樂陵市特色農業地質探析

王小剛，王肖波，蘇麗，秦學全

(山東省魯北地質工程勘察院，山東 德州 253015)

0 引言

樂陵市位于山東省西北部，北臨天津濱海新區，東依山東半島城市群，地處環渤海經濟圈與山東半島制造業基地結合部，北京、天津、濟南經濟龍脈的中心位置，是山東省的北大門和主要進京門戶，素有“齊燕要塞”、“魯冀樞紐”之稱。樂陵縣系華北平原的一部分，由黃河沖積而成，地勢平坦，區內有馬頰河、漳衛新河、德惠新河橫穿全境。該區土壤是在黃泛沖積松散母質上，經長期耕種熟化發育而成的。農業是樂陵市的基礎產業，全市耕地面積6.67萬hm2，金絲小棗與棉花為區內主要特色農業產品。

目前,“農業地質”的概念已基本發展成熟，即被定義為研究農業地質背景、農業土壤地質以及促進農業發展的農用礦物巖石的應用科學[1]。而在國外,農業地質則通常被定義為：“服務于農業的地質學”[2]。該文僅從土壤類型、地球化學特征、地下水質等與樂陵金絲小棗及棉花生長直接相關的農業地質內容進行簡要分析。

1 農業地質環境概況

1.1 區域地質概況

樂陵市位于華北拗陷埕子口-寧津隆起區，在新近紀以前，處于上升狀態，遭受剝蝕，造成古近系缺失。新近紀以來該區緩慢下沉，形成了新近系和第四系。

樂陵市在大地構造單元上屬于華北板塊(Ⅰ級)、華北拗陷(Ⅱ級)、濟陽拗陷區(Ⅲ級)、埕子口-寧津隆起(潛)(Ⅳ級)的次級構造單元寧津(陵縣)凸起(Ⅴ級)區。樂陵市位于埕子口-寧津隆起區的中部，東部及東南部與慶云凸起相鄰，西部及北部與寧津凸起相依，南部為惠民凹陷。主要斷裂為慶云斷裂、陵縣-渤海農場大斷裂。

1.2 地形地貌

樂陵市地處黃河下游沖積平原區，地形較平坦，海拔高程在10～12m，地面坡降1∶8000～1∶1萬，總的地勢西高東低，南北高、中間低。由于黃河多次泛濫改道及現代人類工程活動長期共同作用，形成了崗、坡、洼相間的微地貌景觀，主要微地貌形態有古河道泛淤高地、緩平坡地及河間洼地等，呈條帶狀分布(圖1)。

圖1 樂陵市地貌略圖

1.3 農業種植現狀

樂陵地區盛產棉花、小麥、玉米、大豆、花生、蔬菜、水果等農產品，是國家定點商品糧生產基地、紅棗出口基地、國家經濟林示范市，尤以品質獨特的“中國樂陵金絲小棗”飲譽海內外，素有“百里棗鄉”之美稱。

樂陵金絲小棗的種植，以城關鎮為中心，向外延伸二三十里，遍及朱集鎮、城關鎮、胡家街辦、郭家街辦、楊安鄉、西段鄉等12個鄉鎮。樂陵金絲小棗種植主要分布在馬頰河以北地區，主要與小麥、玉米、棉花等農作物間種。

樂陵市棉花主要種植在馬頰河以南地區，孔鎮、化樓、鄭店、奎臺、王集、花園、寨頭堡—鐵營東南等地區分布面積較大。

2 農業淺表地質環境

2.1 土壤類型及特征

樂陵市土壤是在黃泛沖積松散母質上，經長期耕種熟化發育而成的。由于受成土母質、地形、水文、生產勞動等影響，土壤演化既有一定的規律性，又存在著各種差異復雜性。根據該市土壤的成土條件、成土過程以及土壤所處的地形、地貌、水文地質、植被的差異，分為3個土類、5個亞類(表1)。

潮土類在樂陵市分布面積最大，占可利用面積的95.2%，左右著樂陵市農業生產局勢。

鹽土中鹽分以氯化物或硫酸鹽氯化物為主，吸濕性強，呈灰暗色。主要分布在菜園—趙家廟—八里莊、丁塢的張監生—齊家—郭家、楊安的大劉家,寨頭堡的南王和宋家廟,鄭店的郭寺和黃家等地。

