新疆莎车县白什坎特镇一带土壤质量地球化学评价

滕宇翔，马宏超，涂其军，安永刚

（新疆地质调查院，新疆乌鲁木齐 830000）

土壤中的化学元素,有一部分对于动植物是必须的微量营养素,对人类的健康也至关重要[1-2]。从自然环境中摄入的微量元素带来一定的经济和身体健康问题已经引起科学界的广泛关注[3-5]，同时使得土壤对于元素吸附过程的作用[6],以及如何影响植物生长等[7]问题成为热点。新疆莎车县作为新疆巴旦木主要产地之一，开展的土壤质量地球化学评价[8],对莎车县的土地质量状况和评价，促进莎车巴旦木产业发展对莎车县的巴旦木种植起到帮助作用。本次以莎车县巴旦木种植区1∶5万土壤质量地球化学调查数据为基础，对土壤养分、环境、整体质量进行评估，为研究区土地资源规划、农业区划、土壤配方施肥等提供建议，为研究区土壤改良、配方施肥提供决策依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于新疆喀什地区，叶尔羌河平原核心区域，海拔高程1100～1650m，东西跨度25km，南北跨度30km，属典型的大陆性暖温带干旱气候，四季分明，年均气温11.4℃～12.5℃；年降水量为46.1～50.0mm；年蒸发量2259～2320mm；春季升温快而不稳定，常有春寒出现，多大风、沙暴、浮尘；夏季长而炎热，光照充足；秋季降温迅速，日温差大，降水稀少，大风浮尘天气少；冬季略长，风小，降雪少，低温持续时间长。研究区内主要分布有叶尔羌河、提孜那甫河，两河均发源于昆仑山北麓，主要由山区的大气降水和冰雪融水补给。地表堆积物以砂质—粘质土为主，土地肥沃。东北部沿沙漠边缘土壤盐渍化分布面积较大。主要农作物粮食作物为小麦和玉米，特色林果为巴旦木和核桃，经济作物主要为棉花、万寿菊等各类农作物套种种植。

1.2 样品采集与处理

2019年7～9月在研究区采集表层土壤样点3765件，平均密度9点/km2，采样深度为0～20cm，原始样品重量大于2kg，样品装于聚乙烯塑料袋，现场填写采样记录卡并标注采样标记。采样区见图1。

图1 莎车县土壤质量地球化学评价采样区

1.3 检测项目及分析方法

样品分析测试工作由自然资源部乌鲁木齐矿产资源监督检测中心承担。土壤样品分析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、有机质、全盐量、质地、碱解氮、速效磷、速效钾共分析测试34项指标；所有的测试结果都满足《生态地球化学评价样品分析技术要求》（DD2005-03）规定的分析准确度和精密度等质量要求，样品分析合格率100%，异常抽查检验样的合格率99.11%。

1.4 土壤地球化学等级划分

按照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016），土地养分单元素等级标准划分见表1。

表1 土壤养分分级标准

盐渍化采用新疆土壤含盐量分级指标见表2。

表2 土壤含盐量分级指标（%）

重金属元素参考值采用《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）中给出的筛选值和管控值作为土壤有害元素评价标准分级标准见表3。

地球化学土壤养分等级综合划分按照公式(1)计算地球化学土壤养分综合得分f养综。

式中：f——土壤养综为N、P、K评价指标总得分，1≤f养综≤5；

Ki——N、P、K权重系数，分别为0.4、0.4和0.2；

fi——土壤N、P、K单元素等级得分，单指标结果评价为：一等、二等、三等、四等、五等时所对应fi得分为5分、4分、3分、2分、1分。

土壤地球化学环境划分等级参照GB15618（2018）中污染物土壤二级标准值，依照公式(2)计算污染物土壤i的污染单项指数Pi：

式中：Ci——污染物土壤中指标i的质量分数（实测）；

Si——污染物土壤中指标i在GB15618（2018）中污染物土壤二级标准值，见表4。

表4 土壤地球化学环境等级界限划分

1.5 土壤综合质量等级划分

土壤地球化学质量综合等级由土壤地球化学养分综合等级与土壤地球化学环境综合等级叠加表示，评价结果进行叠加分等，表示为5个等级的含义，分别为：一等表示优质，表示土壤环境清洁，土壤养分丰富—较丰富；二等表示良好，表示土壤环境清洁，土壤养分中等；三等表示中等，表示土壤环境清洁，但土壤养分较缺乏与土壤环境轻微污染，土壤养分丰富—较缺乏；四等表示差等，表示土壤环境清洁或者轻微污染，土壤养分缺乏或者土壤环境轻度污染，土壤养分丰富至缺乏或者土壤盐渍化等级强；五等表示劣等，表示土壤环境中度与重度污染，土壤养分丰富—缺乏或者土壤盐渍化等级强。

