土壤、农作物中及家畜体内的微量营养元素

微量营养元素通常富集在表层土壤中,其含量随土层深度递减。尽管土壤中大多数微量元素的含量很高,但只有一小部分能被植物吸收。微量营养元素,也被称为痕迹元素,所需数量微小,但其缺乏会对农作物生产和动物健康造成严重影响。农作物对不同微量营养元素有着不同的反应。芸苔和豆类对Mo和B有较高的响应度,而玉米和其他谷类对Zn和Cu较为敏感。在温润和湿热地区,由于强降雨和强淋溶作用,微量营养元素缺乏较为普遍。土壤pH值是影响微量营养元素对植物有效性的重要因素之一。除Mo以外,微量营养元素的有效性随pH的增加而减小,Mo的有效性随pH的增加而增加。对于大多数植物来说,叶片中的微量营养元素含量高于植物的其他部分。因此,可以用叶片作为样品来测定农作物中微量营养元素的含量。大多数微量营养元素缺乏表现在植物顶部的新叶上,而过量则表现在老叶上。根据Deckers和Steinnes的结论,土壤较为贫瘠的发展中国家与土壤肥沃的欧洲及北美地区相比,微量营养元素缺乏现象较为普遍。许多营养元素缺乏区位于潮湿的热带地区,土壤极度贫瘠、高度风化和/或强淋溶,营养元素十分匮乏。此类其他土壤分部于半干旱及毗邻地区,这些地区的碱性和石灰性土壤条件严重限制了微量营养素对植物的供给。通常,可以满足草料作物生长的Cu、 Fe、Mn、 Zn 、Se含量水平,却不能满足家畜的需要。Se是植物生长所不需要的微量元素,因此草料作物中Se的含量很少。然而,如果动物所食农作物和草料中Se含量偏低,会造成严重的肌肉异常和其他疾病。白肌病是最常见的由于Se缺乏造成的疾病,在牛犊和羔羊中都有发现。本文讨论了与动物需求相关的农作物微量营养元素充足度。     

福建龙海杨梅产地元素地球化学特征

福建省是中国杨梅重要产地,其中龙海市浮宫杨梅因其独特品质而名扬海外,是当地的名特优农产品。以龙海杨梅产地为研究区,系统采集了35套岩石-土壤-杨梅果实样品,测定了主量组分、植物营养有益元素、有害元素以及土壤部分营养元素有效态含量。研究表明：受地质背景影响,浮宫镇及其周边杨梅产地土壤中植物营养有益元素的有效度及其有效量普遍高于东泗镇,而有害元素含量较低,为浮宫杨梅的优质高产、富硒杨梅产出提供了地质地球化学条件;土壤中植物营养元素P、Mn、Cu、Zn、S有效态含量与其全量显著正相关;研究区岩石、土壤Se含量均远高于全国平均水平,采集的35件杨梅果实样品富硒率高达74.3%;植物营养有益元素的富集系数明显高于有害元素,显示出杨梅对营养有益元素的选择性吸收以及对有害元素的阻遏作用。     

河南新郑枣区土壤地球化学研究

对比研究了地球化学景观环境、第四系、成土母质和土壤等的地球化学特征与新郑枣品质和产量的关系。研究表明,覆砂的岗丘是优质新郑枣适生的地球化学环境。典型的地质背景、第四系沉积物组构、成土母质和土壤等综合生态地球化学要素影响了新郑枣的品质和产量。区内中上更新统中发育古土壤层,是枣树生产期有益元素聚集的地球化学障和潜藏的有益元素的地球化学库,在某种程度上决定了枣的品质和产量。本区土壤和土体中多种有益营养元素含量偏低,处于缺乏状态。     

广东江门水稻品质与地质地球化学关系研究

重点开展了江门水稻种植区的生态地球化学调查。系统采集了全区表层土壤、稻谷及配套根系土样品,实测了营养、有益元素以及大米营养品质含量。通过开展生态地球化学评价,查明了影响水稻品质的主要地质地球化学因素,建立了特色农产品地质地球化学模型,开展了农产品适宜性评价和区划。     

