浦江桃形李適生環(huán)境地球化學(xué)研究

宋明義，黃春雷，簡中華，徐明星，鄭 文，陳再宏

(1.浙江省地質(zhì)調(diào)查院，浙江 杭州 311203;2.浦江縣農(nóng)業(yè)局 經(jīng)濟特產(chǎn)站，浙江 浦江 322200)

浦江桃形李果實新奇，色青黃，果肉半離核，口感酸甜適中，肉質(zhì)醇厚甘美，兼具桃、李風(fēng)味，深受人們青睞。20 世紀(jì)90年代浦江桃形李發(fā)展迅速，全縣種植面積達667 hm2，出口港澳及東南亞等地區(qū)，經(jīng)濟效益逐年提高，先后獲得農(nóng)業(yè)部金獎，浙江省金獎，成為浙江省果品業(yè)一顆耀眼的新星。近幾年由于該縣葡萄產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，桃形李種植規(guī)模逐漸萎縮，目前種植面積僅有467 hm2。

作為發(fā)源于浦江的這一名貴特產(chǎn)，怎樣才能保持持續(xù)發(fā)展的勢頭，繼續(xù)領(lǐng)先于水果市場?筆者認(rèn)為，關(guān)鍵靠2 條，一是靠地方政府的重視，加大資金投入;二是靠技術(shù)，促使果品質(zhì)量的大幅度提升。

以往關(guān)于桃形李的研究文獻較少，除少數(shù)涉及果樹栽培和施肥方面的報道外［1-6］，對其品質(zhì)和土壤地質(zhì)條件的研究報道較為鮮見。2010年由金華市人民政府和浙江省國土資源廳聯(lián)合啟動的金華市農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查項目，為浦江桃形李的深入研究和規(guī)模種植提供了機遇。本次在浦江桃形李主要產(chǎn)地浦南街道、浦江街道、仙華街道、虞宅鄉(xiāng)等5個種植基地系統(tǒng)采集表層土壤樣450 件，開挖土壤研究剖面8個，分層次采集土壤樣69 件，形態(tài)分析樣品8 套，桃形李果實樣品21 件。野外調(diào)查表明，桃形李的品質(zhì)除與氣溫、降雨量和農(nóng)業(yè)管理有關(guān)外，還與土壤地質(zhì)、地球化學(xué)背景有著深刻的聯(lián)系。研究桃形李品質(zhì)與其立地背景之間的關(guān)系將為桃形李的區(qū)域規(guī)劃和規(guī)模擴種以及基地選址等，提供重要的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)地質(zhì)背景

在大地構(gòu)造上，浦江縣地處華夏古陸南嶺準(zhǔn)地槽錢塘江凹陷帶。浦江盆地形成于白堊紀(jì)末的斷裂活動，盆地內(nèi)厚達1 600 m 的河流相沉積物方巖組紅層，下粗上細(xì)，上覆第四紀(jì)紅土礫石，下伏中生代侏羅系地層。盆地南北邊界斷層在第四紀(jì)仍有活動，以致在中更新世，堆積了大量的沖積相物質(zhì)，網(wǎng)紋紅土層發(fā)育，構(gòu)成浦陽江二、三級階地。盆地在上更新世，接受流水的侵蝕和來自上游物質(zhì)的堆積，在山前低洼地段發(fā)育較大規(guī)模的洪積扇。浦江桃形李廣泛分布于浦南街道、浦江街道、仙華街道，以及虞宅鄉(xiāng)等地的低山、丘陵及盆地的緩坡崗地等。

在地質(zhì)背景上，區(qū)內(nèi)主要出露侏羅系黃尖組、壽昌組，第四系之江組、蓮花組、鄞江橋組等。其中黃尖組巖性為塊狀流紋斑巖與流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r;壽昌組巖性為雜色中至厚層狀石英細(xì)砂巖、巖屑砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖夾流紋質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等;第四系巖性為松散沉積物，在礦物成分、化學(xué)成分上與母巖密切相關(guān)，在很大程度上受母巖成分控制。總體上之江組為棕紅色亞粘土、亞砂土，具網(wǎng)紋構(gòu)造;蓮花組為淺黃色亞粘土、亞砂土和礫石層;局部地段鄞江橋組上部為粉砂質(zhì)亞粘土，下部為含砂質(zhì)礫石層。

