乡镇的水稻土样本进行分析，以期通过对句容市水稻土养分状况和稻田重金属污染状况的研究而探究出句容市水稻土环境质量状况。土壤养分调查选择氮、磷、有机质三类；而重金属则以铅为代表。[结果] 句容市水稻土中N、P、有机质含量均处于土壤肥沃的养分水平，句容市水稻土铅含量在安全水平。[结论]句容水稻土中N、P和有机质含量丰富，而重金属铅含量在安全水平之上，因而句容水稻土的环境质量处于一种良性循环的状态。
关键词 水稻土；环境质量；江苏句容
中图分类号 S158 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）16-0210-02
Investigation of Paddy Soil Environment Quality in Jurong City
YANG Guang-mei 1 CHEN Yong 2 FU Zhao-cong 1，3 YANG Yin-hui 1
（1 College of Vocational and Technical of Agriculture and Forestry in Jiangsu Province，Jurong Jiangsu 212400； 2 Shanghai Aswote Enterprise Development Co.，Ltd.； 3 Nanjing Institute of Soil，CAS）
Abstract [objective]In order to understand the paddy soil environment quality condition of Jurong City.[methods] acquisition Jurong City eight villages and towns of paddy soil samples were analyzed，and hope to through the Jurong City paddy soil nutrient and rice fields of heavy metal pollution conditions research to explore the Jurong City paddy soil environment quality condition.Soil nutrient survey selection of nitrogen，phosphorus and organic matter types；And heavy metals is represented by lead.[results] N，P and organic matter content in paddy soil in the fertile soil nutrient levels，Jurong City paddy soil lead levels in the security level.[conclusion] the N，P and organic matter content in paddy soil is rich，while the heavy metal lead in the safety level，so that the environmental quality of paddy soil of Jurong is in a state of a virtuous cycle.
Key words paddy soil；environmental quality；Jurong Jiangsu
土壤是作物生长的基础，土壤肥力是作物产量高低的主要决定因素之一[1-2]，而土壤养分状况是决定土壤肥力的关键因子。有机质是衡量土壤肥力水平的重要指标，土壤肥力随有机质的增加而提高，作物产量也随有机质的增加而增加[3]。
