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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (5): 1097-1104    DOI: 10.11720/wtyht.2022.0036
  东北黑土地地球化学调查专栏 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
黑龙江省乌裕尔河流域土壤中某些微量元素地球化学特征
张哲寰1,2,3(), 戴慧敏1,2,3, 宋运红1,2,3, 杨佳佳1,2,3
1.中国地质调查局 沈阳地质调查中心,辽宁 沈阳 110034
2.自然资源部 黑土地演化与生态效应重点实验室,辽宁 沈阳 130034
3.辽宁省黑土地演化与生态效应重点实验室,辽宁 沈阳 110034
Geochemical characteristics of some soil trace elements in the Wuyuer River Basin, Heilongjiang Province
ZHANG Zhe-Huan1,2,3(), DAI Hui-Min1,2,3, SONG Yun-Hong1,2,3, YANG Jia-Jia1,2,3
1. Shenyang Center of China Geological Survey, Shenyang 110034, China
2. Key Laboratory for Evolution and Ecological Effect in Black Land, Ministry of Natural Resources, Shenyang 110034, China
3. Key Laboratory for Evolution and Ecological Effect in Black Land of Liaoning Province, Shenyang 110034, China
全文: PDF(2118 KB)   HTML
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摘要 

黑龙江省乌裕尔河流域是克山病和大骨节病并存的地方病高发区,根据东北黑土地1:250 000土地质量地球化学调查数据,对乌裕尔河流域土壤中B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn植物必须的微量营养元素全量和有效态含量分布特征进行研究,结果显示:①土壤中Mn含量丰富,Fe含量较丰富,Cu、Mo含量中等,B、Zn含量较缺乏;②表、深层土壤微量元素含量比较,除Mo稍有贫化外,其他元素均属于自然状态,未发生富集和贫化;③土壤有效Cu、Fe含量丰富,有效Mn含量较丰富,有效B、Zn含量中等,有效Mo含量缺乏;④建议在Mo缺乏的地块施用钼肥,增加土壤有效Mo的含量,提高农产品产量和质量。
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张哲寰
戴慧敏
宋运红
杨佳佳
关键词 ： 土壤,  微量元素,  地球化学特征,  乌裕尔河    
Abstract：

The Wuyuer River basin in Heilongjiang Province is an endemic area with a high incidence of Keshan and Kashin-Beck diseases. This study investigated the distribution characteristics of the total content and available contents of the trace elements necessary for plants (i.e., B, Cu, Fe, Mn, Mo, and Zn) in the Wuyuer River basin using the 1:250 000 land quality geochemical survey data of the black land in northeast China. The results are as follows. ①The soil in the basin is highly rich in Mn, rich in Fe, moderately rich in Cu and Mo, and deficient in B and Zn. ②All the trace elements have natural contents and are not rich or deficient in the surface and deep soils of the basin, except for Mo, which is slightly depleted in the soils. ③The soil in the basin is highly rich in available Cu and Fe, rich in available Mn, moderately rich in available B and Zn, and deficient in available Mo. ④It is recommended that Mo fertilizer should be applied in blocks deficient in Mo to increase the content of available Mo in the soil and to improve the yield and quality of agricultural products.
Key words： soil    trace elements    geochemical characteristics    Wuyuer River
收稿日期: 2022-01-25      修回日期: 2022-08-10      出版日期: 2022-10-20
ZTFLH:  P632  
基金资助:中国地质调查局项目“东北黑土地1:25万土地质量地球化学调查”(121201007000161312);“兴凯湖平原及松辽平原西部土地质量地球化学调查”(DD20190520)
作者简介: 张哲寰(1968-),女,高级工程师,毕业于长春地质学院,主要从事环境地质研究工作。 Email:601984163@qq.com
引用本文:   
张哲寰, 戴慧敏, 宋运红, 杨佳佳. 黑龙江省乌裕尔河流域土壤中某些微量元素地球化学特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(5): 1097-1104.
