樂陵市金絲小棗種植區(qū)土壤地球化學特征

■楊建華

（山東省魯北地質(zhì)工程勘察院　山東　德州　253015）

樂陵市金絲小棗種植區(qū)土壤地球化學特征

■楊建華

（山東省魯北地質(zhì)工程勘察院山東德州253015）

對樂陵市淺、深層土壤樣品的測試分析結果進行統(tǒng)計，分析了土壤元素的分布特征及淺、深層土壤元素之間的相關關系。通過土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價，得出本市大部分地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量為較好級以上。

樂陵金絲小棗土壤地球化學環(huán)境質(zhì)量

通過在樂陵市開展1：5萬農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查工作，基本掌握了有關元素在土壤中的分布特征，為了解該區(qū)土壤地球化學特征，開發(fā)資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究提供了基礎地球化學資料。

1　研究區(qū)地質(zhì)背景及土壤土壤類型分布

本區(qū)屬于暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，四季分明，日照充沛，多年平均氣溫12.4℃。多年平均降水量581.2mm，雨季多集中在7、8月。工作區(qū)位于埕子口—寧津隆起區(qū)的中部。主要的斷裂有陵縣—渤海農(nóng)場大斷裂、慶云斷裂。

根據(jù)本區(qū)土壤的成土條件、成土過程以及土壤所處的地形、地貌、水文地質(zhì)、植被的差異，分為潮土、鹽土、風沙土3個土類，潮土分布面積最大，占可利用面積的95.2%，左右著樂陵市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)局勢。在潛水作用下，潮土類又分為典型潮土、褐土化潮土和鹽化潮土三個亞類。

2　金絲小棗樣品采集及分析

選取朱集鎮(zhèn)、郭家街辦、孔鎮(zhèn)分別作為金絲小棗優(yōu)、中、劣種植區(qū)（以種植現(xiàn)狀為依據(jù)），采集金絲小棗莖、葉、果實樣進行檢測，檢測項目包括：P、K、Ca、Cu、Zn、N、Fe、Mn、Mg、B、Se、S、Mo、Na；有害成分分析項目F、Pb、Hg、As、Cd、Ni、Cr，共計21項。

對檢測結果進行統(tǒng)計，以各元素含量平均值作為基準值，三個種植區(qū)內(nèi)莖、葉、果實檢測分析

得出：種植優(yōu)良區(qū)內(nèi)小棗莖桿中元素Cu、Fe、Mn、Se、Mg含量高于其它地區(qū)，小棗葉片中元素Fe、Mn、B、Mg、Ca含量高于其它地區(qū)，小棗果實中元素F、Cu、Zn、Mn、Mg、Ca的含量高于其它地區(qū)。

參考“綠色食品溫帶水果（NY/T844-2004）”、“農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害水果安全要求(GB18406.2-2001)”，工作區(qū)內(nèi)金絲小棗果實元素F含量超過綠色食品衛(wèi)生標準及無公害食品衛(wèi)生標準，分析主要受當?shù)販\層地下水水質(zhì)的影響；除孔鎮(zhèn)小棗樣品中元素Zn含量不超過無公害食品衛(wèi)生標準外，其他樣品中元素Zn的含量均高于標準。

3　土壤地球化學特征

表1　土壤表、深層元素與黃河下游潮土元素含量對比表

3.1土壤樣品采集與分析

耕作層（第Ⅰ環(huán)境）土壤樣品采集深度0～20cm，深層（第Ⅱ環(huán)境）土壤樣品采集深度150～200cm，對表、深層土壤樣品分析了N、 P、K、Cu、Zn、Fe、Mo、Mn、B等項目。

3.2土壤元素分布特征

通過對表、深層土壤元素含量統(tǒng)計分析，并與黃河下游潮土元素含量值對比（表1）。得出K、Cu、Fe、Mn元素的含量與黃河下游潮土的元素含量相近；Mo元素的含量約高于黃河下游潮土的元素含量一倍；B、Zn、P、N含量均低于黃河下游潮土的元素含量。

3.3表、深層土壤元素關系

利用同點位淺、深層土壤元素含量，進行相關分析，求其相關系數(shù)，建立一元回歸方程Y=aX+b。

按相關系數(shù)的大小，通常將相關程度分為四個等級：0～0.3基本無關，0.3～0.5低度相關，0.5～0.8顯著相關，0.8～1.0高度相關。

據(jù)計算結果可知：化學元素N、P、K的相關系數(shù)大于0.5小于0.8，呈顯著相關關系；Cu、Zn、Fe、Se、Mg、Mn的相關系數(shù)大于0.3小于0.5，呈低度相關關系；Mo、B、Ca、S、Cl的相關系數(shù)小于0.3，呈不相關關系，可能是農(nóng)作物選擇性吸收所引起的。

4　土壤質(zhì)量綜合評價

4.1土壤污染評價

根據(jù)區(qū)內(nèi)土壤污染特征，選擇As、Hg、Pb、Cr、Cd、Ni六個污染元素作為評價因子。

評價方法選用：選取土壤污染起始值（Xa：以土壤背景值的平均值加二倍標準差）、土壤輕度污染臨界值（Xc：選?。℅B15618—1995）《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅱ類值）、土壤重度污染臨界值（Xp：選取（GB15618—1995）《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類值）為相關數(shù)值（表2）。采用“土壤和作物中污染物積累的相關數(shù)量法”計算單項污染指數(shù)（表3）。在單項污染指數(shù)評價的基礎上采用“小數(shù)疊加法”計算綜合污染指數(shù)。

