湖南省江永县香柚产区地球化学特征及适生地质环境研究

朱丽芬，骆检兰，黄逢秋，徐雪生

摘 要 本文以湖南省江永县香柚大宗产区为研究对象，采用1∶2.5万土地质量地球化学评价方法对香柚果实中理化性状指标与根系土中相关指标进行相关性分析。研究结果表明：香柚土壤综合质量一等及二等的面积占比为77.38%，产区内果实样本富硒比例达100%，果品皆为一等优质。县域香柚优质适生区地块总面积为27.51 km2，占全县耕地及园地面积比例为7.32%，确定了香柚优质适生区的集中分布区域。

关键词 江永县;香柚;土地质量地球化学评价;适生地质环境

中图分类号：P596 文献标志码：A

Geochemical Characteristics and Suitable Geological Environment of Fragrant Pomelo Production Area in Jiangyong County， Hunan Province

Zhu Lifen， Luo Jianlan， Huang Fengqiu， Xu Xuesheng

（Hunan Institute of Geophysical and Geochemical Exploration，Changsha Hunan 410116）

Abstract： The bulk production area of fragrant pomelo in Jiangyong County， Hunan Province was taken as study project in this article.  Land quality geochemical evaluation of 1∶25 000 was used to analyze the correlation between the physical and chemical properties of the pomelo fruit and the related indexes in the root soil. The results show that the comprehensive soil quality of the fragrant pomelo is the first-class and second-class soil areas， accounting for 77.38% of the total area. The selenium-enriched ratio of fruit samples in the production area reaches 100%， and the fruits are of first-class quality. The total area of the high-quality suitable area for fragrant pomelo in the county is 27.51 km2， which accounts for 7.32% of the county's cultivated land and garden area. At the same time， the concentrated distribution area of the high-quality suitable fragrant pomelo is determined.

Keywords： Jiangyong County; fragrant pomelo; land quality; geochemical evaluation; geological environment suitable for growth

江永縣位于湖南省南端，毗邻广东，与广西接壤，自然资源得天独厚，适宜农作物生长，特色农业资源丰富[1]。江永县名特优农产品众多，“香柚、香芋、香姜、香米、香菇”等“江永五香”远近闻名，多次获各级农博会金奖，且皆为国家地理标志产品[2]。近年来，江永县立足特色农业资源优势，把优质水果、优质蔬菜、优质稻等特色区域产业作为最具优势和潜力的主导产业来发展。本文在前人工作基础上，以江永香柚为研究对象，从香柚名优特农产品产区的地层、岩性、土壤类型、土壤pH、土壤肥力、土壤环境质量、地球化学特征元素等7个方面特征着手，对香柚产区的农业地质背景及地球化学特征进行综合研究，综合分析江永香柚名优特农产品的适宜性和限制性条件，揭示其品质优劣与特殊农业地质条件的关系，在此基础上，建立香柚的适生地质环境模式，提出适生区划建议，为科学指导名优特农产品推广种植、因地制宜发展名优特农产品提供科学依据。

1 研究区概况

江永县位于永州市南部，都庞岭南麓，地理坐标为北纬24°55′～25°28′、东经110°32′～111°56′。南北长63 km，东西宽55.5 km，区域总面积1540 km2。四境山岭绵亘，中部地形较高，西南和东北地势较低，都庞岭横贯北、西、南边境，萌诸岭回环于东部边陲。境内山多平地少，山峰耸立，丘岗起伏。整个地势基本上呈中山—中低山—丘陵—岗地—平原（盆地）。江永县土地类型大体上为六分山岗、四分岗平。各类土地分布明显，相对集中。西北以山地为主，西南为桃川盆地，东部岗地占优势，南部为丘陵向低山过渡。江永县境属地台基础隆起（台凸）上的断裂坳陷带，即南岭褶皱带中段，处湘南弧之西翼、弧顶及反射弧两面张力集中之处[3]。江永县地层从老到新有：寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、侏罗纪、白垩纪、第四纪。

