环境土壤学的特点篇1

[关键词]微生物监测生物学评价农业生产土壤污染农药污染微量元素土壤环境生物监测植物监测动物监测监测

[中图分类号]X53[文献标识码]A[文章编号]1003-1650（2013）12-0231-01

对于环境污染进行生物监测是未来环境保护和环境监察的发展方向，生物监测包括对水、大气和土壤污染监测三大组成部分。就是定期而系统地利用生物对环境的反应信息来确定包括水、大气和土壤环境在内的环境质量，从而能够探明环境的污染状况。生物监测至少应当具备两个重要的条件：一是对比性，有已经建立的标准可以供给人们进行对照；二就是重复性，在一定观测点上每隔一定时间采样进行分析研究。限于篇幅，本次研究主要是对农业生产过程中土壤污染的生物监测分析。土壤是环境有的组成要素之一，它介于生物界和非生物界之间，是一个复杂的物质体质。土壤污染及其所造成的影响有它的一些特点。土壤污染所产生的影响大多数都是间接的，土壤污染通过土壤—农作物—人体，以及土壤—地下水或者地表水—人体，这两个最基本的环节对人体产生深远的影响。

土壤生物监测，就是通过生物学的方法进行监测查明土壤污染的具体情况，达到监测预报的目的，为防治土壤环境污染提供依据。

一、农业生产中土壤在环境中的作用

根据我市农业生产的具体情况，在农业生产过程中，土壤对于环境的作用主要表现在以下几个方面：

1、对于污染物进行分解和转化，变有害物质为无害物质，或者成为营养物质，起了净化作用。

2、由于土壤是一个复杂的胶体系统，对某些物质具有蓄积和积累停留作用，特别是重金属这类污染物可以在土壤中积累，引起土壤污染。

3、土壤—植物之间进行污染物的迁移和转化，可以引起食物污染，通过食物链危害人体健康。

二、农业生产中土壤污染对于生物的影响

由于我市农业生产的大力推广，对于土壤不可避免地会造成一定的影响，结合我们在环境保护所从事的多年工作情况进行分析，土壤污染对生物的影响有以下几个方面：

1、农药污染对于生物的影响。首先是对植物的影响：有些农作物，比如说花生、土豆、白薯等，由于其食用部分在土壤中形成，因而如果土壤中含有污染农药，就会有污染的可能。根据研究有机氯农药如果被植物吸收后，在体内大量地积累，其残留量因器官不同而异，其很容易通过土壤—农作物—人的食物链，在一些食肉动物体内逐渐积累起来，再通过人的食用，在人体内富集，影响身体健康。而一些含有铅、砷、汞、镉等重金属的制剂，毒性比较大，它们在土壤中的残留的时间也比较长，其半衰期可达10～30年。而某些特异性的农药，比如某些除草剂，已经证明有引起高等动物畸胎、癌症的危险。其次是对土壤微生物和脊椎动物的影响：土壤是微生物和无脊椎动物的栖居的场所，当土壤受到受到污染以后便会导致这些生物的种类和数量的变化。最后是对禽和野生动物的影响：农药对禽和野生动物的影响主要是由于食取含有农药污染过的食物，比如种子、谷物、鱼类、鸟类等。通过食物链产生一般农药对野生动物的污染不象对水产和飞禽那样严重。

2、微量元素污染对植物的影响。在一般情况下，土壤中的微量元素锰、铜、铁、镁、锌等含量极少，但又是植物生活所必需的。当这些元素在土壤中大量积聚时，就会造成土壤污染，对植物的正常生活产生危害。比如说铜，当土壤中含铜量每千克达到20毫克的时候，小麦就会死亡，而每千克达到250毫克的时候，水稻也会死亡。

三、农业生产中土壤污染的动物监测方法

利用动物也可以监测土壤污染，国外学者曾经发现蚯蚓对镉具有很强的富集能力，其镉的累积浓度高出土壤的22.5倍。另外有国外其他学者也发现蚯蚓体中镉的浓度与土壤中的镉的浓度显著相关。有的研究发现软体动物体重与镉的含量有十分明显的相关性，认为它将是一种有实用价值的土壤镉监测的指示生物。农药使用可以造成90%以上的蚯蚓死亡，而影响了土壤的团粒结构的形成。土壤中铅对昆虫、蚯蚓和微生物的活动也有影响。常用的土壤动物监测方法如下：监测器材有钢卷尺、铁锹、温度计、PH试纸等。其操作方法如下：首先要以抽样的方法来进行估计不同类型土壤中蚯蚓或者其它几种节肢动物种群总的数量是比较困难的，只得采用抽样的方法来进行统计样方内部全部个体总数，然后再将其均值去估量种群的整体，因此，样方必须有代表性。其次是要选择不同的类型土壤环境，比如说，对照区、污染区、每种类型，需要挖三个样方。每个样方的面积为0.25平方米，深度为30厘米。分别统计土表层。1～10厘米层、11～20厘米层、21～30厘米层的动物种类及其数量。对土壤的不同层次，需要测定土壤温度及土壤的PH值。最后将监测土壤污染的结果进行登记，以便于为土壤环境的判定提供依据。

四、农业生产中土壤环境的微生物监测以及土壤污染的生物学评价

人粪尿是我国土壤微生物污染的主要污染源，其次是污水排放和污水灌溉也可以引起土壤微生物的污染。因此，通过监测土壤微生物的群系变化，也可以反映土壤污染情况。主要是分离和计数土壤中的细菌、放线菌和霉菌。

环境土壤学的特点篇2

关键词：土壤环境质量；环境监测；风险点位

中图分类号：X833

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8010702

1引言

土壤环境监测质量调查监测工作，是推动土壤环境风险管控、促进土壤资源持续利用、维护公众健康的重大民生工程，对保障农产品质量和人居环境安全具有重要意义。为贯彻落实国务院办公厅《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》文件精神，完善土壤环境质量监测网络，深入推进土壤环境质量监测工作，环保部在全国范围内开展重点区域土壤环境质量监测风险点位布设工作。

2点位布设原则

湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位布设遵循针对性、全面性、前瞻指导性原则，重点关注已经污染或可能存在污染的重点区域，以污染土壤和存在污染风险的土壤为监测重点，以重点防控重金属污染为主线，力争清楚湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势。主要选取污染行业企业周边、工业园区周边、油田采矿区周边地区、固废集中处置场周边地区、历史污染区域及周边、规模化畜禽养殖场及周边、集中式饮用水源地保护区、果蔬菜种植基地等需要重点关注的风险区域。

