农业土壤性质初探

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1样品的采集、处理与分析

1•1样品的采集和处理

根据5个郊区农业土壤的面积和分布,确定采样点的数量和分布,共采集120个表层(0—20cm)土壤样品。采用多点采样混合法,即在一定面积(3334~6670m2)土壤中采集3~5个点的土壤形成1个土壤混合样。土壤样品用聚乙烯薄膜袋包紧,于实验室自然风干,磨碎,分别过孔径1•00mm(18目)、0•25mm(60目)和0•149mm(100目)筛,贮于聚乙烯薄膜袋中,以备分析用。利用EXCEL软件和SPSS统计软件处理数据。根据分析结果,数据有效的土样共有119个,其中海珠区14个、天河区6个、黄埔区8个、芳村区7个,白云区84个。

1•2土壤理化性质和重金属含量测定

土壤pH值、土壤有机质、土壤阳离子交换量和土壤机械组成的测定方法参见文献[10],土壤Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg的全量和有效态含量的测定方法参见文献[11]。

2结果与分析

2•1土壤的理化性质

2•1•1土壤机械组成

按美国土壤质地分类标准[12]对广州郊区农业土壤进行分类。对土壤样品的统计分析结果表明,广州郊区农业土壤以壤土为主,占样品总数的70.5%。

2•1•2土壤pH值

样品测定结果表明,广州郊区土壤以酸性土为主,土壤pH值平均为5.93。其中pH<3.5的土壤样品数为0,pH3.5~4.5的土壤占6.8%,pH4.5~5.5的土壤占32.2%,pH5.5~6.5的土壤占39•0%,pH6.5~7.5的土壤占16.9%,pH>7.5的土壤仅占5.1%。广州郊区土壤pH值最高的是海珠区,为6.36,其后依次为黄埔区、天河区、白云区和芳村区。

2•1•3土壤有机质

根据对土壤耕层样品的分析,广州郊区土壤有机质含量平均为31•7g•kg-1,海珠区、黄埔区、芳村区、天河区、白云区有机质含量依次为53•7,35•2,29•2,25•4和21•3g•kg-1,各郊区土壤样品有机质含量分级统计结果见表2。其中有机质含量>30g•kg-1的样品占样品总数的47.4%;20~30g•kg-1的占23.7%;10~20g•kg-1的占28.9%，<10g•kg-1的土壤样品数为0。可见多数样品有机质含量>20g•kg-1(占样品总数的71.1%)。总体来看,广州郊区土壤有机质含量属中上水平。这主要是因为广州郊区大多数土壤的成土母质为三角洲沉积物,垦殖前为生长繁茂的生物群落,垦殖后多为水田,土壤较长时间处于还原状态有利于土壤有机质的累积,良好的轮作制度和合理的施肥,也利于提高土壤有机质含量。

2•1•4土壤阳离子交换量

广州郊区耕层土壤阳离子交换量平均为9.96cmol•kg-1。总体上看,广州郊区土壤阳离子交换量不高,各区之间变幅较大。天河区耕层土壤阳离子交换量最低,为6.16cmol•kg-1,白云区、黄埔区、芳村区、海珠区阳离子交换量依次为6•99,9•57,12•36和15•37cmol•kg-1。交换量低于10cmol•kg-1的样品占样品总数的63.2%,多为保肥力弱的土壤。

2•2重金属在不同类型土壤中的分布

8种重金属元素在菜园土、水稻土和赤红壤(“中国土壤发生分类”中没有菜园土,以定量化为特点的“中国土壤系统分类”称菜园土为肥熟人为土,水稻土为水耕人为土,赤红壤为湿润富铁土[13]。为表述方便,本文仍按菜园土、水稻土和赤红壤来表述)中的含量。由表4可知,3种土壤Cu、Zn、Ni、As、Hg全量的大小排序均为菜园土>水稻土>赤红壤,Pb和Cd全量的大小排序为菜园土>赤红壤>水稻土,Cr全量的大小排序为水稻土>赤红壤>菜园土。8种重金属元素在3种土壤中的有效态含量。3种土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As、Hg有效态含量大小顺序是菜园土>水稻土>赤红壤,Cr有效态含量大小顺序为水稻土>菜园土>赤红壤。8种重金属元素中有效态含量占全量比率最高的是Cd,最低的是Hg。上述结果表明,种植蔬菜时间较长的菜园土重金属含量比较高,这和菜园土长期施用污泥、化肥及其他固体废物肥料、喷洒农药以及污水灌溉有很大关系。

2•3土壤重金属与土壤理化性质的关系

2•3•1重金属元素全量与土壤理化性质的关系

土壤重金属元素全量与土壤理化性质的相关系数矩阵。分析结果表明,土壤中Cu与土壤有机质含量呈极显著正相关,Ni和Cd分别与有机质含量呈显著正相关,其他5种元素与有机质含量相关性不显著;土壤pH值和阳离子交换量与8种元素的相关性都不显著;土壤中Cr与粘粒含量呈极显著正相关,Pb、Zn、Ni、Cd和As与粘粒含量呈显著正相关,而Cu和Hg与粘粒含量的相关性不显著。

2•3•2重金属有效态含量与土壤理化性质的关系

土壤重金属元素有效态含量与土壤理化性质的相关系数矩阵。分析结果表明,与有机质含量呈极显著正相关的元素有Cu、Zn、Ni、Cd、As;与pH值呈极显著正相关的只有As;与阳离子交换量呈极显著正相关的元素有As,显著正相关的有Zn;粘粒含量与Cr呈显著正相关,与Cd呈极显著正相关,与As呈极显著负相关;其余元素有效态含量与土壤理化性质间的关系不显著。