新疆莎車縣白什坎特鎮一帶土壤質量地球化學評價

滕宇翔，馬宏超，涂其軍，安永剛

（新疆地質調查院，新疆烏魯木齊 830000）

土壤中的化學元素,有一部分對于動植物是必須的微量營養素,對人類的健康也至關重要[1-2]。從自然環境中攝入的微量元素帶來一定的經濟和身體健康問題已經引起科學界的廣泛關注[3-5]，同時使得土壤對于元素吸附過程的作用[6],以及如何影響植物生長等[7]問題成為熱點。新疆莎車縣作為新疆巴旦木主要產地之一，開展的土壤質量地球化學評價[8],對莎車縣的土地質量狀況和評價，促進莎車巴旦木產業發展對莎車縣的巴旦木種植起到幫助作用。本次以莎車縣巴旦木種植區1∶5萬土壤質量地球化學調查數據為基礎，對土壤養分、環境、整體質量進行評估，為研究區土地資源規劃、農業區劃、土壤配方施肥等提供建議，為研究區土壤改良、配方施肥提供決策依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于新疆喀什地區，葉爾羌河平原核心區域，海拔高程1100～1650m，東西跨度25km，南北跨度30km，屬典型的大陸性暖溫帶干旱氣候，四季分明，年均氣溫11.4℃～12.5℃；年降水量為46.1～50.0mm；年蒸發量2259～2320mm；春季升溫快而不穩定，常有春寒出現，多大風、沙暴、浮塵；夏季長而炎熱，光照充足；秋季降溫迅速，日溫差大，降水稀少，大風浮塵天氣少；冬季略長，風小，降雪少，低溫持續時間長。研究區內主要分布有葉爾羌河、提孜那甫河，兩河均發源于昆侖山北麓，主要由山區的大氣降水和冰雪融水補給。地表堆積物以砂質—粘質土為主，土地肥沃。東北部沿沙漠邊緣土壤鹽漬化分布面積較大。主要農作物糧食作物為小麥和玉米，特色林果為巴旦木和核桃，經濟作物主要為棉花、萬壽菊等各類農作物套種種植。

1.2 樣品采集與處理

2019年7～9月在研究區采集表層土壤樣點3765件，平均密度9點/km2，采樣深度為0～20cm，原始樣品重量大于2kg，樣品裝于聚乙烯塑料袋，現場填寫采樣記錄卡并標注采樣標記。采樣區見圖1。

圖1 莎車縣土壤質量地球化學評價采樣區

1.3 檢測項目及分析方法

樣品分析測試工作由自然資源部烏魯木齊礦產資源監督檢測中心承擔。土壤樣品分析pH、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Zn、Cu、Co、V、Sb、Tl、Sn、N、P、K、B、Mn、Se、Mo、CaO、MgO、Fe2O3、F、I、S、SiO2、有機質、全鹽量、質地、堿解氮、速效磷、速效鉀共分析測試34項指標；所有的測試結果都滿足《生態地球化學評價樣品分析技術要求》（DD2005-03）規定的分析準確度和精密度等質量要求，樣品分析合格率100%，異常抽查檢驗樣的合格率99.11%。

1.4 土壤地球化學等級劃分

按照《土地質量地球化學評價規范》（DZ/T 0295-2016），土地養分單元素等級標準劃分見表1。

表1 土壤養分分級標準

鹽漬化采用新疆土壤含鹽量分級指標見表2。

表2 土壤含鹽量分級指標（%）

重金屬元素參考值采用《土壤環境質量—農用地土壤污染風險管控標準》（GB 15618-2018）中給出的篩選值和管控值作為土壤有害元素評價標準分級標準見表3。

地球化學土壤養分等級綜合劃分按照公式(1)計算地球化學土壤養分綜合得分f養綜。

式中：f——土壤養綜為N、P、K評價指標總得分，1≤f養綜≤5；

Ki——N、P、K權重系數，分別為0.4、0.4和0.2；

fi——土壤N、P、K單元素等級得分，單指標結果評價為：一等、二等、三等、四等、五等時所對應fi得分為5分、4分、3分、2分、1分。

土壤地球化學環境劃分等級參照GB15618（2018）中污染物土壤二級標準值，依照公式(2)計算污染物土壤i的污染單項指數Pi：

式中：Ci——污染物土壤中指標i的質量分數（實測）；

Si——污染物土壤中指標i在GB15618（2018）中污染物土壤二級標準值，見表4。

表4 土壤地球化學環境等級界限劃分

1.5 土壤綜合質量等級劃分

土壤地球化學質量綜合等級由土壤地球化學養分綜合等級與土壤地球化學環境綜合等級疊加表示，評價結果進行疊加分等，表示為5個等級的含義，分別為：一等表示優質，表示土壤環境清潔，土壤養分豐富—較豐富；二等表示良好，表示土壤環境清潔，土壤養分中等；三等表示中等，表示土壤環境清潔，但土壤養分較缺乏與土壤環境輕微污染，土壤養分豐富—較缺乏；四等表示差等，表示土壤環境清潔或者輕微污染，土壤養分缺乏或者土壤環境輕度污染，土壤養分豐富至缺乏或者土壤鹽漬化等級強；五等表示劣等，表示土壤環境中度與重度污染，土壤養分豐富—缺乏或者土壤鹽漬化等級強。

