農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查

1、第十章第十章 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查 農(nóng)業(yè)地球化學(xué)調(diào)查是指通過地質(zhì)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)地球化學(xué)調(diào)查是指通過地質(zhì)農(nóng)業(yè)水文等專家的采樣分析和數(shù)據(jù)處理取水文等專家的采樣分析和數(shù)據(jù)處理取得土壤中化學(xué)元素和化合物的地球化學(xué)資料得土壤中化學(xué)元素和化合物的地球化學(xué)資料以此服務(wù)于農(nóng)業(yè)環(huán)境和資源調(diào)查評(píng)價(jià)的以此服務(wù)于農(nóng)業(yè)環(huán)境和資源調(diào)查評(píng)價(jià)的綜合研究工作。綜合研究工作。 主要研究內(nèi)容：主要研究內(nèi)容： 進(jìn)行農(nóng)業(yè)地球化學(xué)掃面，搞清土壤中元素進(jìn)行農(nóng)業(yè)地球化學(xué)掃面，搞清土壤中元素的地理分布；的地理分布； 進(jìn)行農(nóng)業(yè)（大農(nóng)業(yè)）區(qū)劃；進(jìn)行農(nóng)業(yè)（大農(nóng)業(yè)）區(qū)劃； 進(jìn)行農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。進(jìn)行農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。第一節(jié)第一節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化

2、學(xué)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)系統(tǒng) 一、生態(tài)學(xué)、生態(tài)地球化學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化一、生態(tài)學(xué)、生態(tài)地球化學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)學(xué) 1.1.生態(tài)學(xué)及其基本原理生態(tài)學(xué)及其基本原理 生態(tài)是指生物狀態(tài)生態(tài)是指生物狀態(tài)，如種群、物種數(shù)量、健康狀況等。生態(tài)學(xué)（生態(tài)學(xué)（EcologyEcology）則是研究生）則是研究生態(tài)與其環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)態(tài)與其環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)。其基本原理如下： （1）生態(tài)位原理生態(tài)位原理。生態(tài)位又稱生態(tài)龕或小生境，通常是指生物種群所占據(jù)的基本生活單位指生物種群所占據(jù)的基本生活單位；對(duì)于生物個(gè)體與其種群來說，對(duì)于生物個(gè)體與其種群來說，生態(tài)位是指其生生態(tài)位是指其生存所必須的或可被其利用的各種生態(tài)因子或

3、關(guān)存所必須的或可被其利用的各種生態(tài)因子或關(guān)系的集合。系的集合。 （2）限制因子原理限制因子原理。生物的生長發(fā)育離不開環(huán)境，并適應(yīng)環(huán)境的變化。但生態(tài)環(huán)境中生態(tài)環(huán)境中的生態(tài)因子如果達(dá)不到或超過生物的適應(yīng)范的生態(tài)因子如果達(dá)不到或超過生物的適應(yīng)范圍時(shí)，對(duì)生物有一定的限制作用圍時(shí)，對(duì)生物有一定的限制作用。只有當(dāng)生物與其居住環(huán)境條件高度相適應(yīng)時(shí)，生物才能最大限度地利用環(huán)境方面的優(yōu)越條件并表現(xiàn)出最大的增產(chǎn)潛力。 最小因子定律：即植物的生長取決于數(shù)量最小因子定律：即植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種物質(zhì)。最不足的那一種物質(zhì)。 耐性定律：某些因子過多影響生物的正耐性定律：某些因子過多影響生物的正常生長發(fā)育和繁殖

4、。常生長發(fā)育和繁殖。 （3）食物鏈原理食物鏈原理。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，由生產(chǎn)者生產(chǎn)者、消費(fèi)者消費(fèi)者、分解者分解者所構(gòu)成的食物鏈，從生態(tài)學(xué)原理看它是一條能量轉(zhuǎn)化鏈、物質(zhì)傳遞鏈，也是一條價(jià)值增值鏈。綠色植物被草食動(dòng)物所食，草食動(dòng)物被肉食動(dòng)物吃掉，植物和動(dòng)物殘?bào)w又可為小動(dòng)物和低等動(dòng)物分解，以這種吃與被吃吃與被吃而形成了食物鏈關(guān)系。 （4）整體效應(yīng)原理整體效應(yīng)原理。系統(tǒng)是由相互作用和相互聯(lián)系的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的整體。其基本的特性就是集合性，表現(xiàn)在系統(tǒng)各組分間相互聯(lián)系、依賴、作用、制約的不可分割的整體。整體的作用和效應(yīng)整體的作用和效應(yīng)要比各部門之和來得大。要比各部門之和來得大。 （5）生

5、物與環(huán)境相互適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化原理生物與環(huán)境相互適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化原理。生物的生存、繁衍不斷從環(huán)境中攝取能量、物質(zhì)和信息。生物的生長發(fā)育依賴于環(huán)境并受環(huán)境的強(qiáng)烈影響。外界外界環(huán)境中影響生物生命活動(dòng)的各種能量、物質(zhì)和信息因環(huán)境中影響生物生命活動(dòng)的各種能量、物質(zhì)和信息因素稱為生態(tài)因子素稱為生態(tài)因子。生態(tài)因子既有對(duì)生物和生命活動(dòng)所需的利導(dǎo)因子利導(dǎo)因子，也有限制生物生存和生命活動(dòng)的限制限制因子因子。利導(dǎo)因子促進(jìn)生物的生長發(fā)育，而限制因子則利導(dǎo)因子促進(jìn)生物的生長發(fā)育，而限制因子則制約生物生長與生產(chǎn)的發(fā)展。制約生物生長與生產(chǎn)的發(fā)展。因而在當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)工程建設(shè)中，必須充分分析當(dāng)?shù)乩麑?dǎo)因子及限制因子的數(shù)量和質(zhì)量，以