3点位布设情况

湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位共布设954个：其中污染行业企业（含工业园）周边320个，固废集中处理处置场周边116个，采矿区周边88个，规模化畜禽养殖场周边90个，历史污染区域及周边129个，集中式饮用水源地保护区96个，果蔬菜种植基地115个，形成了较为完善的土壤环境质量风险点位监测网络，以重点防控重金属污染为主线，基本代表了湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势的要求。

3.1污染行业企业（含工业园区）及周边

共监测污染行业企业（含工业园区）80家，布设监测点位320个，主要根据湖南省行业特点、企业规模、污染物排放量以及对土壤环境的影响程度等因数综合确定，主要涉及有色金属、铅蓄电池、电镀、皮革、石化、医药等重点行业。

针对企业的不同污染类型，采样不同的布点方法。其中，废气污染企业在主导风向的下风向，距离企业75m、200m、400m处各设置一个监测点；废水污染企业沿废水排放水道，距离企业75m、200m、400m处各设置一个监测点；同时，在企业场界2000m以外（风向上风向或水流向上游）布设1个对照监测点。

3.2固废集中处理处置场周边

共监测17个固废集中处理处置场地，布设监测点116个，重点选择使用时间在3年以上的填埋、堆放、焚烧处理处置场地。

针对固废集中处理处置场地主要在其废水排放方向75m、200m、400m处各设置一个监测点，在其他三个方向上200m处各设置一个监测点。若某方向土地利用类型无法取土，则在可取土方向1km内适当位置布设监测点。

3.3采矿区周边

共选取18个采矿区，布设监测点88个，主要考虑对周边生态环境影响和破坏程度较大的开发规模级别为大中型以上的矿山。

监测点位主要布设在以矿口为端点，往非山体一侧做90°扇形，在扇形两条边上距离端点100m、500m、1000m位置处。

3.4规模化畜禽养殖场周边

选取22个规模化畜禽养殖场，布设监测点90个，重点选择500头以上的猪、3万羽以上的鸡和100头以上的牛等规模化畜禽养殖场。同时在养殖场500m范围内采用网格法进行随机布点，网格大小为100m×100m，每个养殖场布设3～5个监测点和1个对照点。

3.5历史污染区域及周边

共选取20个历史污染区域，布设监测点129个，主要选取由于企业搬迁后的遗留或遗弃场地及历史上因污水灌溉造成的污染区域。布点原则为在污染区及500m缓冲区范围内采用网格法进行随机布点，网格大小为100m×100m，随机布设5～7个监测点。

3.6饮用水源地

共选取30个饮用水源地，布设监测点96个，主要选取县级以上集中式饮用水源地、备用水源地，优先选取服务50万人口及以上的集中式饮用水源地。点位选取以各水源地保护区范围作为监测区域。每个水源地保护区布设3～5个监测点，同时在取水口附近监测一个点。

3.7果蔬菜种植基地

共选取23个果蔬菜种植基地，布设监测点115个，重点选择各市州当地最主要的果蔬菜种植基地（100亩以上），优先选择城乡结合部的果蔬菜种植基地。布点原则为在种植基地范围内采用网格法进行随机布点，网格大小为100m×100m，随机布设5～7个监测点。

4结论与思考

本次湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位共布设954个，基本代表了湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势的要求。

重点区域土壤环境质量监测风险点位布设为下一步开展湖南省土壤详查打下了基础，为初步掌握湖南省重点区域土壤环境质量监测风险提供了支撑。

参考文献：

[1]

王业耀，赵晓军，何立环.我国土壤环境质量监测技术路线研究[J].中国环境监测，2012（3）.

[2]陆泗进，王业耀，何立环.中国土壤环境调查、评价与监测[J].中国环境监测，2014（6）.

[3]陈美军，段增强，林先贵.中国土壤质量标准研究现状及展望[J].土壤学报，2011（5）.

[4]赵娟.云南省土壤环境质量监测国控点位布设[J].环境科学导刊，2016（35）.

[5]王豹，余建新，黄标.便携式X射线荧光光谱仪快速监测重金属土壤环境质量[J].光谱学与光谱分析，2015（6）：1735-1740.

[6]李锦.土壤环境质量控制指标体系探讨[J].生物技术世界，2013（1）：34-35.

[7]段改莲.北京市昌平区农田土壤环境质量现状与评价[D].武汉：中国农业科学院，2011.

[8]王瑞，唐文浩，宋玉梅.西沙群岛土壤环境质量状况及特征分析[J].安徽农业科学，2011（10）：5837-5840.

[9]孟娟.河北平原区无公害蔬菜基地土壤质量评价研究[D].保定：河北农业大学，2009.

[10]张伦，张德明，刘燕.九阡李产地土壤环境质量及其鲜果中有机氯残留量和重金属含量的检测[J].西南农业学报，2009，（01）：118-121.

环境土壤学的特点篇3

关键词土壤环境因子;有机污染物;迁移转化;影响

土壤农药污染是一全球性问题。随着环境问题在全球范围的不断变化,土壤环境污染化学已成为环境化学不可缺少的重要组成部分[1]。在北美、西欧和澳洲等国家,随着各种点源污染得到有效控制,人们关注的焦点逐渐转移到多介质非点源污染,另外土壤环境污染的研究也受到人们日益关注。在我国,受农药使用历史、施药技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,制约食品安全与农业可持续发展。随着土壤有机污染物的类型不断增多,大量难降解的有机污染物进入土壤,造成环境的严重污染,影响了农业的可持续发展。土壤中的各种环境因子对有机污染物降解转化有一定的影响,因此,研究这些因子的相互作用,可促进有机污染物在土壤中的消除。

1土壤污染的现状

相对于大气环境和水环境而言,土壤环境的污染源更为复杂,作为有机农药、化肥的直接作用对象,并随着社会发展需求,使得土壤污染物的种类极为繁多。目前,全球生产和使用的农药已达1300多种,其中被广泛使用的达250多种。我国也已经迈入了世界农药生产和使用大国,现在,我国每年施用逾80万~100万t的化学农药,其中有机磷杀虫剂占40%,高毒农药达到37.4%,且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中,造成土壤环境受到严重污染,影响了农业的可持续发展。造成我国土壤农药污染的农药主要是有机氯与有机磷2类。尽管1985年起,我国就已禁用有机氯农药,但因早期大量使用及其难降解性,土壤中仍有残留,造成作物污染。目前,土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类,其中传统无机污染物包括汞、镉、铅、砷、铬等,过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等,传统有机污染物包括ddt、六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等含氯化学农药以及ddt的代谢产物dde和ddd,石油烃及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转,以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。在这些众多的污染物种类中,以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂[5]。

