汉王实验基地土壤要素背景值及垂向分布规律姜翠玲，夏自强，刘凌，王磊，郑文兰，万正成（河海 大学水资源水文系南京２１００９８）（徐州水文水资源勘测处徐州２２１００６）根据中美合作 项目的合同要求，以铜山县汉王站为实验基地，在即将开展不同农业种植措施和化肥、农药使用条 件土壤中各元素迁移转化规律的研究以前，首先进行了汉王粘土背景值的调查分析．土壤环境背景 值是指在未受或少受人类活动影响下的土壤元素的自然含量，了解土壤环境背景值对土壤的开发利 用以及制定合理的化肥、农药施用标准，有着非常重要的参考价值．１实验站概况汉王水文水资源 实验站位于黄淮海平原南端，江苏省西北部铜山县汉王乡境内，距徐州市１０ｋｍ，其地理坐标为 东经１１７°８′，北纬３４°１１′．试验区地形为山间平原，小流域面积６．５ｋｍ２，其中 山前平原占总面积的７０％．气候条件属华北暖温带半湿润型，土壤岩性为山前冲积淤土．试验区 以旱作物为主，按季节种植小麦、玉米、大豆、山芋等，水土保持情况较好．２＄样点的布设及样 品的测定方法由于取样面积小，土壤质地较均匀，并考虑到作物种植类型对土壤中各元素含量的影 响，本实验采用梅花型布点方式，在五个点上取样，分别记作：南１、南２、中、北１、北２，按 ０～５ｃｍ，５～２０ｃｍ，２０～４０ｃｍ，４０～６０ｃｍ，６０～８０ｃｍ，８０～１００ ｃｍ六个层次取样，样品在实验室内风干后，用研钵研细，过１００目尼龙筛，装入玻璃瓶中备用 ．样品的测定：全氮用硫酸消解，半微量开氏法测定；有效氮用０．ＳＮ硫酸浸提，蒸馏法测定； 全磷用高氯酸一硫酸消解，铝兰比色法测定；有机质用重铬酸钾容量法测定；汞用硫酸一高锰酸钾 消解，测汞仪测定；砷用硝酸一硫酸消解，二乙基二硫代氨基甲酸银比色法测定；铬用硝酸一硫酸 消解，原子吸收分光光度法测定．３结果与分析汉王土壤中各元素的背景值如表１所示．水利部基 金资助项目，中美合作重大课题．参加工作的还有李玉前、胡素芬、马秀英作者简介：姜翠玲女讲 师环保专业从事环境化学和环境生物学研究表１汉王土壤中的元素背景值ａ．有机质：在土壤中含 量的垂向分布如图１所示，０～５ｃｍ的表层土背景值高，达１．０８土０．６４％．随深度增加 ，其值迅速降低，但在８０ｃｍ以下，有机质的含量又趋于上升．因为有机质主要来源于地上部分 作物残校落叶的分解，以及人工施入的各种有机肥料，其在土壤中是从上向下迁移的，有机质是土 壤肥力的基础，与土壤中Ｎ，Ｐ的含量有直接的关系．８０ｃｍ以下，土壤粘滞程度加重，有机质 向下移动的速度减慢，造成其在一定厚度上层中的积累现象．图１有机质的土壤背景值ｂ．全氮： 从全氮的垂向分布图上看（图２），与有机质含量的变化趋势相近，表层土中含量高，其值为０． ０８５土０．０４２％，处于我国平均耕作土壤表层中全氮含量的下限．６０ｃｍ以后，由于土质 粘重，其含量又开始上升．土壤中的氮素有９５％以上是以有机态氮的形式存在的，因此，全氮的 土壤背景含量与有机质的含量呈正相关．ｃ．有效氮：分布趋向与全氮相似，表层土中含量可达４ ．２６土１．２７ｍｇ／１００ｇ土，随深度增加，含量降低．土壤中的有效氮是全氮的一部分， 包括无机态氮、水溶性有机态氮和水解性有机态氮，据严健汉等人介绍［‘］，土壤中有效氮含量 若低于５０ｍｇ／ｋｇ，属低供应水平．图２全氮的土壤背景值ｄ．全磷：与有机质的相似（图３ ），０～５ｃｍ的表层土中有较高含量，为０．０３８士０．０１９％；８０ｃｍ以下，其含量趋 于上升．全磷在土壤中的含量如果低于０．０８％，磷素供应不足．汉王试验区土壤磷素严重短缺 ．ｅ．砷：随深度增加，其含量变化规律如图４所示．表层土中，含量较低，为８．６０土１．