6、選擇適宜的物種和模式。 （6）效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一原理效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一原理。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，是由自然再生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)交織的復(fù)合生產(chǎn)過程，具有多種功能與效益。既有自然的生態(tài)效益，又有社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。只有生只有生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益相互協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮系統(tǒng)的整體綜合效態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益相互協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮系統(tǒng)的整體綜合效益。益。 2生態(tài)地球化學(xué)生態(tài)地球化學(xué) 生態(tài)地球化學(xué)是環(huán)境地球化學(xué)的延伸和拓生態(tài)地球化學(xué)是環(huán)境地球化學(xué)的延伸和拓展，是一個(gè)嶄新的前沿領(lǐng)域，也是地球化學(xué)展，是一個(gè)嶄新的前沿領(lǐng)域，也是地球化學(xué)發(fā)揮其社會(huì)功能的用武之地。它是橫跨地質(zhì)發(fā)揮其社會(huì)功能的用武之地。它是橫跨地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境

7、學(xué)的一門綜合性學(xué)科。學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境學(xué)的一門綜合性學(xué)科。 目前主要研究目前主要研究: 地球物質(zhì)組成與生物、生物群落之間的地球物質(zhì)組成與生物、生物群落之間的關(guān)系，相互饋應(yīng)機(jī)理，如各類地質(zhì)體中化學(xué)關(guān)系，相互饋應(yīng)機(jī)理，如各類地質(zhì)體中化學(xué)元素組成、遷移、轉(zhuǎn)化對(duì)生物生理、生態(tài)的元素組成、遷移、轉(zhuǎn)化對(duì)生物生理、生態(tài)的影響及其毒理學(xué)效應(yīng)；影響及其毒理學(xué)效應(yīng)； 金屬元素對(duì)農(nóng)作物、人體健康的危害金屬元素對(duì)農(nóng)作物、人體健康的危害； 生物活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響、生態(tài)環(huán)境惡化生物活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響、生態(tài)環(huán)境惡化機(jī)理及其防治對(duì)策機(jī)理及其防治對(duì)策。 3農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué) 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)就是以農(nóng)業(yè)生態(tài)系農(nóng)業(yè)生態(tài)地球

8、化學(xué)就是以農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象，研究地球表層介質(zhì)中化學(xué)元統(tǒng)為對(duì)象，研究地球表層介質(zhì)中化學(xué)元素及化合物對(duì)作物生長發(fā)育所產(chǎn)生的影素及化合物對(duì)作物生長發(fā)育所產(chǎn)生的影響和最終效果響和最終效果（生態(tài)效應(yīng)）。 如開展名、優(yōu)、特農(nóng)產(chǎn)品地球化學(xué)特征如開展名、優(yōu)、特農(nóng)產(chǎn)品地球化學(xué)特征調(diào)查，進(jìn)行農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境適宜性及農(nóng)業(yè)調(diào)查，進(jìn)行農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境適宜性及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)評(píng)價(jià)與研究，劃分農(nóng)業(yè)土壤安全經(jīng)濟(jì)區(qū)評(píng)價(jià)與研究，劃分農(nóng)業(yè)土壤安全區(qū)、優(yōu)質(zhì)區(qū)和污染區(qū)。區(qū)、優(yōu)質(zhì)區(qū)和污染區(qū)。在杭州蕭山區(qū)圈出在杭州蕭山區(qū)圈出16萬畝萬畝“綠色土地綠色土地”。在安吉縣圈。在安吉縣圈出出20萬畝萬畝“綠色土地綠色土地”。 二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)二、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

9、 1.1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是指特定空間農(nóng)業(yè)生物與其環(huán)境之農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是指特定空間農(nóng)業(yè)生物與其環(huán)境之間通過互相作用聯(lián)結(jié)成進(jìn)行能量交換和物質(zhì)生產(chǎn)的間通過互相作用聯(lián)結(jié)成進(jìn)行能量交換和物質(zhì)生產(chǎn)的有機(jī)綜合體。有機(jī)綜合體。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)來自自然生態(tài)系統(tǒng)，并經(jīng)人類改造而兼有兩種屬性的生態(tài)系統(tǒng)。因而，無論是生物組分還是環(huán)境組分，都與自然生態(tài)系統(tǒng)有很多相似的特征。然而，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)又是人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)長期改造和調(diào)節(jié)控制的產(chǎn)物，又明顯區(qū)別于一般自然生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)交錯(cuò)存在，互相影響，依賴自然生態(tài)系統(tǒng)維持其更好的穩(wěn)定性。 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系

10、統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)人工林生態(tài)系統(tǒng)人工草地生態(tài)系統(tǒng)人工草地生態(tài)系統(tǒng)牧場生態(tài)系統(tǒng)牧場生態(tài)系統(tǒng)魚塘生態(tài)系統(tǒng)魚塘生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)殖（蜜蜂、蠶）生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)殖（蜜蜂、蠶）生態(tài)系統(tǒng)微生物（含食用、藥用菌）生態(tài)系統(tǒng)微生物（含食用、藥用菌）生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)組成圖生態(tài)系統(tǒng)組成圖（人工系統(tǒng)）（人工系統(tǒng)） 2 2農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分類和特點(diǎn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分類和特點(diǎn) （1 1）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分類）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分類。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可以分成如下4類： 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)。草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)。內(nèi)陸淡水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)陸淡水生態(tài)系統(tǒng)。

