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1樣品的采集、處理與分析

1•1樣品的采集和處理

根據5個郊區農業土壤的面積和分布,確定采樣點的數量和分布,共采集120個表層(0—20cm)土壤樣品。采用多點采樣混合法,即在一定面積(3334~6670m2)土壤中采集3~5個點的土壤形成1個土壤混合樣。土壤樣品用聚乙烯薄膜袋包緊,于實驗室自然風干,磨碎,分別過孔徑1•00mm(18目)、0•25mm(60目)和0•149mm(100目)篩,貯于聚乙烯薄膜袋中,以備分析用。利用EXCEL軟件和SPSS統計軟件處理數據。根據分析結果,數據有效的土樣共有119個,其中海珠區14個、天河區6個、黃埔區8個、芳村區7個,白云區84個。

1•2土壤理化性質和重金屬含量測定

土壤pH值、土壤有機質、土壤陽離子交換量和土壤機械組成的測定方法參見文獻[10],土壤Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg的全量和有效態含量的測定方法參見文獻[11]。

2結果與分析

2•1土壤的理化性質

2•1•1土壤機械組成

按美國土壤質地分類標準[12]對廣州郊區農業土壤進行分類。對土壤樣品的統計分析結果表明,廣州郊區農業土壤以壤土為主,占樣品總數的70.5%。

2•1•2土壤pH值

樣品測定結果表明,廣州郊區土壤以酸性土為主,土壤pH值平均為5.93。其中pH<3.5的土壤樣品數為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的土壤僅占5.1%。廣州郊區土壤pH值最高的是海珠區,為6.36,其后依次為黃埔區、天河區、白云區和芳村區。

2•1•3土壤有機質

根據對土壤耕層樣品的分析,廣州郊區土壤有機質含量平均為31•7g•kg-1,海珠區、黃埔區、芳村區、天河區、白云區有機質含量依次為53•7,35•2,29•2,25•4和21•3g•kg-1,各郊區土壤樣品有機質含量分級統計結果見表2。其中有機質含量>30g•kg-1的樣品占樣品總數的47.4%;20~30g•kg-1的占23.7%;10~20g•kg-1的占28.9%，<10g•kg-1的土壤樣品數為0。可見多數樣品有機質含量>20g•kg-1(占樣品總數的71.1%)。總體來看,廣州郊區土壤有機質含量屬中上水平。這主要是因為廣州郊區大多數土壤的成土母質為三角洲沉積物,墾殖前為生長繁茂的生物群落,墾殖后多為水田,土壤較長時間處于還原狀態有利于土壤有機質的累積,良好的輪作制度和合理的施肥,也利于提高土壤有機質含量。

2•1•4土壤陽離子交換量

廣州郊區耕層土壤陽離子交換量平均為9.96cmol•kg-1。總體上看,廣州郊區土壤陽離子交換量不高,各區之間變幅較大。天河區耕層土壤陽離子交換量最低,為6.16cmol•kg-1,白云區、黃埔區、芳村區、海珠區陽離子交換量依次為6•99,9•57,12•36和15•37cmol•kg-1。交換量低于10cmol•kg-1的樣品占樣品總數的63.2%,多為保肥力弱的土壤。

2•2重金屬在不同類型土壤中的分布

8種重金屬元素在菜園土、水稻土和赤紅壤(“中國土壤發生分類”中沒有菜園土,以定量化為特點的“中國土壤系統分類”稱菜園土為肥熟人為土,水稻土為水耕人為土,赤紅壤為濕潤富鐵土[13]。為表述方便,本文仍按菜園土、水稻土和赤紅壤來表述)中的含量。由表4可知,3種土壤Cu、Zn、Ni、As、Hg全量的大小排序均為菜園土>水稻土>赤紅壤,Pb和Cd全量的大小排序為菜園土>赤紅壤>水稻土,Cr全量的大小排序為水稻土>赤紅壤>菜園土。8種重金屬元素在3種土壤中的有效態含量。3種土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As、Hg有效態含量大小順序是菜園土>水稻土>赤紅壤,Cr有效態含量大小順序為水稻土>菜園土>赤紅壤。8種重金屬元素中有效態含量占全量比率最高的是Cd,最低的是Hg。上述結果表明,種植蔬菜時間較長的菜園土重金屬含量比較高,這和菜園土長期施用污泥、化肥及其他固體廢物肥料、噴灑農藥以及污水灌溉有很大關系。

2•3土壤重金屬與土壤理化性質的關系

2•3•1重金屬元素全量與土壤理化性質的關系

土壤重金屬元素全量與土壤理化性質的相關系數矩陣。分析結果表明,土壤中Cu與土壤有機質含量呈極顯著正相關,Ni和Cd分別與有機質含量呈顯著正相關,其他5種元素與有機質含量相關性不顯著;土壤pH值和陽離子交換量與8種元素的相關性都不顯著;土壤中Cr與粘粒含量呈極顯著正相關,Pb、Zn、Ni、Cd和As與粘粒含量呈顯著正相關,而Cu和Hg與粘粒含量的相關性不顯著。

2•3•2重金屬有效態含量與土壤理化性質的關系

土壤重金屬元素有效態含量與土壤理化性質的相關系數矩陣。分析結果表明,與有機質含量呈極顯著正相關的元素有Cu、Zn、Ni、Cd、As;與pH值呈極顯著正相關的只有As;與陽離子交換量呈極顯著正相關的元素有As,顯著正相關的有Zn;粘粒含量與Cr呈顯著正相關,與Cd呈極顯著正相關,與As呈極顯著負相關;其余元素有效態含量與土壤理化性質間的關系不顯著。