砀山酥梨适宜性土壤地球化学特征分析

郭　艳，陈　智，孟栋材，梅养英，吴　奇

宿州学院资源与土木工程学院，安徽宿州，234000



砀山酥梨适宜性土壤地球化学特征分析

郭艳，陈智，孟栋材，梅养英，吴奇

宿州学院资源与土木工程学院，安徽宿州，234000

摘要：以砀山县黄河故道砀山酥梨栽培区为取样地，采用梅花采点法取样，利用电感耦合等离子体质谱仪对土壤中重金属元素进行了测定，并用pH测试仪测定了部分样品的pH值。 结果表明：土壤呈碱性，pH值平均为7.6；本区形成较高背景值的元素为 Ca、Zr 和 K，其局部富集趋势较强；土壤中Zn、Ti、Cr元素受淋溶作用较弱，V、Fe、Mn受淋溶的强度次之，而元素Rb、Sr受淋溶作用较强，缺失的Rb、Sr元素被淋滤到更深层次的淀积层；本区土壤主要是砂土，为砀山酥梨适宜性土壤。

关键词：地球化学；土壤；酥梨；砀山

土壤是土地的主体，土地是人类社会生存的基础，同时也是社会发展的基本前提条件；它既是一种资产，也是非常宝贵的资源[1-3]。特定的土壤适宜生产特定的作物，因地制宜就是这个道理。砀山县黄河故道地区发展果树生产,具有十分优越的条件，20世纪五六十年代就成为我国酥梨主产区。该地区栽植的果树95%以上是砀山酥梨。由于砀山酥梨外形美观、风味好,营养价值高、耐贮藏、供应时间长,因此深受人们所喜爱。砀山酥梨不仅是我国品牌水果,也是我国梨出口的主要品种之一。研究砀山县黄河故道酥梨适应性土壤，了解黄河故道地区果园的土壤状况，有助于了解酥梨生产所需要的土壤环境条件，通过确定酥梨土壤环境背景值，探讨其与砀山酥梨果实品质形成的关系，为酥梨产地保护和可持续生产提供基础资料和科学依据。

1采 样

砀山县地处山东台背斜徐蚌拗折带，沉积了巨厚的第四系地层，其厚度自东向西逐渐增大[4]。本次采样采用梅花采样法(即五点取样法)，沿砀山县东部和北部古黄河流域，共设78个采样点，分别在每个采样点表层5～10 cm和深层35～40 cm处各采1件样品，共计156件样品，每件样品重约10克。

2实 验

将采回的样品在室内风干，研磨过筛、压膜，利用便携式矿石分析仪(OSD-9000，测试过程中主要采用土壤模式)，测定所取样品中部分常量元素和微量元素的含量，并利用pH计测定土壤pH值。其中，主要常量元素包括K、Ca等，主要微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cr等。采用样品组合的方式，将4件样品组合成一组，利用电感耦合等离子体质谱仪测试土壤中重金属元素含量，主要包括Zn、Pb、Ni、Cd、Co、As、Cr、Cu、V和Mn共10种元素[5]。

3数据分析

首先对两个层次土壤样品的地球化学数据进行正态分布检验,剔除大于算术平均值加3倍标准差[X+3S]和小于算术平均值减3倍标准差[X-3S]的数据，经循环剔除较高和较低值后所取得的背景均值作为该单元土壤地球化学基准值[6]。土壤地球化学特征如表1所列。

3.1元素含量

表1中，元素的丰度系数表示元素在矿床次生分散晕(简称次生晕)形成过程中富集-贫化变化特征，可通过矿床次生分散晕中元素平均含量与矿床原生晕中元素平均含量之比值求得。克拉克值是指地壳中元素的平均含量，研究区土壤丰度指研究区内土壤中元素含量平均值，而丰度系数则是指研究区内元素的丰度值与克拉克值之比，它能够定量地反映出各元素的富集贫化程度(本文采用大陆壳体元素丰度)。统计分析研究区土壤样品中各元素的含量，其结果如表1所列[7-9]。

