谷車(chē)溝項(xiàng)目區(qū)農(nóng)地土壤銅鋅空間分布分析

朱小敏等

摘 要： 采集左權(quán)縣谷車(chē)溝項(xiàng)目區(qū)玉米、谷子、向日葵等5種農(nóng)地14處0～10、10～40、40～60 cm 3個(gè)土層的土壤剖面樣品，同時(shí)結(jié)合GPS對(duì)樣點(diǎn)精確定位，用TAS-990原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定土樣中銅、鋅的含量，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和地統(tǒng)計(jì)分別對(duì)其進(jìn)行垂直與水平分布規(guī)律分析。結(jié)果表明：研究區(qū)土壤中銅、鋅含量的變化范圍分別為0.002～0.270 mg/kg和0.015～0.185 mg/kg，遠(yuǎn)低于山西土壤中銅、鋅含量的背景值；研究區(qū)內(nèi)不同典型農(nóng)業(yè)用地土壤中銅、鋅含量在垂直分布上無(wú)一致的變化趨勢(shì)，上層0～10 cm土壤中銅、鋅的含量基本服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，且受農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響較大。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)用地；銅；鋅；空間分布

中圖分類(lèi)號(hào)： S153.6+1（225） 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)： 1001 - 4942（2014）08 - 0075 - 04

Spatial Analysis of Cu and Zn Distribution in Farmland Soil of Guchegou Project Area

Zhu Xiaomin1， Zhao Yuezhong2，Yao Yantao1*

（1.Forestry College of Shanxi Agricultural University， Taigu 030801， China；

2.College of Water Resource and Architectural Engineering， Northwest Agricultural and Forestry University， Yangling 712100， China）

Abstract Based on the investigated and measured data of 14 sample plots in 5 typical agricultural lands in Guchegou project area of Zuoquan County， the contents of Cu and Zn in soil at different depths of 0～10， 10～40 and 40～60 cm were determined with TAS-990 atomic absorption spectrophotometer， and their space distribution were analyzed by mathematical statistics and geostatistical methods based on GIS. The results showed that the ranges of Cu and Zn contents in project area were 0.002～0.270 mg/kg and 0.015～0.185 mg/kg respectively， which were very lower than those of the background values of Shanxi Province. The clear vertical distribution trends of Cu and Zn contents in different farmland soil in project area were not observed. The Cu and Zn contents in 0～10-cm soil in study area showed a log-normal distribution and affected largely by agricultural activities.

Key words Farmland；Cu；Zn；Spatial distribution

銅和鋅是植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物的生理代謝起重要作用。土壤中銅和鋅的缺乏或過(guò)剩都會(huì)導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育受阻甚至遺傳特性發(fā)生突變[1]。山西省土壤中銅、鋅兩種必需元素的背景值分別為22.9 mg/kg和63.5 mg/kg[2]，其中銅元素背景值接近中國(guó)土壤中銅元素的平均值22.0 mg/kg，鋅元素背景值較中國(guó)土壤中鋅元素的平均值100 mg/kg略低[3]。隨著氮磷鉀化肥施用量的增加，有機(jī)肥施用量日益減少，缺銅、鋅的土壤和作物越來(lái)越多，成為提高農(nóng)作物產(chǎn)量的限制因素[4]，而且農(nóng)田土壤中銅和鋅含量控制不當(dāng)將會(huì)直接威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和耕地資源的可持續(xù)利用。

本試驗(yàn)以山西省左權(quán)縣谷車(chē)溝有機(jī)生態(tài)農(nóng)民專(zhuān)業(yè)合作社的項(xiàng)目區(qū)作為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和地統(tǒng)計(jì)方法比較研究區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)用地中不同剖面土壤銅和鋅含量的空間差異，旨在為該區(qū)合理施肥和耕作管理提供一定的基礎(chǔ)背景資料。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)與樣本采集

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果表明：研究區(qū)土壤中銅、鋅含量的變化范圍分別為0.002～0.270 mg/kg和0.015～0.185 mg/kg，遠(yuǎn)低于中國(guó)土壤銅、鋅含量的平均值以及山西省土壤銅、鋅含量背景值。其中0～40 cm土壤中銅的含量為強(qiáng)變異，40～60 cm土層銅含量及0～60 cm土層鋅含量屬中等變異。

根據(jù)5種農(nóng)業(yè)用地不同土層剖面測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)比，土壤中銅、鋅含量的垂直方向分布特征規(guī)律性不一致，可能存在以下三方面原因：一是不同作物根系的分布層不同；二是不同作物對(duì)這兩種必需營(yíng)養(yǎng)元素的需求量不同；三是因自然和人為因素（耕作措施）的影響導(dǎo)致土壤表層理化性質(zhì)分布差異較大。

通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)和地統(tǒng)計(jì)分析，上層土壤中銅、鋅含量在水平方向上基本呈現(xiàn)由北向南依次降低的趨勢(shì)；銅的含量在水平方向上基本服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，鋅的含量則較接近對(duì)數(shù)正態(tài)分布?？赡苁苻r(nóng)業(yè)生產(chǎn)如施肥、中耕等作用及作物生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的攝取等因素影響，不同農(nóng)地中上層土壤銅、鋅含量均高于待開(kāi)發(fā)梯田。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 李蓮芳，曾希柏，白玲玉.不同農(nóng)業(yè)利用方式下土壤銅和鋅的累積[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（9）：4372-4380.

[2] 史崇文，趙玲芝，郭新波，等.山西土壤元素背景值的分布規(guī)律及影響因素[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1996，15（1）：24-28.

[3] 吳禮樹(shù).土壤肥料學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004.

[4] 韓曉日，鄒德乙，郭鵬程.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤中鋅的形態(tài)轉(zhuǎn)化及其有效性影響[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，23（專(zhuān)輯）：56-61.

[5] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[6] 湯國(guó)安，楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].第2版.北京：科學(xué)出版社，2012.

[7] 吳文勇，尹世洋，劉洪祿，等.污灌區(qū)土壤重金屬空間結(jié)構(gòu)與分布特征[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（4）：165-173.

[8] 陳圓圓， 孫小靜，王軍.上海寶山區(qū)農(nóng)業(yè)用地土壤重金屬空間分異規(guī)律及分布特征研究[J].環(huán)境化學(xué)，2010，29（2）：215-219.

[9] 魏丹， 遲鳳琴， 史文嬌， 等. 黑龍江南部黑土區(qū)土壤重金屬空間分異規(guī)律研究[J]. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究， 2007， 23（1）： 65-68.