麻溪镇马家村土壤养分及重金属含量测定

摘要  以麻溪镇马家村不同地区的土壤为研究对象，分别测定土壤pH、有机质、土壤养分指标以及重金属含量。结果表明，麻溪镇马家村的综合土壤肥力状况良好。以毛岗头土壤供氮能力最强，唐家土壤供钾能力最强，梁家供磷能力最强，毛坪土壤养分相对较弱。若要综合开发利用麻溪镇马家村的土壤价值，应当协调该区域土壤中各元素平衡，并进行合理规划布局与管理。

关键词  土壤综合整治；土壤养分；有机质；重金属含量；麻溪镇马家村

中图分类号  X 833文献标识码  A文章编号  0517-6611（2022）22-0045-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.22.012

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Content Determination of Soil Nutrient and Heavy Metal in Majia Village， Maxi Town

SHI Yu-he  WANG Zhi    3， ZHU Xiang-mei1 et al

（1.Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208;2.Key Research Office of Germplasm Resources and Standardized Planting of Hunan-produced Bulk Authentic Medicinal Materials， Hunan Administration of Traditional Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208;3.Hunan Provincial Key Laboratory of Traditional Chinese Medicine Modernization Research， Changsha， Hunan 410208）

Abstract  Taking soils in different areas of Majia Village， Maxi Town as the research object， soil pH， organic matter， soil nutrient indexes and heavy metal contents were measured respectively.The results showed that the comprehensive soil fertility of Majia Village in Maxi Town was good. The soil of Maogangtou had the strongest nitrogen supply capacity， the soil of Tangjia had the strongest potassium supply capacity， and the soil of Liangjia had the strongest phosphorus supply capacity. The soil of Maoping were weak in soil nutrients relatively. In order to develop and utilize the soil value comprehensively in Majia Village， Maxi Town， it was necessary to coordinate the balance of various elements in the soil of the area， and carry out reasonable planning， layout and management.

Key words  Comprehensive soil remediation;Soil nutrients;Organic matter;Heavy metal content;Majia Village， Maxi Town

土壤作为农业生产的主要载体，为动植物吸收养分、合成有机物质提供了场所，同时也为人类提供了赖以生存的必需品。土壤资源的利用以及土壤质量的好坏程度决定了农业生产力的高低。充分合理利用和保护土壤资源的核心途径需要提高土壤肥力来实现［1］。土壤肥力质量评价指标包含全氮、全磷、全钾、水解氮、有效磷、速效钾、微量营养元素等在内的养分指标，该指标能够根据土壤自身的情况结合作物需肥规律，科学地解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾，实现作物间养分平衡供应，从而达到降低生产成本、提高作物产量、改善产品品质的目的［2］。同时，土壤安全可以判断作物能不能在该土地上种植、有没有必要在这里种植的问题，是粮食安全、生态环境安全、水质安全以及人类健康发展的基本保障。

为了贯彻落实《乡村振兴战略规划》的要求，省政府办公厅驻村工作队以沅陵市麻溪镇马家村为试验点进行全域土地综合整治，目的是提高土地利用效率、优化乡村空间布局、保障土地资源持续利用发展［3］，从而逐步缩减城乡差异、激活乡村发展动力、改善人居与自然环境，最终实现全面乡村振兴［4］。沅陵市麻溪镇马家村于2013年被列为国家级贫困村，2016年实现整体脱贫。该村落地广人稀，长期以来以一二产业为主，有一定的种植业、畜牧养殖业的基础。然而，全村有85%以上具有劳动力的村民大部分在外务工或是从商，留下的多数为年长者，导致经济、交通、通信等各方面都有一定的滞留。因此，省政府办公厅驻村工作队决定请专家组开展了该区域土壤养分及重金属积累的调查研究，激活并合理利用该地域的“生态经济”，让外地打工人愿意回家、主动回家，既带动了全村经济的发展，又照顾到了身边人。

此次试验对马家村中的毛坪、毛岗头、唐家、梁家4个不同地区采取土壤样本，分别进行水分、有机质、土壤养分、6种重金属含量的测定，评价马家村土壤质量的优劣和土壤重金属的分布规律，以期根据土壤的丰缺和污染程度对相应作物的合理布局和科学施肥提供指导意见。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

麻溪铺镇坐落于湖南省怀化市沅陵县西南部，位于109°28′44.58″～110°25′3.52″E、26°18′49.55″～28°22′4.32″N。该区域呈现“Ⅱ”状，即南北宽、中间窄、东高西低，呈现丘陵山岗地貌，稻田平底居多，平均海拔450 m，最高峰为红山界。气候温和湿润，夏无酷暑，冬无严寒。年平均气温15.0 ℃，最高气温39.8 ℃，最低气温-3.5 ℃，年降水量1 440 mm，年日照时数为677～1 067 h，具有显著的中亚热带季风气候特征。总面积为96 km 森林覆盖面积为28.59 km 耕地面积为6.67 km2。

