許兆軍,代杰瑞

(1.湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,湖南 長(zhǎng)沙 410007;2.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟(jì)南 250013)

魚(yú)臺(tái)縣稻米產(chǎn)地地球化學(xué)背景初探及適生性研究

許兆軍1,代杰瑞2

(1.湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,湖南 長(zhǎng)沙 410007;2.山東省地質(zhì)調(diào)查院,山東 濟(jì)南 250013)

山東黃河下游流域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查結(jié)果表明,魚(yú)臺(tái)稻米產(chǎn)地受 3種不同的地質(zhì)背景控制,其空間差異性主要表現(xiàn)在地貌、土體結(jié)構(gòu)、水文條件、地球化學(xué)特征、人工擾動(dòng)等因素。這種空間差異性致使稻米產(chǎn)量、質(zhì)量產(chǎn)生明顯差別;優(yōu)質(zhì)魚(yú)臺(tái)稻米產(chǎn)在魚(yú)臺(tái)縣東部地勢(shì)低洼地區(qū),該區(qū)地下水位低,pH值微高,有益元素富集,營(yíng)養(yǎng)水平高,其中 N、Ca等有效態(tài)含量是緩平坡地區(qū)的 2倍。但調(diào)查結(jié)果同時(shí)顯示,水稻產(chǎn)區(qū) As、Pb等重金屬元素也呈明顯的富集狀態(tài),這與人類(lèi)的生產(chǎn)生活密切相關(guān),應(yīng)予以重視。

地貌;地質(zhì)背景;地球化學(xué);山東魚(yú)臺(tái)

1 研究區(qū)概況

魚(yú)臺(tái)縣位于山東省西南部,主要農(nóng)作物有水稻、小麥、棉花。水稻種植面積約占全縣耕地面積的80%以上。

本區(qū)地處華北平原南部,屬濱湖平原。地勢(shì)平坦且低洼,海拔高程 30.5m～37.5m。區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和黃河沖積共同造就了總體西高東低的地貌格局,獨(dú)山湖東側(cè)為中低山丘陵區(qū),西側(cè)為低洼匯水盆地,再往西為黃河沖積扇前緣,受這種地貌的制約,形成魚(yú)臺(tái)縣東部低洼匯水盆地平原為主,西部黃河沖積平原為輔的平原區(qū)。

根據(jù)水稻立地地質(zhì)背景可分為 3個(gè)區(qū)域：東部洼地區(qū)、西部微斜平地區(qū)、周堂緩平坡地區(qū)。優(yōu)質(zhì)稻米產(chǎn)區(qū)主要分布在高程小于 35m,地勢(shì)低洼,地下水、地表水都較豐富的洼地區(qū)。本區(qū)土壤類(lèi)型可分為水稻土、潮土、鹽化潮土 3種,并分別對(duì)應(yīng)于洼地區(qū)、微斜平地區(qū)、緩平坡地區(qū) 3種地貌類(lèi)型區(qū)。

2 土壤樣品采集與分析

對(duì)本區(qū)進(jìn)行生態(tài)地球化學(xué)采樣,查明地球化學(xué)特征。按 1點(diǎn) /km2采集表層土壤樣品,按 1點(diǎn) /4km2采集深層和有效態(tài)土壤樣品。共采集表層土壤組合樣品 173件,深層和有效態(tài)土壤樣品共 45件。采集的樣品經(jīng)自然風(fēng)干過(guò) 20目篩,組合后送化學(xué)分析。同時(shí),留取副樣保存。在野外及時(shí)對(duì)所取得的樣品采用離子電位計(jì)法測(cè)定 pH值。樣品由山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院測(cè)試 ,包括全量分析、N、P、K、Si、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、As、S、F、Se、Al、Cd、Pb、Hg、Cr、Ba、Co等 54項(xiàng)指標(biāo) ,有效態(tài)分析 N、P、K、Zn、Cu、B、Mo、Mn、Fe、S等 12項(xiàng)指標(biāo)。

3 結(jié)果與討論

3.1 全區(qū)土壤地球化學(xué)特征

對(duì)土壤中元素含量分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì) (表 1),可以看出,全區(qū)表層土壤中元素的含量平均值與全球土壤含量對(duì)比 ,P、K、Al、Mn、Zn、Cr與全球土壤值基本相當(dāng),這 6種元素中,P、K、Mn為水稻的主要營(yíng)養(yǎng)元素,土壤中的含量將影響水稻的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì) ;S、Mo、Cd低于全球土壤值;N、Mg、Ca、Cu、B、F、Se、As、Pb、Hg、Ba、Co含量高于全球土壤值 ,其中 ,F、As、Pb、Hg、Ba、B明顯偏高 ,N、Mg、Ca、Co、Cu、Se顯著偏高。這 11種元素中 ,F、As、Pb、Hg、Ba為區(qū)內(nèi)主要污染元素,在土壤中含量過(guò)高,是影響水稻品質(zhì)的重要因素,也是引起地方病的隱患。