河南信阳板栗生长的土壤地球化学评价

信阳板栗是河南省名特优农产品之一,但是有关信阳板栗生长环境的土壤地球化学方面研究较少,致使目前板栗的种植、规划等缺乏理论依据.本文对河南信阳板栗种植区土壤样品的地球化学元素进行测试分析,研究了土壤地球化学元素与板栗品质之间的相关关系.分析结果显示,板栗品质与土壤有机质、阳离子交换量、pH值、全氮、氨态氮、有效锌、有效铜、有效锰、有效硼呈正相关关系,并且与氨态氮、有效锌、有效铜、有效锰、有效硼的相关性很强,说明耕作土壤增加这些元素的含量有利于提高板栗品质,土壤pH值越接近5～6的最适宜范围,板栗品质越好;板栗品质与土壤容重、速效磷、速效钾呈负相关关系,认为在施用磷肥和钾肥增加速效磷、速效钾,提高板栗产量的同时,应注意板栗品质下降的问题.值得注意的是,研究区土壤中有效硼含量低于土壤临界值,是限制板栗品质的重要因素.本研究为提高信阳板栗品质、规划板栗园的种植、科学管理和合理施肥提供了依据.     

福建沿海地区农业土壤全量养分丰缺评价

农业土壤除了pH值、有机质、全氮、全磷、全钾有全量评价标准外,多目标地球化学调查提供的其他营养和有益元素均无全量评价标准。文章采用耕作地土壤的背景值和标准离差以及与全国土壤丰度的比值确定了其他13种营养和有益元素的丰缺分级评价标准。提出了土壤养分丰缺综合评价方法,将19种土壤养分指标分成土壤性质指标、一级营养元素指标、二级营养元素指标及微量营养和有益元素指标,其贡献总分值分别为30分、40分、15分和15分,组成类型的单指标总分值与该类型贡献总分值相同,根据丰缺分级评价标准和各单指标含量,计算单指标分值。采用算术平均值法计算4种类型指标的分值,以4种类型指标分值和的大小作为评价土壤全量养分丰缺的依据。应用该评价体系对福建沿海地区农业土壤养分状况进行评价,旨在为农业土壤区划提供参考依据。另外,文章还分析了影响土壤养分丰缺的因素,提出了土壤的pH值和SiO₂含量是影响土壤养分丰缺的重要因素,其次还有地质背景因素、人类活动叠加因素、沉积作用环境因素和气候环境因素等。     

福建龙海市土壤营养元素全量特征及有效量预测

以福建龙海市为研究区,在不同地质背景、土地利用方式、土壤类型和土壤成因类型条件下进行样品采集,共采集56件土壤样品,测定pH值、有机质含量(SOM)、阳离子交换量(CEC)、营养元素全量及有效量。利用相关分析、线性回归分析等统计手段,探究土壤中营养元素有效量的影响因素,建立并验证了研究区土壤中营养元素有效量的预测模型,以此深入了解区内土壤养分状况,为该区土地的合理利用及治理提供科学依据。结果表明：龙海市土壤呈酸性—强酸性,有机质含量较低,阳离子交换量偏低;土壤中N、P、K、Mo、Zn元素全量相对富集;元素全量、有效量及其有效度变异性较强;土壤中B、Cu、K、Mn等营养元素全量与有效量相关性较好,土壤pH值对K、Mo、Si的有效度有一定影响,CEC与Si的有效度呈显著正相关,SOM增加有利于提高Cu、Fe、Mn、P、Zn等元素有效量。通过土壤全量分析数据及土壤理化指标建立的线性模型,可以预测表层土壤中Cu、Fe、Mo、Mo、P、S、Si等营养元素的有效量,若引入更多影响因子,将有利于进一步提高模型的拟合效果,使得预测更准确。     

武夷山茶叶品质与土壤地球化学背景特征关系探讨

为了探讨武夷岩茶主产区茶叶品质与土壤地球化学背景的关系,采用符合正态分布的茶叶及土壤数据开展茶多酚、咖啡碱和氨基酸含量与土壤理化指标的相关分析,建立回归预测模型,探讨不同地质背景对茶叶品质的影响。武夷岩茶主产区茶叶的茶多酚与土壤pH值呈正相关,与土壤Ni呈负相关,咖啡碱与土壤Cu含量呈正相关,氨基酸与土壤pH值和K含量呈正相关,说明土壤pH值的提高有利于茶多酚、氨基酸的积累,K和Cu分别促进氨基酸和咖啡碱的合成,Ni对茶多酚积累具有抑制作用。不同地质背景茶叶品质状况表现为红层区>冲洪积区>变质岩区>细砂岩区。     

