SOIL GEOCHEMISTRY AND NUTRIENT EVALUATION IN GUYUAN CITY OF NINGXIA
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摘要:
基于宁夏固原地区1:25万土地质量地球化学调查, 利用2 638件土壤样品的53项元素指标测试分析成果, 采用统计分析和离群数据迭代剔除, 得到土壤元素指标地球化学特征参数. 依据土壤地球化学背景值, 对N、P、K、有机质等19种土壤养分元素指标丰缺状况进行分析评价, 依据养分含量的缺乏、适中和丰富状况进行元素指标分类, 发现研究区土壤中N、Ge、Se、有机质较为缺乏, CaO、MgO含量丰富, 为合理指导耕地资源可持续开发与利用提供了基础依据.
Abstract:The geochemical characteristic parameters of soil element indexes are obtained through statistic analysis and iterative elimination of outlier data based on the 1 : 250 000 land quality geochemical survey and test analysis results of 53 element indexes of 2 638 soil samples in Guyuan area of Ningxia. The abundance and deficiency of 19 soil nutrient element indexes such as N, P, K and organic matters are analyzed and evaluated according to the background values of soil geochemistry, and the element indexes are then classified in terms of the nutrient status. It is found that the contents of N, Ge, Se and organic matters in the soil are relatively deficient, while CaO and MgO are abundant, which provides basis for rationally guiding sustainable development and utilization of cultivated land resources.
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Key words:
- land quality /
- geochemical characteristic /
- soil nutrient /
- Ningxia Hui Autonomous Region
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表 1 固原地区土壤元素指标地球化学特征参数统计表
Table 1. Geochemical characteristic parameters of soil element indexes in Guyuan area
元素 原始数据（2638） 剔除异常值统计（3倍） 背景值 平均值 最大值 最小值 中位数 众数 标准离差 变异系数 平均值 最大值 最小值 中位数 众数 标准离差 变异系数 剔除后样品个数 数据分布 **Ag 70.02 147.00 34.00 69.00 71.00 9.80 0.14 70.15 102.00 48.00 69.00 71.00 9.18 0.13 2607 对数正态分布 70.15 As 12.38 32.25 5.46 12.25 11.90 1.33 0.11 12.28 15.01 9.53 12.23 11.90 0.92 0.07 2530 偏态分布 12.28 **Au 1.40 6.20 0.10 1.35 1.30 0.39 0.28 1.36 2.17 0.56 1.33 1.30 0.28 0.20 2553 偏态分布 1.36 B 52.03 103.00 23.40 50.80 48.30 8.25 0.16 51.13 70.70 34.40 50.50 48.30 6.55 0.13 2548 偏态分布 51.13 Ba 478.95 1550.40 408.90 471.50 474.00 36.36 0.08 471.78 522.20 429.10 469.90 474.00 16.90 0.04 2430 偏态分布 471.78 Be 1.86 2.90 0.77 1.84 1.71 0.15 0.08 1.84 2.15 1.54 1.83 1.71 0.10 0.05 2468 偏态分布 1.84 Bi 0.31 0.95 0.13 0.30 0.26 0.04 0.13 0.30 0.40 0.22 0.30 0.26 0.03 0.11 2571 偏态分布 0.30 Br 4.28 8.72 1.37 4.23 4.40 1.01 0.24 4.27 7.22 1.37 4.23 4.40 0.99 0.23 2630 偏态分布 4.27 **Cd 164.59 368.23 31.17 162.43 151.00 20.29 0.12 163.30 213.14 115.62 162.00 151.00 16.65 0.10 2569 偏态分布 163.30 Ce 66.01 84.35 18.16 65.86 66.70 4.85 0.07 66.15 80.26 54.23 65.90 66.70 4.38 0.07 2602 对数正态分布 66.15 Cl 92.75 6068.50 41.00 74.00 68.00 200.15 2.16 74.46 109.10 41.00 72.80 68.00 11.59 0.16 2427 偏态分布 74.46 Co 12.67 20.40 1.49 12.56 11.50 1.15 0.09 12.59 15.26 10.10 12.53 11.50 0.90 0.07 2559 偏态分布 12.59 Cr 74.24 100.70 22.10 74.90 74.90 4.08 0.05 74.97 82.10 67.70 75.10 74.90 2.43 0.03 2413 偏态分布 74.97 Cu 