遵义市某蔬菜基地土壤质量评价
2024-05-16罗昌丽杨艳李明婧张念郑雪娅程俊伟杨胜香
摘要:为保障遵义市某蔬菜基地生产出健康、营养的蔬菜,对其土壤进行了检测分析,结果表明:①土壤中有机质含量均值为39.65 g ·kg-1,全氮含量均值为2.39 g ·kg-1,处于较高水平;土壤全磷处中等水平,土壤全钾处中等偏下水平。②土壤重金属 As、 Pb、Cu、Zn 含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)的土壤污染风险筛选值,Cd 略微超出风险筛选值,为轻污染,土壤综合污染指数为警戒水平。分析结果表明该地块作为蔬菜基地具有潜在的风险,应采取一定的措施,对土壤进行改良。此外,也要监测种植蔬菜食用部分的 Cd 含量,确保蔬菜品质达到国家食品卫生安全标准。
关键词:土壤;蔬菜;肥力;重金属;评价
中图分类号:X825;S158"" 文献标识码:A"" 文章编号:1009-3583(2024)-0089-04
Soil Quality Assessment of a Vegetable Field in Zunyi
LUO Chang-li, YANG Yan, LI Ming-jing, ZHANG Nian, ZHENG Xue-ya, CHENG Jun-wei,YANG Sheng-xiang*
( School of Resources and Environment, Zunyi Normal University, Zunyi 563006, China)
Abstract: In order to produce health and vegetables, an survey on soil sampling was conducted in a vegetable field in Zunyi. The results showed as follows:① The average content of organic matter was 39.65 g ·kg -1, and the average content of total nitrogen was 2.39 g ·kg -1, which was at a relatively high level. Soil total phosphorus at the moderate level, and soil total potassium at the moderate lower level.② The contents of heavy metals As, Pb, Cu and Zn in soil were all lower than the screening values of soil pollution risk control standard for the Soil Environmental Quality Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land (GB 15618-2018) , while Cd slightly exceeded the screening values for light pollution, and the soil comprehensive pollution index is the warning level. The results show that the vegetable base has potential risks, some measures should be taken to improve the soil. In addition, the level of Cd in the edible parts of vegetables should be monitored to ensure that the quality of vegetables meets the national food safety standards.
keyword: soil; vegetable; fertility; heavy metal; assessment
随着城乡生活水平的提高,人们对蔬菜产品的要求和关注度也在提高。近年来,国家加强对“米袋子”“菜篮子”的管理工作,把注意力从产量转到品质上,高品质的无公害蔬菜逐渐成为热点话题。
遵义市作为贵州省蔬菜种植面积最大的地区,约占全省蔬菜种植面积的1/4[1] 。遵义市是山地蔬菜种植的主要生产基地,蔬菜除供应周边的城市外,还远送到重庆、广州和上海等发达城市。随着周边及发达地区对蔬菜的需求量增加,贵州省逐渐成为这些城市重要的“后菜园”和“菜篮子基地”[2]。高品质蔬菜对土壤质量有严格的要求,只有健康的土壤才能生产出健康的蔬菜。
1材料与方法
1.1研究区概况
蔬菜基地位于贵州省遵义市(东经106°17′22″~107°25′25″,北纬27°13′15″~28°04′09″),海拔介于813.5~1086.3米之间,属中亚热带季风性湿润气候区,年平均气温15.3℃ , 无霜期291天,降雨量1035毫米,年均日照时数1146.9小时,冬无寒,夏无暑。蔬菜基地总面积约10.5亩,有7个地块,其位置图见图1。
1.2样品采集与处理
2022年11月,对该蔬菜基地进行了现场调查和土样采集。采样方法为梅花布点法、S 形路线法,共采集33个样品,采集深度0~20 cm,采集量500 g,样品采集后立即装入洁净的聚乙烯封口袋,运回实验室。在实验室中将采集土样去除碎石和蔬菜残体,风干,磨碎,装袋备测。
1.3样品分析测试
样品测定指标包括:土壤 pH 值、电导率、有机质、全氮、全磷、有效磷、全钾,重金属镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)元素。土壤 pH 和 EC 采用国标法,全氮采用石墨消解仪-凯氏定氮法[3];有机质采用高温外热重铬酸钾容量法测定,全磷用钼锑抗法,有效磷用NaHCO3浸提钼锑抗法测定,主要参考鲍士旦《土壤农化分析》;重金属总量用混合酸消解法[4]。消解液的重金属元素含量采用 iCAP6300型(ICP - AES)测定。