2 結果與討論

2.1 土壤地球化學養分評價

土壤肥力直接或間接影響作物生長發育、產量和抗病蟲害，是影響農作物生產力的重要因素。而全氮、全磷、全鉀含量對土壤肥力及植物生長有重要作用。研究區土壤N元素含量總體以“較缺乏”和“缺乏”為主，分別占全區面積的56.53%、41.03%。從空間分布來看，“較缺乏”、“缺乏”區域主要分布在調查區中部和東北部大面積范圍；P元素含量“豐富”、“較豐富”、“中等”區域分別占全區面積的12.57%、80.36%、6.54%，分布于研究區的中南部；K元素含量總體以“較豐富”為主，部分“中等”。K元素含量“較豐富”、“中等”分布于本區大部分區域，占總區域面積的60.01%、39.96%，分布于研究區的中南部。土壤綜合養分結果評價表明(圖2)，研究區土壤養分主要以“中等”為主，“較豐富”、“中等”、“較缺乏”面積占比分別為9.03%、84.44%、6.51%,全區未出現“豐富”、“缺乏”土壤。“較豐富”區主要分布在調查區依蓋爾其鎮、阿熱勒鄉北、恰熱巴格鄉西區域。調查區土壤養分“較缺乏”區分布在調查區北部區域。

圖2 土壤綜合養分評價圖

2.2 土壤地球化學質量環境評價

重金屬不僅會影響土壤中農作物的品質和產量，隨著環境變化還會發生遷移并進入生物系統直接危害人體健康［6］。研究區總體土壤環境質量較好，8種重金屬元素地球化學等級均為一等為主，土壤環境干凈清潔，受環境及人為影響較少。研究區土壤地球化學質量環境進行系統評價（圖3），研究結果表示：研究區全部的土壤環境總體等級一等，土壤環境干凈清潔。

圖3 土壤地球化學環境質量圖

2.3 土壤地球化學綜合質量評價

土壤地球化學養分綜合等級與土壤地球化學環境綜合等級相互疊加得到土壤地球化學評價質量結果(圖4)。研究區優質（一等）土壤面積整體占比9.04%，良好（二等）土壤面積整體占比84.44%，中等（三等）土壤面積整體占比6.51%。調查區土壤質量總體以良好為主，全區未出現差等及劣等土壤。

圖4 土壤地球化學質量綜合評價圖

2.4 土壤鹽漬化評價

土壤中鹽分離子的集聚會引起植物生理性缺水，土壤鹽分離子的增加會抑制植物對其他養分的吸收，導致植物發育不良進而導致減產或死亡[9-10]。區內土壤鹽漬化分布與土壤酸堿度分布整體相似，北部土壤鹽漬化程度明顯高于調查區內南部區域，土壤鹽漬化背景值較高地區主要位于調查區伯什坎特鎮北部、澤普縣依瑪鄉—依蓋爾其鎮西部、葉爾羌河兩側等位置，尤其在伯什坎特鎮奧依巴格村—伯什坎特鎮青格力克村，土壤鹽漬化程度較強，部分土壤呈鹽土類型，很大程度抑制農作物生長(表4，圖5)。

3 結論

（1）研究區土壤地球化學養分整體呈現“中等”、“缺乏”，“缺乏”以N、有機質為主，依蓋爾其鎮周邊養分“較豐富”。對于當地農業產業來說，土壤肥力指標對于農業生產來說意義重大，應針對當地農業“缺乏”、“較缺乏”地塊適度增施有機肥、氮肥，增加土壤肥力，針對農業生產需要調整農業種植結構。

（2）研究區土壤地球化學環境質量總體較好，土壤環境整體等級均為一等，土壤環境干凈清潔。無輕、中、重度污染區，適合開發綠色食品種植基地。

（3）研究區內土壤總體以無鹽漬化土壤為主，表層土壤中全鹽量含量范圍0.18～51.66g/kg，平均值1.88g/kg。土壤鹽漬化需要在進一步完善現有土壤鹽漬化研究內容的基礎上對鹽漬土出現的新問題給予更多關注。