浦南街道朱云村、大店村、水閣村、毛陽村一帶地勢南高北低，主要出露第四系之江組、蓮花組亞砂土、亞粘土;浦江街道杭口嶺腳村、大塘塢村地勢西高東低，前者出露侏羅系黃尖組流紋質(zhì)巖類風(fēng)化殘坡積物，后者出露侏羅系壽昌組砂泥質(zhì)巖類風(fēng)化殘坡積物;仙華街道田畈中央村、靈巖朱村、道盧宅村一帶出露侏羅系壽昌組砂巖、砂泥質(zhì)巖類風(fēng)化殘坡積物以及第四系之江組砂泥質(zhì)松散沉積物;虞宅鄉(xiāng)前山畈村一帶南高北低，主要出露侏羅系黃尖組流紋質(zhì)巖類風(fēng)化殘坡積物。該地區(qū)土層較深厚，土壤地球化學(xué)特征主要受控于源區(qū)地層巖性，表層土壤地球化學(xué)特征總體上承襲了源區(qū)巖石地球化學(xué)特點。

據(jù)浦江縣第2 次土壤普查資料，研究區(qū)土壤類型主要為紅壤、黃紅壤、紫色土、粗骨土以及水稻土等。桃形李種植區(qū)海拔50～300 m 不等，面積大小不一，一般數(shù)公頃，少數(shù)可達30 hm2。在地貌上，總體選擇了北有屏障，南有開闊地的山間或山前盆地建園。在農(nóng)業(yè)管理方面一般較為精細(xì)，基本做到合理施肥，適時滴灌，及時疏果，生態(tài)除蟲，病害噴藥以及果品采摘等。

1.2 樣品采集

土壤樣采樣點一般布設(shè)于水田和旱地中。表土樣采樣密度為4 件·km-2，由多坑點采集0～20 cm表層土壤組合而成。剖面樣品按土壤發(fā)生層次采集，每個層次取1 件樣品。采樣時避開新近搬運的堆積土和局部污染區(qū)。本次共采集表層土壤樣986 件。土壤樣品晾干后過20 目篩 (孔徑0.84 mm)，外送分析。農(nóng)產(chǎn)品樣品選擇桃形李成熟期采摘，做到各園區(qū)樣品同時采摘，同時外送實驗室分析測試。

1.3 測試方法

樣品分析由國土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心承擔(dān)。其中采用粉末壓片 X 熒光光譜法(XRF)分析，CaO，MgO，K2O，F(xiàn)e2O3的檢出限為0.05%;SiO2，Na2O 的檢出限為0.1%;Mn，P的檢出限為10 μg·g-1。采用等離子體光學(xué)發(fā)射光譜法 (ICP-OES) 分析，Cu，Co 的 檢出限為1 μg·g-1，Zn 為2 μg·g-1。Cr，Mo 采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法 (ICP-MS)分析，檢出限為0.2 μg·g-1。B 采用發(fā)射光譜法 (OES)進行分析，檢出限為1.0 μg·g-1。As，Hg 采用原子熒光光譜法 (AFS)測定，檢出限分別為0.3 μg·g-1和0.000 5 μg·g-1。Cd，Pb，Ni 采用等離子質(zhì)譜法 (ICP-MS)測定，檢出限分別為0.02 μg·g-1和2 μg·g-1。pH 采用玻璃電極法 (ISE)測試，檢出限為0.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本特征

2.1.1 土壤環(huán)境質(zhì)量

依據(jù)GB 15168—1995 《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對土壤環(huán)境質(zhì)量進行了分級評價。從表1 可知，從各級土壤質(zhì)量的分布狀況來看，浦江縣土壤質(zhì)量較好，以二類土壤為主，其次為一類土壤，超三類土壤僅為3.12%。在單項重金屬中，仍以一類土壤為主，超三類土壤分布很少，相對來說，As 的超三類土壤比例較高，但也僅占2.21%。

表1 浦江縣土壤環(huán)境質(zhì)量的評價

2.1.2 土壤地球化學(xué)

通過區(qū)域土壤地球化學(xué)調(diào)查，以及對986 件土壤樣品的測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析，結(jié)果如下。

