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物探与化探  2025, Vol. 49 Issue (5): 1232-1242    DOI: 10.11720/wtyht.2025.1453
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聊城市典型农业区耕地土壤养分元素地球化学特征
张文强1,2(), 李常锁1,2, 刘金鑫1,2,3, 程诗悦1,2,3, 滕跃1,2, 李根林1,2,3()
1.山东省地矿工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队),山东 济南 250014
2.山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心,山东 济南 250014
3.山东省水工环地质工程有限公司,山东 济南 250014
Geochemical characteristics of soil nutrient elements in cultivated land within a typical agricultural area, Liaocheng City, China
ZHANG Wen-Qiang1,2(), LI Chang-Suo1,2, LIU Jin-Xin1,2,3, CHENG Shi-Yue1,2,3, TENG Yue1,2, LI Gen-Lin1,2,3()
1. Shandong Provincial Geo-mineral Engineering Exploration Institute (No. 801 Hydrogeology and Engineering Geology Institute, Shandong Exploration Bureau of Geology and Mineral Resources), Ji'nan 250014, China
2. Shandong Engineering Research Center for Environmental Protection and Remediation on Groundwater, Ji'nan 250014, China
3. Shandong Hydrogeology Engineering Geology and Environment Geology Corporation, Ji'nan 250014, China
全文: PDF(5216 KB)   HTML
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摘要 

研究土壤养分元素的丰缺状况,对于指导农业生产、改善种植结构、因地制宜科学施肥具有重要参考意义。本文以聊城市典型农业区堂邑镇为研究对象,选择代表性耕地采集84份浅层土壤样品并测试了15种养分指标,基于GIS及地统计学分析方法,揭示了各地球化学元素的空间分布规律,并开展了土壤养分地球化学单指标及综合评价。研究结果表明:①堂邑镇耕地土壤P、CaO呈较丰富—丰富水平;K2O呈中等—较丰富水平;S含量分布不均,总体达到较丰富及以上水平,局部发生过剩;N和有机质含量较缺乏;微量元素总体含量适中。②区内富硒土壤面积约2.98 km2,Se含量达(0.49~2.03)×10-6,富硒土地占比约4.76%。③区内土壤养分地球化学综合等级以较丰富(二等)和中等(三等)级别为主,面积占比分别为54.11%和40.47%,较为适宜农业生产。本次成果全面掌握了研究区耕地土壤养分状况并发现富硒土地资源,为指导土地资源开发利用、发展特色农业提供了基础地球化学依据。
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张文强
李常锁
刘金鑫
程诗悦
滕跃
李根林
关键词 ： 表层土壤,  养分元素,  地球化学,  聊城市    
Abstract：

Assessing the abundance and deficiency of soil nutrient elements holds critical referential significance for guiding agricultural production, improving the planting structure, and implementing location-specific scientific fertilization. This study investigated Tangyi Town, a typical agricultural area in Liaocheng City. First, this study tested 15 nutrient indicators in 84 topsoil samples from representative cultivated land. Second, using the geographic information system (GIS) and geostatistical analysis, this study revealed the spatial distribution patterns of various geochemical elements. Third, this study conducted single-indicator and comprehensive assessments of soil nutrient geochemistry. The results show that the soils from cultivated land in Tangyi Town exhibited relatively abundant to abundant P and CaO contents, and moderate to relatively abundant K2O content. Their S content displayed overall relatively abundant to a higher level and a non-uniform distribution, with local excess observed. Additionally, they manifested relatively deficient N and organic matter contents and generally moderate trace element content. This study identified a Se-rich soil area of approximately 2.98 km2, representing about 4.76% of the total cultivated land area, with Se content ranging from 0.49×10-6 to 2.03×10-6. The comprehensive geochemical grades of soil nutrients in the study area are predominantly of grades Ⅱ (relatively abundant) and Ⅲ (moderate), covering areas of 54.11% and 40.47%, respectively, indicating favorable conditions for agricultural production. This study ascertained the soil nutrient status of cultivated land in the study area and identified Se-rich land resources, providing fundamental geochemical data for guiding the development and utilization of land resources and developing distinctive agriculture.
Key words： topsoil    nutrient element    geochemistry    Liaocheng City
收稿日期: 2024-11-26      修回日期: 2025-05-11      出版日期: 2025-10-20
ZTFLH:  P595  
  X53  
基金资助:山东省地质勘查项目(鲁勘字(2021)46号)
通讯作者: 李根林(1987-),男,山东临清人,工程师,主要从事水文地质环境地质研究工作。Email:670250036@qq.com
作者简介: 张文强(1992-),男,山东淄博人,工程师,主要从事水文地质环境地质研究工作。Email:1024700957@qq.com
引用本文:   
张文强, 李常锁, 刘金鑫, 程诗悦, 滕跃, 李根林. 聊城市典型农业区耕地土壤养分元素地球化学特征[J]. 物探与化探, 2025, 49(5): 1232-1242.