1.2新型污染物

近年来,土壤新型污染物受到关注,这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低,但对生态系统的危害和对人体健康的影响较大。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素对土壤环境的污染。随着动物饲养业和畜牧业的发展,畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。与兽药污染相对应的是各种抗生素的土壤污染。随着医学事业的发展,各种抗生素将得到日益广泛的应用,由此导致的土壤污染可能会更加复杂。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性,能够通过食物链和其他途径累积在人体内,长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育,并且可能致癌,因此引起人们关注。随着电子工业的不断发展以及各种电子产品的逐渐报废,各种阻燃剂将以各种方式进入土壤环境中,从而造成对土壤的污染。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。其中,全氟辛烷磺酸(pfos)是纺织品和皮革制品等防污处理剂的主要活性成分,在民用和工业化产品生产领域用途非常广泛。尽管目前尚没有土壤环境中存在含量的数据,但由于pfos本身的难分解性、生物高蓄积性和污染的广泛性,有关其土壤环境的污染问题势必将被暴露出来,并成为土壤环境污染化学面临的新课题。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染。在法国,近年来发现1种或许起源于北美的豚草属植物(ambrosiaartemisiifolia)及其花粉,特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源,能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病,成为引起人们关注的一种新型土壤污染物。

2土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、ph值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外,土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类,在生物酶作用下,农药在动植物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程,降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解,但是在厌氧条件下降解速率更快。尽管在好气条件下土壤也有很多分解菌存在,但是在好气的旱田条件下,由于有机氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径,通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多,将土壤灭菌处理后,药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

迄今为止,已从土壤、污泥、污水、天然水体、垃圾场和厩肥中分离得到可降解不同农药的活性微生物。活性微生物主要以转化和矿化2种方式,通过胞内或胞外酶直接作用于周围环境中的农药。尽管矿化作用是消除环境中农药污染的最佳方式,但是自然界中此类微生物的种类和数目十分缺乏,而转化作用却相当普遍,某一特定属种的微生物以共代谢方式实现对农药的转化作用,并同环境中的其他微生物以共代谢的方式最终将农药完全降解。

研究显示ddt的分解菌至少涉及30个属,其中包括细菌、酵母、放线菌、真菌以及藻类等微生物。六六六的分解菌除了很早知道的生芽孢梭芽孢杆菌和大肠杆菌外,matsumura等人从各种环境中分离出71株有分解六六六能力的细菌、真菌菌株。这些分解菌包括好气性、基本嫌气性、嫌气性等各种细菌以及真菌[9]。

常规环境条件下能降解目标污染物的微生物数量少,且活性比较低,当添加某些营养物包括碳源与能源性物质或提供目标污染物降解过程所需因子,将促进与降解菌生长相关联的有机物的降解代谢,即微生物只能使有机污染物发生转化,而不能利用它们作为碳源和能源维持生长,必须补充其他可以利用的基质,微生物才能生长。在共代谢过程中,微生物通过酶来降解某些能维持自身生长的物质,同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.2土壤温度

气候变暖是当今全球性的环境问题,大气中co2浓度的不断增加对全球气候变化起着极其重要的作用。土壤中co2的排放主要来自土壤原有有机质和外源有机物(如植物的凋落物、根茬及人为的有机污染物投入)的分解过程[10]。全球气候不断增暖将改变各地的温度场、蒸发量和降水量,而这些变化又影响着土壤有机污染物的分解。

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移,还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率,最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内,温度升高会促进土壤有机污染物的分解,但随着温度的进一步升高,土壤有机污染物对温度的响应程度降低。miko发现,在平均温度为5℃时,温度每升高1℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30℃时,温度每升高1℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

但是,在冷冻条件下关于土壤有机污染物的分解和微生物的活性还存在分歧。neilson研究了冷冻对碳和氮循环的影响,发现冷冻加快了土壤碳和氮的循环速率,但不同植被品种、土壤层次和冷冻程度所增加的幅度不同,而且在冷冻程度非常大时,会促进土壤呼吸和二氧化氮的流量和矿化。

2.3土壤ph值

土壤的ph值对有机污染物的吸附有很大的影响,一般来说,ph值越低,土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性,土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。ph值对有机污染物如有机农药在土壤中的积累、转化、降解的影响主要表现为:一是土壤的ph值不同,土壤微生物群落不同,影响土壤微生物对有机污染物的降解作用,这种生物降解途径主要包括生物氧化和还原反应中的脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香烃或杂环破裂反应等。二是通过改变污染物和土壤组分的电荷特性,改变两者的吸附、络合、沉淀等特性,导致污染物浓度的改变。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体,也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用,最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%～90%,极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动,明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。但是,olivier认为在淹水条件下有机污染物料的分解速率加快,在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料,会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

在非淹水条件下,温度对有机碳分解的影响随着分解时间的延长而逐步减小。淹水条件下培养7d以后,温度对供试物料有机碳分解的影响不随培养时间的变化而变化。当土壤含水量为300、500g/kg时,供试物料的有机碳分解最快,而土壤含水量为200g/kg和淹水条件下的有机碳分解较慢,空白对照培养结果显示土壤有机碳的分解速率随着水分含量的提高而加快[14]。在相同的水热条件下,有机碳的分解量与土壤黏粒含量呈负相关。

不同的土壤含水量对土壤中植物残体的分解速率和土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸)数量的影响仍存在争议。由于常规研究土壤有机污染物动态变化的方法存在不足,所以可以通过同位素示踪方法(14c示踪法或13c自然丰度法)进一步定量研究。利用同位素示踪技术可以区分原有土壤有机质与外源有机物分解转化形成的土壤新有机质,从而了解土壤中植物残体分解转化的动态变化规律。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状,因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒,土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强,具有较强的保肥、保水性能,同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来,增加了污染物转移的难度。

在黏土中加入砂粒,可相对减少黏粒含量,增加土壤通气孔隙,可以减少对污染物的分子吸附,提高淋溶的强度,促进污染物的转移,但要注意到因此可能引起的地下水污染等问题。砂质土类的优点是有机污染物容易从土壤表层淋溶至下层,减轻表土污染物的数量和危害;但是有可能进一步污染地下水,造成二次污染。壤土的性质介于黏土和砂土之间,其性状差异取决于壤土中砂、壤粒含量比例,黏粒含量多,性质偏于黏土类,砂粒含量多则偏于砂土类。

