1、土壤PH值及CaCO3在多目標地球化學調查中的研究意義朱禮學（四川雙流華陽川地區調隊生態環境與旅游資源調查所610213）摘要：深覆蓋區多目標地球化學調查，旨在通過土壤地球化學測量，為農業、環境、礦產資源評價及基礎地質研究服務，本文重點闡述了土壤PH值、CaCO3含量與土壤礦質元素活化之間的制約機理，從而論述了多目標地球化學調查要實現服務于農業，服務于生態環境保護的目標，就必須加強對土壤PH值及CaCO3含量調查研究。關鍵詞：土壤調查土壤PH值碳酸鈣。前言深覆蓋區地球化學調查其目標不僅僅是基礎地質研究和礦產資源評價，特別是類似成都平原、江漢平原、珠江三角洲等工、農業均十分發達的平原地區，地球化

2、學調查在農業、生態環境方面的應用研究是拓寬勘查地球化學服務領域的主導思想，要實現以上目標，土壤地球化學調查中應注意對土壤PH值及CaCO含量3的研究。土壤的酸堿性是描述土壤形成過程和熟化過程的良好指標，常以土壤PH值來表示。土壤PH值受土壤溶液中游離的H+、OH的濃度和土壤膠體中吸附的H+、A13+、Na+、Ca2+等離子濃度的影響，除此土壤中的CaCO含量，極大程度地影3響著土壤的PH值，土壤供肥能力及土壤環境質量。土壤中CaCO含量的多少通3常通過土壤的“石灰性反應”*的強弱來判斷，大量的土壤調查成果表明：土壤中CaCO含量在一定程度上與土壤PH值具良好的正相關關系。3土壤的PH值及CaC

3、O含量直接影響土壤養分的存在狀態、轉化和有效性，3其研究意義于以下幾個方面。1、農業方面的研究意義在相同的地質背景條件下，即便是相同的成土母質，因耕作狀況，土壤的成熟度，土壤的水文條件等的差異，土壤的PH值會有較大的差別。土壤的酸堿度不同其供肥和植物的生長發育狀況會有差異，因為不同植物對種植環境中土壤的酸堿度及適宜PH值是不同的。表1主要的栽培植物生長適宜pH范圍大田作物園藝植物林業植物名稱PH名稱PH名稱PH水稻6.07.0豌豆6.08.0槐6.07.0小麥6.07.0甘藍6.07.0松5.06.0大麥6.07.0胡蘿卜5.36.0洋槐6.08.0大豆6.07.0番茄6.07.0白楊6.08

4、.0玉米6.07.0西瓜6.07.0櫟5.08.0棉花6.08.0南瓜6.08.0檉柳6.08.0馬鈴薯4.85.4黃瓜6.08.0樺5.06.0向日葵6.08.0柑桔5.07.0泡桐6.08.0甘蔗6.08.0杏6.08.0油桐6.08.0甜菜6.08.0蘋果6.08.0榆6.08.0甘薯5.06.0桃、梨6.08.0花生5.06.0栗5.06.0煙草5.06.0核桃6.08.0紫云英、苕子6.07.0茶5.05.5紫花苜蓿7.08.0桑6.08.0茶、馬鈴薯、煙草等作物耐酸，適宜于在酸性土壤中生長。成都平原雖土地肥沃，雨水充沛，土壤成熟度高，但在川西高原生長良好，粉多，個大的馬鈴薯移種在成

5、都地區，產量、品質、個頭就不行了，這除了高原上有良好的日照和特殊氣候條件外，成都地區土壤中普遍PH值過高，（中偏堿性）亦是制約馬鈴署生長發育的重要條件之一。通常情況下土壤的PH值低于4高于9則植物的正常代謝受阻甚至受破壞。根無法對礦物質吸收傳輸。在PH49范圍內，PH值變化會影響根表面所帶電荷的聚集而使離子吸收受到影響，較酸時，土壤溶液中H+濃度增加。影響根表面羧基的解離，而使正電荷加強，陰離子的吸收量增多；土壤溶液偏堿時，根表面的負電荷加強，陽離子吸收量增多。除此土壤PH值還嚴重影響土壤介質中離子的有效性，如：Ca、Mg、N、P、K等元素，在PH值偏中性的土壤環境，植物根系才能很好地吸收利用

6、；而Fe、Mn、Cu等許多元素在堿性的土壤介質中難于被利用。因為植物根系對各種礦質元素的吸收主要是通過擴散和離子交換等形式實現的，這都離不開溶液，礦物質只有以離子或絡合物形式溶解于水中才可能被植物根系吸收。土壤中礦物質一般占土壤固相的95%左右，但這些礦物質絕大多數是難溶于水的，礦質元素溶離于水是一個復雜的物理的、化學的、生物的過程，礦質元素能溶離多少受土壤中礦質元素的本底含量，土壤溶液中離子濃度、溫度及土壤PH、Eh值及有機質含量等多因素控制，其中PH值起著致關重要的作用，土壤溶液能被植物吸收利用的那部分（有效態），因不同元素不同PH值其有效率不同（圖1）。pH456789能細菌和放瓦菌g縫

