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黑龙江省农用矿产资源储量十分丰富,该类资源对提高农作物产量、改善其品质、发展生产绿色食品产业具有显著的效果。通过对土壤中与大豆高产密切相关的化学元素和土壤母质背景特征的研究,科学地对农用矿物加以利用,对减少无机肥料投入、保持耕地土壤生态环境,具有十分重要的意义。黑龙江省是农业大省,农用矿物的开发利用前景十分广阔,因此本课题的研究成果具有广泛的社会与经济效益。
地质背景是指作物生长所必需的农业地质地貌特征、成土母质(母岩)性质、水文条件、风化成土作用,以及地质构造、地质作用和地质运动对上述过程的控制作用,从而对作物产量和品质产生宏观制约的规律。地质背景是通过土壤而对作物产生影响的,其中最重要的是由母岩提供矿质营养元素及其衍生土壤理化性能的影响。
从高蛋白大豆、高脂肪大豆高产区土壤剖面来看,母质的质地较细,细质地母质上发育的土壤一般较粗质地母质上形成的土壤有机质含量高,其根本原因在于细质地母质保水能力强,通过提供较多的水分和养分促进作物生长发育,从而使每年有较多的有机质追加到土壤中。降水引起的矿质养分淋滤多富集于粘土层,主要矿质营养元素P、K、Ca、Mg、Fe、Mo、B及部分稀土元素多富集于粘土层顶部,易于植物吸收而迁移至地表。而低产区母质质地较粗,透水性强,矿质养分多随淋滤水下渗迁移,对植物吸收营养元素不利,养分吸收不充足而引起产量上的差别。
由此可见,在母岩→母质→土壤→作物这一动态生态系统中,母岩的影响决定了土壤的分布和性质,也决定了作物的品质与产量,直接体现出地质背景对作物产量、品质的宏观控制作用。
通过大豆主产区土壤地球化学及其母质背景研究,取得如下主要进展:
(1)查明了各研究区土壤地球化学特征,除确定了与大豆高产密切相关的大量营养元素N、P、K、Ca、Mg、S六种元素外,微量营养元素Fe、Co、Cu、Zn、Si、Li、Ni、Sn、As、Ag,稀土元素La、P、Ho、Er、Tm、Yb、Lu均对大豆高产具有一定的促进作用。
(2)对全省地质背景、地貌特征、水资源及分布特征,Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Pb、Mo七种元素地球化学特征及土壤资源分布进行了较为详细的分析,并简述了其对农业生产的影响和关系及大豆子粒的地球化学特征。
(3)本次研究工作虽然仅是对土壤地球化学特征及母质背景特点进行了分析、研究但对今后详细查明土壤地球化学特征,对各种作物依存的土壤地球化学环境进行深入分析研究,在作物整个作物生长期的不同生长阶段时期对作物所需营养元素进行监测,为合理施用肥料提供了基础信息,对指导农业生产起到了积极作用。