11、 （2 2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)一樣，也由生物生物與環(huán)境環(huán)境兩大部分組成。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是人類強(qiáng)烈干預(yù)下的開放系統(tǒng)，目的是為了更多地獲取農(nóng)畜產(chǎn)品以滿足人類的需要。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的農(nóng)業(yè)生物具有較高的凈生產(chǎn)力、較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值中的農(nóng)業(yè)生物具有較高的凈生產(chǎn)力、較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和較低的抗逆性。生物物種單一、結(jié)構(gòu)簡化、系統(tǒng)穩(wěn)和較低的抗逆性。生物物種單一、結(jié)構(gòu)簡化、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、容易遭受自然災(zāi)害，需要通過一系列的農(nóng)業(yè)定性差、容易遭受自然災(zāi)害，需要通過一系列的農(nóng)業(yè)管理技術(shù)的調(diào)控來維持和加強(qiáng)其穩(wěn)定性。管理技術(shù)的調(diào)控來維持和加強(qiáng)其穩(wěn)定性。系統(tǒng)內(nèi)的物種種類大大減

12、少、食物鏈簡化、層次減少，致使系統(tǒng)的自我穩(wěn)定性明顯降低，容易遭受不良因素的破壞。 3 3生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè) 生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用與生態(tài)學(xué)在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用與實(shí)踐，最重要的就是生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)踐，最重要的就是生態(tài)農(nóng)業(yè)。 簡單他說“生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)”就是“生態(tài)合理生態(tài)合理的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)”。 它是運(yùn)用生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，系它是運(yùn)用生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，系統(tǒng)工程方法實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效與可統(tǒng)工程方法實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效與可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。 三、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)的核心及基本任務(wù)三、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)的核心及基本任務(wù) “高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)高

13、產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)”是生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展是生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，是農(nóng)業(yè)地球化學(xué)逐漸興起的根本原因。之路，是農(nóng)業(yè)地球化學(xué)逐漸興起的根本原因。農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)已經(jīng)成為地球化學(xué)中有發(fā)展前途的新興分支學(xué)科之一。土壤元素是農(nóng)土壤元素是農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)研究的核心業(yè)生態(tài)地球化學(xué)研究的核心。元素豐度、存元素豐度、存在形式和空間分布是地球化學(xué)研究的中心內(nèi)在形式和空間分布是地球化學(xué)研究的中心內(nèi)容，也是農(nóng)業(yè)地球化學(xué)研究的關(guān)鍵問題。容，也是農(nóng)業(yè)地球化學(xué)研究的關(guān)鍵問題。從本質(zhì)上講，農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)就是以營養(yǎng)元農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)就是以營養(yǎng)元素或?qū)θ祟愑幸婊蛴泻υ貫檠芯繉?duì)象，研素或?qū)θ祟愑幸婊蛴泻υ貫檠芯繉?duì)象，研究不同地質(zhì)地球化學(xué)系統(tǒng)

14、與農(nóng)作物之間的相究不同地質(zhì)地球化學(xué)系統(tǒng)與農(nóng)作物之間的相互關(guān)系和相互作用互關(guān)系和相互作用。 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)的農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)的基本任務(wù)就是基本任務(wù)就是： （1 1）農(nóng)作物營養(yǎng)元素或有害元素與農(nóng)作物生）農(nóng)作物營養(yǎng)元素或有害元素與農(nóng)作物生長的關(guān)系及對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量的影響。長的關(guān)系及對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量的影響。 （2 2）研究成土母質(zhì)與土壤的地球化學(xué)關(guān)系，）研究成土母質(zhì)與土壤的地球化學(xué)關(guān)系，土壤中元素全量與有效態(tài)的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化及營土壤中元素全量與有效態(tài)的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化及營養(yǎng)需求預(yù)測。養(yǎng)需求預(yù)測。 （3 3）土壤營養(yǎng)元素或有害元素的豐度、空間）土壤營養(yǎng)元素或有害元素的豐度、空間分布及賦存狀態(tài)。分布及賦存狀態(tài)

15、。 （4 4）研究不同地球化學(xué)背景的土地利用潛力、）研究不同地球化學(xué)背景的土地利用潛力、區(qū)域土地資源的地球化學(xué)區(qū)劃和土地整治。區(qū)域土地資源的地球化學(xué)區(qū)劃和土地整治。 第二節(jié)元素、土壤地球化學(xué)與農(nóng)業(yè)第二節(jié)元素、土壤地球化學(xué)與農(nóng)業(yè) 一、植物營養(yǎng)元素與有害元素一、植物營養(yǎng)元素與有害元素 1 1營養(yǎng)元素和必需元素營養(yǎng)元素和必需元素 所謂植物營養(yǎng)元素，一般需具備以下三個(gè)條件三個(gè)條件： （1 1）植物生長不可或缺的、組成生物機(jī)體的、缺）植物生長不可或缺的、組成生物機(jī)體的、缺少它不能正常生殖生長的。少它不能正常生殖生長的。 （2 2）元素必須直接參與生理作用，起調(diào)節(jié)平衡作）元素必須直接參與生理作用，起調(diào)節(jié)平

16、衡作用，如激發(fā)酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)體液平衡和酸堿平衡。用，如激發(fā)酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)體液平衡和酸堿平衡。 （3 3）在一般情況下，每一種元素的作用具有專一）在一般情況下，每一種元素的作用具有專一性，只有供給該元素才能得到改善。性，只有供給該元素才能得到改善。 植物必需元素有植物必需元素有1616種，即碳、氫、氧、氮、磷、種，即碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬和氯。硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬和氯。 農(nóng)作物營養(yǎng)元素的發(fā)現(xiàn)和確定時(shí)間農(nóng)作物營養(yǎng)元素的發(fā)現(xiàn)和確定時(shí)間元素元素發(fā)現(xiàn)和確定時(shí)間發(fā)現(xiàn)和確定時(shí)間氫和氧氫和氧早在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)以前，已知道水是植物必需的營養(yǎng)物質(zhì)早在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)以前，已