福建浦城县耕地土壤元素地球化学评价

福建省浦城县是水稻和薏米的重要产区,土壤环境质量和有益营养元素的含量直接影响农作物的产量和品质。基于福建省浦城县1: 5万比例尺土壤地球化学调查成果,依据相关标准和规范对研究区土壤植物生长必需营养元素、重金属环境质量和植物生长有益元素Se进行了评价,为研究区优质土地开发、特色农产品种植、高标准农田建设等提供了科学依据。评价结果表明: 植物生长必需大量元素有机质、N及碱解氮总体处于丰富—适中状态,P总体处于适中—缺乏状态,速效磷处于缺乏—很缺乏状态,K及速效钾含量丰富; 植物生长必需中量元素S的分布情况主要以丰富—适中为主; 植物生长必需微量元素Fe、B、Mn处于很缺乏状态,Mo的分布主要以很丰富—丰富为主,Zn和Cl的分布主要以很丰富—丰富为主; 植物生长有益元素Se总体处于适量状态,富硒土壤面积为6.41 km²。整体而言,浦城县土壤重金属元素达到了一等土壤环境质量标准,具备发展绿色农产品的土壤环境生态条件。     

江西省赣县沙地土壤重金属的来源及环境等级评价

为研究赣县沙地土壤中重金属的来源,进行环境等级影响评价,在研究区采取了2708件土壤样对Cd、Cr、As、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni八种重金属元素及pH进行分析测试,按照现有环境地球化学等级标准进行评价,利用地质统计分析法和空间分析法,探讨分析重金属元素可能来源。结果表明:研究区土壤中的As、Pb和Cu平均值均低于赣州市背景值,Cd、Hg、Cr、Zn和Ni平均值略高于赣州市背景值。与全国土壤背景值相比,Cd、Pb平均值高于全国土壤背景值,As、Co、Ni、pH、Cu低于全国土壤背景值,土壤中Hg、Zn背景值含量与全国背景值相差不大;各重金属元素具有较好的空间相关性,空间变异主要受结构性因素为主,受随机性因素较小;基于各元素半差函数块基比,结合元素间相关系数及因子载荷分析,研究区中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Ni主要受地球化学成因影响,得出AS、Cd和Pb土壤污染主要来自地质高背景。     

粤北大宝山矿酸性排水中铅元素环境地球化学

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的酸性排水及固体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子流入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境。结果表明,河流水中高Pb含量直接源于尾砂,并受水体pH值的显著影响。河流底泥能够大量聚集水体中的Pb,在水体pH值降低时,相对稳定存在的Pb会被再次从河流底泥中释放出来,形成河流二次污染。土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响,食用蔬菜中Pb的高含量由土壤Pb高含量决定,并受土壤pH值的影响,通过改善农业灌溉水质,提高土壤pH值,可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

粤北大宝山矿尾矿铅污染迁移及生态系统环境响应

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的废液及固体废弃物堆积的淋滤酸水, 携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道, 严重影响矿区及酸水流域的生态环境。将矿床-土壤（含河流底泥）-水体-生命体视为统一的生态环境系统, 从尾砂、水体、河流底泥、土壤以及食用蔬菜等方面探讨整个环境系统对重金属Pb的环境响应。结果表明： 河流水中高Pb含量直接源于尾砂, 并受水体pH值的显著影响; 河流底泥能够大量聚集水体中的Pb, 在高pH值时, 相对稳定存在, 在水体pH值降低时, Pb会被再次从河流底泥中释放出来, 形成河流二次污染; 土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响; 食用蔬菜中Pb的高含量受土壤Pb高含量决定, 并受土壤pH值的影响, 通过改善农业灌溉水质, 提高土壤pH值, 可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

福建沿海地区生态农业地质地球化学单元划分

依据稻米、蔬菜样品重金属含量与柑桔品质的变化规律,选择地质背景、土壤pH和SiO23个指标,将福建省沿海地区土壤划分为16类31亚类76属级生态农业地质地球化学单元。生态农业地质地球化学环境对农产品的品质、质量具有重要的影响,单元划分对农业结构调整、土地利用区划具有指导意义。     