表1 樂陵市土壤分類

風沙土由河流決口歧流沉積物形成，主要分布在決口扇形地上，漳衛新河南岸的大孫鄉以北張蘇官莊、吳官莊一帶均屬此類。

2.2 土壤地球化學特征

欒文樓等研究發現,優質大棗產區的土壤元素地球化學特征和成土母巖黑云斜長片麻巖的分布是一致的,由于黑云斜長片麻巖的磷含量高于其他巖石約20%,且黑云斜長片麻巖中的黑云母多,所以鉀含量高,十分有益于棗樹的生長[3]。通過分析研究特色農業種植區土壤化學元素與全區土壤化學元素含量的關系及特色農業種植區土壤化學元素與特色農產品相應元素含量之間的關系，綜合得出金絲小棗種植區土壤中K，P，Cu，Fe，Mg，Mn，Se等元素含量較高，且對金絲小棗的影響較大；棉花主要種植區土壤中N，P，K，B，Zn，Ca，Cu，Mg等元素含量較高，且對棉花的影響較大。

2.3 水環境現狀

地表水環境質量的好壞直接影響土壤環境與淺層地下水環境的質量，是生態地質環境的重要組成部分，樂陵市屬海河流域，境內較大的河流有漳衛新河、馬頰河和德惠新河，其次有躍馬河、前進溝、躍豐河等5條干渠及若干小支流，構成了區內完整的河網排灌系統。區內河流多為季節性雨源型河流，其主要功能是排洪泄澇和進行農業灌溉。該區影響河流水質的主要污染因子為氨氮，評價結果顯示除漳衛新河上游取樣點水質為不太適用的水，其他取樣點水樣均滿足農田灌溉水水質要求。

區內適用灌溉的淺層地下水，主要分布在大孫-黃夾以西、楊安花園以北-鐵營以南、化樓以北-孔鎮大部以及王集大部分地區；不能用于灌溉的淺層地下水主要分布在樂陵城區以北—胡家街辦以南大部分地區；其他地區淺層地下水均為不太適用灌溉的水。

3 主要農業環境地質問題

3.1 土壤鹽漬化

工作區內土壤鹽漬化程度可分為非鹽漬化土和輕度鹽漬化土。

輕度鹽漬化：主要分布在郭家西南、楊安大部、寨頭堡以北、鐵營地區和王集以東及孔鎮以北的田高家—蘇辛莊—河溝趙一線等地區。地下水位埋深為1～4m，小于潛水蒸發臨界深度，蒸發強烈，面積255.76km2，占總面積的22.71%。其中鐵營洼地地區，地下水中礦化度大于2g/L，土壤中易溶鹽含量為0.204%～0.366%，氯硫比為1.11～2.62，按土壤鹽漬化類型劃分標準及土壤鹽漬化程度劃分標準，屬于硫酸-氯型輕度鹽漬化土。

非鹽漬化：除輕度鹽漬化土壤，其他區域土壤均為非鹽漬化土壤，面積870.24km2，占工作區總面積的77.29%。

3.2 土地沙化

樂陵市西北的大孫鄉、楊家鄉大部和西段鄉西北部古河道帶及引黃干渠兩側，土質為砂或砂質，土體多為夾砂層。漏肥漏水，土壤瘠薄，地下水源不足。工作區每年都引用大量黃河水，引黃必引沙，為保證引水，每年都組織清淤，清出的泥沙又堆積占壓耕地，造成土地沙化，是工作區主要低產區。

4 特色農業種植背景條件分析

4.1 特色農業的地質環境分析

樂陵金絲小棗的優質品主要產在朱集和城關等地區，棉花的優良品主要產在鄭店及孔鎮等地區，其產地的生態地質環境就是金絲小棗與棉花賴以生長的最佳地質環境。

區內的緩平坡地和河灘高地是生長金絲小棗的最佳微地貌單元。區內的緩平坡地和河灘高地是生長棉花的最佳微地貌單元。

地下水位埋深小于2.0m為金絲小棗種植的適宜水位、水位埋深2～3m為金絲小棗種植的最佳水位、水位埋深3～6m為金絲小棗種植的較適宜水位、水位埋深超過6m為金絲小棗的較不適宜水位。棉花種植優質區淺層地下水水位埋深一般為2～6m。

土壤是農作物生長發育中所需水分、礦質元素的供應地，土壤的質地、土層厚度、透氣性、pH值、水、有機質等對棗樹、棉花的生長發育有直接影響。棗樹種植應盡量選在土層深厚的壤土上，土壤粘粒含量越高，棗果的氨基酸、維生素C和含糖量越高，棗果品質越好。棉花對土壤要求是：土層深厚，固粒結構多，土質疏松、通透性好，保水保肥性能強。

