茅臺(tái)原料基地土壤鎘砷空間分布特征及對(duì)高粱品質(zhì)的影響.pdf

1、本人以貴州省仁懷市為研究區(qū)，依托課題“茅臺(tái)酒原料基地建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”，利用GIS空間分析方法，借助地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，從空間變異角度來(lái)系統(tǒng)研究該市鎘、砷的空間分布規(guī)律，并評(píng)價(jià)土壤的環(huán)境質(zhì)量。利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，研究土壤中重金屬元素鎘、砷與高粱品質(zhì)的關(guān)系。主要內(nèi)容如下：
　　（1）仁懷市土壤中各測(cè)定項(xiàng)目的范圍和平均值分別為：pH4.01～8.50（7.22）、有機(jī)質(zhì)4.01～38.62（22.88）g·kg-1、全量鎘0.045

2、～0.890(0.336)mg·kg-1、全量砷8.738～46.975mg·kg-1、有效態(tài)鎘0.006～0.117(0.042)mg·kg-1、有效態(tài)砷0.355～1.989(0.798)mg·kg-1。六種物質(zhì)含量的總體平均變異程度由大到小排列順序?yàn)椋河袡C(jī)質(zhì)、有效態(tài)鎘、全量鎘、有效態(tài)砷、全量砷、pH，其變異系數(shù)分別為54.06％,49.76％,49.60％,28.71％,28.06％,18.14％。
　?。?）土壤中的pH與

3、砷呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.103，砷的吸附量隨著體系pH的升高而降低。有機(jī)質(zhì)與全量鎘的相關(guān)系數(shù)為0.113，隨著有機(jī)質(zhì)含量的提高，土壤吸附鎘的能力上升。全量鎘和全量砷呈極顯著的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.991，推斷鎘、砷的含量主要取決于土壤母質(zhì)，受人為活動(dòng)污染較小。
　?。?）全量鎘、全量砷、有效態(tài)鎘、有效態(tài)砷含量的半方差變化均可用指數(shù)模型很好的擬合。全量鎘的塊金值為0.007463，塊金值/基臺(tái)值為25.40％；全量砷的塊金

4、值為13.914，塊金值/基臺(tái)值為45.71％，有效態(tài)鎘的塊金值為1.0746E-4，塊金值/基臺(tái)值為24.17％；有效態(tài)砷的塊金值為0.018608，塊金值/基臺(tái)值為34.90％，這4個(gè)指標(biāo)基本上均屬于中等程度的空間相關(guān)。空間相關(guān)域分別為全量鎘6.41km，全量砷6.72km，有效態(tài)鎘6.41km，有效態(tài)砷6.55km。就塊金值/基臺(tái)值來(lái)說(shuō)，隨機(jī)性因素對(duì)砷的空間相關(guān)性的削弱程度稍大。
　　（4）根據(jù)各指標(biāo)的空間分布Kriging

5、差值預(yù)測(cè)圖可以看出：全量鎘在空間上的分布表現(xiàn)為斑塊狀分布，三合鎮(zhèn)、二合鎮(zhèn)、高大坪鄉(xiāng)、喜頭鎮(zhèn)、魯班鎮(zhèn)、后山布依族苗族自治鄉(xiāng)附近的全量鎘含量相對(duì)較高，在0.30-0.90mg·kg-1的范圍內(nèi)，其余大部分地區(qū)全量鎘含量相對(duì)較低，含量在0.30mg·kg-1以下，沙灘鄉(xiāng)、火石崗鄉(xiāng)、學(xué)孔鄉(xiāng)、中樞、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)、龍井鄉(xiāng)、茅壩鎮(zhèn)附近最低，一般在0.20mg·kg-1以下；全量砷在空間上的分布表現(xiàn)為斑塊狀分布，在空間分布上差異明顯。三合鎮(zhèn)、茅臺(tái)、中樞、魯班

6、鎮(zhèn)、五馬鎮(zhèn)、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)附近全量砷的含量相對(duì)較高，一般在20mg·kg-1以上，最大為46.98mg·kg-1，火石崗鄉(xiāng)、學(xué)孔鄉(xiāng)、喜頭鎮(zhèn)、壇廠鎮(zhèn)、茅壩鎮(zhèn)、龍井鄉(xiāng)、九倉(cāng)鎮(zhèn)附近的全量砷含量相對(duì)較低，一般在15mg·kg-1以下；有效態(tài)鎘的空間分布與全量鎘的分布有一定的相關(guān)性，也呈斑塊狀分布，三合鎮(zhèn)、二合鎮(zhèn)、高大坪鄉(xiāng)、喜頭鎮(zhèn)、魯班鎮(zhèn)、后山布依族苗族自治鄉(xiāng)、九倉(cāng)鎮(zhèn)附近的有效態(tài)鎘含量相對(duì)較高，在0.045-0.117mg·kg-1的范圍內(nèi)，其余大部分地