一般而言,黏性土壤中的空气较砂性土壤少,好气性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加,土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有机碳与黏粒含量呈正相关,随着土壤黏粒含量的增加,碳、氮矿化量减少,但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。

2.6气候及二氧化碳含量

气候变化通过影响土壤水分、溶质运移和温度的变化来影响微生物的活动,从而引起土壤中有机污染物含量的变化。凉爽季节向温暖季节转化会导致土壤有机碳的损失,热、湿润的气候有利于有机污染物的分解。在秋季和冬季,土壤中微生物数量增加;在春季积雪融化后,土壤中微生物数量迅速下降,这种微生物群落的动态变化与植物碳、氮的有效性相关联。

大气co2浓度升高提高了植物的光合作用,使20%～50%光合产物通过根系分泌或死亡输入土壤,从而间接影响土壤生态系统。有些学者认为co2浓度升高,会增加输入土壤的碳量,刺激土壤微生物的生长和活性,加强土壤的呼吸作用,增加了土壤中有机物的分解速率[15]。多数研究是在土壤—植物系统中进行的,co2浓度升高通过增加植物同化碳来增加根系生物量,从而增加土壤中碳量输入。于水强研究了土壤外部不同o2、co2浓度对土壤微生物的活性和土壤有机物分解及其组分的动态变化的影响,认为低co2浓度有利于有机物的分解和胡敏酸的形成,而高co2浓度有利于有机物的积累和富里酸的形成。

3结语

土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,也是物质生物地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性,但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境,可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量,改善环境质量,实现可持续发展。

4参考文献

[1]郝亚琦,王益权.土壤污染现状及修复对策[j].水土保持研究,2007,14(3):248-251.

[2]权桂芝.土壤的农药污染及修复技术[j].天津农业科学,2007,13(1):35-38.

[3]夏北成.环境污染物生物降解[m].北京:化学工业出版社,2000.

[4]张大弟,张晓红.农药污染与防治[m].北京:化学工业出版社,2001.

[5]周启星.土壤环境污染化学与化学修复研究最新进展[j].环境化学,2006,25(3):257-264.

[6]唐永銮,刘育民.环境学导论[m].北京:高等教育出版社,1987:178-180.

[7]周启星,孔繁翔,朱琳.生态毒理学[m].北京:高等教育出版社,2004.

[8]陈菊,周青.土壤农药污染的现状与生物修复[j].生物学教学,2006,31(11):3-6.

[9]何振立.土壤微生物量及其在养分循环和环境质量评价中的意义[j].土壤,1997(2):61-69.

[10]fangc,moncrieffjb.thedependenceofsoilco2effluxontempe-rature[j].soilbiologyandbiochemistry,2001,33(2):155-165.

[11]徐全胜,李凌浩,韩兴国,等.土壤呼吸对温度升高的适应[j].生态学报,2004,24(11):2649-2655.

[12]王丽莉.温度和水分对土壤腐殖质形成与转化的影响[d].长春:吉林农业大学,2003.

[13]张文菊,童立成,杨钙人,等.水分对湿地沉积物有机碳矿化的影响[j].生态学报,2005,25(2):249-253.

环境土壤学的特点篇4

关键词：塌陷区；土壤；重金属；评价

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119

1背景概况

随着经济的高速发展，各类含有重金属的污染物通过各种渠道进入土壤中，造成土壤中重金属富集。土壤中重金属会通过各种途径进入大气，水体以及动植物，进而在人体类富集，危害人类健康。随着近年来多地出现重金属污染影响人类健康事件的发生后，重金属问题日益被人们重视。

淮南矿业谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部，谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西部，处于凤台、颍上两县交界，距颍上县城约20公里。并且隶属于安徽省淮南市矿业集团的谢桥矿区共划分为东一、东二、西一、西二四个采煤区，总面积大约为50km2[1]。

由于煤炭的过量开采，导致地面塌陷，从而出现采煤沉陷区这一环境问题。采煤沉陷区形成后，其巨大洼地在下雨积水后，形成了大面积的水域，并且随着时间的推移，水底逐渐长出水草并且产生微生物，由于附近居民在沉陷水域中养殖鱼类，使得之前的陆生环境完全演变为了水生环境。谢桥矿区采煤塌陷水域周边堆积的煤矸石矿山等给水体，给塌陷塘输入了大量的持续性有机污染物、重金属等[2]。随着后期煤炭开采规模的不断增加，沉陷区水域面积不断扩展，水体水质受到严重影响，渔牧业等也会受到影响，严重制约了当地经济水平和养殖业的发展[3]。

2材料与方法

2.1研究区域概况

研究区域位于安徽省淮南市谢桥矿区，谢桥沉陷水域主要分为西北沉陷水域和东南沉陷水域。所选择的土壤采样点位于沉陷水域的两侧，塌陷水域北侧依次分布5个采样点，南侧接近村庄和河流布设2个采样点（如图所示）。每个采样点采取1个表层土壤样品，土壤深度为0～20cm。

2.2样品分析测定

将土壤样品烘干研磨过0.149mm尼龙筛，称取0.5g样品置于聚四氟乙烯坩埚中，用去离子水润湿样品，然后加入10ml浓盐酸；在电热板上低温消解蒸发至剩5ml左右，加入15ml浓硝酸；接着加热使液体蒸发至粘稠状，然后加入10ml氢氟酸继续加热；坩埚中溶液快干时，加入5ml的高氯酸，继续消解至冒白烟，残渣呈现均匀的浅色取下坩埚，加入1ml（1+1）硝酸，加热溶解残渣，至溶液完全澄清，转入50ml容量瓶中，定容，过滤，上原子吸收分光光度计检测。

2.3污染评价方法

评价方法采用指数法，分别求出各重金属离子的单因子指数和区域土壤重金属的综合污染指数，对谢桥区塌陷水域各采样点的土壤中重金属污染现状进行评价分析。

（1）单因子指数法：国内外常用的评价方法之一，是用区域某污染物的实测值与土壤背景值进行相比，用比值表示该区域内此项污染物受污染的程度。

Pi=Ci/Si

式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为土壤中污染物i的实测浓度（mg/kg）；Si为该区域土壤中污染物i的环境背景值（mg/kg）。