我国水稻土分布广泛，在长江中下游平原地区最为集中[4]。水稻生长的重要养分来源于土壤中的氮、磷，而合理的氮、磷含量则保障了水稻的高产、优质。因此，将氮、磷作为重要的水稻土养分调查的评价因素，而且土壤中的有机质和氮素有很大的相关性[5]。因而土壤有机质与土壤肥力水平有关，并能直接和间接地影响水稻产量，而且土壤有机质能够反映出水稻生长发育过程中的土壤生产能力，并可以加强土壤保肥、保水的能力，改善水稻根系的微生态环境，促进水稻生长、发育[6]。土壤环境中氮元素是土壤中动植物及微生物生存和发育的主要物质，且主要以铵根离子和碳素铵根离子等多种形式存在[6]。在土壤中无机磷的含量占全磷的50%～90%，几乎全部是正磷酸盐[7]。土壤有机质即可以被植物吸收利用的有机物，土壤有机质利用微生物作用从而分解生成比较简单的有机物[8]（如氨基酸、脂肪酸等），或者与土壤中重金属结合生成较为稳定的形态[9]，也可以与农药、化肥等反应，转化成其他形态[10]。水稻土重金属污染是一个难以解决的世界性的棘手问题，中国部分地区水稻土重金属污染已经相当严重。土壤重金属污染[11]是指由于人类活动，使重金属在土壤中的累积量明显高于土壤环境背景值[12]，致使土壤环境质量下降和生态恶化的污染现象。就对植物的需要而言，土壤中的重金属主要可分为2类：一类是植物生长发育不需要的重金属元素，因而对人体健康危害比较明显，如镉、铅等[13]；另一类是植物正常生长发育所需要的重金属元素，且对人体有一定生理功能，如铜、锌等，但此类重金属过多会影响植物生长[14]。其中，铅是有害重金属的典型。因此，人们越来越重视铅污染对环境所产生的各种危害及其评价。在句容，人们多以种植水稻、小麦等农作物及葡萄、草莓等果蔬作物为主，该文在句容市境内选取几处采样点测定其土壤中氮、磷、有机质及重金属铅的含量，以期为句容市水稻土农业耕作方面的测土配方施肥提供合理有效的依据，同时也为防治土壤污染及污染土壤的生物修复提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
于2015年3—5月在句容市茅山镇、三岔镇、白兔镇、胜利村、栾家村、东岗头、庄家边、孔岗头8个地区采集土样，采用非均匀性法布点。远离交通道路和工业区进行采样布点，要求每个乡镇不少于 3 个样品，每个样品分别在50 m×50 m范围内，视情况采用梅花法或对角线法采集10～15个样点，混合样品由取自0～20 cm耕层的土壤组成，采用四分法取得分析样品0.8 kg左右。本试验一共采集24（8×3）个样本。从野外采集回来的土壤样品要及时放在样品盘上或用牛皮纸垫放在样品架上，摊成薄薄的一层，置于干净整洁的室内通风处自然风干，严禁曝晒，并注意防止酸、碱等气体及灰尘的污染。风干过程中要经常翻动土样并将大土块捏碎或用木棒敲碎以加速干燥，同时剔除土壤以外的杂物。风干后的土样按照不同的分析要求研磨过筛，充分混匀后，装入样品瓶中备用，采用常规方法制备样品[15]。
1.2 分析方法
1.2.1 土壤中氮的测定。采用碱解扩散法测定土壤中的碱解氮含量[16]。称取通过60目筛的风干土样2 g和硫酸亚铁粉剂1 g均匀铺在扩散皿外室。在扩散皿的内室中，加入硼酸—显色溶液，盖上毛玻璃片，并旋转之，使毛玻璃与扩散皿边缘完全粘合，再转开玻璃使扩散皿露出一条狭缝，迅速加入10 mL 1.8 mol/LNaOH液于扩散皿中，立即将毛玻璃旋转盖严。用橡皮筋固定后放入40 ℃的恒温箱中培养24 h。最后以0.01 mol/L的HCl标准液滴定，由蓝色滴定到淡红色，记下盐酸用量。因所取样的的水稻土为旱土，但测定旱地土壤中碱解氮的含量时，必须加FeSO4使硝态氮还原成铵态氮。同时，由于FeSO4本身能中和土壤中部分的NaOH，因此不需使用浓度为1.8 mol/L的NaOH。因此在扩散皿中，用浓度为1.5 mol/L的NaOH处理土壤，反应转化为NH3，正好扩散后被所加入的H2BO3吸收，再用0.01 mol/L标准HCl溶液滴定，得到的数据从而计算出土壤中碱解氮的含量。
1.2.2 土壤中磷的测定。采用钼锑抗比色法测定土壤中的速效磷含量[16]。称取通过20目的风干土样2.50 g，置于100 mL塑料瓶中，加入一小勺无磷活性炭和NaHCO3浸提剂，振荡30 min后过滤，在一定的酸度下，浸出液中的磷，可用硫酸钼锑抗还原显色成磷钼蓝，蓝色的深浅在一定范围与磷的含量成正比，吸取滤液10 mL于容量瓶中，加入钼锑抗混合显色剂5 mL，定容摇匀，于722分光光度计上用光比色测定。
1.2.3 土壤有机质的测定。采用重铬酸钾外加热法测定土壤中有机质的含量[16]。称取风干土样0.5 g于硬质试管中，加入10 mL 0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液，摇匀，放于铁丝笼中，于180～190 ℃石蜡锅中煮沸5 min。在180 ℃油浴温度下，溶液沸腾发生气泡后煮沸5 min，之后用一定浓度的重铬酸钾-硫酸溶液氧化土壤有机质，冷却后移入250 mL锥形瓶中，体积为60 mL左右，加入3滴试亚铁灵，用硫酸亚铁溶液定于砖红色为中点，记下读数。剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，根据消耗的重铬酸钾量，计算土壤中有机质的含量[16]。