17、知道水是植物必需的營養(yǎng)物質(zhì)碳碳1800年由年由senebier和和saussure確定為必需元素，空氣中的二氧確定為必需元素，空氣中的二氧化碳是植物的主要碳源化碳是植物的主要碳源氮氮1804年由年由Saussure發(fā)現(xiàn)了植物對(duì)它的必需性發(fā)現(xiàn)了植物對(duì)它的必需性磷、鉀、鎂、硫、鈣磷、鉀、鎂、硫、鈣在在1838年由年由Sprengel等確定為植物的必需元素等確定為植物的必需元素鐵鐵1804年由葡萄缺鐵黃化而明確了鐵是植物有必需元素年由葡萄缺鐵黃化而明確了鐵是植物有必需元素錳錳1922年由年由McHargue確定為必需元素確定為必需元素硼硼1923年由年由Warington發(fā)現(xiàn)為植物必需元素發(fā)現(xiàn)為植物

18、必需元素鋅鋅1926年年Sommer等人發(fā)現(xiàn)燕麥灰斑病是由于缺鋅所致，并證明等人發(fā)現(xiàn)燕麥灰斑病是由于缺鋅所致，并證明鋅是植物所必需的營養(yǎng)元素鋅是植物所必需的營養(yǎng)元素銅銅1931年年Sommer等從番茄和其它作物上證明了植物對(duì)它的必需等從番茄和其它作物上證明了植物對(duì)它的必需性性鉬鉬1939年由年由Arnon和和Stout發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)氯氯發(fā)現(xiàn)最晚，發(fā)現(xiàn)最晚，1954年由年由Broyer、Cartton、Johnson和和stout證明是證明是高等植物有必需營養(yǎng)元素高等植物有必需營養(yǎng)元素部分化學(xué)元素對(duì)農(nóng)作物生長的作用部分化學(xué)元素對(duì)農(nóng)作物生長的作用元元素素世 界 土世 界 土壤 平 均壤 平 均含量含量中

19、國土壤中國土壤平均含量平均含量在農(nóng)作物中的作用在農(nóng)作物中的作用B2010-66410-6硼對(duì)作物根、莖等器官的生長，幼小分生組織的發(fā)育及硼對(duì)作物根、莖等器官的生長，幼小分生組織的發(fā)育及作物的開花結(jié)果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、作物的開花結(jié)果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂，又能使作物細(xì)胞器官的結(jié)構(gòu)破脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂，又能使作物細(xì)胞器官的結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致作物的病態(tài)生長，如缺硼能使麥類雄蕊發(fā)育不良，壞導(dǎo)致作物的病態(tài)生長，如缺硼能使麥類雄蕊發(fā)育不良，雌蕊子房枯萎；棉花葉脈突出呈木質(zhì)壞死，棉蕾易脫落；雌蕊子房枯萎；棉花葉脈突出呈木質(zhì)壞死，棉蕾易脫落；油菜心葉卷曲，下部葉片枯

20、萎，主根萎縮，頂芽死亡等。油菜心葉卷曲，下部葉片枯萎，主根萎縮，頂芽死亡等。Zn5010-616310-6鋅是作物生長不可缺少的元素，它是作物多種酶的組成部分，鋅是作物生長不可缺少的元素，它是作物多種酶的組成部分，也是一些酶的激活劑和抑制劑，而且是氮代謝和蛋白質(zhì)合成的也是一些酶的激活劑和抑制劑，而且是氮代謝和蛋白質(zhì)合成的核心。缺鋅常使氮化物的轉(zhuǎn)化和蛋白質(zhì)的合成受阻，嚴(yán)重缺鋅核心。缺鋅常使氮化物的轉(zhuǎn)化和蛋白質(zhì)的合成受阻，嚴(yán)重缺鋅的土壤上，作物體內(nèi)氮化物多聚集在營養(yǎng)器官中，影響籽實(shí)形的土壤上，作物體內(nèi)氮化物多聚集在營養(yǎng)器官中，影響籽實(shí)形成，直接影響產(chǎn)量。不同作物缺鋅的主要癥狀為：水稻不長苗，成，直

21、接影響產(chǎn)量。不同作物缺鋅的主要癥狀為：水稻不長苗，主脈失綠，植株矮小（或稱主脈失綠，植株矮?。ɑ蚍Q“僵苗僵苗”），嚴(yán)重時(shí)死亡；棉花葉片），嚴(yán)重時(shí)死亡；棉花葉片變厚變脆，易破裂，葉緣卷曲，生長停滯，植株矮小，豆類、變厚變脆，易破裂，葉緣卷曲，生長停滯，植株矮小，豆類、水果（蘋果、梨）落花、落果等。鋅過量時(shí)傷害作物根系，根水果（蘋果、梨）落花、落果等。鋅過量時(shí)傷害作物根系，根的生長受阻，老葉壞死；對(duì)大豆毒害，葉子卷曲莖軸枯死等。的生長受阻，老葉壞死；對(duì)大豆毒害，葉子卷曲莖軸枯死等。Mn10010-684510-6錳是許多酶的活化劑。研究表明有錳是許多酶的活化劑。研究表明有23種金屬種金屬-酶復(fù)酶復(fù)