樂陵金絲小棗除富含維生素與微量元素外，尤以富硒著稱。通過土壤化驗分析資料，可知工作區內硒的含量為48.1～503mg/kg，絕大多數地區硒元素含量介乎于0.175～0.4mg/kg范圍之內，因此依據《中華人民共和國地方病與環境圖集》(科學出版社)所提出的劃分生態景觀硒的界限值，該區硒元素含量基本屬于中等級。

樂陵城區大多為鹽堿土壤，金絲小棗是比較耐鹽的樹種，且在樂陵市境內已有幾千年的栽培歷史，在長期的系統發育中，形成了適應鹽堿土壤的特性。一般根系集中分布層的總鹽量不能超過0.3%。

棉花是比較耐鹽的農作物之一，較低濃度的鹽分對棉花的生長發育不但沒有不利影響，缺鉀土壤施用適量的鈉鹽還可起到促進生長和提高棉花產量的作用。但是,當鹽分濃度大于0.2%時，就會對棉株體產生離子毒害和滲透脅迫。

綜合上述，樂陵小棗種植的最佳地質環境為微地貌單元、河灘高地或緩平坡地；淺層地下水水位2～6m，土壤質地為壤質土；土壤pH值為5.5～8.2；土壤養分含量豐富；土壤含鹽量小于0.3%。

棉花種植的最佳地質環境為微地貌單元，即緩平坡地和河灘高地；土壤質地為壤質土；土壤酸堿度(pH值)為6.5～8.5，土壤溫度18～25℃，土壤水分為田間持水量的60%～70%，土層深厚，土壤質地疏松，土壤養分含量豐富；土壤含鹽量小于0.2%。

4.2 特色農業分布范圍及存在的問題

通過區內植被情況調查，目前樂陵金絲小棗種植主要分布在馬頰河北地區。棉花主要分布在馬頰河以南地區。區內金絲小棗種植存在以下問題：農藥使用不當，過量使用激素類藥物、化學肥料施用不當。

4.3 農業地球化學背景條件與特色農業的關系

金絲小棗主要種植區朱集地區土壤中K，P，Cu，Fe，Mn，Mg，Se等元素含量普遍較大，且高于郭家街辦與孔鎮等地區相應的元素含量，以上元素對棗樹的生長有著重要的作用。

將同一點位金絲小棗葉片、莖、果實樣品元素含量平均，并分析其與土壤元素的關系，最終得出：Ca，Cu的相關系數大于0.8，呈高度相關關系；Mo的相關系數大于0.5，呈顯著相關關系；N的相關關系大于0.3，呈低度相關關系；P，K，Mg，B，Mn，Se的相關系數小于0.3，呈基本無關關系。

5 特色農業地質環境質量評價

5.1 土壤環境質量評價

根據淺層土壤污染指數大小，區內土壤環境質量可分為非污染區與起始污染區。起始污染區分布于朱集東北的王猛家、化樓趙古屯等地，面積67.7km2，占總面積的6%。綜合污染指數為1.01～1.28，主要超標因子為Cd。非污染區為除輕度污染區以外的其他地區，面積1058.3km2，占總面積的94%，綜合指數為0.76～1.00。

5.1.1 工作區營養狀況分區

(1)土壤營養狀況好區(Ⅰ)

主要包括除較好和較差區的所有地區，面積1028.27km2，占樂陵市面積的91.32%。

土壤養分豐缺特征：豐富—中等的有有效鉬、有效鉀、有效硼、有效鋅、有效磷，豐富—較豐富的有有效銅，豐富—較缺乏的有效氮，較豐富—較缺乏的有效鐵，缺乏的有有效錳。

(2)土壤營養狀況較好區(Ⅱ)

主要分布于大孫以北的水晶官莊和邢官莊、以西的杜家寺；黃夾以北的古樓張、后周家、趙家廟一線；孔鎮的袁家、郭家橋、官莊等地；鄭店的舊樂陵、王集、信家、陳家、姜家屯等地，面積84.97m2，占樂陵市面積的7.55%。土壤養分豐缺特征：豐富—較豐富的有有效銅，豐富—中等的有有效鉬、有效鉀、有效磷，較豐富—中等的有有效鐵，中等—較缺乏的有有效硼、有效氮，中等—缺乏的有有效鋅，缺乏的有有效錳。

(3)土壤營養狀況較差區(Ⅲ)

