■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(xué)特征

■楊建華

（山東省魯北地質(zhì)工程勘察院山東德州253015）

對(duì)樂陵市淺、深層土壤樣品的測(cè)試分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(guān)關(guān)系。通過土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，得出本市大部分地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量為較好級(jí)以上。

樂陵金絲小棗土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量

通過在樂陵市開展1：5萬(wàn)農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查工作，基本掌握了有關(guān)元素在土壤中的分布特征，為了解該區(qū)土壤地球化學(xué)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(chǔ)地球化學(xué)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(rùn)季風(fēng)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(chǎng)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(fēng)沙土3個(gè)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(shì)。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(gè)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(shí)樣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括：P、K、Ca、Cu、Zn、N、Fe、Mn、Mg、B、Se、S、Mo、Na；有害成分分析項(xiàng)目F、Pb、Hg、As、Cd、Ni、Cr，共計(jì)21項(xiàng)。

對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以各元素含量平均值作為基準(zhǔn)值，三個(gè)種植區(qū)內(nèi)莖、葉、果實(shí)檢測(cè)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(shí)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(wú)公害水果安全要求(GB18406.2-2001)”，工作區(qū)內(nèi)金絲小棗果實(shí)元素F含量超過綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，分析主要受當(dāng)?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(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)外，其他樣品中元素Zn的含量均高于標(biāo)準(zhǔn)。

3　土壤地球化學(xué)特征

表1　土壤表、深層元素與黃河下游潮土元素含量對(duì)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(duì)表、深層土壤樣品分析了N、 P、K、Cu、Zn、Fe、Mo、Mn、B等項(xiàng)目。

3.2土壤元素分布特征

通過對(duì)表、深層土壤元素含量統(tǒng)計(jì)分析，并與黃河下游潮土元素含量值對(duì)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(guān)系

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

按相關(guān)系數(shù)的大小，通常將相關(guān)程度分為四個(gè)等級(jí)：0～0.3基本無(wú)關(guān)，0.3～0.5低度相關(guān)，0.5～0.8顯著相關(guān)，0.8～1.0高度相關(guān)。

據(jù)計(jì)算結(jié)果可知：化學(xué)元素N、P、K的相關(guān)系數(shù)大于0.5小于0.8，呈顯著相關(guān)關(guān)系；Cu、Zn、Fe、Se、Mg、Mn的相關(guān)系數(shù)大于0.3小于0.5，呈低度相關(guān)關(guān)系；Mo、B、Ca、S、Cl的相關(guān)系數(shù)小于0.3，呈不相關(guān)關(guān)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(píng)價(jià)

4.1土壤污染評(píng)價(jià)

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

評(píng)價(jià)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(biāo)準(zhǔn)差）、土壤輕度污染臨界值（Xc：選?。℅B15618—1995）《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類值）、土壤重度污染臨界值（Xp：選?。℅B15618—1995）《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類值）為相關(guān)數(shù)值（表2）。采用“土壤和作物中污染物積累的相關(guān)數(shù)量法”計(jì)算單項(xiàng)污染指數(shù)（表3）。在單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上采用“小數(shù)疊加法”計(jì)算綜合污染指數(shù)。

表2　評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)　單位mg/kg

表3　單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)公式與環(huán)境質(zhì)量分級(jí)表

依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)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(biāo)因子為Cd。

4.2土壤營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

由于不同區(qū)域各單項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)含量差異較大，同一位置不同營(yíng)養(yǎng)成份豐缺也有著很大差異，故用某一種營(yíng)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(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)模型為：

式中P：綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；N：參與評(píng)價(jià)要素個(gè)數(shù)；Wi：參與評(píng)價(jià)要素的權(quán)重；Pi：參與評(píng)價(jià)要素分指數(shù)；Ci：?jiǎn)雾?xiàng)要素檢出值；Si：?jiǎn)雾?xiàng)要素標(biāo)準(zhǔn)值。

有效態(tài)指標(biāo)分別為有效氮、有效磷、有效鉀等。

單項(xiàng)要素標(biāo)準(zhǔn)值采用養(yǎng)分中等區(qū)的下限值（農(nóng)業(yè)部土壤普查標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)土壤標(biāo)準(zhǔn)（1995年））和結(jié)合地球化學(xué)背景值，以全區(qū)表層土壤背景值加減標(biāo)準(zhǔn)差的方法來確定（表4）。根據(jù)各有效態(tài)對(duì)土壤肥力貢獻(xiàn)程度的大小，采用傅勒三角形求權(quán)方法確定權(quán)重。

表4　土壤養(yǎng)分豐缺標(biāo)準(zhǔn)表 單位：10-6

最后在綜合分析研究的基礎(chǔ)上，按計(jì)算所得綜合指數(shù)的大小，確定分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表5。

表5　土壤營(yíng)養(yǎng)狀況分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上述模型所計(jì)算的綜合指數(shù)和分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全區(qū)土壤進(jìn)行了計(jì)算評(píng)價(jià)。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(píng)價(jià)

4.3.1評(píng)價(jià)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(chǔ)上，確定了五項(xiàng)評(píng)價(jià)因子：耕作層含鹽量、耕作層營(yíng)養(yǎng)指數(shù)、耕作層質(zhì)地、淺表土體構(gòu)型、耕作層綜合污染指數(shù)。采用模糊數(shù)學(xué)法，進(jìn)行農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。首先對(duì)各因子進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)，然后對(duì)單項(xiàng)評(píng)價(jià)給予加權(quán)，利用模糊數(shù)學(xué)矩陣復(fù)合運(yùn)算得出評(píng)價(jià)結(jié)果。

4.3.2農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分區(qū)結(jié)果

依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果及農(nóng)業(yè)地質(zhì)測(cè)繪實(shí)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(gè)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(jié)語(yǔ)

在樂陵地區(qū)土壤地球化學(xué)調(diào)查的基礎(chǔ)上，認(rèn)為區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)有如下特征：

（1）淺、深層土壤化學(xué)元素N、P、K呈顯著相關(guān)關(guān)系；元素Cu、Zn、Fe、Se、Mg、Mn的相關(guān)性呈低度相關(guān)關(guān)系；元素Mo、B、Ca、S、Cl呈不相關(guān)關(guān)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(biāo)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(jí)以上級(jí)別。個(gè)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(dāng)?shù)販\層地下水影響，區(qū)內(nèi)金絲小棗果實(shí)元素F含量超過綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，除孔鎮(zhèn)外其它地區(qū)樣品中元素Zn含量均超過無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

[1]盛學(xué)斌,孫建中,等.樂陵金絲小棗區(qū)不同土體構(gòu)型土壤的主要表征 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào).1999.12,(10),6.

[2]李連起,等.氣候條件對(duì)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(bào)告 [M].樂陵.1983.

[4]山東省樂陵市土地資源調(diào)查報(bào)告 [M].樂陵.1990

S151.9[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-390-2