位于麻溪铺镇的马家村，总面积约占麻溪铺镇的10%，现有2.5 km2的耕地面积，但存在许多抛荒田地的现象。马家村地理条件优越，距离县城为22 km的距离，交通便利。该村落药用植物资源丰富，小溪水石空隙中、山沟流水砾石间常生长着极具香味的石菖蒲，荒废田地里生长着茎高0.6～1.2 m的薄荷。同时马家村具有一定的种植业、畜牧养殖业的经验，如驻村企业沅陵“凤娇”碣滩茶有限公司是一家将种植、开发、加工、销售一体化的3A级企业，该企业为马家村的经济发展提供了参考模式和基础保障。

1.2 材料

1.2.1 土壤样品采集。

土壤对象分别为马家村毛坪、毛岗头、唐家、梁家。采样时间为2021年6月份。采样方法：土壤样品均采用随机五点法，对 0～20 cm 耕层土壤进行采样，然后各自取出1 kg混匀后，做好标记，运回实验室。土样经自然风干去掉杂质后，以四分法取样20 g，进一步研磨后分别过1.00、0.25、0.10 mm 尼龙筛，储存于广口瓶中，并按照样品顺序依次排列编码为1～4号以备用。所有样品均送至湖南省农业科学院农化检测中心进行检测。

1.2.2 主要仪器。

S220-K型pH计、TS-8200土壤有机质分析仪、8400凯氏定氮仪、723N可见分光光度计、M410火焰光度计、ZA3700原子吸收分光光度计、AFS-9730双道原子荧光光度计、PROD48石墨消化炉、ZQLY-300N恒温振荡器、ME204E电子天平、MFLC-24/12D马弗炉、DS20消解器。

1.2.3 试剂。

重铬酸钾、乙酸铵、溴甲酚绿、碳酸氢钠、碳酸钠、去CO 2水、氢氧化钠、氢氟酸、硫酸、硼酸、盐酸、硝酸、无水乙醇、硼氢化钾、钼酸铵、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸钾、硫脲、邻菲罗啉、抗坏血酸、酒石酸锑钾、甲基红、高氯酸、氟化铵、二硝基酚、硼氢化钾。所用试剂为优级纯或分析纯，均符合测定标准。

1.3 方法

1.3.1 土壤样品测定项目与方法。

分析方法参照《中华人民共和国国家标准》《中华人民共和国农业行业标准》《中华人民共和国林业行业标准》进行土壤样品分析化验。pH 采用pH计电位法（NY/T 1121.2—2006）测定；有机质采用油浴加热重铬酸钾-硫酸氧化容量法（NY/T 1121.6—2006）测定；碱解氮采用酸碱滴定法测定，全氮采用凯氏蒸馏法（LY/T 1228—2015）测定；有效磷采用氟化铵-盐酸提取-钼锑抗比色法（NY/T 11217—2014）测定；速效钾采用中性乙酸铵浸提-火焰光度计法（NY/T 889—2014）测定；全磷采用氢氧化钠-钼锑-分光光度法（NY/T 88—1988）测定；全钾采用氢氟酸消解-火焰光度计法（NY/T 87—1988）测定。重金属总汞、总砷及微量元素全硒均采用原子荧光光度计法（GB/T 22105.1—2008、GB/T 22105.2—2008、NY/T 1104—2006）测定；总镉、总铅、总铬、全铜采用原子吸收分光光度计（GB/T 17141—1997、HJ 766—2015）测定。

1.3.2 土壤评价标准。

依据土壤酸碱度等级划分标准对土壤pH进行分级：pH<4.5，酸性极强；4.5≤pH≤5.5，强酸性；5.5<pH≤6.5，酸性；6.5<pH≤7.5，中性；7.5<pH≤8.5，碱性；8.5<pH≤9.5，强碱性；pH>9.5，碱性极强。依据全国第二次土壤污染普查分级标准对土壤 pH 和养分进行分级（表 1）。对重金属的风险评价采用国家土壤环境质量标准二级标准GB 15618—1995（表2）。根据《中华人民共和国地方病与环境图集》将土壤硒含量≤0.2 mg/kg作为低硒区，>0.2～<0.4 mg/kg 作为中等硒区，0.4～3.0 mg/kg作为富硒区，>3.0 mg/kg则视为硒中毒区。

1.4 数据统计分析

此次试验结果为 3 次重复的平均值，采用 Excel 和 SPSS 进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH

土壤pH与土壤中的微生物活动、氮钾磷等营养元素的释放、土壤保持养分的能力、微量元素的有效性等方面都息息相关，它是土壤众多化学性质的综合反映［5］。从表3可以看出，4个地区土壤 pH在6.00～8.24，平均值为 7.65，平均水平为 2级。毛坪、毛岗头和梁家地区土壤均偏弱碱性，唐家地区土壤偏酸性。

2.2 土壤有机质

土壤有机质是土壤肥力的最重要指标，其重要性在于提供植物体所需的养分、改善土壤的吸附能力、络合能力、缓冲及离子交换性能等［6］。从表1和表3可以看出，按照分级标准，毛坪、唐家和梁家土壤有机质含量为4级标准，属中等偏低水平，毛岗头土壤有机质含量丰富，为46.9 g/kg，超过1级土壤水平标准（40 g/kg）。结果表明，毛岗头较毛坪、唐家和梁家土壤相比，有机质含量丰富，有利于发展种植产业。