广东四会沙糖桔产区土壤-沙糖桔生态系统的主要影响因素

通过对广东四会沙糖桔产区土壤地球化学特征的研究,对影响土壤-沙糖桔系统的主要因素进行了探讨,认为光照、温度、湿度、地势等对沙糖桔的长势起着重要的作用。除此以外,土壤的母岩类型以及土壤物理、化学性质(包括pH值、有机质、交换性盐基、氧化还原电位)等因素都对土壤-沙糖桔生态系统有着不同程度的影响。     

广西象州与横县碳酸盐岩分布区土壤中Cd形态分布特征及影响因素

广西壮族自治区碳酸盐岩分布面积为96 372 km2,约占全区陆地国土面积的407%。由碳酸盐岩风化形成的土壤中Cd、Pb、Hg等重金属元素普遍富集。初步评价发现,农作物籽实对Cd的吸收量与土壤Cd含量无对应关系,农作物Cd超标多出现在土壤Cd含量较低的地区。进一步研究发现,Cd高含量的土壤中普遍含有铝土矿、Fe Mn结核等颗粒。为了探索土壤中Cd存在形态及其影响因素,选择了含铝土矿和铁锰结核的横县土壤和无铝土矿与铁锰结核的象州土壤,系统研究了土壤Cd形态差异及其影响因素。结果表明：(1)象州土壤中Cd主要以活动态形式存在,生物可利用性高,横县土壤中Cd主要以稳定态形式存在,生物可利用性低。(2)pH值为60是象州土壤Cd活动态含量的突变点,pH值在60处含量达到最大值;而在横县,pH降低使活动态Cd比例增加。(3)象州土壤中活动态Cd随有机质增加而增加,表明Cd被有机质弱吸附;而横县土壤有机质含量与Cd形态无明显相关性。(4)由铝土矿导致的土壤高Cd含量,多以残渣态形式存在,不会对动植物造成危害。     

以银川平原大米为例探讨农业地球化学研究方法

农作物生长中,对其品质影响因素较多,我们主要关注的因素为土壤及其地球化学环境对大米品质的影响。从分析大米营养成分出发,推导出影响大米品质的一组特征元素,从而将农业问题转化为地球化学问题。从分析土壤中特征元素的分布特征,推断出大米品质的产区分布,为农业规划及不同深加工目的服务,达到地球化学为农业服务的目的。     

微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素

基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用（MICP）的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由于微生物矿化作用涉及一系列生物化学和离子化学反应,固化过程中的反应步骤较多,因此,MICP固化效果受许多因素的制约与影响。基于大量文献资料,系统总结了细菌种类、菌液浓度、温度、pH值、胶结液配比及土的性质等关键因素对微生物改善岩土材料性能的影响,讨论了这些影响因素的优化方式和未来的研究方向,主要得到了以下几点结论：菌种类型、菌液浓度、温度、pH、胶结液性质会从微观上影响碳酸钙的晶体类型、形貌和尺寸,进而在宏观层面影响岩土体的胶结效果;菌液浓度尽可能高、温度在20～40℃间、pH值在7.0～9.5左右、胶结液浓度在1 mol/L以内的因素条件对微生物加固岩土体具有较好的效果。上述范围内的低温、较高的pH值、低浓度胶结液有助于提高土体的抗渗性,而高温、较低的pH值以及中高浓度胶结液有助于提高土体的强度;MICP加固土体的有效粒径范围为10～1 000 ?m,相对密度越大、级配越好则加固效果越好。分步灌浆法、多浓度相灌注法及电渗灌浆法有助于提高土体固化均匀性,0.042 (mol/L)/h以下的注浆速度有利于提高胶结液利用率,砂土试样的灌浆压力一般在10～30 kPa之间,粉黏土试样的灌浆压力不宜超过110 kPa,过高的灌浆压力会破坏土体结构,降低固化效果。     

中国农业地质研究及其成效

论述了中国土壤质量和农作物优质高产与土壤环境中化学元素N、P、K、S、Fe、MR、Cu、ZB、B、Mo、V、Sr、Ti、Mg、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ga、Co、Ni、F、Tl、Si、Na、Cr、Pb、Cd、Hg、Se、Ba、Te、Ta及有机质、酸碱度、含水量、含盐量有密切的关系。提出了农业地质研究的目的、内容、方法及管理。