（2）综合指数法：采用内梅罗污染指数法计算其综合污染指数

式中：PN为内梅罗污染综合指数；maxPi为各项污染物中污染指数最大值；为各项污染物污染指数平均值。

根据单因子指数法和内梅罗综合污染指数法，可以将土壤重金属污染等级分为5个污染级别。

3实验结果与讨论

3.1土壤重金属检测结果

采样点土壤中重金属含量如下图所示：

由表2可知，1号采样点处各项理化性质含量均较高，主要原因可能是因为其距离河流较近，河流的汇入给塌陷区土壤带来大量的污染物质。由上面三个折线图可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各点位土壤中分布较为均匀；Cd、Cr在各点位土壤中分布变化较大；4号采样点出Cd含量比其他点位高，可能与该处点源污染有关。谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd

3.2谢桥塌陷区土壤重金属污染评价

参照1997年杨晓勇等人对淮南市土壤重金属背景值的研究结果，分别计算淮南谢桥塌陷区土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数[6]。

从单因子指数结果可知，研究地区土壤的重金属污染以Zn最为突出，7个采样点处污染以达到严重污染；4号采样点土壤中Cd也达到严重污染，5号点土壤中Cd指数也大于2，属于中度污染；并且大部分采样点中的Ni污染均达到轻度污染，其他点属未污染。所有采样点处Cr和Cu的污染指数都小于1，属于未污染，说明塌陷水域附近基本无Cr污染；Hg除了6号点超过1，其他采样点处均未污染；1号点处Pb指数超过1，其他点处土壤均未污染。总结为，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。

从内梅罗综合指数结果可以看出，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各点处的综合污染指数均大于3，属于严重污染。因为内梅罗指数法中最大污染因子Zn值较大，故综合指数法夸大了重金属Zn值对土壤的污染。由于内梅罗指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，此种计算方法对所得结果的影响很大，有些时候可能会存在人为夸大了一些因子的影响作用的情况，同时根据内梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能在一定程度上反映污染的程度而难以反映出污染的质变特征[1]。因此研究中，内梅罗综合指数法存在一定的局限性。

4结论

（1）谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd

（2）根据单因子指数法，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染较为突出。内梅罗指数法显示，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且内梅罗指数法在本项研究中适用性较低。

参考文献：

[1]苏桂荣.淮南潘谢矿区底泥与土壤中重金属竖向分布规律研究[D].安徽理工大学，2012.

[2]苏桂荣，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水质特征研究及评价――以淮南矿业集团谢桥矿为例[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2012，32（01）：39-42.

[3]淮南市环境保护局.淮南市生态环境现状调查报告[R].淮南：淮南市环境保护局出版，2001.

[4]郭伟，孙文惠，赵仁鑫等.呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价[J].环境科学，2013，34（04）：1561-1567.

[5]土壤环境质量标准GB15618-1995.

[6]杨晓勇，孙立广，张兆峰等.淮南市土壤元素背景值与土壤环境质量评估[J].土壤学报，1997（03）：344-347.

[7]方涛，刘剑彤，张晓华等.2002.河湖沉积物中酸挥发性硫化物对重金属吸附及释放的影响[J].环境科学学报，22（03）：324-329.

环境土壤学的特点篇5

关键词:核心土壤环境;土壤;灌溉;肥料;温度

中图分类号:S152

文献标识码:B

文章编号:1674-9944(2010)08-0078-02

1引言

作物在大田土壤栽培环境的生长过程中,作物根区范围内的土壤为作物的生长发育营造了一个根系土壤环境,通过这个环境向作物的根系提供水分、养分、空气和热量等。这个土壤环境在大田中,与周围的土壤没有明显的界限,同大田土壤融成一体。这一土壤环境随着根系的发育而变化,从无到有,从小到大,直到作物死亡才逐渐消亡。这个土壤环境的出现和发展过程与作物根系的生长和发育同为一个时空范畴。同时,大田土壤中的水和营养物质等必须存蓄和运动到这个土壤环境中才能被作物根系吸收,否则作物无法生长。这个土壤环境的优劣直接影响作物的生长,是决定作物生长,实现高产、优质、高效栽培目的一个重要因素。

2核心土壤生长环境概念

通过观察、实验发现,在作物的土壤环境的产生和发展过程中,作物生长发育初期阶段形成的根系土壤环境决定作物的生长发展,并在作物的全部生长过程中持续不断地发挥作用。只要营造好作物这一时期的根系土壤环境,就能够解决作物生长发展的核心问题。故将作物这一时期的根系环境称为“核心土壤环境”。作物的根系土壤环境完全是由核心土壤环境发展演化形成的。故核心土壤环境是作物根系土壤环境的中心,在作物的生长过程中至始至终地发挥作用。营造好核心土壤环境就能营造好作物的根系土壤环境。在外部生态环境正常条件下,作物的高产、优质、高效栽培目的就能达到。

核心土壤环境包容在根系土壤环境中,没有具体的界限范围和确切的土壤数量,由于根系土壤环境完全存于大田,以至于要获得良好的核心土壤环境,就要有较好肥力的大田。为了培育良好肥力的土壤,传统作法一般要对大田进行改良,全层翻耕,全层施肥乃至过度施肥浇水以及土壤全层改良的方法来得到“良田沃土”。但是在得到“良田沃土”的同时,往往造成水肥、人力资源的巨大浪费,土地环境受到破坏。特别是全球性水资源短缺,农业生产资源日趋匮乏的今天,如果仍按传统的方法去建设“良田沃土”,那么会因资源浪费,生态环境的破坏而在未来面临更多的灾难,只有节约、环保、高效的农业及生产方式,才是维持人类持续发展的唯一正确选择。

3核心土壤植物栽培装置

作者根据核心土壤环境在作物生长培育过程中的重要作用以及现代先进加工技术和新材料的应用,在作物栽培过程中设置一个能准确界定核心土壤环境在作物根系土壤环境中的位置,范围和土壤数量的装置。放置在这个装置里的土壤构成作物的核心土壤环境,并且由其发展成作物最终完整的根系土壤环境,融入大田土壤中,这个装置称为“核心土壤植物栽培器”(本装置已获中华人民共和国国家知识产权局专利授权。专利号:ZL200820302922.8)。核心土壤植物栽培器在大田中的位置和根系之间关联示意图见图1。