7、區(qū)有效態(tài)鎘含量相對(duì)較低，一般在0.045mg·kg-1g以下，沙灘鄉(xiāng)、火石崗鄉(xiāng)、學(xué)孔鄉(xiāng)、中樞、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)、龍井鄉(xiāng)、茅壩鎮(zhèn)附近最低；效態(tài)砷在空間上的分布表現(xiàn)為斑塊狀分布，在空間分布上與全量砷也有一定的相關(guān)性，三合鎮(zhèn)、茅臺(tái)、中樞、魯班鎮(zhèn)、五馬鎮(zhèn)、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)附近有效態(tài)砷的含量相對(duì)較高，一般在0.921mg·kg-1以上，最大為1.989mg·kg-1，火石崗鄉(xiāng)、學(xué)孔鄉(xiāng)、喜頭鎮(zhèn)、壇廠鎮(zhèn)、茅壩鎮(zhèn)、龍井鄉(xiāng)、九倉(cāng)鎮(zhèn)附近的有效態(tài)砷含量相對(duì)較低，一般在0.740

8、mg·kg-1以下，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)在0.740mg·kg-1與0.921mg·kg-1之間。
　?。?）總體來(lái)看，仁懷市絕大部分地區(qū)土壤中鎘、砷含量符合綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件。茅臺(tái)大部分地區(qū)的鎘處于優(yōu)良級(jí)水平，優(yōu)級(jí)占21％、良級(jí)占39％，但是不合格的也比較多，達(dá)到29％。仁懷市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎘的土壤質(zhì)量變化差異較大，其中茅壩鎮(zhèn)和沙灘鄉(xiāng)的鎘均處于優(yōu)級(jí)水平，茅臺(tái)、龍井鄉(xiāng)、大壩鎮(zhèn)、火石崗鄉(xiāng)、長(zhǎng)崗鎮(zhèn)、合馬鎮(zhèn)、中樞的鎘的土壤質(zhì)量相對(duì)較好，優(yōu)良率分別達(dá)到

9、100％、87％、87％、82％、80％、73％、70％；壇廠鎮(zhèn)、五馬鎮(zhèn)、九倉(cāng)鎮(zhèn)、二合鎮(zhèn)、喜頭鎮(zhèn)、魯班鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)、高大坪鄉(xiāng)、學(xué)孔鄉(xiāng)、后山的鎘的土壤環(huán)境質(zhì)量相對(duì)較差，不合格率分別為25％、33％、43％、43％、44％、48％、52％、57％、58％、80％；仁懷大部分地區(qū)的砷處于優(yōu)良級(jí)水平，優(yōu)級(jí)占28％、良級(jí)占46％，不合格的地區(qū)比較少，僅為3％。沙灘鄉(xiāng)、龍井鄉(xiāng)、壇廠鎮(zhèn)、火石崗鄉(xiāng)、茅壩鎮(zhèn)的砷的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)較高，優(yōu)良率分別達(dá)到100％

10、、100％、95％、92％，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)絕大部分地區(qū)處于合格以上的水平，只有壇廠鎮(zhèn)、大壩鎮(zhèn)、五馬鎮(zhèn)、茅臺(tái)的部分地區(qū)砷的含量超標(biāo)，不合格率分別為4％、9％、11％和33％。
　?。?）仁懷市高粱的品質(zhì)較高。高粱中各物質(zhì)的范圍和平均值分別為淀粉65.93％-75.84％（71.79），直鏈淀粉15.64％-28.73％，蛋白質(zhì)7.46％-15.89％（10.29％），單寧1.12％-3.98％（2.06％），仁懷市的高粱與“十五”期間新保

11、存到國(guó)家種質(zhì)庫(kù)中的高粱選育品種相比的顯著特點(diǎn)是淀粉含量和單寧含量明顯較高。鎘的范圍和平均值為0.001mg/kg-0.242mg/kg(0.012)，砷在檢測(cè)線以下，符合高粱的綠色食品標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）土壤中鎘砷對(duì)高粱品質(zhì)有一定的影響。鎘對(duì)高粱產(chǎn)生了脅迫危害，致使高粱中的淀粉含量下降；鎘與高粱中的蛋白質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系，在一定范圍內(nèi)蛋白質(zhì)隨著土壤中鎘含量的增加而增加；有效態(tài)砷對(duì)高粱中的單寧影響明顯，相關(guān)系數(shù)為0.195，隨著土壤中砷含