主要分布于大孫以北的吳官莊、花園的后王莊、鄭店常莊等地，面積12.76km2，占樂陵市面積的1.13%。

土壤養分豐缺特征：豐富—中等的有有效鉬、有效鉀、有效銅，較豐富—中等的有有效銅、有效鐵，較豐富—較缺乏的有有效磷，中等—較缺乏的有有效氮，中等—缺乏的有有效硼，缺乏的有有效錳。

根據土壤環境條件，在綜合分析研究的基礎上，確定了5項評價因子：含鹽量(U1)、營養指數(U2)、耕作層質地(U3)、土體構型(U4)、土壤綜合污染指數(U5)。即U=(U1，U2……U5)。

5.1.2 土壤環境質量評價

(1)土壤環境質量好區(Ⅰ)

包括工作區大部分地區，面積723.54km2，占樂陵市面積的64.26%。區內土壤質地多為壤土，其中工作區西北及馬頰河以南地區土壤質地以輕壤土為主，其他以中壤土為主。土體構型一般為砂—粘、粘—砂雙層結構和砂性土單層結構；土壤營養指數為1.375～2.940，土壤營養狀況較好，其中胡家街辦的王起家以南、鄭店的李博士等地段土壤營養指數均大于3，分別達到4.36和3.02；土壤含鹽量0.047%～0.200%，為非鹽漬化土；淺層土壤污染指數0.75～1.28，多為非污染區，朱集東北王猛家與化樓張大掛西北等地均為起始污染區。

(2)土壤環境質量較好區(Ⅱ)

主要分布于花園東南、鐵營—楊安—寨頭堡大部、孔鎮化樓西南、丁塢—楊盤等地區，面積312.72km2，占總調查面積的27.77%。該區土壤質地多為輕壤土和中壤土，局部地段為粘土；土體構型一般為砂—粘—砂多層結構、粘—砂雙層結構和粘性土單層結構；該區土壤營養指數為1.14～2.70，土壤營養狀況較好，其中郭家街辦的豆腐劉家、孔鎮的齊屯等地段土壤營養指數均大于3，分別為3.16和3.40；土壤含鹽量為0.200%～0.366%，多為輕度鹽漬化土；淺層土壤污染指數0.81～1.00之間，為非污染區。

(3)土壤環境質量較差區(Ⅲ)

主要分布于大孫東北、黃夾的刑官莊、西段的張庫吏、鐵營以東的張王官、孔鎮的大馬家、丁塢的楊盤局部地區等，面積89.75km2，占總調查面積的7.97%。土壤質地以砂壤土與壤土為主；土體構型為砂性土單層結構和粘—砂雙層結構，局部地段為砂—粘—砂多層結構；土壤營養指數1.02～1.89，土壤營養狀況較好；含鹽量0.035%～0.200%，為非鹽漬化土；淺層土壤污染指數0.81～1.00，為非污染區。

5.2 地下水質量評價

根據該次水質資料，對淺層地下水進行質量評價：所分析的地下水綜合評價分值F均大于7.2，因此區內地下水都屬于極差水，不宜飲用。

5.3 特色農業地質環境質量評價

根據工作區地質環境狀況，根據模糊數學原理，將區內農業地質環境質量劃分為較差區、較好區、好區，其分區的環境地質特點如下：

(1)較差區

主要分布于鐵營以東的東營、張王官、大白張、張頂等地，面積10.43km2，占樂陵市0.93%。該地域土壤質地多為輕壤土和中壤土，局部壤砂土；土體構造類型為粘—砂雙層結構；土壤綜合營養指數為1.63，營養程度較好；土壤含鹽量大于0.2%，為輕度鹽漬化土；地下水位埋深小于2m，礦化度一般為3.6g/L左右；淺層土壤污染指數小于1.0，屬非污染區。

存在主要問題：土壤中錳、鋅、鉬元素含量較低，局部輕度鹽漬化，地下水污染。

(2)較好區

主要分布于鐵營大部、孔鎮北部、化樓以南、丁塢—郭家以北及楊盤等地，面積152.65km2，占樂陵市13.56%。該地域土壤質地多為中壤土，局部為輕壤土和重壤土；土體構造類型為砂性、粘性土單層結構、粘—砂雙層結構，局部地區為砂—粘—砂多層結構；土壤綜合營養指數為1.18～2.70,營養程度較好；土壤含鹽量為0.139%～0.20%，為非鹽漬化土，化樓南部局部地區為輕度鹽漬化土；地下水位埋深一般為1.8～3.0m，礦化度一般為1.95～3.61g/L；淺層土壤污染指數為0.81～0.97，污染程度為非污染區—起始污染區。