2 香柚产区农业地质背景

2.1 景观地球化学特征

香柚研究区属湿润半湿润岗地地球化学景观区。研究区地貌特征为：整体地面起伏和缓，岗地呈馒头状，海拔高度介于197至259 m之间，比高10～60 m，坡度5°～15°。地块坡向大多为无坡向，其次朝南，少量朝东。研究区属中亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛;严寒期短，生长期长;年内雨季明显，但降水分配不均，多年呈前涝后旱;光照充足，但温光水配合不协调。1971—2019年间，年均气温18.5～19.2℃，年平均降雨量>1300 mm，受地形的影响，全年以东、东北风为主，仅7月多南风。大风在全年各月均有出现，尤以4月、7月出现最多。

2.2  地层岩性与土壤母质特征

不同地质时代形成的岩石成因不同，岩石类型及组合各异，其矿物组合、化学成分的种类和含量、岩石结构、构造和物理化学性质等都不同，所以衍生的土壤性状也就千差万别，造成农作物的长势、产量、品质各异。香柚研究区地层皆为第四系地层，分布有白水江组、橘子洲组。香柚研究区母质母岩主要为砂岩、花岗岩、第四纪红色黏土、河湖冲沉积物。土层颜色呈黄色、红色，土壤厚薄不一，土壤质地多为中壤，轻壤、沙壤、砂土亦有少量分布，土质疏松，通透性好，保水保肥能力较差，呈酸性反应，有机质含量较高。

3  香柚产区土地质量地球化学特征研究

3.1 土壤地球化学特征

香柚研究区面积12.63 km2，共采集表层土壤180件，对表层土壤样本各项指标进行统计。从元素离散特征分析，Mo、Cd变异系数分别为0.51、0.50，属分异分布;Se、P、As、Ca、Cu、Hg、有机质、Fe、K、N等变异系数介于0.25至0.5之间，在研究区中呈弱分异分布;Zn、B、Mg、Pb、Ge、pH等变异系数小于0.25，在研究区中分布均匀。相较于全县丰度，研究区表层土壤中元素含量大多与全县丰度水平相当，仅Cu、P、Fe、B、As在表层土壤中相对富集，Cd、Hg、Ca、Pb、Zn在表层土壤中相对贫化。研究区土壤pH为4.10～6.96，中位数为4.92。

3.2  岩石地球化学特征

香柚研究区所采集岩石样品均为砂岩，共分析Cu、Zn、Mo、Cd、Pb、Ge、Se、As、Hg、B十项元素。采用香柚区岩石中元素含量中值与江永县全县相应类型岩石中元素含量中值比值作为富集系数来探讨岩石中元素地球化学特征。对比发现，灰岩样本中Mo、As、Cu、Ge、Pb、Hg、Zn、B较全县岩石中含量均富集，Se、Cd则缺乏。

3.3  名优特农产品特征

在研究区共采集香柚样品30件，共分析Cu、Pb、Zn、Cd、Mo、As、Hg、B、Ge、Se、Fe、总糖、总酸、维生素C、可溶性固形物等15项参数指标。参考江西省2017年发布的地方标准《富硒食品硒含量分类标准》（DB 36/T 566—2017）[6]，水果富硒标准为0.01～0.05 mg/kg，香柚研究区富硒样本比例达100%。

根据《食品安全国家标准   食品中污染物限量》（GB 2762—2017）[7]中规定的各类食品中重金属元素限量值，对香柚果实样品中重金属元素指标进行了分类统计，香柚样本中As、Cd、Pb、Hg含量均未超限量值。香柚品质良好。

柚为芸香科柑橘属乔木，目前国内外公认的柑橘品质指标包含可食率、总酸、总糖、维生素C、可溶性固形物、固酸比等。国家标准《鲜柑橘》（GB/T 12947—2008）[8]明确规定了甜橙类与宽皮柑橘类果实的分级标准，杨子玉等人研究发现，不同种类柑橘类植物样本感官总分与可溶性固形物呈显著正相关，可作为表征柑橘类样本汁胞品质的首选理化指标[9]。香柚汁胞的可溶性固形物、维生素C、可滴定酸的测定结果见表2。香柚样品中可溶性固形物平均值为13.93%，维生素C平均值为86.43%，总酸平均值为0.41 g/100ml，总糖均值为4.71 g/100g。本次香柚采用《鲜柑橘》（GB/T 12947—2008）中甜橙类标准进行分析，经综合分析，江永县香柚所有样本均符合优等果标准，区内香柚品质优等。

