(一)土壤和植物中的铜
根据不同地球化学家的统计,地壳铜的丰度约为 47~70ppm。岩浆岩中, 以基性岩含铜量最高(如辉长岩、玄武岩含铜 43~160ppm),超基性岩其次
(如橄榄岩 7~19ppm),而以酸性岩最低(如花岗岩、流纹岩 1~20ppm)。沉积岩中,粘土及页岩含铜量较高(5~500ppm),砂岩及石灰岩则较低(6~ 46ppm)。在现代沉积物中以远洋粘土含铜量最高(如北太平洋粘土含铜高达
201~792ppm)。在选岩矿物中,辉石,橄榄石,黑云母及角闪石是含铜量较高的矿物,也是较易风化的矿物,基性火成岩的上述矿物含量高,故含铜亦高。相反,砂岩以不易风化矿物为主,故含铜量较低。
土壤含铜量与母岩有密切关系。据米契尔(Milchell,1971)报导,苏格兰由粗面岩、花岗岩及砂岩发育的土壤含铜量多在 10ppm 以下,而由橄榄辉长岩及石英云母岩发育的土壤含铜量可分别达 40ppm 及 100ppm。又据中国科学院土壤研究所资料,我国土壤含铜量为 3~300ppm,平均为 22ppm,与各国土壤土的铜含量(20ppm)相近似。我国红壤含铜量随母质而异:千枚岩者(55ppm)>石灰岩及紫砂岩者(20ppm)>花岗岩者(11ppm)>砂岩者
(9ppm)。除母岩的化学组成外,风化程度,粘粒含量,排水条件,氧化还原电位,PH 值及有机质含量对土壤含铜量及其有效性均有影响。从世界范围来看,欧洲、北美、澳大利亚、新西兰及南非均有土壤缺铜的报导。澳大利亚南部及东南部一系列土壤(包括石灰性砂土,硅质砂土,脱碱土及砖红壤性灰化土)含铜量很低(2~6ppm),经常发生农作物及牲畜缺铜。英国土壤平均含铜量为 20ppm,大部在 5~50ppm 之间,其东部及南部某些泥炭土、砂土及石灰性母质上发育的土壤含铜较低。美国土壤平均含铜量为 18ppm,含铜较少的有机土、砂土主要分布在东部各州。前苏联土壤以黑钙土(含铜 7~ 80ppm;平均 30ppm)及红壤(含铜 27~140ppm 平均 76ppm)含铜量较高,而以砂质土及泥炭土(高位泥炭含铜 1~5ppm)含铜量最低。据科学院土壤所资料,我国土壤含铜量在 3~300PPm 之间,平均含量为 22ppm,各土类之间差别不大(例如土壤平均含铜量:黑土 26ppm,黑钙土 20ppm,草甸土 26ppm, 棕壤 23ppm,褐土 22ppm,红壤 21ppm,黄壤 18ppm 及紫色土 25ppm)。迈柏林(Mblaren,1973)等将土壤中铜分为以下五种形态,并拟定了相应的分析方法:(1)土壤溶液及交换性铜—用 0.05M CaCl2 提取,(2)无机晶格点上弱结合的铜—用 2.5%醋酸提取,(3)有机结合的铜—用 1.0M 焦磷酸钾提取,(4)游离氧化物吸持的铜—用酸性草酸盐提取,(5)为粘土结晶格保留的铜—用氟氢酸提取。
铜是植物生长发育必需的元素,它是许多氧化酶的成份,对植物进行光合作用。体内蛋白质合成。花青素形成及抗逆性能(抗旱抗寒抗病)均有重
要作用。无铜水培育的亚麻及大麦毫无种子收成。植物正常含铜量在 5~ 20ppm 之间,少于 4ppm 可能出现缺铜症状(包括强烈分蘖,叶尖枯萎,繁殖器官形成停顿,大量出现瘪粒),多于 20ppm 会出现中毒。从各国情况看, 泥炭土、沼泽土、生草潜育土、砂土、砾质土及某些石灰性土壤是比较缺铜的土壤。其中泥炭沼泽土缺铜尤为严重,这种土壤不但全铜含量低,而且铜与有机质牢固结合在一起植物很难利用。在缺铜牧场上放牧的牲畜会出现各种缺铜症状。这些土壤垦植后,农作物产量很低,甚至颗粒无收。在这些土壤上施用铜肥(如硫酸铜或铜硫铁矿渣),不但可使农作物大幅度增产(增产 1~10 倍),而且品质也有相应改善。铜肥对小麦、大麦、燕麦及麻类的效果尤为显著。