地质背景因素影响矿物质元素在岩石—土壤—植物系统的丰度及迁移,也是影响区域饲料作物矿质元 素含量的主要原因。在成土过程中矿质元素的富集受母岩上矿质元素含量的影响<1>。如玄武岩 红壤母质矿物成分较复杂,比较容易进行化学风化作用,带进土壤中的各种矿质元素比较全面、丰 富,而且土壤的质地结构也较好,有利于矿质元素更好地向植物体内转移;而碎屑岩类(砂岩、粉 砂岩)风化后易淋洗,矿质营养元素缺乏,使之形成的土壤贫瘠,土壤结构也不好<2>。充分了 解不同地质区内岩石—土壤—植物系统中矿质元素的丰度和转移规律,对按照调盈补缺的原则<3 -6>科学合理的制作反刍家畜矿物质元素添加剂以及科学、合理、持续地利用当地饲料发展畜牧 业提供理论依据。本研究在云南省的6个地质背景区共采集了149个土壤、50个岩石和370 个饲料样品,通过对样品中铜、锰、锌、镁和钾元素进行分析测定和统计分析,初步确定了不同地 质背景区铜、锰、锌、镁和钾元素的丰度及地质背景对饲料铜、锰、锌、镁和钾元素含量的影响, 现汇报如下。1材料和方法1.1试验点的确定及地质背景区的划分本试验根据云南省牛羊饲养基 地的分布,选择巍山县、洱源县、丽江县、永胜县、元江县、通海县、陆良县、宜良县和昭通市共 九个县(市)展开研究。根据土壤类型、成土母岩岩性、时代和地形地貌特征等因素确定不同的试 验点,并将所有试验点分为6个地质背景区,分别为:Ⅰ:碳酸盐岩红壤区;Ⅱ:碳酸盐岩和碎屑 岩、玄武岩混合型黄红壤区;Ⅲ:中生代碎屑岩紫色土区;Ⅳ:碎屑岩黄红壤区;Ⅴ:晚古生代玄 武岩红壤区;Ⅵ:前寒武变质岩赤红壤区。1.2样品的采集及处理采集具有代表性的土壤样品1 49个,岩石样品50个。土壤样品于阴凉通风处自然风干、过筛。饲料样品直接在农户家里采集 ,尽量采集当地家畜饲养中的所有饲料。茎、叶、块根块茎类等鲜样尽快送到云南省动物营养与饲 料重点实验室后立即进行风干、烘干及粉碎处理,实际采集饲料样品586个,考虑到可比较性等 因素,实际进入本次分析的有370个饲料样品。1.3岩石、土壤及饲料中铜、镁、锰、锌和钾 的测定(ICP—AES法)1.3.1样品的预处理土壤和岩石样品送云南省地矿局制样室粉碎 制样。土壤和岩石消化参照<7>进行,饲料消化参照<8>进行。1.3.2测定方法(1)标准物质和试剂微量元素测定时所用标准物质为甘蓝、小麦粉、桃叶、饲料粉、灌木枝叶(GSV-1,GBW07602)、杨树叶(GSV-3,GBW 07604)、茶叶(GSV-4,GBW 07605)、土壤(GBW 07401-GBW 07408)、岩石(GSR-3,GBW 07105;GSR-6,GBW 07108),均购自北京标准物质中心,并在有效期内使用。盐酸(HCI)、硝酸(HNO3)和高氯酸(HCIO4)(G.R)为四川德阳试剂厂生产。试验用水为M ILLIPORE纯水系统生产的超纯水>10MΩ·cm(20℃)。试验所用玻璃器具均用2 mol L-1的HNO3浸泡48h,再分别用蒸馏水和超纯水各清洗6遍烘干备用。(2)标准溶液的制备各元素均采用相应的光谱纯物质(购自北京标准物质中心)配制成1000 mg kg-1的单元素标准储备液。根据测定样品中各元素可能的含量、光谱干扰及实际测定的情况将待 测元素配为一组,同时用HCI做介质和控制酸度,实际酸度为5%,具体分组参照<9>进行。(3)仪器及工作条件采用美国TJA公司生产的IRIS/AP型全谱直读光谱仪,水平炬管,中阶梯光栅,电荷注射检测器(CID),波长范围170~900nm,D igital486计算机配Thermo SPECTM/CID分析软件。分析测试时由D IGITAL微机控制主机并收集和处理分析数据,用EPSON打印机直接打印出分析结果。其工作条件如下:发射功率1.15kW,辅助气流量0.5L m in-1,雾化器压力28.06PSI,泵速130 rpm,高波长曝光5s,低波长曝光30s,样品清洗时间30s。(4)上机测试ICP经过预 热4h稳定后,建立分析方法,进行标准化,扣除空白后即可开始样品的分析测定,具体使用参照 仪器操作手册<10>。1.4统计分析所有数据用社会统计学软件(SPSS,10.0版)进 行分析统计<11>。1.5土壤pH值、有机质和阳离子交换量(CEC)的测定土壤pH用p H计直接测定<12>、有机质采用容量法<13>、阳离子交换量采用氯化钡缓冲液法<14> 测定。2结果与分析2.1各地质背景区铜、镁、锰、锌和钾在土壤-岩石剖面的丰度分析各地质背景区土壤理化性质见表1。表1各地质背景区土壤理化特征Table 1 The physicochem ical characteristics of soil in d ifferent geologicalbackground areas背景区号样品数有机质(g kg-1)pHCEC(cmol kg-1)Ⅰ38 24.3±14.3 a 6.59±0.96 a 17.43±7.35 aⅡ41 25.2±19.3 a 6.47±1.19 a 16.62±7.85 abⅢ28 23.6±11.9 a 5.93±1.15 b 13.51±4.59 bⅣ20 16.9±8.0 a 6.24±1.13 ab 14.62±6.62 abⅤ10 40.2±37.9 b 5.88±0.88 ab 38.36±11.41 cⅥ12 14.9±6.3 a 6.57±0.79 ab 14.40±6.97 ab注:同列具有完全不同肩标者为差异显著(P<0.05)。