23.59 38.27 8.13 23.27 21.00 2.88 0.12 23.35 30.57 16.16 23.17 21.00 2.42 0.10 2567 偏态分布 23.35 F 603.95 1568.67 226.81 579.61 530.00 106.50 0.18 576.18 702.44 449.00 573.79 530.00 42.54 0.07 2369 偏态分布 576.18 Ga 14.65 22.30 7.50 14.50 14.10 1.15 0.08 14.51 17.00 12.00 14.40 14.10 0.85 0.06 2503 偏态分布 14.51 Ge 1.21 1.62 0.70 1.21 1.32 0.09 0.08 1.21 1.50 0.98 1.21 1.32 0.09 0.07 2608 对数正态分布 1.21 **Hg 28.03 4179.88 7.00 24.34 18.00 81.59 2.91 24.69 41.38 8.00 24.00 18.00 5.63 0.23 2504 偏态分布 24.69 I 2.05 5.23 0.74 2.00 1.87 0.44 0.21 2.03 3.21 1.11 1.99 1.87 0.40 0.19 2598 偏态分布 2.03 La 34.81 46.48 10.05 34.78 34.50 2.19 0.06 34.84 40.40 29.30 34.78 34.50 1.85 0.05 2588 偏态分布 34.84 Li 36.93 114.21 12.20 35.16 31.80 7.09 0.19 35.45 46.80 24.19 34.76 31.80 3.79 0.11 2443 偏态分布 35.45 Mn 635.73 996.15 176.40 629.92 614.00 49.05 0.08 630.51 725.93 537.30 628.40 614.00 31.90 0.05 2497 偏态分布 630.51 Mo 0.97 12.36 0.32 0.83 0.75 0.65 0.67 0.82 1.09 0.56 0.81 0.75 0.09 0.11 2241 偏态分布 0.82 N 916.98 5948.77 64.00 787.29 685.64 476.75 0.52 812.20 1459.72 330.00 761.77 685.64 215.96 0.27 2434 偏态分布 812.20 Nb 13.50 16.60 5.90 13.50 13.50 0.71 0.05 13.48 15.00 12.00 13.50 13.50 0.51 0.04 2510 偏态分布 13.48 Ni 31.38 106.25 3.06 31.02 29.40 2.93 0.09 31.23 37.10 25.32 30.97 29.40 1.97 0.06 2561 偏态分布 31.23 P 791.88 1245.50 215.20 778.96 660.00 104.59 0.13 788.60 1077.77 515.00 778.10 660.00 96.44 0.12 2602 偏态分布 788.60 Pb 21.14 33.60 15.50 20.90 20.50 1.88 0.09 20.98 25.70 16.80 20.80 20.50 1.58 0.08 2571 偏态分布 20.98 Rb 95.62 145.00 59.70 94.30 95.30 7.56 0.08 93.61 105.50 81.90 93.50 95.30 3.97 0.04 2362 偏态分布 93.61 S 283.04 10722.64 73.00 249.46 149.00 301.27 1.06 249.79 411.79 92.00 245.69 149.00 54.04 0.22 2473 偏态分布 249.79 Sb 0.99 2.35 0.49 0.99 1.00 0.09 0.09 0.99 1.20 0.77 0.99 1.00 0.07 0.07 2579 偏态分布 0.99 Sc 11.76 16.74 3.05 11.79 10.90 1.05 0.09 11.76 14.55 9.01 11.79 10.90 0.93 0.08 2594 正态分布 11.76 Se 0.16 0.87 0.07 0.15 0.18 0.04 0.27 0.15 0.23 0.07 0.14 0.18 0.03 0.17 2515 偏态分布 0.15 Sn 2.79 6.70 1.30 2.80 2.80 0.32 0.12 2.78 3.70 2.10 2.80 2.80 0.28 0.10 2604 对数正态分布 2.78 Sr 234.03 951.10 99.40 232.20 230.00 44.17 0.19 232.80 299.10 166.80 232.40 230.00 22.11 0.09 2414 偏态分布 232.80 Th 11.84 17.82 1.07 11.80 11.60 0.96 0.08 11.80 14.13 9.51 11.80 11.60 0.78 0.07 2573 正态分布 11.80 Ti 3799.82 4557.00 1236.20 3817.95 3807.20 199.96 0.05 3802.24 4237.10 3370.80 3817.85 3807.20 146.43 0.04 2522 偏态分布 3802.24 Tl 0.60 0.90 0.07 0.60 0.52 0.06 0.10 0.60 0.74 0.45 0.59 0.52 0.05 0.08 2553 偏态分布 0.60 U 2.59 6.11 0.27 2.54 2.46 0.35 0.14 2.53 3.13 1.94 2.52 2.46 0.20 0.08 2461 偏态分布 2.53 V 79.61 122.92 20.49 78.10 75.40 6.86 0.09 78.21 88.74 67.72 77.76 75.40 3.55 0.05 2406 偏态分布 78.21 W 1.79 3.45 0.59 1.78 1.64 0.16 0.09 1.79 2.16 1.42 1.78 1.64 0.12 0.07 2575 偏态分布 1.79 Y 24.22 30.40 8.60 24.20 24.40 1.26 0.05 24.17 26.50 21.80 24.20 24.40 0.79 0.03 2462 偏态分布 24.17 Zn 65.47 