7、遨藜廳siS181sWIISIIl：:空、：:：；;丫：乂二；心；：乂二；曲,$：2口；住1：$：2口；涼：$：:：口；曲；總：:：:人、；&:.：:;；*:j.：:呼竺芳翌空咚汽空：7噎吁史主丄-I止.川wS.FeMnZnCuCo濰卜汀疋；隹玄呢二討曲冷應:：討茁j奔;.：2：；L%&；.:也宀：:皿圖1土壤pH與微生物活度和養分有效度的關系四川紅盆地區土壤中全鐵、錳含量均較高，但因土壤中CaCO很高，土壤3PH值均在7.5以上且土質多干旱，土壤溶液中Fe、Mn質多與土壤母質中的Fe、Mn質一樣主要以高價水合氫氧化物和碳酸鹽形式存在。有效Fe、Mn含量均偏低，多在三級Fe：4.510ppm臨

8、界濃度為4.5ppm；Mn:5.015.0%ppm臨界濃度5.0ppm)為一種有效鐵、錳較為貧乏的地區。這亦是制約這一地區作物生長的主要土壤障礙因素之一。第二次全國土調成果顯示，四川耕地土種PH值與土壤中Zn、B、Mo、Mn、Cn、Fe的有效態含量變化在一定PH值范圍內有良好的線性相關關系，其中有效態Mn、Fe與PH值呈顯著的負相關，相關系數分別為一10.19，17.18;水溶性B含量與PH值呈顯著正相關，相關系數0.074;兩性金屬Zn及Mo、Cu等元素的有效態與PH值無明顯的線性相關關系，影響因素相對復雜。深覆蓋區多目標地球化學調查要實現為農業服務，就必須注重對土壤PH值的調查研究，只有了

9、解了土壤的酸堿性、礦質元素的本底、土壤耕作環境條件，才能對土壤的供肥能力和宜種性作出較為準確的判斷。同時才能對肥力較差，酸堿失調的土壤。開展配肥、土地改良制訂科學合理的實施方案，有的放矢。微肥在提高農作物品質、產量方面的應用效果已得到大多數農學專家及農民的認同，但中國農業在微肥的應用推廣上成效是不容樂觀的，究其原因主要有三：首先，微肥的使用比大量元素肥料用量小，但成本高;其次，微肥的應用有強烈的針對性;再次，微肥的追施具一定的技術要求。在四川盆地的龍泉山區曾一度掀起過施用鐵、錳、銅等多元復合微肥，但收效甚微，甚至有人稱根本沒用。據筆者訪問得知，并非肥料有問題，而是施用方法不當是主要原因。因為龍

10、泉山區多數為石灰性紫色土，微肥直接施于土壤中多數被CaCO固定，而且其3用量亦不科學。1.3碳酸鈣(CaCO3)是影響土壤PH值的一個重要因素，一方面CaCO3對土壤是一種堿性物質，同時CaCO3酸堿環境又具有一定的緩沖作用，但從四川土壤調查成果看，高CaCO3的土壤無一不是偏堿性的。四川盆地及川西高原多數河谷地帶土壤CaCO3含量均相對偏高在五級515.0%，其PH值亦多為五級7.68.5之間。2在生態環境方面的研究意義。2.1研究土壤環境質量，地方病等生態問題，特別是研究土壤中重金屬，有害元素污染等。應首先注重了解調查區土壤的PH值和CaCO3重金屬元素Pb、ZnCd、Cu、Hg等在酸性、

11、低CaCO3土壤中活度較大，易于被植物吸收，通過食物鏈進入動物和人體并累積致疇致病，早年日本的痛痛病即是土壤Cd污染而導致人累集中毒的有名例證。在堿性、CaCO3偏高的土壤環境中以上元素易形成水合氫氧化物和難溶碳酸鹽或被土壤膠粒吸附固定，活度降低。成都平原西部許多地區土壤中Cd、Hg、Ni等元素嚴重超標，污染十分嚴重。但到目前為止以上地區并未有準確的因Cd、Hg、Ni污染而誘發地方病的報道，這很大程度上得益于這一地區堿性的土壤環境(PH7.68.5)及土壤中高CaCO3(5.115.0%)。有些元素如：As,在土壤環境中常以陰離子形式存在，在強酸強堿條件下，砷的溶解度均增大。綜上所述不同污染指

12、標，不同酸堿環境其土壤環境質量及安全性是不同的，此外由于大多重金屬的碳酸鹽是不溶于水的，CaCO3又具有良好的緩沖性，因此在土壤環境質量評價時必須密切關注土壤的PH值及土壤的CaCO3含量。水是生命之泉，人類的文明與發展莫不與水有緣江河的淤塞，污染已為人類面臨的重大環境問題。社會的發展進步，資源環境與可持繼發展是人們關注的熱點。享譽內外的成都平原亦面臨同樣的問題：一方面耕地面積銳減，土壤環境質量惡化，河道淤塞且倍受污染，據最新多目標地球化學調查顯示，流經青白江區、成都市區的各大水系淤泥中均有不同程度的重金屬污染，但這些淤泥亦是一種不可多得的資源，因為淤泥中N、P、K、S有機質極高，用于土地改良是一種極好的環境治理和污泥資源化并舉的選擇，但對改良區土壤的PH值、CaCO33含量必須有