表1 土壤中元素含量

區(qū)內(nèi)表層、深層土壤是在同一地貌單元基礎(chǔ)上發(fā)育而成的,土壤中元素含量應(yīng)一致,但受后期工業(yè)“三廢”、施化肥、農(nóng)藥、植物吸收和利用等因素的影響,其含量在表層、深層中出現(xiàn)明顯差異。N、P、K、Mg、S、Mn、Cu、Zn、B、Mo作物營(yíng)養(yǎng)元素中 ,N、P、S因過(guò)量施肥,Cu、Zn因地表污染,超過(guò)植物吸收,比深層土壤值有所升高 ;其余 K、Mg、Mn、B、Mo因作物長(zhǎng)期吸收,與深層土壤值相比略有下降。而 F、As、Pb、Hg等元素,與深層土壤值相比,明顯升高。這種變化可能與地表污染有關(guān),說(shuō)明降塵、灌溉、施肥和農(nóng)藥的噴施已在表層土壤中產(chǎn)生了不同程度的后期疊加,應(yīng)引起足夠的重視。

3.2 不同區(qū)域地球化學(xué)特征對(duì)比

洼地區(qū)、微斜平地區(qū)、緩平坡地區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量差異較大 (表 2)。從表 2可見(jiàn),洼地區(qū)營(yíng)養(yǎng)元素含量高,其次為微斜平地區(qū),緩平坡地區(qū)含量最低。洼地區(qū) N、K、Ca、Si等高,P低,有機(jī)質(zhì)含量高;微斜平地區(qū) P含量與洼地區(qū)相當(dāng),但 N、K、Ca含量比洼地區(qū)稍低;緩平坡地區(qū) P稍高,N、Si、Ca顯著偏低,但總體來(lái)看緩平坡地區(qū)營(yíng)養(yǎng)元素都低。據(jù)此可知,魚(yú)臺(tái)水稻生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)元素含量成正相關(guān),尤其與有效 N、Si、Ca含量關(guān)系更密切;pH值酸堿度偏小,影響水稻生長(zhǎng)。

表2 土壤中元素有效態(tài)含量

4 適生條件分析

通過(guò)水稻區(qū)域分布、生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和其立地地質(zhì)背景對(duì)比研究,認(rèn)為魚(yú)臺(tái)水稻的適生條件為：

①海拔高程低于 35m,年平均氣溫高于 13℃為宜。②地勢(shì)低洼,其上發(fā)育的土壤質(zhì)地粘重,表層質(zhì)地為中壤,其下為重壤,這類(lèi)土壤吸附元素能力強(qiáng),保水保肥性能好。③土體厚,地下水水質(zhì)為HCO3Cl-Ca型為主。④土壤為由粘土、亞粘土、偶夾亞砂土巖類(lèi),在長(zhǎng)期種植水稻的條件下發(fā)育的水稻土為宜;土壤顆粒組成以粘粒 (＜0.01mm)為主,pH值 7.5～8.0之間,粘砂比大于 2。⑤土壤 pH值偏堿性,有機(jī)質(zhì)含量大于 0.9,土壤中有效 N含量高于 55μg/g、有效 Si含量高于 195μg/g,有效 Ca含量高于 9μg/g時(shí)適宜水稻生長(zhǎng)。

[1]閻鵬,徐世良,曲克健,等 .山東土壤 [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1994.

[2]龐緒貴,陳長(zhǎng)峰,李秀章,等.魯北小清河流域土壤中元素分布特征及土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].地質(zhì)通報(bào),2005,24(2)：160-164.

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Preliminary discussion and potential geographic distribution research on geochemistry background of Yutai rice producing area

XU Zhao-jun1,DA I Jie-rui2

(1.General Geological EnvironmentalMonitoring Station of Hunan Province,Changsha 410007,China;2.Geological Survey of Shandong Province,Jinan 250013,China)

Ecologic geochemistry investigation result along the lower reaches of the Yellow River in Shandong Province indicated that the Yutai rice producing area was controlled by three different geological backgrounds.Their spatial differenceswere mainly displayed in landform,soil-mass structure,hydrologic conditions,geochemical characteristics and artificial interference.The spatial difference diversified the rice output and rice quality.The high quality Yutai rice was produced east of the Yutai County,where the regional topography and subsoilwater levelwere low,the PH valuewas higher,the beneficial element and nutritional levelwas high.The element of nitrogen and calcium contentswere higher than near-level grade area.But the investigation results demonstrated that heavymetal elements such as arsenic and lead also assumed obviously concentration,and closely involved with human activities.

Landform;Geological background;Geochemistry;Yutai,Shandong

P595

A

1674-3636(2010)02-0175-03

2009-09-01;編輯：侯鵬飛

許兆軍 (1978—),男,工程師,主要從事國(guó)土資源遙感、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作.

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.02.175