3～709mg／kg，平均为100mg／kg，比世界土壤的含锌量均值高一倍，也高于地壳的含锌量。中国土壤锌用硝化法原子吸收测定。根据现有的资料，南方的红壤、黄壤和红色、棕色石灰土、水稻土含锌量高，北方及黄土地区土壤含锌量低。盛世骏等(1983)报导，川西滇北的森林土壤含锌高于我国土壤的平均值，平均为111mg／kg。王国烘等(1983)报导，南方的植胶园土壤锌量均值为250mg／kg。研究表明，土壤中锌的含量以成土母质的影响最为突出，决定其基本含量，成土过程则影响甚微。1971年Harbert等指出，基性岩发育的土壤的含锌量(70～130mg／kg)比酸性岩发育的(150～60mg／kg)高．石灰岩发育的土壤的含锌量比片麻岩、石英岩和砂岩高。1983年刘铮等的研究，与其结论一致。1982年唐丽华等指出，由第四纪红色粘土和石灰岩发育的黄壤的含锌量比页岩、砂岩和石岩发育的黄壤高。1964年何电源等指出，风化浅的片岩发育的砖红壤、赤红壤含锌量(150～250mg／kg)高，高度风化的花岗片麻岩、片岩、砂页岩及浅海沉积物发育的红壤含锌量(50～100mg／kg)低。1982年彭琳等指出，黄土地区土壤的含锌量与母质中粘粒高低有关。含粘粒高的，土壤锌也高，就黄土区而言，北部的土壤含锌量低，南部的逐渐增高。土壤锌的含量也受人为的影响。1980年余存祖等指出，黄土区内的大中城市如太原、西安、咸阳、兰州和西宁等市郊的农田土壤，随着工业和生活废弃物进入农田，土壤中的含锌量比黄土正常含锌量高20%～170%。土壤锌形态组成的系统研究资料较少。一般资料认为锌以二价状态存在于自然界，主要分为闪锌矿［ZnS，(ZnFe)S］，红锌矿(ZnOo)，菱锌矿(ZnCO3)。此外，还有ZnSiO3和Zn2SiO4两种锌的硅酸盐。1966年Hodgson等人指出，土壤中平均含有60%的可溶性有机锌络合物，主要是氨基酸、富里酸锌的络合物。锌能被土壤所吸附，以Zn2+和络离子(ZnCl－)参与代换反应。吸附模式受土壤的粘粒、有机质的影响，但并不改变它的吸附模型。土壤中锌的溶解度与H+浓度密切相关，1969年W．A．Norvell指出，在H+浓度2×10－8mol／L以下Zn2+占优势，低于2×10－8mol／L则以Zn(OH)2占优势，在酸性土壤上施用石灰会诱发缺锌。1991年李鼎新指出，在土壤中施入DAP时，随着H+浓度的升高，也会产生Zn3(PO4)2沉淀，引起土壤吸咐锌模型的变化。1977年N．Poech．指出在H+浓度10－4mol／L时，土壤吸附锌能全部被介吸出来，H+浓度－8时，土壤中锌会全部被固定。1982年R．D．Hartter等人指出，H+浓度从10－6～10－8mol／L时，土壤对锌的吸附增60%，有机质也会吸附锌。K．G．Tiller(1967)，N．Schnitzer(1967)年，试验证明，腐殖酸对锌的吸附远小于对铜和铁的吸附。有关粘土矿物吸附锌的情况、机理及影响因子也时有指导。对植物来说，主要指土壤有效锌的含量。通过室内模拟试验、室内分析和田间验证，石灰性和中性土壤缺锌临界为0．5mg／kg(用DTPA提取)。酸性土壤为1．5mg／kg(用0．1mol HCl提取)。1982年刘铮等填制了中国缺锌土壤分布图，各省地(市)结合土壤普查对全国土壤有效锌进行了测定。已有的资料表明，中国缺锌土壤主要是北方的石灰性土；黄土和黄河冲积物发育的土壤严重缺锌；酸性土有效锌一般适中，但对某些植物如柑桔也有缺锌现象；四川的紫色土也发现水稻、玉米缺锌。1977年W．L．Linday报导，在美国50州中有26个州玉米缺锌、17个州果树缺锌。1967年R．Ryan指出，15个欧洲国家中有11个国家发现土壤缺锌，南美和一些亚洲种稻国家发现水稻缺锌，其它一些西方国家和前苏联、印度也有缺锌土壤。根据美国农业部资料，美国全国缺锌面积达260万ha，销售的锌肥全计17155t(1970～1971)。锌的可给性受多种因素的影响，最主要的是土壤的H+浓度、碳酸盐、有机质和磷酸盐。1960年Hodgson等报导，在H+浓度较低，尤其是CaCO3存在时，锌的溶解度很低。磷酸盐对锌溶解度的影响的报导最多。目前，认识上有很大的分歧。R．N．Barnetle(1936)、R．N．Thome(1957)研究认为，在土壤磷很高的情况下，由于形成Zn3(PO4)4H2O会诱导植物缺锌现象。但是，在Loneragan(1968，1969)的研究报告中指出，磷酸锌的沉淀不会引起磷诱导缺锌的发生。Brown和Leggett指出，锌和磷之间存在着相互拮抗。1968年Sharma等指出，施磷引起生理上抑制了锌从根到顶端的运转，但多数资料明确是H+浓度的影响。有关W－Zn的研究也有报导(Langin等1962，Ozanne)。世界各地关于土壤锌的含量、选择分布及施锌生物效应的报导越来越多．由此可见，土壤锌应用及基础的研究前景是广阔的。要在现有工作的基础上，建立试验监测网络，统一方案，填制中央、省和地方3级缺锌土壤及施锌有效分区图是有现实意义的一项工作。土壤锌的形态及有效性的研究须进一步深化，使其土壤锌的基础研究迈向更高水平。目前，国外应用65Zn研究锌在土壤中的移动及植物的吸收、运转是一项有意义的工作，填补了土壤锌研究工作中的空白。锌行为的两重性引人们的重视。土壤和植物中锌的致毒水平的研究已提到了议事日程，尤其是锌的环境质量评价及人体健康也是一个值得研究的问题。在研究元素间相互关系的基础上，试图研究土壤养分综合平衡体系的工作展现出一项有意义的新的领域，在此过程中，进一步深化W－Zn，P－Zn的研究将会使土壤锌的研究出现一个新的转机。【参考文献】：1 Sommer A L，lipman CB．plant physiol，1926，1231～249．2 Woltz S，Toth S J．soil Sci．，1953，76(1)：115～121．3 Swaine D J．comm．Bur．soil sci．Tech．commun．，1955，284 Bиногодов A．П．Геохимияpeдких и paссeянных химичeских эпeмeнтов впочвaX，Mockba，19575 Boawn L C，et al．Soil Sci．，1957，2196 Linday W L．Advances in agronomy．New York and London，1972，24：147～1817 刘铮，等．中国科学院微量元素学术交流会汇刊．北京：科学出版社，1980．154～161．8 刘铮，等．土壤学报，1983，20(3)9 唐丽华，等．土壤学报，1983，(2)：186～19510 盛土骏，等．土壤学报，1983，20(3)(中国科学院、水利部西北水土保护研究所李鼎新撰) |