ZHANG Wen-Qiang, LI Chang-Suo, LIU Jin-Xin, CHENG Shi-Yue, TENG Yue, LI Gen-Lin. Geochemical characteristics of soil nutrient elements in cultivated land within a typical agricultural area, Liaocheng City, China. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(5): 1232-1242.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2025.1453      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2025/V49/I5/1232
Fig.1  研究区土地类型及采样点分布
指标 分析方法 仪器型号 检出限 单位
K2O、TFe2O3 X射线荧光光谱法(XRF) ZSXPrimusⅡ 0.05(K2O、TFe2O3) 10-2
P X射线荧光光谱法(XRF) ZSXPrimusⅡ 10 10-6
N、S 容量法(VOL) 20(N)、30(S) 10-6
有机质 容量法(VOL) 0.1 10-2
CaO 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES) iCAP6300 0.05 10-2
Mn 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES) iCAP6300 10 10-6
Cu、Mo、Zn 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) XSeriesII 1(Cu)、0.3(Mo)、4(Zn) 10-6
Se 原子荧光光谱法(AFS) AFS-8330 0.01 10-6
B 交流电弧—发射光谱法(ES) WP1 1 10-6
I 催化分光光度法(COL) UV1902PC 0.5 10-6
F 离子选择性电极法(ISE) PXJ-1B 100 10-6
Table 1  元素分析测试方法及检出限
养分
元素		 一级
(丰富)		 二级
(较丰富)		 三级
(中等)		 四级
(较缺乏)		 五级
(缺乏)		 上限
值
N >2000 1500~2000 1000~1500 750~1000 ≤750
P >1000 800~1000 600~800 400~600 ≤400
K2O >3.0 2.4~3.0 1.8~2.4 1.2~1.8 ≤1.2
SOM >4.0 3.0~4.0 2.0~3.0 1.0~2.0 ≤1.0
CaO >5.54 2.68~5.54 1.16~2.68 0.42~1.16 ≤0.42
TFe2O3 >5.30 4.60~5.30 4.15~4.60 3.40~4.15 ≤3.40
S >343 270~343 219~270 172~219 ≤172 ≥2000
B >65 55~65 45~55 30~45 ≤30 ≥3000
Mo >0.85 0.65~0.85 0.55~0.65 0.45~0.55 ≤0.45 ≥4
Mn >700 600~700 500~600 375~500 ≤375 ≥1500
Cu >29.0 24.0~29.0 21~24 16.0~21.0 ≤16.0 ≥50
Zn >84 71.0~84.0 62~71 50~62.0 ≤50.0 ≥200
Table 2  土壤养分指标等级划分标准
指标 缺乏 边缘 适量 高 过剩
Se ≤0.125 0.125~0.175 0.175~0.40 0.40~3.0 >3.0
I ≤1.0 1.0~1.5 1.5~5.0 5~100 >100
F ≤400 400~500 500~550 550~700 >700
Table 3  土壤硒、碘、氟等级划分标准
等级 一 二 三 四 五
f养综 ≥4.5 4.5~3.5 3.5~2.5 2.5~1.5 <1.5
Table 4  土壤养分地球化学综合评价等级划分
指标 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 背景值
东昌府区[13] 聊城市[14] 山东省[14]
B 35.20 62.70 48.64 6.40 0.13 54.76 50.0 42.7
Cu 14.90 41.90 22.64 4.16 0.18 23.82 21.3 22.6
F 408.00 705.00 564.98 66.84 0.12 649 552 521
I 1.09 10.60 3.61 1.88 0.52 3.854 1.94 1.96
Mn 448.00 841.00 575.24 73.54 0.13 622 540 576
Mo 0.34 1.23 0.65 0.15 0.23 0.712 0.57 0.58
N 390 1340 890 230 0.26 1250 920 890
P 631.00 3648.00 1657.82 579.17 0.35 1606 1101 824
S 91.00 4324.00 473.39 590.53 1.25 308 234 211
Se 0.10 2.03 0.24 0.22 0.92 0.223 0.19 0.18
Zn 48.10 132.00 70.31 13.39 0.19 70.95 63.3 63.3
TFe2O3 3.20 5.66 4.01 0.44 0.11 4.683 4.1 4.31
CaO 5.08 9.68 6.60 0.85 0.13 5.187 5.24 3.36
K2O 2.22 2.81 2.42 0.12 0.05 2.299 2.29 2.47
SOM 0.55 3.21 1.35 0.48 0.36 1.93 1.31 1.362
Table 5  研究区土壤地球化学元素含量特征参数统计
Fig.2  研究区土壤大量营养元素含量分布
Fig.3  研究区土壤中量营养元素含量分布
Fig.4  研究区土壤微量营养元素含量分布
Fig.5  研究区土壤特色营养元素含量分布
Fig.6  土壤养分元素相关性矩阵
Fig.7  研究区土壤养分元素各等级样品数占比
Fig.8  研究区表层土壤养分综合评价
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