辽宁省昌图县花生种植区土壤地球化学特征及环境质量评价

宋悦萌 王丹丹

[摘要]在对昌图县花生种植区的土壤物理化学特征、营养元素及重金属元素含量进行了分析，进而对土壤环境质量进行了综合评价。分析表明，该种植区土壤环境质量优，比较适合花生耐贫瘠的特性，能够满足花生的正常生长，适合发展绿色花生种植条件。建议在昌图县进行土壤环境质量地球化学分类，扩大适合花生种植的区域，为昌图县花生产业的发展奠定基础。

[关键词]土壤元素；地球化学特征；环境质量评价

[中图分类号]P596；S153 [文献标识码]A

辽宁省昌图县是全国著名的农业大县，全国最大的粮食生产基地、是东北最大的花生集散地。2017年，该县花生种植面积达到2.73万hm2，年产量约1.02亿kg，取得了历史性突破。但该地区存在着土壤元素地球化学特征不明和环境质量不清等问题，严重影响了花生种植规模、花生品质及其制品的食用安全性。因此，本文对昌图县花生种植区土壤物理特征、化学性质、营养元素、重金属元素进行了分析，对花生种植区环境质量进行了研究评价，这将有助于花生生产基地合理规划布局、耕地环境保护及土地可持续利用。

1 研究区概况

昌图县位于东经123°32′～124°26′北纬42°23′～43°29′之间，辽吉蒙三省区交界处，东、南与铁岭市西丰县、开原市毗邻，西与沈阳市法库县、康平县和内蒙古科尔沁左翼后旗隔辽河相望，北与吉林省四平市、梨树县、双辽市接壤。昌图县属辽北低丘平原，东部低山丘陵，地势较高，中部为残丘平原，西部是冲积平原，西北为风沙区。该县属中温带亚湿润季风大陆性气候，日照充足，四季分明，雨热同季，是典型的北方平原旱作农业地区。全年日照时数2775.5h，作物生长期有效日照时数1749.2h，年平均降雨607.5mm，年平均气温7.0℃，无霜期147.8d。该县花生种植区主要分布在傅家、四合、古榆树、三江口、长发、后窑等乡镇。

2 样品的采集和评价方法

2.1 样品的采集与分析

在辽河流域1/25万多目标区域地球化学调查基础上，共收集到8件土壤样品、土壤容重样品。样品共分析了As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Ni七种重金属元素，N、P、K、Ca、Mg、S、Zn、B、Mo九种营养元素，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O七种氧化物。土壤中As采用XGY-1011A型原子荧光光度计测定，Cd采用PE-1100B型原子吸收分光光度计测定，Hg采用AFS-230E型双道原子荧光光度计测定，Cr、Cu、Pb、Ni采用电感耦合等离子原子发射光谱仪测定。土壤中各种氧化物采用ICP-MS测定。

2.2 土壤重金属地球化学评价标准

土壤环境质量评价方法采用了单因子指数质量模型和尼梅罗综合污染指数等方法。评价标准主要参照《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）和《绿色食品产地环境质量状况评价纲要》（试行）（1994年）的规定，污染等级划分标准如表1所示。

3 结果与分析

3.1 土壤物理特征

研究表明，砂土和壤土最适合花生的生长，而且有利于提高花生O/L比率和含糖量。昌图县花生种植区土壤类型主要为风沙土和潮土，土壤容重为1.47g/cm3，土壤孔隙度为44.60%，田间持水量为10.80%，土壤中1～0.05mm颗粒含量超过了80%。根据我国土壤质地分级标准，昌图县花生种植区土壤质地以砂土为主，其中伴有少量的砂壤土分布，土壤质地类型比较适合种植花生。

但由于该县花生种植区土壤容重较小，孔隙度大小中等，持水量较低。在春季降雨量少，严重影响花生的出苗率和花生苗期的生长，应该注意保持土壤水分，提高土壤的熵值。

3.2 土壤的化学组成特征

土壤SiO2/Al2O3比值反映了土壤中的颗粒组成，该比值越大，说明粘土矿物含量越低。昌图县花生种植区土壤SiO2含量較高，Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、Na2O含量相对较低，K2O没有明显差别，CaO/MgO比值和SiO2/Al2O3比值较大（表2），说明昌图县花生种植区土壤淋溶性较弱，粘土矿物含量低，粘重小。

3.3 营养元素地球化学特征

昌图县种植区土壤营养元素含量除K素外，其它各营养元素均低于辽宁省平均水平（表3），表明该县花生种植区的土壤养分比较贫瘠，这与大部分土壤质地为砂土或砂质壤土相一致。因此，相对于玉米和大豆等大宗农作物对土壤养分需求而言，比较适合种植花生。

3.4 重金属元素地球化学特征

昌图县花生种植区土壤中重金属元素含量分别为As4.67mg/kg、Cd0.08mg/kg、Cr24.44mg/kg、Cu9.76mg/kg、Hg0.02mg/kg、Ni11.41mg/kg、Pb18.43mg/kg，含量较低。

3.5 土壤环境质量综合评价

采取单因子评价和综合评价相结合的方式来评价花生种植区域土壤的环境质量。昌图县花生种植区土壤中重金属元素单因子评价指数分别为PAs=0.16、PCd=0.26、PCr=0.08、PCu=0.10、PHg=0.05、PNi=0.23、PPb=0.06，土壤综合污染指数为0.20。重金属元素单因子评价指数小于1，说明该种植区土壤比较清洁，不存在重金属超标现象。土壤综合污染指数在0.2之下，说明该区没有受到重金属元素的污染，为Ⅰ级标准，土壤相当清洁，符合发展绿色花生产业。

4 结论与建议

从检测数据分析，昌图县花生种植区土壤中营养元素含量中等、孔隙度介于45%～48%、持水量介于14%～16%、SiO2/Al2O3比值介于7～10，富含Si元素和K元素，N、P相对缺乏，微量元素含量低，比较适合花生耐贫瘠的特性，具有适合花生生长的土壤地球化学特征，能够满足花生的正常生长。土壤中重金属含量低，符合《土壤环境质量》规定的一级标准，土壤环境质量优质，符合发展绿色花生种植条件。建议对整个昌图县花生种植区进行土壤环境质量地球化学分类，扩大适合花生种植的区域，为昌图县乃至辽河流域花生产业的发展奠定基础。

[参考文献]

[1] 于成广，杨晓波，凌爽，等.辽河流域花生产区土壤地球化学特征分析与评价[J].地质调查与研究，2009，32（03）：187-193.

[2] 侯昊晨.绿色食品产业规划环境影响评价[D].大连：辽宁师范大学，2014.

[3] 黄昌勇.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2000，75-77.

[4] 刘莎.辽西北草地群落分布与土壤因子的关系[D].沈阳：沈阳农业大学，2016.

[5] 高杨.昌图县中低产田改良措施[J].现代农业，2015（07）：27-28.

[6] 寇美玲.辽河干流不同区段河岸带土壤养分与植物特性研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2017.