4 香柚研究区土壤质量地球化学评价

香柚土壤综合质量以一等最多，占全区总面积的43.93%，优质土壤占地面积为5.55 km2。二等土壤面积占比为33.45%。一等、二等土壤主要分布在叠楼村、宋村、新合村、黄金山村、清溪村、竹根塘村等地。三等土壤面积占比为21.64%，主要分布在宋村中部、槐木村、桂阳村中部及东北部等地。四等土壤面积占比不多，仅为0.98%。

5  名优特农产品适生地质环境评研究

5.1  香柚质量影响因素相关性分析

将香柚果实中相关指标分别与植物样中元素全量、根系土中的元素全量及元素含量有效态进行相关分析。

通过香柚果实中理化性状指标（总糖、总酸、维生维C、可溶性固形物）与果实中全量分析指标进行相关性分析，发现总糖与果实中Ge含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.617，总糖与果实中Fe含量呈显著正相关关系，相关系数为0.525（见表3）。

将香柚果实中理化性状指标与根系土中相关指标进行相关性分析，发现果实中维生素C含量与根系土中有效Fe含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.469（见表4）;果实总糖与根系土中Ge呈显著负相关关系，相关系数为-0.487，而与根系土中Mg全量含量呈显著正相关关系，相关系数为0.576;果实中总酸与根系土中Mg全量含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.586（见表5）。

5.2  适生地质环境评价模型

因香柚研究区为名优特农产品产区，在评价指标的选择上以香柚研究区各方面条件参数作为优质适生区标准，由已知至未知，在全县范围内选择与其相同或相似条件的地块作为优选适生区，条件不满足的地块作为一般区。结合上文中香柚研究区土地质量特征，建立香柚适生地质环境评價模型（表6）。

5.3  评价结果

据1∶250 000多目标地球化学调查表层土壤元素或指标含量数据，对江永县全县24 890个耕地及园地土地利用地块图斑（总面积375.63 km2）进行差值分析。对全县耕地及园地的地质背景、土壤类型、土壤肥力、土壤环境、表层土壤pH、地球化学特征元素Fe、Mg进行评价。

在江永县内发现香柚优质适生区地块总面积为27.51 km2，占江永县全县耕地及园地面积比例为7.32%，集中分布在桃川镇、粗石江镇、潇浦镇，源口瑶族乡内有零星适生地块分布。江永县香柚适生一般区总面积为348.12 km2。

6 结论

通过多种采样介质的元素地球化学特征分析，香柚研究区的地球化学特征总结如下：

（1）岩石样本中：灰岩中Mo、As、Cu、Ge、Pb、Hg、Zn、B相较于全县灰岩水平富集;Cd、Se相较于全县灰岩水平缺乏。

（2）表层土壤样本中：表层土壤中的元素含量大多与全县丰度水平相当，仅Cu、P、Fe、B、As在表层土壤中相对富集，而Cd、Hg、Ca、Pb、Zn在表层土壤中相对贫化。

（3）香柚果实中相关指标相关性分析情况：香柚果实中总糖与果实中Ge含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.617，总糖与果实中Fe含量呈显著正相关关系，相关系数为0.525。

（4）香柚果实与根系土中元素含量关系情况：香柚果实中维生素C含量与根系土中有效Fe含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.469;果实总糖与根系土中Ge呈显著负相关关系，相关系数为-0.487，而与根系土中Mg全量含量呈显著正相关关系，相关系数均为0.576;果实中总酸与根系土中Mg全量含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.586。

（5）土壤垂向剖面中：土壤pH、Pb含量随深度变化不大;剖面中Cd呈现随深度增大含量减小的特征，Hg则呈相反规律特征;As在淀积层含量达到峰值。与全县深层土壤元素丰度进行对比，发现，Cd、Hg、Pb的K值介于0.18至0.78之间，相对于全县深层土壤丰度水平较贫乏，而As的K值介于1.17至2.12之间，相对于全县深层土壤丰度水平较富集。

参考文献/References

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