ZHANG Zhe-Huan, DAI Hui-Min, SONG Yun-Hong, YANG Jia-Jia. Geochemical characteristics of some soil trace elements in the Wuyuer River Basin, Heilongjiang Province. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(5): 1097-1104.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.0036      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I5/1097
Fig.1  乌裕尔河流域地质图
1—全新统上部;2—全新统下部;3—上更新统;4—中更新统;5—渐新统-新近系;6—白垩系上统
元 素 分析方法 检出限/10-6
全量 B 重叠摄谱法(AES) 1.00
Cu X射线荧光光谱法(XRF) 0.90
Fe 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.01
Mn 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.30
Mo 等离子体质谱法(ICP-MS) 0.10
Zn 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.30
有效态 B 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.0042
Cu 等离子体质谱法(ICP-MS) 0.0180
Fe 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.0086
Mn 等离子体发射光谱法(ICP-OES) 0.0086
Mo 等离子体质谱法(ICP-MS) 0.0044
Zn 等离子体质谱法(ICP-MS) 0.0120
Table 1  微量元素全量和有效态测试分析方法及检出限
元素 样品数 最大值 最小值 平均值(X) 中位数(M) 标准差(S) 离散系数(Cv) 富集系数(q)
表层 B 3045 51.80 10.80 31.02 30.80 6.96 0.22 0.88
Cu 2999 30.30 14.66 22.48 22.80 2.61 0.12 0.96
Fe 2993 6.57 3.17 4.87 4.90 0.57 0.12 0.94
Mn 3032 1341.00 172.00 758.38 744.00 195.65 0.26 0.93
Mo 2940 1.03 0.17 0.59 0.58 0.15 0.25 0.70
Zn 3040 90.60 31.55 60.98 61.70 9.94 0.16 0.93
深层 B 758 59.30 11.00 35.22 34.75 8.20 0.23
Cu 761 31.50 14.48 23.54 24.20 3.02 0.13
Fe 771 7.15 3.11 5.20 5.30 0.71 0.14
Mn 760 1421.00 231.00 814.73 800.00 202.61 0.25
Mo 761 1.52 0.25 0.85 0.84 0.23 0.27
Zn 767 93.00 36.28 65.69 66.10 9.90 0.15
Table 2  乌裕尔河流域土壤微量元素含量
微量元素 B Cu Fe Mn Mo Zn
乌裕尔河流域表层土壤 31.02 22.48 4.87 758.38 0.59 60.98
东北地区土壤[3] 46.00 22.00 840.00 2.20 85.00
比值 0.67 1.02 0.90 0.27 0.72
东北黑土[4] 36.30 20.10 3.44 656.10 0.81 74.00
比值 0.85 1.12 1.42 1.16 0.73 0.82
全国土壤(A层)[5] 47.80 22.60 2.94 583.00 2.00 74.20
比值 0.65 0.99 1.66 1.30 0.30 0.82
世界土壤[6] 20.00 30.00 4.00 1000 1.20 90.00
比值 1.55 0.75 1.22 0.76 0.49 0.68
Table 3  乌裕尔河流域表层土壤与其他地区表层土壤微量元素含量对比
地质单元 B Cu Fe Mn Mo Zn
含量 等级 含量 等级 含量 等级 含量 等级 含量 等级 含量 等级
第四系全新统上部亚砂土、砂砾石 28.74 缺乏 21.67 中等 4.64 较丰富 590.83 中等 0.55 较缺乏 54.39 较缺乏
第四系全新统下部亚砂土、砂砾石 27.71 缺乏 21.61 中等 4.61 较丰富 599.78 中等 0.5 较缺乏 54.16 较缺乏
第四系上更新统黄土状亚黏土 28.89 缺乏 21.77 中等 4.6 中等 745.95 丰富 0.5 较缺乏 58.95 较缺乏
第四系中更新统亚黏土、亚砂土 32.07 较缺乏 22.76 中等 5.07 较丰富 760.19 丰富 0.61 中等 62.24 中等
古近系渐新统—新近系砂岩、泥岩 34.46 较缺乏 22.55 中等 4.48 中等 984.04 丰富 0.92 丰富 70.81 中等
白垩系上统泥岩、砂岩、页岩 34.12 较缺乏 23.22 中等 4.83 中等 886.06 丰富 0.8 较丰富 61.78 中等
Table 4  不同地质单元表层土壤微量元素含量平均值
元素 暗棕壤 黑钙土 黑土 草甸土 沼泽土 湖泊水库土
B 平均含量/10-6 32.78 29.15 32.26 30.43 32.09 28.13
等级 较缺乏 缺乏 较缺乏 较缺乏 较缺乏 缺乏