22、合物需要錳激活。錳參與光合作用與氮代謝，錳有合物需要錳激活。錳參與光合作用與氮代謝，錳有維持葉綠體膜正常結(jié)構(gòu)的作用。錳還有調(diào)節(jié)作物體維持葉綠體膜正常結(jié)構(gòu)的作用。錳還有調(diào)節(jié)作物體內(nèi)氧化還原電位的作用，而且能促進(jìn)和提高作物組內(nèi)氧化還原電位的作用，而且能促進(jìn)和提高作物組織的持水能力，降低蒸騰強(qiáng)度。作物缺錳時(shí)，葉片織的持水能力，降低蒸騰強(qiáng)度。作物缺錳時(shí)，葉片脈間失綠，失綠部分漸變?yōu)榛疑蚓植繅乃溃~片脈間失綠，失綠部分漸變?yōu)榛疑蚓植繅乃?，葉片向內(nèi)彎曲，形成枯葉。向內(nèi)彎曲，形成枯葉。Mo1.210-61.7110-6鉬是作物的必須元素。是構(gòu)成作物體內(nèi)硝酸還原酶鉬是作物的必須元素。是構(gòu)成作物體內(nèi)硝酸還原

23、酶和氮酶的組成成分，對(duì)氮的代謝和果膠酶物質(zhì)的代和氮酶的組成成分，對(duì)氮的代謝和果膠酶物質(zhì)的代謝有重要影響，適量錳能提高作物對(duì)二氧化碳的吸謝有重要影響，適量錳能提高作物對(duì)二氧化碳的吸收，促進(jìn)碳素的同化。作物缺鉬時(shí)，葉脈間葉色變收，促進(jìn)碳素的同化。作物缺鉬時(shí)，葉脈間葉色變談、發(fā)黃，與缺氮和缺硫的病癥相似，但缺鉬的葉談、發(fā)黃，與缺氮和缺硫的病癥相似，但缺鉬的葉片易出現(xiàn)斑點(diǎn)，典型缺鉬的癥狀是花椰菜片易出現(xiàn)斑點(diǎn)，典型缺鉬的癥狀是花椰菜“鞭尾病鞭尾病”和柑桔的和柑桔的“黃斑病黃斑病”。Cu3010-62710-6銅主要參與光合作用和作物的氮代謝，它是質(zhì)體青的必銅主要參與光合作用和作物的氮代謝，它是質(zhì)體青的必

24、要組分。銅還能增強(qiáng)葉綠蛋白的穩(wěn)定性，減少在黑暗中要組分。銅還能增強(qiáng)葉綠蛋白的穩(wěn)定性，減少在黑暗中的葉綠體的降解。銅參與硝酸還原作用，還可能參與豆的葉綠體的降解。銅參與硝酸還原作用，還可能參與豆白紅蛋白的合成。銅能調(diào)節(jié)生長氧化酶的活性和增強(qiáng)作白紅蛋白的合成。銅能調(diào)節(jié)生長氧化酶的活性和增強(qiáng)作物抗性。作物缺銅時(shí)，新葉失綠發(fā)黃，葉尖發(fā)白并卷曲，物抗性。作物缺銅時(shí)，新葉失綠發(fā)黃，葉尖發(fā)白并卷曲，葉脈間出現(xiàn)壞死斑點(diǎn)。葉脈間出現(xiàn)壞死斑點(diǎn)。P0.080.020.l土壤全磷量低于土壤全磷量低于0.044時(shí)，施用磷肥對(duì)綠肥、油時(shí)，施用磷肥對(duì)綠肥、油菜、小麥等旱作物有顯著增產(chǎn)效果。全磷低于菜、小麥等旱作物有顯著增產(chǎn)

25、效果。全磷低于0.02時(shí)，磷肥對(duì)所有作物都顯肥效。時(shí)，磷肥對(duì)所有作物都顯肥效。K1.4 鉀是植物的重要營養(yǎng)元素。既是植物體內(nèi)許多酶的鉀是植物的重要營養(yǎng)元素。既是植物體內(nèi)許多酶的活化劑，又能促進(jìn)呼吸作用、光合作用和提高植物活化劑，又能促進(jìn)呼吸作用、光合作用和提高植物對(duì)病蟲害、干旱和霜凍等不良環(huán)境的抵抗力。對(duì)病蟲害、干旱和霜凍等不良環(huán)境的抵抗力。Fe427鐵是形成葉綠素不可缺少的元素，也是很多酶的活鐵是形成葉綠素不可缺少的元素，也是很多酶的活化劑，它又是光合作用中許多電子傳遞體的組成成化劑，它又是光合作用中許多電子傳遞體的組成成分，鐵還參與核酸和蛋白質(zhì)的合成。桃、李、杏、分，鐵還參與核酸和蛋白質(zhì)的

26、合成。桃、李、杏、棗等果樹和其它林木需鐵較多，豆科植物、高粱、棗等果樹和其它林木需鐵較多，豆科植物、高粱、甜菜含鐵較多，柑桔果樹常出現(xiàn)典型的缺鐵癥狀。甜菜含鐵較多，柑桔果樹常出現(xiàn)典型的缺鐵癥狀。 2 2有害元素有害元素 有害元素主要是重金屬元素有害元素主要是重金屬元素，如Cd、As、Hg等。 對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害:一方面，重金屬可以減少土壤微生重金屬可以減少土壤微生物，降低土壤酶的活性，從而影響農(nóng)作物的正常生長物，降低土壤酶的活性，從而影響農(nóng)作物的正常生長。另一方面，重金屬對(duì)農(nóng)作物的危害往往發(fā)生在植物吸重金屬對(duì)農(nóng)作物的危害往往發(fā)生在植物吸收、積聚以后，首先危害根部的生長，進(jìn)而波及整