存在主要問題：土壤中錳、鋅、鉬、氮、磷元素含量較低，局部輕度鹽漬化，地下水污染。

(3)好區

主要包括工作區除較差區與較好區外所有地區，面積962.93km2，占樂陵市85.52%。該地域土壤質地多為輕壤土和中壤土，局部壤砂土和重壤土；土體構型多為砂性土單層結構和粘土—砂土雙層結構，局部地區為粘性土單層結構和砂—粘雙層結構；土壤綜合營養指數為1.41～2.94，其中胡家街辦的王起家以南、郭家街辦的豆腐劉家、孔鎮的齊屯地區、鄭店的李博士等地區土壤營養指數均大于3，最高達到4.36；土壤含鹽量為0.035%～0.306%，為非鹽漬化土，局部有輕度鹽漬化土；地下水位埋深一般為1.6～10.3m，礦化度一般為0.746～3.41g/L，其中城區西北的毛家與朱集的王井家淺層地下水礦化度較高，分別達到了8.31g/L和4.89g/L；淺層土壤污染指數為0.75～1.28，污染程度為非污染區—起始污染區。

存在主要問題：土壤中錳、鋅元素含量較低，局部輕度鹽漬化，地下水污染。

6 特色農業種植區劃

6.1 金絲小棗種植區劃

金絲小棗種植區劃分為種植適宜區、種植較適宜區和種植不適宜區(圖2)。

圖2 金絲小棗種植適宜性區劃圖

(1)金絲小棗種植適宜區：主要分布于西段、胡家街辦、朱集、城關、鄭店、黃夾及化樓大部、花園大部，大孫以北、丁塢—郭家以南等地區，面積636.20km2，占總面積的56.50%。

(2)金絲小棗種植較適宜區：主要分布在黃夾與丁塢大部、朱集以東郭家等地、孔鎮—化樓大部、花園東南、楊盤—丁塢—郭家街辦—鐵營—云紅街辦一線大部分地區及寨頭堡大部，面積為401.51km2，占樂陵市面積的35.66%。

(3)金絲小棗種植較不適宜區：主要分布在大孫以北、黃夾的程家樓、郭家的官道劉家—郝家—李家庵一線、孔鎮的王木腿以及鐵營以東的張王官等地區，面積88.29km2，占總面積的7.84%。

6.2 棉花種植區劃

棉花種植區劃劃分為種植適宜區、種植較適宜區和種植不適宜區(圖3)。

圖3 棉花種植適宜性區劃圖

(1)棉花種植適宜區：主要分布在朱集—胡家街辦以南、城關、云紅街辦、鐵營、寨頭堡、楊安等地區及花園、鄭店及孔鄭化樓大部分地區。面積555.87km2，占總面積的49.37%。

(2)棉花種植較適宜區：主要分布在胡家街辦—朱集以北、黃夾以東、郭家街辦局部、丁塢東南大部分地區，面積254.66km2，占總面積的22.62%。

(3)棉花種植較不適宜區：主要包括大孫大部、黃夾以西、西段西北、化樓以南、鄭店的官道劉及王集等地、鐵營的張王官等地區，面積315.47km2，占總面積的28.02%。

7 建議

(1)樂陵地區淡水資源較潰乏，是影響農業可持續發展的最大障礙因素，必須盡最大努力引進地表客水，改善農業地質環境。

(2)在春季里大量開展引黃灌溉，以達到洗鹽保墑的目的；在引黃干渠上，積極開展植樹造林，保護自然植被等工作，防止因引黃出現土地沙化等不良地質現象。

(3)在農業環境地質質量較差區，進行科學的溝渠開挖，以有效地控制地下水位，降低土壤鹽漬化程度。

(4)棗樹是區內農業種植的特色產業，建議推廣朱集較高程度的種植及管理金絲小棗的經驗，促進特色農業種植適宜區及較適宜區內棗樹的種植面積增大及質量提高。

(5)全區范圍內土壤普遍缺乏錳元素，局部地區鋅、鉬、氮、磷元素含量較低，應注重施用氮、磷肥料，增施錳、鋅、鉬等微量元素肥料。

(6)調整農業結構，因土種植，在地質背景值較差的地區大力發展林、牧業。

(7)環保部門應加強污染的排放質量的管理，重點控制氨氮、揮發酚等排放量。

參考文獻：

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