1.4土壤质量评价方法
1.4.1土壤肥力综合评价
土壤肥力综合评价采用全国第二次土壤普查的养分含量分级标准(GB 15618-1995)(以下简称分级标准)(表1)。
1.4.2土壤重金属风险评价
采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,对土壤重金属风险进行评价。参考值为《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)(以下简称管控标准)中农用地土壤污染风险筛选值(以下简称筛选值),其污染等级划分标准详见表2。
单因子污染指数法:pi=,式中:Pi -重金属单因子污染指数;Ci -重金属的实测值;Si -重金属 i 的评价标准。内梅罗综合污染指数法: P 综= ,式中 P 综-重金属综合污染指数;单因子污染指数平均值;Pmax -单因子污染指数中最大值。
1.5数据分析
数据采用Excel 2003和SPSS 17.0进行统计分析。
2结果与分析
2.1蔬菜基地土壤营养元素含量与质量评价
蔬菜基地土壤营养元素含量见表3。整体来看,
蔬菜基地土壤有机质和全氮含量较高,土壤有机质均值为39.65g ·kg-1,VI 号地、V 号地养分等级分别为三级、二级外,其他均为一级。全氮均值为2.39 g · kg-1,养分等级除 VI 号地为二级外,其他均为一级。全磷、有效磷和全钾含量整体很低,养分等级处于四~六级。
2.2蔬菜基地土壤重金属含量与质量评价
蔬菜基地土壤重金属含量见表4,土壤pH 值呈酸性到弱碱性,均值为7.45;电导率均值为214.69 us ·cm-1,适合多数蔬菜生长。七地块土壤中5种重金属元素 Cd、As、Pb、Cu、Zn 含量分别为0.302~0.385 mg ·kg-1、5.93~12.95 mg ·kg-1、22.26~30.43 mg ·kg-1、12.88~17.01 mg ·kg-1、41.91~52.62 mg ·kg-1,均远低于贵州省土壤背景值[5]。依据管控标准中筛选值来看,Cd 含量略超过筛选值(0.3 mg ·kg-1),存在潜在生态风险。其余金属元素含量均符合蔬菜种植地土壤健康标准。
以管控标准中的筛选值为标准,其污染指数和污染等级见表5。5种重金属的污染指数分别PCd 1.02~1 .28、PAs 0.20~0.43、PPb 0.19~0.25、 PCu 0.13~0.17、PZn 0.17~0.21。从污染等级上看, As、Pb、Cu、Zn 四种元素的污染程度均为清洁水平,适合蔬菜种植,但 Cd 元素污染程度为轻污染。从综合污染指数来看,土壤的 P综均在0.7~1之间,污染等级均为警戒级水平(尚清洁),表明该地块存在污染风险的可能性。这说明该地块种植蔬菜存在一定的风险,一定要进行土壤改良和治理,同时,对种植的蔬菜食用部分重金属Cd 含量进行监测,以防重金属 Cd 通过食物链对人体健康带来危害。
3讨论
蔬菜是人们日常饮食中不可缺少的食品,高品质蔬菜在农业生产中占据十分重要的地位[6]。健康蔬菜的生长需要充足的营养元素,土壤中的氮、磷、钾等元素是蔬菜栽培的必备元素,有利于蔬菜品质的提高[7,8]。然而,土壤重金属元素含量超标会通过食物链进入人体,在器官上聚集,给人体健康带来潜在危害[9]。
土壤有机质是土壤肥力的基础,是衡量土壤肥力的重要指标之一。土壤有机质可以增强植物呼吸,促进植物的生长发育[10]。本研究发现,遵义市蔬菜基地中土壤有机质和全氮含量均很高,从评价等级上看,达到一、二级水平,完全满足蔬菜生长、储存营养的需要。这与黄绍文等[11]对西南地区露地蔬菜对有机肥养分的需求研究一致。贵州省土壤磷元素普遍较低,本研究检测的全磷和有效磷的含量偏低,评价等级为三、四级,处于中等偏下水平。农户应提高对磷肥的施用量,避免作物因缺磷而导致产量降低和品质下降。钾元素被视为作物生长的“品质元素”,参与了作物体内几乎所有的生理过程。分析表明该地块土壤的全钾含量极低,营养等级处于中等偏下到极低水平。缺钾会导致作物出现倒伏现象,影响作物生长,制约产量的提高。今后在蔬菜种植,特别是蔬菜收获前及时补充钾肥,满足蔬菜成熟期对钾肥的需要。
农田重金属污染是近年来普遍关注的重点问题,污染事件常有发生。农作物重金属污染引起国内外学者的广泛关注[12]。如2006年的“湖南镉大米事件”[13],蔬菜铅污染问题在一些地方的确存在[14]。本研究对蔬菜基地土壤重金属元素 Cd、As、Pb、Cu、 Zn 进行了检测分析,发现五种重金属元素均低于贵州省土壤背景值。与管控标准中的风险筛选值相比较,As、Pb、Cu、Zn 金属元素含量较低,土壤 Cd 含量略微超过筛选值。从单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染评价来看,As、Pb、Cu、Zn 均没有对土壤造成污染,Cd 对土壤造成轻污染,导致综合污染指数均达到警戒水平。因此,该地块作为蔬菜基地存在潜在的生态风险,必须对土壤进行严格的改良和治理,降低土壤 Cd 含量。
4结论
土壤质量调查与评价是对土壤进行合理利用的重要依据,本研究对遵义市某蔬菜基地土壤肥力和重金属含量进行了检测,主要结论如下:
(1)该蔬菜基地土壤有机质和全氮含量较高;全磷、有效磷、全钾含量较低,在今后农田管理过程中应注重磷肥和钾肥的施用。
(2)该蔬菜基地土壤重金属Cd 含量略高于农田土壤风险筛选值,As、Pb、Cu、Zn 均处于清洁水平, Cd 对土壤造成轻污染,整体来看,蔬菜地内梅罗综合污染指数达到警戒值。因此,该地块作为蔬菜基地存在一定的安全风险,要对土壤进行改良治理,避免重金属通过食物链对人体造成危害。
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(责任编辑:罗东升)