９ ２ｍｇ／ｋｇ土，砷元素能向土壤深层迁移；在６０～８０ｃｍ土层中，砷含量出现高峰值．这是 由于重金属元素的迁移转化与土壤的ＰＨ条件有关．汉王试验区土壤属碱性，砷元素在碱性环境中 能形成易溶性化合物，从表土层向下移动，６０～８０ｃｍ处，由于土壤粘滞重，造成砷元素在此 深度土壤中的积累．图３全磷的土壤背景值图４砷的土壤背景伤ｆ．汞：从表土到６０ｃｍ深度的 土层中，含量较高；６０ｃｍ以后含量下降，其在土壤中的垂向分布如图５所示．汞元素在酸性条 件下易于迁移，在碱性土壤中，能形成难溶性化合物而被土壤所吸附．因此，汞的迁移能力很弱， 主要积累在６０ｃｍ以上的土层中．ｇ．铬：如图６所示，随土壤深度增加，其含量呈递增的分布 趋势．在碱性土壤中，铬元素主要以六价态化合物的形式（ＣｒＯＴ，Ｃｒ。Ｏ广）存在，所以， 不易被土壤吸附，迁移能力较强．曾有人报导Ｃｒ’“可向土壤深层渗透，以致污染地下水［’］ ．图５汞的土壤背景值图６铬的土壤背景值４结论ａ．粘土是徐州地区的一种主要土质类型，其Ｐ Ｈ值在７．５～７．８之间（见表２），属碱性土壤，有利于砷、铬这两种重金属元素的迁移，尤 其是Ｃｒ’”，在土壤中迁移能力强，在地下水埋深较浅的地区，Ｃｒ‘”的污染问题应受到特别 的关注．汞元素在碱性土壤中易被吸附，主要积累在６０ｃｍ以上的土层中．表２汉王土壤的ＰＨ 值ｂ．从有机质、全氮、有效氮、全磷的含量水平来看，徐州地区粘土属贫瘠土壤，全氮、有效氮 、全磷的含量都处于我国平均土壤氮、磷元素含量的下限水平．因此，增加氮肥、磷肥的使用是徐 州地区提高产量的一个首要措施．由于肥力很低，氮、磷的肥效可能很高．ｃ．由于粘土在６０～ ８０ｃｍ以下非常粘重，很多元素如土壤营养元素和某些重金属元素容易在淀积层中积累，这种效 应能延缓元素对地下水的污染．参考文献｜｜１严健汉、詹重慈．环境土壤学．武汉：华中师范大 学出版社，１９８５．７５～９２２夏增禄．土壤环境容量及其应用．北京：气象出版社，１９８ ８．１０２～１１７汉王实验基地土壤要素背景值及垂向分布规律@姜翠玲，夏自强，刘凌，王磊 ，郑文兰，万正成$河海大学水资源水文系，徐州水文水资源勘测处１严健汉、詹重慈．环境土壤 学．武汉：华中师范大学出版社，１９８５．７５～９２２夏增禄．土壤环境容量及其应用．北京 ：气象出版社，１９８８．１０２～１１７水利部基金中美合作重大课题埋深较浅的地区，Ｃｒ‘ ”的污染问题应受到特别的关注．汞元素在碱性土壤中易被吸附，主要积累在６０ｃｍ以上的土层 中．表２汉王土壤的ＰＨ值ｂ．从有机质、全氮、有效氮、全磷的含量水平来看，徐州地区粘土属 贫瘠土壤，全氮、有效氮、全磷的含量都处于我国平均土壤氮、磷元素含量的下限水平．因此，增 加氮肥、磷肥的使用是徐州地区提高产量的一个首要措施．由于肥力很低，氮、磷的肥效可能很高 ．ｃ．由于粘土在６０～８０ｃｍ以下非常粘重，很多元素如土壤营养元素和某些重金属元素容易 在淀积层中积累，这种效应能延缓元素对地下水的污染．参考文献｜｜１严健汉、詹重慈．环境土 壤学．武汉：华中师范大学出版社，１９８５．７５～９２２夏增禄．土壤环境容量及其应用．北 京：气象出版社，１９８８．１０２～１１７汉王实验基地土壤要素背景值及垂向分布规律@姜翠 玲，夏自强，刘凌，王磊，郑文兰，万正成$河海大学水资源水文系，徐州水文水资源勘测处１严健汉、詹重慈．环境土壤学．武汉：华中师范大学出版社，１９８５．７５～９２２夏增禄．土壤环境容量及其应用．北京：气象出版社，１９８８．１０２～１１７水利部基金中美合作重大课题
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