27、個(gè)收、積聚以后，首先危害根部的生長，進(jìn)而波及整個(gè)農(nóng)作物。同一種重金屬元素對(duì)不同農(nóng)作物的危害程度農(nóng)作物。同一種重金屬元素對(duì)不同農(nóng)作物的危害程度存在較大的差異，同一種農(nóng)作物對(duì)不同濃度、不同種存在較大的差異，同一種農(nóng)作物對(duì)不同濃度、不同種類的重金屬的耐受性也不相同。類的重金屬的耐受性也不相同。 常見的癥狀：常見的癥狀： （1 1）根部生長異常（）根部生長異常（2 2）黃化癥狀。（）黃化癥狀。（3 3）枯斑癥狀。）枯斑癥狀。（4 4）其他癥狀。）其他癥狀。需要特別指出的是，有害元素與營養(yǎng)元素之間需要特別指出的是，有害元素與營養(yǎng)元素之間并沒有絕對(duì)的界線，這涉及一個(gè)量的問題。并沒有絕對(duì)的界線，這涉及一個(gè)量

28、的問題。 二、土壤地球化學(xué)二、土壤地球化學(xué) 元素被作物從土壤中吸收、轉(zhuǎn)化、利用的元素被作物從土壤中吸收、轉(zhuǎn)化、利用的整個(gè)過程是十分復(fù)雜的。這就是元素的存在形整個(gè)過程是十分復(fù)雜的。這就是元素的存在形式與生態(tài)效應(yīng)的問題，其核心是元素的遷移、式與生態(tài)效應(yīng)的問題，其核心是元素的遷移、轉(zhuǎn)化及生物地球化學(xué)循環(huán)，也是土壤地球化學(xué)轉(zhuǎn)化及生物地球化學(xué)循環(huán)，也是土壤地球化學(xué)的研究重點(diǎn)的研究重點(diǎn)。 1.1.土壤的地球化學(xué)演化與我國的土壤地球化土壤的地球化學(xué)演化與我國的土壤地球化學(xué)分區(qū)學(xué)分區(qū) 根據(jù)土壤地球化學(xué)類型的組合和分布特點(diǎn)，我國可劃分為四個(gè)土壤地球化學(xué)區(qū)。自西北至東南分別為鹽漬土區(qū)、碳酸鹽土區(qū)、硅鋁土區(qū)、鐵鋁土

29、區(qū)。由于受地形、成土母質(zhì)等因素的影響，每一土區(qū)的土壤性質(zhì)、組合仍存在差異。分分9大類大類33個(gè)亞類，可為農(nóng)業(yè)區(qū)域布局，土地規(guī)劃，環(huán)境評(píng)價(jià)，個(gè)亞類，可為農(nóng)業(yè)區(qū)域布局，土地規(guī)劃，環(huán)境評(píng)價(jià)，地方病治療，礦產(chǎn)預(yù)測和勘探提供依據(jù)地方病治療，礦產(chǎn)預(yù)測和勘探提供依據(jù) （1）鹽漬土區(qū)鹽漬土區(qū)。分布于我國西部內(nèi)陸的干旱區(qū)，占國上面積的29%。全磷含量較高，但有效性不高，因而土壤總體缺磷(缺磷面積達(dá)63%)。較缺乏的元素主要有：磷、鋅、鐵、錳和碘等。較缺乏的元素主要有：磷、鋅、鐵、錳和碘等。該區(qū)該區(qū)80土壤缺有效性鋅和錳，土壤缺有效性鋅和錳，50%缺鐵。缺鐵。 （2）碳酸鹽土區(qū)碳酸鹽土區(qū)。分布于內(nèi)蒙古高原，向西一

30、直延伸到青藏高原，占全國土地面積的23%。磷的全量雖豐富，但有效性不高，土壤缺磷達(dá)磷的全量雖豐富，但有效性不高，土壤缺磷達(dá)60%。80%的土壤缺乏有效性鋅、鐵、錳和水溶的土壤缺乏有效性鋅、鐵、錳和水溶性硒。性硒。 （3）硅鋁土區(qū)硅鋁土區(qū)。發(fā)育在溫帶和寒溫帶濕潤、半濕潤氣候條件下，易溶鹽已完全淋失，碳酸鈣也基本淋失。缺鉀面積可達(dá)缺鉀面積可達(dá)32% %。缺。缺磷面積達(dá)磷面積達(dá)47% %。微量元素鋅、錳、鐵、硒。微量元素鋅、錳、鐵、硒和碘的有效性有所增加，但缺少有效性硼、和碘的有效性有所增加，但缺少有效性硼、氟的土壤面積增加。氟的土壤面積增加。 （4）鐵鋁土區(qū)鐵鋁土區(qū)。分布于長江以南，地處熱帶亞熱帶

31、地區(qū)，占國上面積的18%。缺磷狀缺磷狀況很突出，占總面積的況很突出，占總面積的46% %。全區(qū)。全區(qū)60% %土壤土壤缺鉀，缺鉀，90% %的土壤缺有效性硼、鉬和氟。的土壤缺有效性硼、鉬和氟。 四類土區(qū)元素的豐度有明顯的不同。四類土區(qū)元素的豐度有明顯的不同。 2 2土壤中元素的有效性土壤中元素的有效性 有效態(tài)：指的是只有能被植物吸收利用的有效態(tài)：指的是只有能被植物吸收利用的那一部分元素形態(tài)。那一部分元素形態(tài)。營養(yǎng)元素的有效性受地帶性因素影響，呈現(xiàn)出地帶性的特點(diǎn)。 不同的實(shí)驗(yàn)方法會(huì)得出不同的有效態(tài)含量，選擇合適的提取方法和提取劑是十分關(guān)鍵。衡量提取方法效果的好壞通常要看所提取的有效元素含量與植物

