玛河流域不同连作年限棉田土壤质量分析及综合评价

摘要

以玛河流域不同连作年限(1、5、10、15、20 a和25 a)棉田土壤为研究对象,测定了土壤碱解氮、有机质、速效钾、速效磷、pH值、盐分及镉(Cr)、铬(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、砷(As)共计12个指标,对比分析土壤养分特征和重金属含量,分别采用因子分析法和土壤质量综合评价指数法对不同连作年限棉田土壤质量状况进行定量评价并划分等级,采用Muller地质累积指数法评价棉田土壤重金属污染情况.结果表明:(1)pH值在开垦种植1 a和25 a连作时最高,均值为7.90,5、10 a连作时最小,pH值均值为7.75;土壤盐分含量由连作5 a的3.68 g·kg-1逐年增加至连作25 a的3.87 g·kg-1;有机质含量在种植1 a时仅11.02 g·kg-1,随后缓慢增加,至连作10 a达19.97 g·kg-1,之后降低,25 a时降至1 a水平;速效钾含量变化趋势与有机质相似;全氮和速效磷从种植1 a开始逐年递增,连作25 a时达最大,全氮含量0.903 g·kg-1,速效磷含量55.1 mg·kg-1.(2)土壤重金属Cr、Ni、Cu、Pb、As和Cd含量均随连作年限增加而增加,其中Cr、Ni和Cd在连作15 a时分别达93.87、33.18 mg·kg-1和0.23 mg·kg-1,有重金属富集趋势;As在连作20 a和25 a分别为12.03 mg·kg-1和13.53 mg·kg-1,为轻度污染;污染指数(ISHM)显示Pb在连作1～25 a均无污染(ISHM0).(3)因子分析法得出,SQAV评分最高的是连作10 a(0.437),其次是5 a(0.247),1 a和25 a为负值(分别为-0.712和-1.253),不利于土壤质量提升;土壤综合质量指数评价法得出5 a和10 a棉田土壤质量为"高",土壤综合质量指数(SQI)分别为1.02和1.10,1 a和25 a为"低",SQI分别为0.63和0.61,土壤质量状况最差,15 a和20 a为"中".两种评价方法得出的结论相似,说明本研究选取的评价方法合理,可以定性定量对不同连作年限棉田土壤质量进行评价.