由图1可知,装置里的土壤是根据作物的习性、生长环境以及栽培目的需要而研究出的理想健康土壤。核心土壤环境有确切的位置范围和体积。此外,还能够比较准确地计算出作物生长发育过程所需的水分和营养物质,在作物栽培前就能存蓄在这个装置中,当作物的种子或幼苗栽种到装置中时,就能够逐渐获得一个最佳的生长环境。装置里的核心土壤环境除了能保证作物初期阶段的正常生长发展外,核心土壤中充裕、高效、长效缓释的肥料以及补充的水分,还能在作物的生长过程中长时间甚至是全程发挥作用以及保证作物的成功栽培。同时,装置分为多次和一次使用两类、多次的使用后完全回收再生处理,一次性的最终在大田中完全降解成有机肥料,这样大大减少肥水等资源的浪费和对环境的不良影响。

图1栽培器在大田中的位置与根系之间关系

4核心土壤栽培要素

4.1核心土壤

核心土壤植物栽培器里的土壤是完全根据栽种作物的生长特点、生长环境、种植目的而设定的理想健康土壤。具备了较好的肥料存蓄、水分涵养以及空气的通透性,因而适宜作物生长发育。核心土壤就是“良田沃土”,是作物生长的“第一土壤环境。”当作物在生长过程中,根系穿过装置,进入大田土壤,根系土壤环境在大田土壤中形成,称之为“第二土壤环境”与“第一土壤环境”共同向作物提供水分、营养物质等,保持大田土壤栽培特点。对贫瘠需要治理改良的土地,可以不需要进行全层的土壤改良和过度施肥灌溉以及翻耕,而只需把核心土壤栽培器埋放在栽种大田的土地中,就获得“良田沃土”较之传统的方法和技术,更节约、更环保、更高效。

4.2核心土壤灌溉

灌溉水通过核心土壤栽培器的装置,准确地进入到核心土壤中,使核心土壤环境保持较好的田间持水量。同时为了改变传统的浇灌方法,作者发明了“作物栽培器”(已获中华人民共和国国家知识产权局专利授权,专利号:ZL200820302925.1)。把灌溉水设放在核心土壤的下方或周围的装置里,通过介质的毛细管作用把水运动到核心土壤中,并通过栽培器渗透和湿润根系土壤环境里的土壤,使得核心土壤环境和根系土壤环境得到维持作物正常生长的水分。这样避免了因大量灌溉水没有进入根区范围而因重力和土地表面蒸发造成的水资源浪费,通过“作物栽培器”使用,单株作物对比试验结果显示,节水效果显著,可节水70%~80%。

4.3核心土壤肥料

核心土壤肥料即放置在核心土壤和紧靠“核心土壤植物栽培器”外壁周围的肥料。核心土壤肥料是根据作物生长特点和栽培目的以及大田土壤环境的特性、品质等因子而研制的高效肥料,是根据作物的整个生长周期的需求量一次性放于核心土壤中和栽培器外壁周围的土壤里。通过快释、缓释、长效等方法,在作物生长周期内,集中、高效、持续不断地向作物提供营养。对多年生的作物考虑到不能一次性地放置来满足,可视作物生长情况通过栽培器的装置给予追肥补充。

核心土壤肥料完全是在作物根系土壤环境里,不会造成闲置和浪费,肥料是埋放在核心土壤的中部和底部位置,不会因风蚀、雨水冲刷、水土流失而带走肥料造成浪费,同时也最大限度地减少对土地环境的污染,试验结果证明节肥效果非常显著。

4.4核心土壤温度

核心土壤温度是把经过加热(温)处理的灌溉水,灌溉到核心土壤中,以提高核心土壤环境的温度、有利作物的生长培育缩短作物生长周期,降低作业成本,提高经济效益。

4.5核心土壤免耕栽培

核心土壤免耕栽培指不需要对栽种植作物的大田进行全层翻耕,只需在栽种作物的大田上,按照“核心土壤植物栽培器”或“作物栽培器”的几何尺寸挖坑,把其埋入坑内,用原土回填坑满,露出“栽培器”的表面管口,再把种子或幼苗栽种到核心土壤中的方法。

5结语

人类赖以生存的土地是有限的,只有在有限的土地上,通过科技创新、爱护地球、珍惜土地、节约资源,增产高效,才能维持人类的持续发展,为此,作者提出了“核心土壤栽培”的理念,研发了“核心土壤植物栽培器”、“作物栽培器”,以期为实现高效、环保、节约的新型农业生产技术开发提供有价值的探索。

参考文献:

[1]崔毅.农业节水灌溉技术及应用实例[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]高前兆,李小雁,俎瑞平.干旱区供水集水保水技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3]张增志.荒漠化地区植树造林新材料――蓄水渗膜材料[M].北京:化学工业出版社,2006.

[4]张辉.土壤环境学[M].北京:化学工业出版社,2006.

环境土壤学的特点篇6

【摘要】目的研究土荆芥生长土壤地球化学特征，为土荆芥gap管理提供环境因素的依据。方法通过对地道药材土荆芥生长环境的实地调查，并采集其生境土壤样品进行元素分析及研究适宜的肥力条件。结果土荆芥适宜生长土壤为中性或弱碱性沙质土壤，其生长土壤肥力较高，而且分析发现其中al2o3，k2o，ni，zn，rb，ba的含量明显高于福建省及全国土壤中的平均值，含有丰富的微量元素，na2o，k2o含量高于非生境土壤，而al2o3，fe2o3，cao，tio2低于非生境土壤，且土荆芥对p、ca有选择性的富集作用。结论土壤的地球化学特征对土荆芥的生长有影响。

【关键词】土荆芥；土壤；地球化学特征

土荆芥为藜科植物土荆芥chenopadiumambrosioidesl.带有果穗的干燥全草，为一年生或多年生直立草本，为常用苗药，主要分布于我国的中南、华东和西南等地，通常生长在村落周围的山坳、道路及河岸两侧，福建、广东是我国土荆芥生长的主要地区。土荆芥具有驱风除湿、驱虫、通经、止痛之功效，主治肠道寄生虫病，外用治湿疹、脚癣，并能杀蛆和驱除蚊蝇［1］。现代医学研究表明，小剂量的土荆芥叶的水醇提取物具有明显的抗肿瘤作用，对人体内的结核杆菌生长有抑制作用，对抗真菌则有良好的抑制作用［2，3］。文献报道［4］，不同产地土荆芥中黄酮成分的含量有一定的差异，表明环境因素对土荆芥的生长有一定的影响。植物生长、形态和品质好坏的因素不仅是气候条件，更重要的是地质环境、土壤营养元素组成、含量及其存在形态。土壤中元素与植物生长和人体健康有密切的关系［5～7］。由于成土因素和过程的不同使每种土壤具有自身的理化和地球化学特征，也就形成了特有的土壤生物作用，而土壤矿质元素作为植物的营养库，它们对植物的生长发育，产量，初生和次生代谢产物的种类数量均有很大的影响，所以研究道地药材生长的环境因素，首先要研究支持它们赖以生存的土壤的理化性质及其地球化学特征。目前，关于土荆芥化学成分及药理作用方面的研究较多，而关于其生长的环境因素及其地球化学特征方面的研究未见报道。作者选取土荆芥主要生长区——福建、广东地区生长的土荆芥，对其生境土壤地球化学基本特征（矿物组成，理化性质等）进行了研究，旨在为其规范生产，gap管理提供科学依据。

