土壤是农业生产的基础，耕地质量是土壤特征的 综合反映，也是揭示土壤条件最敏感的指标[1]，而且能 体现人类活动对土壤的影响[2]。随着经济活动的日益频 繁，城市、工业、交通、采矿及农村经济的快速发展，土 壤承接着各类垃圾、废气和废水的污染[3-4]，同时农业自 身产生的面源污染也在逐年加剧[5-6]，导致我国的耕地 质量急剧下降，不仅影响到农产品产量，而且影响了 农产品质量，通过食物链进而影响人类身体健康[7-10]。 土壤养分是耕地地力的重要指标，土壤重金属是土壤 环境质量的重要指标，提高土壤肥力，降低重金属污 染，保护耕地质量刻不容缓[11]。

陇川县地处云南西部，德宏州西南部，西与缅甸 毗邻，整个地形为“三山两坝一河谷”，属南亚热带季 风气候，具有四季不明、干湿季分明、光照充足、热量 丰富、雨量充沛、年温差小、日温差大的气候特点。农 业人口14.03 万人，占总人口的80.63%，是以景颇族、 傣族为主体的少数民族县。森林覆盖率50.1%，现有 耕地面积26 418.2 hm²。以种植业为主，工业极不发 达，全县工业仅有制糖和水电。本文通过对全县耕地 土壤肥力及环境质量进行调查分析与评价，既有利于 耕地质量保护和提升，也为农产品质量安全生产提供 保障，为农业提质增效提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 样品采集与制备

根据当地基本情况（表1），按行政区域划分9 个采样区，各采样区按土壤类型划分若干采样单元，网 格法布设取样点位和点数，网格间距1.3 km，采样密 度约1.8个·km^-2，GPS 精确定位（图1）。2011年10— 11 月进行土壤样品采集，按随机、均等的原则，采集 表层（0~20 cm）（多年生作物采集0~60 cm）多点混合 样，用四分法留1 kg，用塑料袋装好，做好标记和原始 记录，带回检测室，总计获取有效样本146 个。土样风 干后，磨细过筛处理，分别过0.85、0.25、0.15 mm 筛， 各制备土样100 g供检测分析pH 值、土壤养分及重 金属。

表1 土样采集区基本情况

表选项

图1 研究区示意图及土样分布图

图选项

参照NY/T 395—2000 标准，土壤经硫酸-硝酸- 高锰酸钾消解，原子荧光光度法（AFS-230 原子荧光光度计）测定汞；土壤经硫酸-硝酸-高氯酸消解，原 子荧光光度法（AFS-230原子荧光光度计）测定砷；土 壤经盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解，参照GB/T 17141—1997 标准，火焰光度法（PE-1100B 原子吸收 分光光度计）测定铅、镉、铜；参照NY/T 395—2000 标 准，二苯碳酰二肼光度法（721 分光光度计）测定铬； 参照NY/T 395—2000，玻璃电极法（Orion-210 酸度 计）测定土壤pH值（土水比1:2.5）^[12]。

土壤养分检测按《土壤分析技术规范》^[13]进行， 参照NY/T 1121.2—2006 标准，重铬酸钾氧化容量法 测定有机质；参照GB 7173—87 标准，半微量凯氏法 （QSY-21D 凯氏定氮仪）测定全氮；参照GB 12297— 90 标准，钼锑抗比色法（721 分光光度计）测定速效 磷；参照NY/T 889—2004 标准，火焰光度法（TAS- 990原子吸收分光光度计）测定速效钾。 1.3 评价指标

因研究区工矿企业少，自然条件优越，参照国家 《土壤环境质量标准》二级标准^[14]、《土壤环境质量监 测技术规范》^[12]，以限值较高的《绿色食品产地环境技 术条件》^[15]为依据进行分析评价，土壤肥力选取有机 质、全氮、速效磷、速效钾含量作为评价因子（表 2）， 选取6 种重金属元素铅、镉、汞、砷、铬、铜总量作为土 壤环境质量评价因子（表 3）。土壤酸碱性评价，土壤 pH>8.5 为碱性，7.5<pH≤8.5 为微碱，6.5<pH≤7.5 为 中性，5.5<pH≤6.5 为微酸，4.5<pH≤5.5 为酸性， pH≤4.5 为极酸^{[12, 13, 14, 15, 16]}。

表 2 土壤肥力分级指标^[15]

表选项

表 3 土壤环境质量标准^[15]（mg·kg^-1）

表选项

土壤肥力评价采用标准对比法，土壤重金属污染 评价采用常用的污染指数法评价模型包括单因子污染指数法和Nemero综合污染指数法^{[12, 17, 18, 19]}。在评价中， 以单因子污染指数为主，综合污染指数为辅。当P_i<1 时，即未超标；当P_i >1 时，表示土壤受到污染；P_i 越大 污染程度越重。其计算公式如下：

单因子污染指数法

P_i=C_i/S_i

Nemero综合污染指数法

表 4 土壤污染指数法评价分级标准^[12]

