谷车沟项目区农地土壤铜锌空间分布分析

朱小敏等

摘 要： 采集左权县谷车沟项目区玉米、谷子、向日葵等5种农地14处0～10、10～40、40～60 cm 3个土层的土壤剖面样品，同时结合GPS对样点精确定位，用TAS-990原子吸收分光光度计测定土样中铜、锌的含量，运用数理统计和地统计分别对其进行垂直与水平分布规律分析。结果表明：研究区土壤中铜、锌含量的变化范围分别为0.002～0.270 mg/kg和0.015～0.185 mg/kg，远低于山西土壤中铜、锌含量的背景值；研究区内不同典型农业用地土壤中铜、锌含量在垂直分布上无一致的变化趋势，上层0～10 cm土壤中铜、锌的含量基本服从对数正态分布，且受农业活动影响较大。

关键词： 农业用地；铜；锌；空间分布

中图分类号： S153.6+1（225） 文献标识号：A 文章编号： 1001 - 4942（2014）08 - 0075 - 04

Spatial Analysis of Cu and Zn Distribution in Farmland Soil of Guchegou Project Area

Zhu Xiaomin1， Zhao Yuezhong2，Yao Yantao1*

（1.Forestry College of Shanxi Agricultural University， Taigu 030801， China；

2.College of Water Resource and Architectural Engineering， Northwest Agricultural and Forestry University， Yangling 712100， China）

Abstract Based on the investigated and measured data of 14 sample plots in 5 typical agricultural lands in Guchegou project area of Zuoquan County， the contents of Cu and Zn in soil at different depths of 0～10， 10～40 and 40～60 cm were determined with TAS-990 atomic absorption spectrophotometer， and their space distribution were analyzed by mathematical statistics and geostatistical methods based on GIS. The results showed that the ranges of Cu and Zn contents in project area were 0.002～0.270 mg/kg and 0.015～0.185 mg/kg respectively， which were very lower than those of the background values of Shanxi Province. The clear vertical distribution trends of Cu and Zn contents in different farmland soil in project area were not observed. The Cu and Zn contents in 0～10-cm soil in study area showed a log-normal distribution and affected largely by agricultural activities.

Key words Farmland；Cu；Zn；Spatial distribution

铜和锌是植物必需的营养元素，对植物的生理代谢起重要作用。土壤中铜和锌的缺乏或过剩都会导致作物生长发育受阻甚至遗传特性发生突变[1]。山西省土壤中铜、锌两种必需元素的背景值分别为22.9 mg/kg和63.5 mg/kg[2]，其中铜元素背景值接近中国土壤中铜元素的平均值22.0 mg/kg，锌元素背景值较中国土壤中锌元素的平均值100 mg/kg略低[3]。随着氮磷钾化肥施用量的增加，有机肥施用量日益减少，缺铜、锌的土壤和作物越来越多，成为提高农作物产量的限制因素[4]，而且农田土壤中铜和锌含量控制不当将会直接威胁农业生产和耕地资源的可持续利用。

本试验以山西省左权县谷车沟有机生态农民专业合作社的项目区作为研究对象，运用数理统计和地统计方法比较研究区内农业用地中不同剖面土壤铜和锌含量的空间差异，旨在为该区合理施肥和耕作管理提供一定的基础背景资料。

1 材料与方法

1.1 研究区与样本采集

3 结论与讨论

本试验测定结果表明：研究区土壤中铜、锌含量的变化范围分别为0.002～0.270 mg/kg和0.015～0.185 mg/kg，远低于中国土壤铜、锌含量的平均值以及山西省土壤铜、锌含量背景值。其中0～40 cm土壤中铜的含量为强变异，40～60 cm土层铜含量及0～60 cm土层锌含量属中等变异。

根据5种农业用地不同土层剖面测定数据对比，土壤中铜、锌含量的垂直方向分布特征规律性不一致，可能存在以下三方面原因：一是不同作物根系的分布层不同；二是不同作物对这两种必需营养元素的需求量不同；三是因自然和人为因素（耕作措施）的影响导致土壤表层理化性质分布差异较大。

通过数理统计和地统计分析，上层土壤中铜、锌含量在水平方向上基本呈现由北向南依次降低的趋势；铜的含量在水平方向上基本服从对数正态分布，锌的含量则较接近对数正态分布。可能受农业生产如施肥、中耕等作用及作物生长对营养元素的摄取等因素影响，不同农地中上层土壤铜、锌含量均高于待开发梯田。

参 考 文 献：

[1] 李莲芳，曾希柏，白玲玉.不同农业利用方式下土壤铜和锌的累积[J].生态学报，2008，28（9）：4372-4380.

[2] 史崇文，赵玲芝，郭新波，等.山西土壤元素背景值的分布规律及影响因素[J].农业环境保护，1996，15（1）：24-28.

[3] 吴礼树.土壤肥料学[M].北京：中国农业出版社，2004.

[4] 韩晓日，邹德乙，郭鹏程.长期施肥对土壤中锌的形态转化及其有效性影响[J].沈阳农业大学学报，1992，23（专辑）：56-61.

[5] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

[6] 汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].第2版.北京：科学出版社，2012.

[7] 吴文勇，尹世洋，刘洪禄，等.污灌区土壤重金属空间结构与分布特征[J].农业工程学报，2013，29（4）：165-173.

[8] 陈圆圆， 孙小静，王军.上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究[J].环境化学，2010，29（2）：215-219.

[9] 魏丹， 迟凤琴， 史文娇， 等. 黑龙江南部黑土区土壤重金属空间分异规律研究[J]. 农业系统科学与综合研究， 2007， 23（1）： 65-68.