1.2.4 土样铅含量测定。土壤样品重金属Pb按文献[16]进行消化后，采用原子吸收光谱仪测定。称取土样0.5～2.0 g，置于聚四氟乙烯坩埚中，加入少量水润湿。加入硝酸-盐酸（3+1）混合酸8 mL，摇匀浸泡过夜。次日置于电热板上加热消解。电热板温度应调至100 ℃左右较低温度，至残余酸量较少时，加入2 mL氢氟酸，稍调高温度继续消解。至残余酸量较少时，加入3 mL高氯酸，调高温度继续消解。高氯酸消解过程中释放大量白烟，坩埚内残余酸消耗殆尽，消解土样呈半固体的滚动状态时，消解过程基本完成。冷却后用水转移至50 mL容量瓶中，定容摇匀后上机测定[17]。
所有试剂均为优级分析纯，分析用水均为高纯水（Milli- Q）。
2 结果与分析
2.1 句容水稻土土壤肥力调查结果
句容水稻土N、P、有机质含量见表1。参考土壤肥力评价指标即《江苏土壤》应用的肥力质量评价指标等级的划分标准[18]（表2），对此次调查结果进行肥力水平的评价，可知句容水稻土的N含量在130 mg/kg左右的范围，大于125 mg/kg的肥沃养分水平；句容水稻土的P含量在140 mg/kg左右的范围，大于100 mg/kg的肥沃养分水平；句容水稻土的有机质含量在3.4%左右的范围，大于3%的肥沃养分水平；即句容水稻土 N、P、有机质含量均处于土壤肥沃的养分水平。
2.2 句容市水稻土重金属铅调查结果
一般采用单项污染指数评价法[19]来评价某一单个重金属对土壤的影响。计算公式如下：
Pi=Ci/Si （1）
式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为污染物i的实测浓度；Si为污染物i的评价标准值。若Pi>1时超过了土壤环境质量标准，此时土壤超标有污染，对作物的生长发育有影响，会进而影响人体的健康。Pi<1时土壤中的重金属含量没有超标，作物生长发育正常，对人体无危害。根据资料查询到句容市这8个地区的土壤pH值都在6.5～7.5之间，因此Si取值为300 mg/kg，见表3。根据公式可以计算出句容市这8个地区的土壤的环境质量指数值，具体见表4。可以看出，用单项污染指数法对句容市这8个乡镇所采的土壤中Pb含量进行分析，得出的环境质量指数Pi值分别为0.043 0、0.049 3、0.059 0、0.070 9、0.046 0、0.039 0、0.089 1、0.058 7。从结果来看这些数值，也即环境质量指数Pi均小于1，这表明句容市受到的铅污染相当小，句容市水稻土铅含量在安全水平。
由于铅是有害重金属的典型，人们越来越重视铅污染（下转第216页）
（上接第211页）
对环境所产生的各种危害及其评价。从表5可以看出，茅山镇、三岔镇、白兔镇、胜利村、栾家村、东岗头、庄家边、孔岗头8个地区采集土样铅含量均分别为13.006 67、14.793 98、17.958 37、21.255 34、13.908 16、11.557 59、26.739 21、17.956 43 mg/kg，均小于二级标准值300 mg/kg，其中胜利村和庄家边偏高，但也远小于标准值。根据土壤单项污染指数评价法，土壤中Pb的环境质量指数Pi<1时土壤中的重金属含量没有超标，作物生长发育正常，对人体无危害[20-21]。
3 结论与讨论
句容水稻土中N、P和有机质含量丰富，均处于肥沃养分级别。而句容水稻土中重金属铅的单项污染指数小于1，即句容水稻土铅含量在安全水平之上。句容水稻土N、P含量十分丰富，表明句容水稻土供N、P能力强，且句容水稻土有机质含量较高，为水稻土供N、P提供了强大的库容量。句容水稻土肥力养分水平较高可能是因为句容属北亚带中部季风气候区，境内气候温和、四季分明、热量充裕、无霜期长、雨水充沛、光照较足。良好的水热条件，促进植被的繁茂生长，增加微生物分解速度，从而导致土壤中大量腐殖质被分解，使得水稻土中有机质的含量较高。另一方面与其他的旱作土壤相比，水稻土是水旱结合土，更容易积累有机质，水稻土的腐殖质化系数也较高，土壤中的有机质是氮、磷等营养物质的主要来源，土壤中存在丰富的有机质会使得氮、磷的含量大大增加，而且由于句容境内没有什么大的工业生产，因而水稻土中铅污染处于安全水平。句容水稻土中N、P和有机质含量丰富，而重金属铅含量在安全水平之上，从而使得句容水稻土的环境质量处于一种良性循环的状态。