1材料和方法

1.1研究区概况

福建、广东位于我国东南沿海，隔台湾海峡与台湾省相望。样品采自福建省、广东省中亚热带季风性湿润气候及南亚热带海洋性季风性湿润气候2个不同自然地带，福建漳州、广东汕头属南亚热带海洋性季风性湿润气候区，位于东经116°14′～118°08′、北纬23°02′～25°15′。光热资源丰富，雨量偏少，受台风影响显著为本带气候的3个主要特征，年平均气温19～22℃，平均最低气温在0℃以上，年日照时数1800～2500h，年雨量约1000～1600mm，阳光充足，无霜期长，冬无严寒，地貌类型以花岗岩丘陵及冲击平原为主，由于背靠大山，又有许多支脉伸向海边，紧靠北回归线，以及地形上的特点，来自西北和东北方向的冷气流对本区影响轻微，加之地势相对开阔平坦，利于充分接受光照。这种地貌空间结构，宜于避寒、避风，是多种热作的理想种植地，农作物年可3熟。

福建三明地区位于东经116°22'～118°39'、北纬25°30'～27°07'，地处闽江流域上游，正好介于闽西北武夷山脉与闽西南戴云山脉之间，该地区属中亚热带季风性湿润气候，平均海拔高，地势起伏大，山地丘陵占绝对优势，盆谷比重较小，光照资源较漳州、汕头差，但水分资源丰富，气候垂直变化显著，四季分明，冬季长1～4月有霜雾及结冰现象，夏季长3～5个月，气温高，盆谷内常出现酷暑天气，年平均气温15～20℃，日照时数1600～2000h，耕作制度以一年二熟为主，水资源丰富，年平均降水量1500～2200mm；基本上为多水带或丰水带。

研究区属华南低山丘陵区，植被茂盛，土层较深厚，土壤类型主要为红壤、黄壤，还有黄棕壤、水稻土等，一般呈酸性，铁铝氧化物含量很高。成土母质主要为岩石（花岗岩，火山岩等）风化的产物，是土壤矿物质和植物营养的最初来源，是土壤形成的物质基础，它影响着土壤的发育方向和肥力状况。

1.2样品采集分析方法

样品采自福建漳州（zzsj）、三明（smsj），广东省汕头（stsj）土荆芥生境根际的土壤及其药材，采用随机多点采样法，收集根际土壤时先除去表面土壤，然后采用抖落法收集根际土壤，充分混合，用4分法缩分，为了进行土壤元素比较，同时采集500m以外（或附近山坡）无土荆芥生长的非生境土壤样品，分别为福建漳州（zzfsj）、三明（smfsj），广东汕头（stfsj）作为对照。样品在室内自然风干，去除石块?植物根茎等杂质。

1.3土壤理化分析方法

1.3.1ph值电位法测定，土壤样品过10目尼龙网筛，水土比为1∶1。

1.3.2土壤颗粒组成采用ms2000型激光粒度分析仪测定。

1.3.3土壤元素分析土壤样品用玛瑙研钵研磨样品至200目以下，利用日本3080esx?射线荧光光谱仪对土壤样品中的常量元素al2o3，sio2，mgo，cao，na2o，k2o，fe2o3等组分及微量元素zn，sr，ba，ni，cu，pb，v等进行了全量分析，元素分析在中国科学院兰州地质所国家重点实验室分析测试中心完成。1.3.4土壤营养物质分析采用常规分析方法。土壤阳离子交换采用醋酸铵法；土壤盐基饱和度采用氯化钾法；土壤速效钾采用火焰光度法；土壤有机质采用重铬酸钾法；土壤速效磷采用氢氧化钠（碳酸氢钠）浸提－钼锑抗比色法。

1.3.5土荆芥药材黄酮类成分含量测定采用日本岛津lc?20a高效液相色谱仪测定。

2结果

2.1土荆芥生境土壤与非生境土壤质地与理化特性分析

2.2.1土壤ph

ph值是土壤重要的基本性质，直接反映了土壤溶液中氢离子和氢氧根离子的相对浓度，是土壤中影响范围极为广泛的一个化学指标，它是土壤中各种养分的存在状态，有效性和土壤中生物过程，土壤微量元素含量分布的重要影响因素［8，9］。由表1可知土荆芥生长的土壤为中性至弱碱性，其不同生长区生境土壤的ph值比较接近，分别为7.63，7.20，6.77，而非生境土壤ph值相差较大，分别为4.55，5.95，6.65，为中性至酸性。表明土荆芥适宜在ph值中性至弱碱性的土壤中生长。

2.2.2土壤肥力及盐基饱和度（bs）

从表1中可以看出土荆芥生境土壤肥力均较高，其有机质，速效钾，速效磷比较高，阳离子交换量(cec)均＞10cmol/kg，福建漳州的稍高，为20.473cmol/kg，广东汕头的略低，为11.070cmol/kg。而非生境土壤阳离子交换量略低，福建三明非生境土壤对比样仅为7.309cmol/kg。土荆芥生境土壤盐基饱和度接近且较高，均在85％以上，而非生境土壤肥力相差较大，福建三明非生境对比样速效磷仅为1.48mg/kg，且盐基饱和度为35.56％。说明土荆芥适宜于较高盐基饱和度的土壤。

2.2.3土壤肥力与药材质量关系的比较

土壤作为生态环境中最为重要的一部分，其肥力状况直接决定了土荆芥的生长、品质、初生和次生代谢产物的形成。由表1及表2可以看出福建三明土壤有机质、速效钾、速效磷等肥力较高，其黄酮类化合物的含量也较高。福建漳州与广东汕头生态环境，气候条件，土壤肥力相近，其黄酮类化合物的含量也接近。表明土荆芥在生长过程中土壤因素是保证其质量的主要因素之一。表1土荆芥土壤样品理化特性（略）表2药材样品黄酮含量测定结果（略）