有機質(zhì)缺乏比例較高，有30.5% 的耕地處于有機質(zhì)不足的狀態(tài);氮素的缺乏也較普遍，全縣平均缺氮耕地在20.9%左右。

鉀素在浦江縣土壤中含量尚好，適中和豐富水平的耕地占90.0%，有10.0% 的耕地存在缺鉀的情況，主要在白馬鎮(zhèn)一帶集中分布，浦南街道和大畈鄉(xiāng)則零星分布。

磷素缺乏區(qū)在全縣范圍內(nèi)零星分布，約占15.7%，尚未形成規(guī)模。

調(diào)查表明，與作物生長關(guān)系密切的Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，B 等微量元素，浦江土壤不存在Fe，Cu，Zn 元素的缺乏，僅有小比例的Mn 缺乏;與全省情況相似的是，浦江土壤中的B 也處于不足狀態(tài)。其次Mo 的缺乏也應(yīng)引起足夠的注意，全縣缺Mo 的土壤約占耕地總量的13.5%。缺Mo 對豆科作物，十字花科作物的生長發(fā)育以及葡萄的品質(zhì)等具有明顯影響。

2.2 地球化學(xué)特征

2.2.1 巖石地球化學(xué)

南區(qū)浦南街道朱云村、大店村、水閣村、毛陽村一帶地勢南高北低，主要出露侏羅系壽昌組雜色中至厚層狀石英細(xì)砂巖、巖屑砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖夾流紋質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等，測試結(jié)果 (表2)主要表現(xiàn)為Fe2O3，MgO，CaO，Na2O 等氧化物含量較高，分別為3.36%，1.57%，4.29%，3.13%;Co，P，Mo，Cu，Zn，B 等元素含量也很高，分別為6.7 mg·kg-1，317 mg·kg-1，4.71 mg·kg-1，17.6 mg·kg-1，83.2 mg·kg-1，62.0 mg·kg-1，高出北區(qū)對應(yīng)成分50%～150%;而北區(qū)虞宅鄉(xiāng)一帶出露侏羅系黃尖組塊狀流紋斑巖與流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，化學(xué)成分表現(xiàn)為SiO2，Al2O3，K2O，Mn 含量較高，分別為72.28%，13.53%，4.11%，580 mg·kg-1，而Fe，Mg，Ca，Na，Co，P，Mo，Cu，Zn，B 等含量均較低，與南區(qū)出露巖性形成鮮明對比。

表2 浦江桃形李種植區(qū)巖石化學(xué)特征

2.2.2 土壤地球化學(xué)

南區(qū)浦南街道一帶地勢南高北低，土壤母質(zhì)為第四系之江組、蓮花組亞砂土、亞粘土，其物源來自南部侏羅系壽昌組砂泥質(zhì)巖類風(fēng)化坡積和沖積物。土壤中地球化學(xué)特征總體上與母巖成分有較好的對應(yīng)關(guān)系。表現(xiàn)為SiO2，F(xiàn)e2O3，P，Co，Mo，Cu，Zn，B 含量較北區(qū)高，少數(shù)元素甚至更多，如Mo 元素南部高出北部的24 倍;而K2O，MgO，CaO，Na2O 等氧化物含量與南部區(qū)以及浙中地區(qū)則較接近或略低 (表3)。

表3 桃形李種植區(qū)土壤地球化學(xué)特征

2.2.3 桃形李果實成分

營養(yǎng)成分與礦質(zhì)成分。本次研究對南區(qū)浦南街道朱云村、大店村、水閣村一帶采集桃形李果實樣品4 件，虞宅鄉(xiāng)前山畈村采集桃形李果實樣品4件。測試結(jié)果 (表4)表明，果實中可溶性固形物、Vc、可溶性總糖、總酸以及礦質(zhì)成分的含量均值有著明顯的差別。南區(qū)浦南街道果實中可溶性固形物、Vc、可溶性總糖、總酸含量分別為12.78%，38.4 mg·kg-1，8.05%，5.43 g·kg-1，而在北區(qū)虞宅鄉(xiāng)果實中含量則分別為12.14%，28.6 mg·kg-1，7.84%，7.16 g·kg-1。