Cu 平均含量/10-6 21.53 22.62 22.40 22.29 23.56 20.73
等级 中等 中等 中等 中等 中等 较缺乏
Fe 平均含量/10-6 4.41 4.84 4.99 4.87 4.60 4.21
等级 中等 较丰富 较丰富 较丰富 中等 中等
Mn 平均含量/10-6 953.75 797.18 746.29 665.33 827.14 590.35
等级 丰富 丰富 丰富 较丰富 丰富 中等
Mo 平均含量/10-6 0.88 0.50 0.63 0.56 0.73 0.55
等级 丰富 较缺乏 中等 中等 较丰富 较缺乏
Zn 平均含量/10-6 67.38 62.42 61.06 57.68 64.39 53.66
等级 中等 中等 较缺乏 较缺乏 中等 较缺乏
Table 5  不同类型土壤表层微量元素平均含量
元素 耕地 林地 草地 未利用土地 建设用地 水域用地
B 平均含量/10-6 31.06 32.76 30.80 29.69 31.76 30.31
等级 较缺乏 较缺乏 较缺乏 缺乏 较缺乏 较缺乏
富集系数 1.00 1.06 0.99 0.96 1.02 0.98
Cu 平均含量/10-6 22.60 20.98 22.87 22.14 23.18 22.41
等级 中等 较缺乏 中等 中等 中等 中等
富集系数 1.01 0.93 1.02 0.98 1.03 1.00
Fe 平均含量/10-6 4.97 4.38 4.83 4.68 4.99 4.59
等级 较丰富 中等 较丰富 较丰富 较丰富 较丰富
富集系数 1.02 0.90 0.99 0.96 1.02 0.94
Mn 平均含量/10-6 750.17 924.95 782.87 669.31 777.81 769.88
等级 丰富 丰富 丰富 较丰富 丰富 丰富
富集系数 0.99 1.22 1.03 0.88 1.03 1.02
Mo 平均含量/10-6 0.58 0.89 0.62 0.61 0.59 0.64
等级 中等 丰富 中等 中等 中等 中等
富集系数 0.98 1.51 1.05 1.03 1.00 1.08
Zn 平均含量/10-6 61.11 66.38 61.10 58.11 61.88 57.29
等级 较缺乏 中等 较缺乏 较缺乏 较缺乏 较缺乏
富集系数 1.00 1.09 1.00 0.95 1.01 0.94
Table 6  不同土地利用类型土壤表层微量元素平均含量
等级 含义 B Cu Fe Mn Mo Zn
全量 一等 丰富 >65 >29 >5.3 >700 >0.85 >84
二等 较丰富 >55~65 >24~29 >4.60~5.30 >600~700 >0.65~0.85 >71~84
三等 中等 >45~55 >21~24 >4.15~4.60 >500~600 >0.55~0.65 >62~71
四等 较缺乏 >30~45 >16~21 >3.40~4.15 >375~500 >0.45~0.55 >50~62
五等 缺乏 ≤30 ≤16 ≤3.40 ≤375 ≤0.45 ≤50
上限值 ≥3000 ≥50 ≥1500 ≥4 ≥200
有效态 一等 丰富 >2 >1.8 >20 >30 >0.3 >3
二等 较丰富 >1~2 >1.0~1.8 >10~20 >15~30 >0.2~0.3 >1~3
三等 中等 >0.5~1.0 >0.2~1.0 >4.5~10 >5~15 >0.15~0.2 >0.5~1.0
四等 较缺乏 >0.2~0.5 >0.1~0.2 >2.5~4.5 >1~5 >0.1~0.15 >0.3~0.5
五等 缺乏 ≤0.2 ≤0.1 ≤2.5 ≤1 ≤0.1 ≤0.3
Table 7  微量元素全量和有效态等级划分标准
元素 一等(丰富) 二等(较丰富) 三等(中等) 四等(较缺乏) 五等(缺乏) 超上限
面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/% 面积/km2 比例/%
B 4.01 0.03 58.25 0.48 420.18 3.45 6107.91 50.19 5579.84 45.85
Cu 64.02 0.53 3512.63 28.86 5185.29 42.61 2922.96 24.02 485.3 3.98
Fe 2547.17 20.93 5939.63 48.80 2228.54 18.31 979.09 8.04 475.76 3.92
Mn 7400.69 60.81 2329.67 19.14 1367.97 11.24 732.46 6.02 286.85 2.36 52.55 0.43
Mo 1216.77 10.00 2829.33 23.25 3142.06 25.82 2883.73 23.69 2098.31 17.24
Zn 183.04 1.50 1582.76 13.01 4205.82 34.56 4610.53 37.88 1588.06 13.05
Table 8  表层土壤微量元素含量等级
Fig.2  微量元素含量等级
1—一等(丰富);2—二等(较丰富);3—三等(中等);4—四等(较缺乏);5—五等(缺乏)
元素 B Cu Fe Mn Mo Zn
范围值 平均值 范围值 平均值 范围值 平均值 范围值 平均值 范围值 平均值 范围值 平均值
有效态含量 0.19~2.32 0.96 0.59~5.68 2.33 16.45~553.28 159.72 2.72~62.45 16.25 0.026~0.157 0.08 0.37~1.98 0.93
等级 中等 丰富 丰富 较丰富 缺乏 中等
缺乏临界值 0.50 0.22 4.50 5.00 0.15 0.50
活化率/% 3.09 10.36 0.33 2.14 13.56 1.53
Table 9  乌裕尔河流域表层土壤微量元素有效态含量
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