2.2.4土壤颗粒组成土壤颗粒组成在植物生长，土壤的利用中具有重要意义，直接影响土壤水、肥、气、热的保持和运动，并与植物的生长发育有密切的关系。植物生长的土壤砂粒过多易漏水漏肥，土壤黏粒过多持水性强，透水性差，研究区雨量充沛，若黏粒过多易烂根。对土荆芥土壤机械组成研究，由表1可知，土荆芥生境土壤质地以砂质壤土为主，砂砾较多，泥质，粉沙质，矿物质并存，不但带给土壤较丰富的矿质元素，而且使土壤质地适中，通透性好，多种元素有效性高，有利于植物生长。而非生境土壤机械组成相差较大，福建三明非生境对比样黏粒含量较高＞30％。研究表明含砂砾较多的砂质壤土有利于土荆芥生长。

2.3土荆芥生长土壤地球化学特征

2.3.1土荆芥生境土壤与非生境土壤元素比较土壤大量营养元素，微量元素是研究土壤环境质量的重要特征，也是土壤农业地球化学评价的主要指标［10］。由表2可知，土荆芥生境土壤样品中元素的含量特征，土荆芥生境土壤中常量元素主要以al、si为主，二者含量之和达70％以上。al2o3，k2o，mg0，cao显著的高于福建土壤中的平均值，fe2o3，tio2接近于福建土壤中的平均值。与全国土壤中元素含量相比，al2o3，k2o，fe2o3的含量明显高于全国土壤中的平均值；na2o，cao低于全国土壤中的平均值。生境土壤中na2o，k2o均高于非生境土壤中的含量，al2o3，fe2o3，cao，tio2显著低于非生境土壤中的含量。生境土壤中微量元素ba，zn，zr，rb，mn等元素含量较高。其顺序为ba?mn?zr?zn?rb，其中ni，zn，rb，ba明显高于福建省及全国土壤中的平均值；co，cr，cu接近福建省及全国平均含量。sr明显高于非生境土壤中的含量。v，cr，co，ni，cu显著低于非生境土壤中的含量。

研究结果表明土荆芥生境土壤与非生境土壤元素特征有一定差异，从我国土壤区域的划分研究区均属于硅铝区域，但其地球化学特征还有较大的差异，造成这种差异的主要原因是其成土母质和成土过程不同，这种差异是土荆芥道地性形成的主要土壤生态因子，表明研究其地球化学特征具有一定的意义。

2.3.2药材与土壤中元素相关性分析

从表3中可看出土荆芥药材中p，zn，mn，ca的含量较高，尤其是p、ca元素含量高，而土荆芥生境土壤中p、ca的含量接近或相对低于非生境土壤，土荆芥药材对p，ca具有富集作用，p，ca平均吸收系数分别为3.4478，2.4026。表明p，ca对土荆芥的生长具有相关性，这种对部分元素的依赖是土荆芥生长的重要特征之一。表3土荆芥根际土壤样品中元素的含量特征（略）

生命的生长发育过程中，矿物元素起着重要的作用。如钾具有促进植物体内代谢，提高植物抗病能力，提高光合作用强度，加强碳水化合物的合成与运输，以及能促进植物对氮素的吸收，加速含氮化合物的形成等都有重要作用，土壤中的钾主要来源于土壤母质中钾矿物的分化，分解，释放，铁是形成叶绿素必需的成分，土壤缺铁，则叶呈淡黄色，甚至白色，铁对植物呼吸作用和代谢过程有重要作用；锌在植物叶绿素及糖类形成过程中是必不可少的，是某些酶的组成部分；磷是植物生长重要元素之一，磷能促进植物生殖器官的形成，保持优良的遗传特性，增强植物的抗旱，抗寒，抗病能力，对细胞的分裂和分生组织的发展，以及对糖，脂肪，蛋白质等物质的形成和转换有重要作用。磷在近中性的微酸性到微碱性的范围内，其有效性较高，该土壤为中性至微碱性土壤，磷的有效性较高，其土壤中钾，锌等含量较丰富，这些因素是土荆芥生长的必要条件。

3结论

土荆芥生长的适宜ph值为6.5～8，属中性偏弱碱性土壤。生长土壤质地为通透性良好的含有少量黏土的砂质壤土。

土荆芥适宜于85％以上较高盐基饱和度的土壤。有机质1.38～3.71％，速效磷111.9～242.8mg/kg，速效钾109.5～168.8mg/kg肥力较高的土壤中，有利于土荆芥生长及其有效成分的积累。

土荆芥对p，ca具有选择性富集作用，其生长土壤中大量元素na2o，k2o，cao，p的含量应较高，这种同一基因植物对元素吸收的差异，以及生态环境，气候条件，土壤肥力相近，其有效成分黄酮类化合物的含量也接近。提示外因—地球化学作用对其生长、有效成分的积累具有重要的意义。

只有在上述条件有机的结合在一起，形成其特有的生态系统才有利于地道土荆芥的生长，因此对药用植物进行规范生产，gap基地建设与管理，不仅要研究药材有效成分含量，还应对其生长的生态环境，尤其对其赖以生存的重要因子之一——土壤进行研究。

致谢：在土荆芥样品采集的过程中，福建省将乐县万安卫生院的官瑞医生给予了热情的帮助，特此表示衷心的感谢。

【参考文献】

1］林泉，王景祥，范文涛，等.浙江植物志［m］.杭州：浙江科学技术出版社，1982:182.

［2］nascimentofrf,cruzgv,pereirapvs,etal.asciticandsolidehrlichtumorinhibitionbychenopodiumambrosioidesl.treatment［j］.lifesciences，2006，78:2650.

［3］lalln,meyerjjm.invitroinhibitionofdrug?resistantanddrug?sensitivestrainsofmycobacteriumtuberculosisbyethnobotanicallyselectedsouthafricanplants［j］.journalofethnopharmacology,1999,66:347.

［4］刘志红，庄世和，宋之光.hplc测定土荆芥药材中槲皮素、山柰素、异鼠李素含量［j］.中草药,2008，39(增刊):123.

［5］范俊安，易尚平，张爱军，等.川产道地药材受gbs制约效应［j］.中国中药杂志，1996，21(1):12.

［6］朱定祥，倪守斌.地道药材的生物地球化学特征研究进展［j］.微量元素与健康研究，2004，21(2):44.

［7］龚子同，黄标，欧阳洮.我国土壤地球化学及其在农业生产中的意义［j］.地理科学，1998，18(1):1.

［8］周启星.健康土壤学－土壤健康质量与农产品安全［m］.北京:科学出版社，2005：114.