礦質(zhì)元素中，南區(qū)果實中K，Ca，Mg，P，Mo，B，F(xiàn)e 的含量均高于北區(qū)，表明南區(qū)桃形李果實品質(zhì)明顯優(yōu)于北區(qū)。

重金屬含量。通過對南區(qū)浦南街道朱云村、大店村、水閣村4 件桃形李果實樣品，虞宅鄉(xiāng)前山畈村2 件桃形李果實樣品進行分析測試，結(jié)果見表5。

從表5 中可以看出，浦江桃形李果實中除部分樣品中F 含量超標(biāo)外，其他重金屬含量均較低，無一超標(biāo)，總體表現(xiàn)出浦江桃形李果實具有較高的品質(zhì)和安全性。

表4 浦江南北區(qū)桃形李果實營養(yǎng)成分與礦質(zhì)成分特征

表5 浦江南北區(qū)桃形李果實中重金屬含量特征

2.2.4 桃形李品質(zhì)與土壤元素的關(guān)系

營養(yǎng)成分與礦質(zhì)元素。對21 組浦江桃形李果實樣品測試結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)，桃形李果實中可溶性總糖與礦質(zhì)元素Ca 顯著正相關(guān)，與礦質(zhì)元素B 明顯正相關(guān);Vc 與礦質(zhì)元素Zn 元素相關(guān)性顯著，總酸與礦質(zhì)元素Si 顯著正相關(guān)。(圖1-4)。

圖1 可溶性總糖與礦質(zhì)Ca 相關(guān)性分析

礦質(zhì)元素與土壤地質(zhì)背景。由于浦江桃形李的品質(zhì)與礦質(zhì)元素Ca，B，Cu，Zn，Si 密切相關(guān)，相應(yīng)地，土壤中對應(yīng)的Ca，B，Cu，Zn，Si 等元素的含量高低就成為問題的關(guān)鍵。園區(qū)土壤中上述元素含量豐富，對于促進桃形李植株的生長發(fā)育，提升桃形李果實的品質(zhì)和產(chǎn)量，將會發(fā)揮不可替代的作用。相反，園區(qū)土壤缺乏上述元素，盡管土層深厚，氣候適宜，灌溉、噴藥等農(nóng)業(yè)管理有加，也會影響桃形李的生長與生產(chǎn)，在一定程度上難以提高果實的品質(zhì)，并且隨著年代增加其產(chǎn)量、質(zhì)量將會出現(xiàn)明顯的衰減。

圖2 可溶性總糖與礦質(zhì)B 相關(guān)性分析

圖3 Vc 與礦質(zhì)Zn 相關(guān)性分析

圖4 總酸與礦質(zhì)Si 相關(guān)性分析

調(diào)查資料表明，壽昌組石英細(xì)砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖夾凝灰?guī)r等含有大量的CaO，B，Cu，Zn，SiO2等成分 (表3)，在由其風(fēng)化殘坡積物發(fā)育形成的土壤中上述元素的含量就相應(yīng)地豐富。因此，依據(jù)上述研究成果，開展桃形李種植區(qū)域規(guī)劃具有重要的戰(zhàn)略意義。

3 小結(jié)與建議

研究結(jié)果表明，浦江桃形李品質(zhì)優(yōu)劣與地質(zhì)背景具有顯著的相關(guān)性，地質(zhì)背景的差異導(dǎo)致桃形李品質(zhì)差別較大。浦江南部壽昌組地層區(qū)巖石和土壤中富含Ca，B，Cu，Zn，Si 等元素，在該類土壤分布區(qū)種植桃形李，其果實營養(yǎng)成分包括可溶性總糖、Vc、糖酸比及礦質(zhì)元素等的含量明顯優(yōu)于北部上述元素貧乏的黃尖組地層。這一研究成果，為當(dāng)?shù)卣r(nóng)林部門在開展桃形李種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域規(guī)劃時，提供了重要的依據(jù)。

建議在發(fā)展浦江桃形李種植基地時，盡可能選擇地質(zhì)背景有利的浦南街道銀塢、火燒張、鄭橫塘、平安張、樟塢嶺腳以及巖頭鎮(zhèn)天龍來、東門頭、新嶺腳等地建園。

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