表1　研究区土壤地球化学特征统计表

注：元素单位为10-6，平均值为剔除特高和特低值之后的算术平均值。

研究区土壤样品数共156件，测试样品数为156件。从表1可以看出，研究区内元素丰度系数大于5的元素为Ca，为该区土壤中强烈富集的元素；Zr元素的丰度系数大于1.2，为富集元素；K元素丰度系数大于0.7小于1.2，为正常元素[7]。可见本区形成较高背景值的元素为Ca、Zr和K，其局部富集趋势较强。丰度系数最小的是Sr元素，Ti、Fe、Mn、Zn、Rb、Cr、V丰度系数也较小，均在0.5左右，主要是由于研究区土壤属性属于沙土，通透性和渗透性较好，将大部分元素淋滤流失掉。Zn、Ti、Cr元素第一层次(5～10cm)的丰度系数略大于第二层次(35～40cm)丰度系数，Rb、Sr元素第一层次的丰度系数略小于第二层次丰度系数，V、Fe、Mn元素第一层次的丰度系数等于第二层次丰度系数。土壤中Zn、Ti、Cr元素受淋溶作用较弱，V、Fe、Mn受淋溶的强度次之，而元素Rb、Sr受淋溶作用较强，缺失的Rb、Sr元素被淋滤到更深层次的淀积层[10]。

3.2土壤酸碱性

研究区土壤pH值多数为7～8之间，平均值7.6，土壤呈弱碱性。沿黄河故道从东南往西北方向，土壤越来越呈碱性，而酥梨的色泽味有相应变弱的趋势，由此可以推断酥梨更适宜在弱碱性土中生长。

研究区黄河故道是在今黄河河道以前的河道，土壤主要为砂土，粘土较少。以黄河支流为中心呈环带状分布，砂土在内侧，粘土在外侧。经分析，砀山酥梨依砂土而种植，粘土种植酥梨较少，且色泽味次之[11]，故砂土为砀山酥梨适宜性土壤，酥梨更适宜于种植在沙土中。

4结 论

经以上分析，可得出如下结论：

(1)本区形成较高背景值的元素为 Ca、Zr 和 K，其局部富集趋势较强；土壤中Zn、Ti、Cr元素受淋溶作用较弱，V、Fe、Mn受淋溶的强度次之，而元素Rb、Sr受淋溶作用较强，缺失的Rb、Sr元素被淋滤到更深层次的淀积层。

(2)本区土壤呈弱碱性，pH值平均为7.6；土壤类型主要是砂土，为砀山酥梨适宜性土壤。

参考文献：

[1]刘应平．成都平原土壤地球化学组成及其生态响应研究[D]．成都：成都理工大学地球科学院，2012：1-6

[2]武汉地质学院地球化学教研室．地球化学[M]．北京：地质出版社，1979：30-75

[3]赵振华．微量元素地球化学原理[M]．北京：科学出版社，1997：40-80

[4]李公岩，刘东，路小慧，等．菏泽黄河故道湿地地质环境质量评价与保护探讨[J]．科技创新导报，2009(3)：117-118

[5]魏复盛，杨国治，蒋德珍，等．中国土壤元素背景值基本统计量及其特征[J]．中国环境监测，1991，7(1)：1-6

[6]刘宁．河北省金丝小枣主产区土壤地球化学背景研究[D]．保定：河北农业大学资源与环境科学学院，2009:14-17

[7]国坤.江西省玉华山火山盆地紫云山岩体土壤地球化学特征及成矿预测[D]. 抚州:东华理工大学地球科学学院，2013：15-31

[8]孙春叶.河南省淮河上游平原区土壤地球化学特征研究[D]. 荆州：长江大学地球环境与水资源学院，2013：15-29

[9]代杰瑞，庞绪贵，喻超，等．山东省东部地区土壤地球化学特征及污染评价[J]．中国地质，2011，38(5)：1387-1395

[10]蒋敬业．应用地球化学[M]．武汉：中国地质大学出版社有限责任公司，2013：30-90

[11]何玉生，任利民，唐文春，等．成都经济区浅层土壤地球化学特征的土壤分类学意义[J]．地球化学，2006，35(3)：311-318

(责任编辑：汪材印)

中图分类号：P59

文献标识码：A

文章编号：1673-2006(2016)02-0124-03

作者简介：郭艳(1985-)，女，安徽宿州人，硕士，助教，主要研究方向：地球化学。

基金项目：国家级大学生创新创业训练计划“砀山县黄河故道酥梨适宜性土壤研究”(20141037907)；宿州区域发展协同创新中心全国开放课题“宿县矿区地温场模拟及地热资源评价”(2014SZXTKF09)。

收稿日期：2015-10-28

doi:10.3969/j.issn.1673-2006.2016.02.035