表2　評價因子分級標準　單位mg/kg

表3　單因子污染指數(shù)評價公式與環(huán)境質(zhì)量分級表

依據(jù)評價結果，區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境可分為起始污染區(qū)與非污染區(qū)。起始污染區(qū)分布于朱集東北的王猛家、化樓趙古屯等地，面積約67.7km2，綜合污染指數(shù)為1.01～1.28；非污染區(qū)：除輕度污染區(qū)以外的地區(qū)，面積1058.3km2，綜合指數(shù)為0.76～1.00。

起始污染區(qū)的主要超標因子為Cd。

4.2土壤營養(yǎng)評價

由于不同區(qū)域各單項營養(yǎng)含量差異較大，同一位置不同營養(yǎng)成份豐缺也有著很大差異，故用某一種營養(yǎng)成份并不能說明土壤肥力的大小。故采用綜合指數(shù)法對土壤營養(yǎng)狀況進行評價：評價模型為：

式中P：綜合評價指數(shù)；N：參與評價要素個數(shù)；Wi：參與評價要素的權重；Pi：參與評價要素分指數(shù)；Ci：單項要素檢出值；Si：單項要素標準值。

有效態(tài)指標分別為有效氮、有效磷、有效鉀等。

單項要素標準值采用養(yǎng)分中等區(qū)的下限值（農(nóng)業(yè)部土壤普查標準，中國土壤標準（1995年））和結合地球化學背景值，以全區(qū)表層土壤背景值加減標準差的方法來確定（表4）。根據(jù)各有效態(tài)對土壤肥力貢獻程度的大小，采用傅勒三角形求權方法確定權重。

表4　土壤養(yǎng)分豐缺標準表 單位：10-6

最后在綜合分析研究的基礎上，按計算所得綜合指數(shù)的大小，確定分級評價標準，見表5。

表5　土壤營養(yǎng)狀況分級評價標準

根據(jù)上述模型所計算的綜合指數(shù)和分級評價標準，對全區(qū)土壤進行了計算評價。得出：土壤肥力較差區(qū)分布于大孫以北及鄭店常莊等地，占總面積的1.13%；較好區(qū)分布于大孫、黃夾、孔鎮(zhèn)、鄭店等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的局部地區(qū)，占調(diào)查區(qū)面積的7.55%；其他地區(qū)均為土壤肥力好區(qū)，占調(diào)查區(qū)面積的91.32%。

土壤肥力較差區(qū)內(nèi)有效錳、有效磷、有效氮、有效硼等元素含量較低。

4.3.土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評價

4.3.1評價方法及因子確定

根據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境地質(zhì)條件，特別是金絲小棗的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境條件，在綜合分析研究的基礎上，確定了五項評價因子：耕作層含鹽量、耕作層營養(yǎng)指數(shù)、耕作層質(zhì)地、淺表土體構型、耕作層綜合污染指數(shù)。采用模糊數(shù)學法，進行農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量評價。首先對各因子進行單項評價，然后對單項評價給予加權，利用模糊數(shù)學矩陣復合運算得出評價結果。

4.3.2農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價分區(qū)結果

依據(jù)評價結果及農(nóng)業(yè)地質(zhì)測繪實際情況，調(diào)查區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量可劃分為三個區(qū)（圖1）。

土壤環(huán)境質(zhì)量好區(qū)，面積約723.54km2，占調(diào)查區(qū)面積的64.26%；較好區(qū)面積約312.72km2，占總調(diào)查面積的27.77%；較差區(qū)面積約89.75km2，占總調(diào)查面積的7.97%。

圖1　土壤環(huán)境質(zhì)量分區(qū)圖

5　結語

在樂陵地區(qū)土壤地球化學調(diào)查的基礎上，認為區(qū)內(nèi)土壤地球化學有如下特征：

（1）淺、深層土壤化學元素N、P、K呈顯著相關關系；元素Cu、Zn、Fe、Se、Mg、Mn的相關性呈低度相關關系；元素Mo、B、Ca、S、Cl呈不相關關系。

（2）大部分地區(qū)未受到重金屬污染，局部地區(qū)土壤內(nèi)因Cd元素超標而成為起始污染區(qū)。

（3）區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量為較好級以上級別。個別地段因重金屬污染及土壤肥力較差而成為質(zhì)量較差區(qū)。

（4）受當?shù)販\層地下水影響，區(qū)內(nèi)金絲小棗果實元素F含量超過綠色食品衛(wèi)生標準及無公害食品衛(wèi)生標準，除孔鎮(zhèn)外其它地區(qū)樣品中元素Zn含量均超過無公害食品衛(wèi)生標準。

[1]盛學斌,孫建中,等.樂陵金絲小棗區(qū)不同土體構型土壤的主要表征 [J].應用生態(tài)學報.1999.12,(10),6.

[2]李連起,等.氣候條件對金絲小棗產(chǎn)量與品質(zhì)的影響 [J].氣象,1998,(8),57.

[3]石同方,等.樂陵縣農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃報告 [M].樂陵.1983.

[4]山東省樂陵市土地資源調(diào)查報告 [M].樂陵.1990

S151.9[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-390-2