32、吸收量之間相關(guān)性的程度。 分級(jí)分級(jí)浸提劑浸提劑極極 缺缺較較 少少中中 等等較較 多多豐富豐富0.2N HCl (5:1) 1min200.002N H2SO4 +3%(NH4)2SO4(200:1) 0.5h250.025N HCl + 0.03N NH4F (7:1) 1min30)200.5M NaHCO3 (20:1) 0.5h22-5510102518250.1N NaOH / 0.3N HCl(5:1) 2min463HAc + 10%NaAc (5:1) 5min400.005N HCl + 0.025N H2SO4(5:1) 5min500.1N HCl (5:1) 3min1

33、60.1N H2SO4 (5:1) 2min40表表10-2 幾種浸提劑提取與土壤有效磷的分級(jí)（幾種浸提劑提取與土壤有效磷的分級(jí)（10-6） 3影響土壤微量元素有效性的因素影響土壤微量元素有效性的因素 （1）土壤微量元素全量的影響）土壤微量元素全量的影響 土壤微量元素的全量是其有效態(tài)的補(bǔ)給來源，盡土壤微量元素的全量是其有效態(tài)的補(bǔ)給來源，盡管由于其它因素的影響，土壤微量元素全量與其有管由于其它因素的影響，土壤微量元素全量與其有效數(shù)量之間的相關(guān)關(guān)系并不總是顯著，但前者對(duì)后效數(shù)量之間的相關(guān)關(guān)系并不總是顯著，但前者對(duì)后者的影響肯定是存在的。者的影響肯定是存在的。 （2）土壤）土壤pH的影響的影響 土壤

34、pH影響土壤中進(jìn)行的各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)，包括吸附-解吸、氧化-還原、絡(luò)合-解離及溶解-沉淀等一系列化學(xué)平衡都不同程度因pH改變而改變。pH不僅影響溶液中離子組成，而且使有機(jī)、無機(jī)膠體不僅影響溶液中離子組成，而且使有機(jī)、無機(jī)膠體上代換性離子組成也很不一樣，從而使離子間的相上代換性離子組成也很不一樣，從而使離子間的相互作用十分復(fù)雜?；プ饔檬謴?fù)雜。因此，土壤pH對(duì)微量元素的有效性影響最為顯著。強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性中中堿堿性性弱弱堿堿性性微微堿堿性性微微酸酸性性弱弱酸酸性性中中酸酸性性強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 （3）土壤有機(jī)物質(zhì)的影響）土壤有機(jī)物質(zhì)的影響 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)已知的以各種穩(wěn)定鰲合物存在于土壤和水中的金屬離子的積累和運(yùn)

35、輸(以及其伴隨發(fā)生的淋洗)及其對(duì)植物根系供應(yīng)有重要的影響。 （4）土壤質(zhì)地的影響）土壤質(zhì)地的影響 土壤質(zhì)地也是影響土壤微量元素有效性的因素之一，質(zhì)地較粗的砂土，微量質(zhì)地較粗的砂土，微量元素有效態(tài)含量一般較低元素有效態(tài)含量一般較低。雖然其影響有時(shí)為其它因素所掩蓋，但其對(duì)土壤微量元素供給力的影響是客觀存在的。 （5）土壤水分條件的影響）土壤水分條件的影響 土壤水分條件的改變將導(dǎo)致土壤氧化還原電位、pH、通氣和各種離子間相互作用等的變化，并因此對(duì)土壤微量元素有效性產(chǎn)生明顯的影響。 （6）土壤碳酸鹽、氧化物的影響）土壤碳酸鹽、氧化物的影響 土壤中粘土礦物、鐵錳等氧化物、有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽對(duì)土壤微量元素都有

36、吸附作用，是制約微量元至有效性的重要因子，其中以碳酸鹽對(duì)鋅的吸附作用最為顯著。 （7）營養(yǎng)元素間相互作用的影響）營養(yǎng)元素間相互作用的影響 土壤營養(yǎng)元素之間存在復(fù)雜的相互關(guān)系，這種關(guān)系既發(fā)生于土壤中，也發(fā)生于植物體內(nèi)；不僅發(fā)生于大量元素之間，也發(fā)生于微量元素與微量元素之間，發(fā)生于微量元素與大量元素之間。顯然，這種相互作用對(duì)土壤微量元素的供給將產(chǎn)生很大的影響，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生正效應(yīng)正效應(yīng)(協(xié)協(xié)同作用同作用，提高某種微量元素的有效性)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)負(fù)效應(yīng)(拮抗作用拮抗作用，降低某微量元素的有效性)（圖）。 協(xié)同作用協(xié)同作用:兩種或兩種以上化學(xué)元素共存時(shí)所產(chǎn)兩種或兩種以上化學(xué)元素共存時(shí)所產(chǎn)生的一種附加增

37、強(qiáng)作用生的一種附加增強(qiáng)作用(或效應(yīng)或效應(yīng))。 拮抗作用拮抗作用:一種化學(xué)元素的作用被同時(shí)存在的另一種化學(xué)元素的作用被同時(shí)存在的另一種化學(xué)元素所抵消的現(xiàn)象。一種化學(xué)元素所抵消的現(xiàn)象。元素相互作用元素相互作用（協(xié)同作用）（協(xié)同作用） 第三節(jié)第三節(jié) 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查 1999年啟動(dòng)的新一輪1：25萬國土資源大調(diào)查，將覆蓋區(qū)覆蓋區(qū)作為重點(diǎn)，以農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查為中心，為國土規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為目標(biāo)，開創(chuàng)高效、優(yōu)質(zhì)的生態(tài)農(nóng)業(yè)新局面。 我國農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查工作開展五年來，取得了大我國農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查工作開展五年來，取得了大量調(diào)查成果。量調(diào)查成果。( (近近5 5年年) )