110.10 19.40 64.65 62.20 6.66 0.10 64.32 76.80 52.60 64.30 62.20 4.16 0.06 2454 偏态分布 64.32 Zr 223.05 288.20 90.60 224.00 218.00 17.54 0.08 224.43 267.00 181.00 224.50 218.00 14.51 0.06 2549 偏态分布 224.43 *SiO2 55.95 81.00 43.79 55.60 55.60 2.31 0.04 55.68 60.22 51.18 55.54 55.60 1.51 0.03 2466 偏态分布 55.68 *Al2O3 11.69 16.68 6.99 11.52 11.62 0.77 0.07 11.47 12.54 10.50 11.46 11.62 0.36 0.03 2328 偏态分布 11.47 *Fe2O3 4.50 7.14 1.30 4.46 4.51 0.35 0.08 4.43 4.98 3.89 4.44 4.51 0.19 0.04 2390 偏态分布 4.43 *MgO 2.37 5.03 0.70 2.33 2.30 0.28 0.12 2.34 2.80 1.88 2.33 2.30 0.15 0.07 2466 偏态分布 2.34 *CaO 8.09 13.38 1.03 8.54 8.02 1.61 0.20 8.56 10.53 6.59 8.63 8.02 0.66 0.08 2344 偏态分布 8.56 *Na2O 1.67 2.61 0.92 1.68 1.68 0.12 0.07 1.67 1.94 1.39 1.68 1.68 0.09 0.06 2538 偏态分布 1.67 *K2O 2.33 3.93 1.80 2.29 2.25 0.16 0.07 2.30 2.64 1.97 2.29 2.25 0.11 0.05 2515 偏态分布 2.30 *Corg 0.84 5.45 0.13 0.73 0.57 0.46 0.55 0.74 1.49 0.13 0.71 0.57 0.25 0.34 2469 偏态分布 0.74 *TC 2.57 6.32 0.65 2.51 2.71 0.48 0.19 2.52 3.27 1.78 2.50 2.71 0.25 0.10 2431 偏态分布 2.52 **元素单位为10-9; *氧化物单位为%; 其余元素单位为10-6; 变异系数=标准离差/平均值. 
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表 2 土壤养分等级划分标准
Table 2. Grading standards of soil nutrients
评价指标 一等
（丰富）二等
（较丰富）三等
（中等）四等
（较缺乏）五等
（缺乏）全氮/10-3 ＞2 1.5~2 1~1.5 0.75~1 ≤0.75 全磷/10-3 ＞1 0.8~1 0.6~0.8 0.4~0.6 ≤0.4 全钾/10-3 ＞25 20~25 15~20 10~15 ≤10 有机质/10-3 ＞40 30~40 20~30 10~20 ≤10 氧化钙/% >5.54 2.68~5.54 1.16~2.68 0.42~1.16 ≤0.42 氧化镁/% >2.15 1.70~2.15 1.20~1.70 0.70~1.20 ≤0.70 氧化铁/% >5.30 4.60~5.30 4.15~4.60 3.40~4.15 ≤3.40 钴/10-6 >15 13~15 11~13 8~11 ≤8 钒/10-6 >96 84~96 75~84 63~75 ≤63 锗/10-6 >1.5 1.4~1.5 1.3~1.4 1.2~1.3 ≤1.2 硼/10-6 >65 55~65 45~55 30~45 ≤30 钼/10-6 >0.85 0.65~0.85 0.55~0.65 0.45~0.55 ≤0.45 锰/10-6 >700 600~700 500~600 375~500 ≤375 硫/10-6 >343 270~343 219~270 172~219 ≤172 铜/10-6 >29 24~29 21~24 16~21 ≤16 锌/10-6 >84 71~84 62~71 50~62 ≤50
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表 3 土壤硒、碘、氟等级划分标准
Table 3. Grading standards of Se, I and F in soil
评价指标 缺乏 边缘 适量 高 过剩 硒 ≤0.125 0.125~0.175 0.175~0.40 0.40~3.0 >3.0 碘 ≤1 1~1.50 1.50~5 5~100 >100 氟 ≤400 400~500 500~550 550~700 >700 含量单位: 10-6.
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表 4 土壤养分元素指标的分布面积及占比
Table 4. Distribution area and proportion of soil nutrient element indexes
元素指标 含量范围 面积/km2 占比/% P 0.6~1 10012 94.88 K 1~2 10504 99.54 B 45~65 8108 76.84 Co 11~15 9948 94.28 Cu 21~29 8304 78.70 Zn 62~84 6964 66.00 TFe2O3 4.15~5.30 9452 89.58 Mn 500~700 9796 92.84 Mo 0.55~0.85 6100 57.81 I 1.50~100 9800 92.87 S 209~343 6648 63.00 V 75~96 8440 79.98 F 500~700 9192 87.11 含量单位: P、K为10-3, TFe2O3为%, 其他为10-6. 含量范围值, 前者为包含, 后者为小于.
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表 5 研究区土壤养分状况统计表
Table 5. Soil nutrient status in the study area
养分状况 元素指标 养分缺乏 N、Ge、Se、有机质 含量适中 P、K、B、Co、Cu、Zn、Fe2O3、Mn、Mo、I、S、V、F 养分丰富 CaO、MgO
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