2 结果与讨论

2.1 土壤地球化学养分评价

土壤肥力直接或间接影响作物生长发育、产量和抗病虫害，是影响农作物生产力的重要因素。而全氮、全磷、全钾含量对土壤肥力及植物生长有重要作用。研究区土壤N元素含量总体以“较缺乏”和“缺乏”为主，分别占全区面积的56.53%、41.03%。从空间分布来看，“较缺乏”、“缺乏”区域主要分布在调查区中部和东北部大面积范围；P元素含量“丰富”、“较丰富”、“中等”区域分别占全区面积的12.57%、80.36%、6.54%，分布于研究区的中南部；K元素含量总体以“较丰富”为主，部分“中等”。K元素含量“较丰富”、“中等”分布于本区大部分区域，占总区域面积的60.01%、39.96%，分布于研究区的中南部。土壤综合养分结果评价表明(图2)，研究区土壤养分主要以“中等”为主，“较丰富”、“中等”、“较缺乏”面积占比分别为9.03%、84.44%、6.51%,全区未出现“丰富”、“缺乏”土壤。“较丰富”区主要分布在调查区依盖尔其镇、阿热勒乡北、恰热巴格乡西区域。调查区土壤养分“较缺乏”区分布在调查区北部区域。

图2 土壤综合养分评价图

2.2 土壤地球化学质量环境评价

重金属不仅会影响土壤中农作物的品质和产量，随着环境变化还会发生迁移并进入生物系统直接危害人体健康［6］。研究区总体土壤环境质量较好，8种重金属元素地球化学等级均为一等为主，土壤环境干净清洁，受环境及人为影响较少。研究区土壤地球化学质量环境进行系统评价（图3），研究结果表示：研究区全部的土壤环境总体等级一等，土壤环境干净清洁。

图3 土壤地球化学环境质量图

2.3 土壤地球化学综合质量评价

土壤地球化学养分综合等级与土壤地球化学环境综合等级相互叠加得到土壤地球化学评价质量结果(图4)。研究区优质（一等）土壤面积整体占比9.04%，良好（二等）土壤面积整体占比84.44%，中等（三等）土壤面积整体占比6.51%。调查区土壤质量总体以良好为主，全区未出现差等及劣等土壤。

图4 土壤地球化学质量综合评价图

2.4 土壤盐渍化评价

土壤中盐分离子的集聚会引起植物生理性缺水，土壤盐分离子的增加会抑制植物对其他养分的吸收，导致植物发育不良进而导致减产或死亡[9-10]。区内土壤盐渍化分布与土壤酸碱度分布整体相似，北部土壤盐渍化程度明显高于调查区内南部区域，土壤盐渍化背景值较高地区主要位于调查区伯什坎特镇北部、泽普县依玛乡—依盖尔其镇西部、叶尔羌河两侧等位置，尤其在伯什坎特镇奥依巴格村—伯什坎特镇青格力克村，土壤盐渍化程度较强，部分土壤呈盐土类型，很大程度抑制农作物生长(表4，图5)。

3 结论

（1）研究区土壤地球化学养分整体呈现“中等”、“缺乏”，“缺乏”以N、有机质为主，依盖尔其镇周边养分“较丰富”。对于当地农业产业来说，土壤肥力指标对于农业生产来说意义重大，应针对当地农业“缺乏”、“较缺乏”地块适度增施有机肥、氮肥，增加土壤肥力，针对农业生产需要调整农业种植结构。

（2）研究区土壤地球化学环境质量总体较好，土壤环境整体等级均为一等，土壤环境干净清洁。无轻、中、重度污染区，适合开发绿色食品种植基地。

（3）研究区内土壤总体以无盐渍化土壤为主，表层土壤中全盐量含量范围0.18～51.66g/kg，平均值1.88g/kg。土壤盐渍化需要在进一步完善现有土壤盐渍化研究内容的基础上对盐渍土出现的新问题给予更多关注。