目前，水稻生产过程中氮肥、磷肥等化学肥料的大量施用，更进一步让氮、磷含量在土壤中急剧增加，然而过多的氮、磷会对土壤产生潜在威胁。在句容地区农业生产过程中，氮的利用率只占有土壤含氮量的30%～50%，而大量盈余的N、P则对环境造成了威胁。主要表现为对水体的污染例如水体富营养化、土壤中的氮进入大气造成大气的污染，以及对农作物经济产物品质的影响，从而造成对人体健康的潜在危害。另外，句容地区多种植草莓和葡萄等果蔬作物，品质是这些经济作物的至关命脉，在句容地区对土壤中N、P的监测也尤为重要。
句容独特的气候条件和人为耕作措施使水稻土养分含量常具有明显的时空变化特点，其特点不仅与土地的持续利用有关，更与作物的产量和质量息息相关。为了句容水稻土资源的可持续发展，大力提倡秸秆还田，适当增施有机肥，个别区域补充土壤有机质，减少化肥农药的施用。而且句容得天独厚的地理位置使得农业发展规模化，而工业生产几乎没有，因而我们要继续保持这种局面，从而使得重金属污染一直处于安全水平之内。对于水稻土养分资源的科学管理和合理利用，有针对性地采取合理施肥技术，提高肥料养分资源的利用率和水稻产量，保持和提高水稻土肥力，促进区域农业可持续发展等方面具有十分重要的理论和实践意义。
4 参考文献
[1] 蒂斯代尔，纳尔逊，毕滕.土壤肥力与肥料[M].北京：中国农业科技出版社，1998.
[2] 郑立臣，宇万太，马强，等.农田土壤肥力综合评价研究进展[J].生态学杂志，2004，23（5）：156-161.
[3] 漆智平，魏志远.海南水稻土养分时空变异特征[J].土壤通报，2009，40（6）：1292-1296.
[4] 李庆逵.中国水稻土[M].北京：科学出版社，1992：7-8.
[5] 李文西，张月平.水稻种植适宜性评价及指标选取研究[J]农学学报，2013，3（4）：19-24
[6] 文炯.长江中下游地区水稻土的有机质特征[D].长沙：湖南农业大学，2009.
[7] 鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京：中国农业出版社，1986.
[8] 沈善敏.中国土壤肥力[M].北京：中国农业出版社，1998.
[9] 徐琪.太湖地区水稻土[M].上海：上海科技出版社，2015：68-69.
[10] 李建军，辛景树.长江中下游粮食主产区25年来稻田土壤养分演变特征[J]植物营养与肥料学报，2015，21（1）：92-103.
[11] 周建民，党志，司徒粤，等.大宝山矿区周围土壤重金属污染分布特征研究[J].农业环境科学学报，2004，23（6）：14-15.
[12] 夏增禄，李森照，李廷芳，等.土壤元素背景值及其研究方法[M].北京：气象出版社，1987：5-6.
[13] 范中亮.不同土壤类型下重金属Cd对水稻胁迫及产地环境临界值研究[D].南京：南京林业大学，2011：3-4.
[14] 宋珍霞，高明，王里奥，等.三峡库区农业土壤重金属含量特征及污染评价：以Cu、Pb 和Zn为例[J].农业环境科学学报，2008，27（6）：1045-1052.
[15] 李忠佩，李德成，张桃林.红壤水稻土肥力性状的演变特征[J].土壤学报，2003，40（6）：870-878.
[16] 中国土壤学会农业化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法[M].北京：科学出版社，1989.
[17] 郭彬，魏志远.琼海市水稻重金属污染现状及评价[J].热带农业科学，2014（10）：86-91.
[18] 曹志洪，周健民.中国土壤质量[M].北京：科学出版社，2008.
[19] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，2000：12-14.
[20] 郭海全，杨志宏，李宏亮，等.河北平原表层土壤重金属环境质量及污染评价[J].中国地质，2011（1）：218.
[21] 何文寿.宁夏农田土壤耕层养分含量的时空变化特征[J].土壤通报，2004，35（6）：710-711.