表选项

采用Excel 2003 和DPS 7.0 软件进行数据分析。 2 结果与讨论 2.1 土壤养分及重金属总体分布状况

各营养元素变异系数比较（表 5），速效磷>全氮> 速效钾>有机质>pH 值，pH 值变异系数小于10%，为 弱变异性，有机质、全氮、速效磷、速效钾变异系数在 10%~100%之间，为中等变异性^[20]，表明受人类生产活 动干扰较大^[21]。各重金属元素变异系数（表 5），砷>汞>镉>铬>铜>铅，变异系数在10%~100%之间，为中 等变异性^[20]，说明分布差异较大，一方面是土壤背景 值的因素，另一方面是受外源的影响^{[21, 22, 23, 24]}。用Pearson 法进行相关性分析，结果表明，pH 值与铬、铜及铅与 砷、铜之间呈极显著负相关，铅与汞、铬呈显著负相 关，砷与铬、铜及铜与铬之间呈极显著正相关；有机质 与全氮、速效钾及全氮与速效钾之间呈极显著正相 关，速效钾与速效磷之间呈显著正相关。

表 5 土壤养分及重金属含量基本统计

表选项

各样本土壤养分（表 6），达到优良级的样本比例 速效磷>有机质>全氮>速效钾，达到中等级的样本比 例速效钾>有机质>速效磷>全氮，达到较差级的样本比例全氮>有机质>速效钾>速效磷。陇川县耕地土壤 有机质、全氮、速效磷、速效钾分别有64.17%、59.34%、 75.33%、71.66%样本代表的耕地面积为中等以上，达 到生产绿色食品土壤肥力要求；分别有35.83%的面 积有机质不足，40.66%的样本代表的耕地面积全氮不 足，分别有28.34%、24.67%的样本代表的耕地面积速 效钾、速效磷不足。

表 6 各样本土壤养分优良级比例（%）

表选项

陇川县耕地土壤总体偏酸，pH 值平均值为 5.05，76.33%面积为酸性，9.17%面积为极酸；各采样 区有机质含量比较，陇把镇、景罕镇、护国乡、城子镇、 勐约乡为优良，章凤镇为较差，王子树乡、清平乡、户 撒乡为中等；全氮含量陇把镇、景罕镇、护国乡、勐约 乡为优良，清平乡为中等，王子树乡、城子镇、户撒乡、 章凤镇为较差；速效磷含量勐约乡为中等，其余采样 区均为优良；速效钾含量景罕镇、勐约乡为优良，其余 采样区均为中等。研究区各养分平均值，有机质、全 氮、速效磷为优良，速效钾为中等。 2.3 土壤重金属污染指数法评价

各元素单因子污染指数平均值（表 7），铅>镉>铬> 汞>铜>砷，铅单因子污染指数平均值达到警戒级尚清 洁。各采样区铅单因子污染指数平均值达到警戒级， 陇把镇铬、护国乡镉单因子指数达到警戒级，其余各采样区各元素清洁安全。

表 7 各采样区土壤重金属单因子污染指数差异统计

表选项

各样本重金属污染评价（表 8），砷、铬、铜单因子 污染指数分别有1.35%、17.57%、2.03%样本为二级， 达到警戒级，说明土壤尚清洁；铅、汞单因子污染指数 20.27%、4.73%样本为三级，达轻污染级，表明土壤样 本代表的面积受到铅、汞轻度污染，不能生产绿色食 品；镉单因子污染指数2.03%样本为三级，达轻污染 级，1.35%样本为四级，达中度污染，土壤样本所代表 的区域均不能生产绿色食品。Nemero 综合污染指数 4.79%样本为三级，达到轻度污染级。各超标元素分 布区域，铅分布于整个研究区，镉主要分布在勐约乡 采样区，汞主要分布在户撒乡采样区。

表 8 各样本重金属污染指数等级比例（%）

表选项

根据实地调查和有关资料分析，陇川县耕地土壤 主要重金属污染因子来源：一是农业活动增强，复种 指数提高，农药、化肥、农膜、有机肥大量投入，养殖产 生的粪便、污水利用，致使重金属在土壤中积累；二是 居民生活废水、垃圾污染；三是企业商业活动产生的 “三废”^{[4, 25]}；四是土壤类型和成土母质的差异，导致土 壤重金属分布高度不均匀，空间变异性大，部分区域 土壤重金属元素背景值较高^[21]。 3 结论

（1）陇川县耕地土壤以酸性为主，9.17%的土壤极 酸（pH≤4.5）；以《绿色食品产地环境技术条件》中土 壤肥力要求为评价标准，对各营养元素评价，有机质、 全氮、速效磷为优良，速效钾为中等，有机质、全氮、速 效磷、速效钾分别有64.17%、59.34%、75.33%、71.66% 的样本代表的耕地面积达到生产绿色食品土壤肥力 要求，分别有35.83%、40.66%、24.67%、28.34%的样本 代表的耕地面积土壤肥力不足，需加强培肥地力。

（2）按照《绿色食品产地环境技术条件》中土壤 环境质量标准要求，采用指数法对陇川县耕地土壤重 金属评价，结果表明，铅、镉、汞是污染的主要因子，单 因子污染指数评价，分别有20.27%、2.03%、4.73%样 本所代表的面积分别受到铅、镉、汞的轻度污染，有 1.35%样本代表的耕地面积受到镉中度污染，土壤样 本所代表的区域不能作为绿色食品生产基地。Nemero 综合污染指数评价，4.79%样本所代表的面积达到轻 度污染级。