通过对云南省6个地质背景区采集 的149个土壤和50个岩石样品中的铜、锰、锌、钾和镁元素进行测定,结果见表2。发现不同 地质背景区的岩石和土壤,各元素的丰度有很大的差异。将6个背景区三个元素在土壤、岩石中的丰度进行排序,结果如表3。表2各地质背景区立体剖面岩石、土壤矿质元素丰度平均值Table2 The average enrichment of m inerals of rock and soil in different geologicalbackground areas立体剖面背景区号样品数(个)Cu(mg Kg-1)Mn(mg Kg-1)Zn(mg Kg-1)K(g Kg-1)Mg(g Kg-1)土壤Ⅰ38 61.01 a 1084 ac 132 ab 13.9 a 7.6 acⅡ41 71.97 a 939 ac 147 a 17.3 b 7.9 acⅢ28 27.66 b 509 b 100 b 14.1 a 6.1 bⅣ20 32.44 b 481 b 134 ab 15.9 ab 5.2 bⅤ10 112.6 c 1286 a 159 a 12.8 a 9.3 aⅥ12 19.43 b 490 bc 36 c 21.6 c 6.4 bc岩石Ⅰ17 29.40 a 289 a 114 ac 4.1 a 9.8 aⅡ13 37.86 ac 471 ab 115 abc 9.1 ab 9.9 aⅢ6 31.08 ac 772 bc 174 b 15.7 bc 9.6 abcⅣ6 30.64 ac 158 a 122 abc 15.4 bc 4.0 bⅤ5 92.04 b 1258 c 176 ab 12.8 ab 14.6 cⅥ3 68.14 bc 383 ab 79 c 29.3 c 4.4 ab注:同一种饲料作物同列具有完全不同肩标者为差异显著(P<0.05),下同。表3各地质背景区土壤和岩石矿质元素丰度排序Tab le 3 The rank from h igh to low accord ing to the average enrichm ent ofm inerals of rock and soil in d ifferent geological background areas元素土壤岩石MgⅤ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅵ>Ⅲ>ⅣⅤ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅵ>ⅣKⅥ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ> Ⅰ>ⅤⅥ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅱ>ⅠCuⅤ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ>ⅥⅤ>Ⅵ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>ⅠZnⅤ>Ⅱ >Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ>ⅥⅤ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>ⅥMnⅤ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅵ>ⅣⅤ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅵ>Ⅰ>Ⅳ 碳酸盐岩红壤区(Ⅰ)岩性组合均为灰岩、白云岩等纯碳酸盐岩,矿物成分较单一,仅少数研究点 夹有极少量非碳酸盐岩类。经对17件碳酸盐岩石样品进行分析,结果见表2。所测元素含量除了镁在所有背景区中居中等水平,为9.8g kg-1,其它元素含量都较低。本区的土壤为碳酸盐岩红壤,经过对该区38件样品进行分析发现 :除了锰元素相对稍高一些外,其它元素与成土母岩含量几乎具有完全一致的趋势。混合型黄红壤 区(Ⅱ)的成土母岩极复杂,各研究点所见岩性组合变化较大,以灰岩(碳酸盐岩)—砂、页岩( 碎屑岩),灰岩(碳酸盐岩)—砂、页岩(碎屑岩)—玄武岩(火山岩),砂、页岩(碎屑岩)— 玄武岩(火山岩)较常见,矿物成分复杂。在该区采集14件岩石样品,分析结果见表2,所测元素排序如下:Mg>K>Mn>Zn>Cu。其中岩石中镁含量较高,为9.9gkg-1,仅次于晚古生代玄武岩红壤区(Ⅴ)的镁含量(14.6 g kg-1),钾、锰和锌的含量在各背景区中则处于中等水平;该区土壤为多源性黄红壤,对该区土 壤样品的测定结果见表2,其含量排序与成土母岩的排序基本一致。土壤中镁、钾、铜和锌的含量 都较高。中生代碎屑岩紫色土区(Ⅲ)分布面积较集中,该区的成土母岩极具特色,以中生代紫色 、紫红色砂岩、页岩、泥岩等颜色近紫红的杂色沉积碎屑岩为特征,矿物成分单一。岩石中除了铜和镁居中等水平外,其它元素都较高;土壤中铜、锌和镁含量较低,其余元素也只居中等水平。
More abstracts about the 云南省主要地质背景区铜、锰、锌、镁、钾在岩石-土壤-饲料系统的分布与迁移规律研究