石河子一三三团桃花镇耕地地力与土壤环境质量调查与评价

发布时间：2020-09-28 06:22

　　【目的】耕地数量和质量是农业的基础和保障，在耕地数量日益减少的背景下，耕地质量决定了农产品的数量和质量。因此，耕地质量已成为我国农业发展和安全的重要瓶颈。本研究对石河子一三三团桃花镇耕地地力和土壤环境质量进行了调查，分析了耕地土壤养分现状及其变化趋势，并对耕地地力进行了评价分级；同时，调查了桃花镇耕地土壤重金属含量状况，在此基础上，对耕地土壤环境质量和潜在生态风险进行了评价。为该地区耕地质量建设和农业生产可持续发展提供科学依据。【方法】通过历史资料收集和实地采样测定，研究桃花镇耕地土壤养分状况，分析评价了土壤养分现状；并对比全国第二次土壤普查，探讨了桃花镇耕地土壤养分的变化趋势。以条田地块为评价单元，选取耕层土壤理化性状、耕层土壤养分和障碍因子三大类12项因子为评价指标，采用特尔菲法和层次分析法相结合对桃花镇耕地地力进行了评价分级。在桃花镇采集耕地土壤样品130个，测定土壤Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As和Hg7种重金属含量，系统分析了土壤重金属的分布特征，并对该地区土壤重金属的累积污染现状和潜在生态风险进行了评价。【结果】（1）桃花镇耕地土壤有机质、全氮和全磷平均含量为13.61g kg~(-1)、0.66g kg~(-1)和0.49g kg~(-1)，分别为四级、五级和四级水平；土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为52.04mg kg~(-1)、26.83mgkg~(-1)和298mg kg~(-1)，处于五级、二级和一级水平；土壤有效铜、有效锌、有效锰、有效硼和有效铁的平均含量分别为2.43mg kg~(-1)、0.85mg kg~(-1)、10.94mg kg~(-1)、1.21mg kg~(-1)和26.12mg kg~(-1)，分别属于一级、三级、三级、二级和一级水平。（2）桃花镇耕地土壤养分的变化趋势分析表明，有机质、碱解氮和有效磷总体呈上升趋势，与第二次土壤普查相比，其平均含量分别增加了40.02%、34.47%和211.98%；速效钾平均含量呈下降趋势，较第二次土壤普查降低了22.40%。有效锌和有效铜含量变化较小，总体保持平稳。有效锰和有效硼呈降低趋势，其平均含量较2002年分别降低了21.91%和28.82%。（3）桃花镇耕地地力划分为六级，其中一级耕地面积为534hm~2，占7.18%；二级耕地占11.03%，面积为820hm~2；三级耕地面积为1429hm~2，占19.23%；四级耕地面积为1563hm~2，占21.03%；五级耕地面积为1506hm~2，占20.26%。六级耕地面积为1582hm~2，占21.28%。（4）桃花镇土壤Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As和Hg的平均含量分别为33.34、102.64、58.77、0.46、13.72、18.89和0.036mg kg~(-1)，均高于新疆土壤元素背景值，其中Cd、Hg、Pb和As最为显著。7种重金属平均含量均低于国家《土壤环境质量标准》二级标准，但Cd的超标率为16.92%，As的超标率为9.23%。（5）桃花镇耕地土壤环境质量受人为活动影响较大，7种重金属元素均存在不同程度的累积，尤其是Cd和Hg的污染指数较大。但土壤环境质量仍符合国家土壤环境质量标准（二级）要求，内梅罗综合污染指数平均为0.71，属尚清洁（警戒限）。（6）桃花镇耕地土壤重金属多因子综合潜在生态风险指数处于低潜在生态风险的占27%，中等潜在生态风险占50%，较高潜在生态风险占23%。其中，土壤Cd的潜在生态风险最大，其次是Hg，而As、Pb、Cu、Cr和Zn均处于低潜在生态风险水平。【结论】桃花镇耕地土壤养分总体表现为有机质偏低，氮素不足，有效磷和有效硼较高，有效钾、铜、铁丰富，有效锌和有效锰中等。耕地整体地力水平不高，一、二级耕地不足20%，三级以下耕地占80%以上。耕地土壤环境质量总体属尚清洁（警戒限），重金属处于中等潜在生态风险，尤其是Cd和Hg的潜在生态风险较大。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：S159;S158
【部分图文】：

区域图,石河子垦区,区域图,地理位置

通古特沙漠南缘，东经85°04′~85°21′，北纬44°38′~44°58′。行政区划在沙湾县境内。东部与134团以沙干渠为界，南与141团以西岸大渠为界，西部与130团接壤，北居古尔班通古特沙漠南缘（图2-1）。图2-1 石河子垦区区域图及研究区地理位置Fig.2-1 Map of Shihezi reclamation area and location of study site2.1.2 水文气象研究区平均太阳辐射总量为130.6 KJ/100m2，属太阳总辐射量最大和有效辐射率高的地区，光能资源丰富，农业生产增产潜力大。平均日照时数为2776 h，日照率平均为60.5%。农作物生长期4-10月份的日照时数为1965 h，占总日照时数71.1%，平均每天日照8.2 h，高于全国平均值。年平均气温5.9℃，7月份为全年最热月

分布图,桃花,基本农田,分布图

采样区为石河子垦区一三三团桃花镇，下辖14个农业连队，分别为1连、2连、4连、5连、6连、7连、9连、10连、30连、12连、14连、15连、16连和17连（图2-2）。根据地貌地形特征、土壤类型、农田分布情况和土地利用类型等的代表性；同时，考虑不同土地利用类型的特点，葡萄的生产管理差异较大，采样点数量相对密集；棉花和加工番茄地块大，管理措施较一致，采样点相对稀疏。图2-2 一三三团桃花镇基本农田分布图Fig.2-2 Map of Basic farmland distribution of Taohua16 连17 连15 连4 连14 连 12 连6 连30 连5 连9 连7 连1 连2 连10 连

散点图,因子载荷,重金属,散点图

34图5-1 重金属的因子载荷散点图Fig. 5-1 Factor loading plots of heavy metal in rotated space农田土壤Pb、Cr和Cd含量的升高与化肥、地膜等的使用密切相关[67]。由于塑料中常添加Cd作为稳定剂，地膜的大量使用可能会导致土壤中Cd含量增加。此外，磷肥中含有数量不等的重金属元素，其中较为突出的是Cd，长期施用磷肥会导致表层土壤中的Cd升高[68]。其次，随着城镇化和工业化的推进，城市污水灌溉也是土壤Pb、Cr和Cd的另一个主要来源，有研究表明随着灌溉水中Cr浓度的增加，土壤中的Cr含量也相应增加[69]。桃花镇位于玛纳斯河下游，为缓解缺水干旱

【参考文献】