遼寧省昌圖縣花生種植區土壤地球化學特征及環境質量評價

宋悅萌 王丹丹

[摘要]在對昌圖縣花生種植區的土壤物理化學特征、營養元素及重金屬元素含量進行了分析，進而對土壤環境質量進行了綜合評價。分析表明，該種植區土壤環境質量優，比較適合花生耐貧瘠的特性，能夠滿足花生的正常生長，適合發展綠色花生種植條件。建議在昌圖縣進行土壤環境質量地球化學分類，擴大適合花生種植的區域，為昌圖縣花生產業的發展奠定基礎。

[關鍵詞]土壤元素；地球化學特征；環境質量評價

[中圖分類號]P596；S153 [文獻標識碼]A

遼寧省昌圖縣是全國著名的農業大縣，全國最大的糧食生產基地、是東北最大的花生集散地。2017年，該縣花生種植面積達到2.73萬hm2，年產量約1.02億kg，取得了歷史性突破。但該地區存在著土壤元素地球化學特征不明和環境質量不清等問題，嚴重影響了花生種植規模、花生品質及其制品的食用安全性。因此，本文對昌圖縣花生種植區土壤物理特征、化學性質、營養元素、重金屬元素進行了分析，對花生種植區環境質量進行了研究評價，這將有助于花生生產基地合理規劃布局、耕地環境保護及土地可持續利用。

1 研究區概況

昌圖縣位于東經123°32′～124°26′北緯42°23′～43°29′之間，遼吉蒙三省區交界處，東、南與鐵嶺市西豐縣、開原市毗鄰，西與沈陽市法庫縣、康平縣和內蒙古科爾沁左翼后旗隔遼河相望，北與吉林省四平市、梨樹縣、雙遼市接壤。昌圖縣屬遼北低丘平原，東部低山丘陵，地勢較高，中部為殘丘平原，西部是沖積平原，西北為風沙區。該縣屬中溫帶亞濕潤季風大陸性氣候，日照充足，四季分明，雨熱同季，是典型的北方平原旱作農業地區。全年日照時數2775.5h，作物生長期有效日照時數1749.2h，年平均降雨607.5mm，年平均氣溫7.0℃，無霜期147.8d。該縣花生種植區主要分布在傅家、四合、古榆樹、三江口、長發、后窯等鄉鎮。

2 樣品的采集和評價方法

2.1 樣品的采集與分析

在遼河流域1/25萬多目標區域地球化學調查基礎上，共收集到8件土壤樣品、土壤容重樣品。樣品共分析了As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Ni七種重金屬元素，N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、B、Mo九種營養元素，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O七種氧化物。土壤中As采用XGY-1011A型原子熒光光度計測定，Cd采用PE-1100B型原子吸收分光光度計測定，Hg采用AFS-230E型雙道原子熒光光度計測定，Cr、Cu、Pb、Ni采用電感耦合等離子原子發射光譜儀測定。土壤中各種氧化物采用ICP-MS測定。

2.2 土壤重金屬地球化學評價標準

土壤環境質量評價方法采用了單因子指數質量模型和尼梅羅綜合污染指數等方法。評價標準主要參照《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）和《綠色食品產地環境質量狀況評價綱要》（試行）（1994年）的規定，污染等級劃分標準如表1所示。

3 結果與分析

3.1 土壤物理特征

研究表明，砂土和壤土最適合花生的生長，而且有利于提高花生O/L比率和含糖量。昌圖縣花生種植區土壤類型主要為風沙土和潮土，土壤容重為1.47g/cm3，土壤孔隙度為44.60%，田間持水量為10.80%，土壤中1～0.05mm顆粒含量超過了80%。根據我國土壤質地分級標準，昌圖縣花生種植區土壤質地以砂土為主，其中伴有少量的砂壤土分布，土壤質地類型比較適合種植花生。

但由于該縣花生種植區土壤容重較小，孔隙度大小中等，持水量較低。在春季降雨量少，嚴重影響花生的出苗率和花生苗期的生長，應該注意保持土壤水分，提高土壤的熵值。

3.2 土壤的化學組成特征

土壤SiO2/Al2O3比值反映了土壤中的顆粒組成，該比值越大，說明粘土礦物含量越低。昌圖縣花生種植區土壤SiO2含量較高，Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、Na2O含量相對較低，K2O沒有明顯差別，CaO/MgO比值和SiO2/Al2O3比值較大（表2），說明昌圖縣花生種植區土壤淋溶性較弱，粘土礦物含量低，粘重小。

3.3 營養元素地球化學特征

昌圖縣種植區土壤營養元素含量除K素外，其它各營養元素均低于遼寧省平均水平（表3），表明該縣花生種植區的土壤養分比較貧瘠，這與大部分土壤質地為砂土或砂質壤土相一致。因此，相對于玉米和大豆等大宗農作物對土壤養分需求而言，比較適合種植花生。

3.4 重金屬元素地球化學特征

昌圖縣花生種植區土壤中重金屬元素含量分別為As4.67mg/kg、Cd0.08mg/kg、Cr24.44mg/kg、Cu9.76mg/kg、Hg0.02mg/kg、Ni11.41mg/kg、Pb18.43mg/kg，含量較低。

3.5 土壤環境質量綜合評價

采取單因子評價和綜合評價相結合的方式來評價花生種植區域土壤的環境質量。昌圖縣花生種植區土壤中重金屬元素單因子評價指數分別為PAs=0.16、PCd=0.26、PCr=0.08、PCu=0.10、PHg=0.05、PNi=0.23、PPb=0.06，土壤綜合污染指數為0.20。重金屬元素單因子評價指數小于1，說明該種植區土壤比較清潔，不存在重金屬超標現象。土壤綜合污染指數在0.2之下，說明該區沒有受到重金屬元素的污染，為Ⅰ級標準，土壤相當清潔，符合發展綠色花生產業。

4 結論與建議

從檢測數據分析，昌圖縣花生種植區土壤中營養元素含量中等、孔隙度介于45%～48%、持水量介于14%～16%、SiO2/Al2O3比值介于7～10，富含Si元素和K元素，N、P相對缺乏，微量元素含量低，比較適合花生耐貧瘠的特性，具有適合花生生長的土壤地球化學特征，能夠滿足花生的正常生長。土壤中重金屬含量低，符合《土壤環境質量》規定的一級標準，土壤環境質量優質，符合發展綠色花生種植條件。建議對整個昌圖縣花生種植區進行土壤環境質量地球化學分類，擴大適合花生種植的區域，為昌圖縣乃至遼河流域花生產業的發展奠定基礎。

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