38、1.1.獲得獲得5252多種元素和指標(biāo)的高精度數(shù)據(jù)多種元素和指標(biāo)的高精度數(shù)據(jù)。 2.2.發(fā)現(xiàn)一批可能對(duì)我國生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響發(fā)現(xiàn)一批可能對(duì)我國生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響的異常以及大面積土壤重金屬異常等的異常以及大面積土壤重金屬異常等。3.3.揭示了自工業(yè)化以來各種重金屬分布現(xiàn)狀及其揭示了自工業(yè)化以來各種重金屬分布現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢。4.4.成為農(nóng)業(yè)種植業(yè)區(qū)劃和結(jié)構(gòu)調(diào)整的科學(xué)依據(jù)成為農(nóng)業(yè)種植業(yè)區(qū)劃和結(jié)構(gòu)調(diào)整的科學(xué)依據(jù)。5.為評(píng)估土地環(huán)境及綜合治理、合理利用提供質(zhì)為評(píng)估土地環(huán)境及綜合治理、合理利用提供質(zhì)量指標(biāo)。量指標(biāo)。6.豐富了第四紀(jì)地質(zhì)研究內(nèi)容。豐富了第四紀(jì)地質(zhì)研究內(nèi)容。7.取得系列地球化學(xué)基

39、準(zhǔn)值取得系列地球化學(xué)基準(zhǔn)值（第一環(huán)境）。（第一環(huán)境）。8.8.為能源資源潛力評(píng)價(jià)提供資料。為能源資源潛力評(píng)價(jià)提供資料。9.9.初步形成一套調(diào)查與評(píng)價(jià)技術(shù)方法和思路初步形成一套調(diào)查與評(píng)價(jià)技術(shù)方法和思路。 一、調(diào)查的基本內(nèi)容與組織部署一、調(diào)查的基本內(nèi)容與組織部署 1 1調(diào)查的基本內(nèi)容調(diào)查的基本內(nèi)容 農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查以1：25萬比例尺為精度，對(duì)組成農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境的巖石、土壤水、生物進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，調(diào)查的基本內(nèi)容為：化化學(xué)元素儲(chǔ)存庫學(xué)元素儲(chǔ)存庫( (巖石、土壤、河湖沉積物、水巖石、土壤、河湖沉積物、水及生物及生物) )中營養(yǎng)元素及有害元素的含量特征，中營養(yǎng)元素及有害元素的含量特征，特別是營養(yǎng)元素的有效

40、態(tài)含量特征特別是營養(yǎng)元素的有效態(tài)含量特征； 營養(yǎng)元素及有害元素含量及賦存形態(tài)的空間營養(yǎng)元素及有害元素含量及賦存形態(tài)的空間分布特征分布特征； 區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)特征，包括農(nóng)區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)特征，包括農(nóng)( (作物）、林、作物）、林、漁、牧漁、牧( (畜、禽畜、禽) )的產(chǎn)量、質(zhì)量，特別是可食部的產(chǎn)量、質(zhì)量，特別是可食部分分( (果實(shí)、魚、肉果實(shí)、魚、肉) )有害組分的含量。有害組分的含量。 2 2調(diào)查組織部署調(diào)查組織部署 由于是多介質(zhì)多介質(zhì)、多層面多層面、多階段多階段的調(diào)查研究工作，因此在組織實(shí)施中要全面考慮分段實(shí)施。 全區(qū)域的系統(tǒng)基礎(chǔ)調(diào)查全區(qū)域的系統(tǒng)基礎(chǔ)調(diào)查； 在全區(qū)域中找出一些典型特殊區(qū)如特色農(nóng)在全區(qū)域

41、中找出一些典型特殊區(qū)如特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)、典型地質(zhì)環(huán)境區(qū)、特殊生態(tài)景觀業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)、典型地質(zhì)環(huán)境區(qū)、特殊生態(tài)景觀區(qū)，進(jìn)行示范性、研究性調(diào)查區(qū)，進(jìn)行示范性、研究性調(diào)查； 對(duì)基礎(chǔ)調(diào)查、區(qū)域示范調(diào)查中所發(fā)現(xiàn)的特對(duì)基礎(chǔ)調(diào)查、區(qū)域示范調(diào)查中所發(fā)現(xiàn)的特殊典型問題，開展專題性應(yīng)用研究。殊典型問題，開展專題性應(yīng)用研究。各個(gè)階段根據(jù)調(diào)查對(duì)象特征又可分設(shè)若干調(diào)查項(xiàng)目，可以用如下框圖來說明農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查的組織部署。 （1 1）區(qū)域基礎(chǔ)調(diào)查）區(qū)域基礎(chǔ)調(diào)查。 可分為以下幾項(xiàng)工作： 土壤地球化學(xué)調(diào)查。水環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查。土壤地球化學(xué)調(diào)查。水環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查。河湖底積物調(diào)查。環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。區(qū)域生態(tài)效河湖底積物調(diào)查。環(huán)境地質(zhì)調(diào)

42、查。區(qū)域生態(tài)效應(yīng)調(diào)查。分析項(xiàng)目應(yīng)調(diào)查。分析項(xiàng)目5252項(xiàng)。項(xiàng)。 （2 2）局域研究性調(diào)查）局域研究性調(diào)查。內(nèi)容與區(qū)域基礎(chǔ)調(diào)查基本相內(nèi)容與區(qū)域基礎(chǔ)調(diào)查基本相似，更加細(xì)微，分析的指標(biāo)是針對(duì)所選范圍具體特似，更加細(xì)微，分析的指標(biāo)是針對(duì)所選范圍具體特征，針對(duì)性地分析部分指標(biāo)。這一層次的研究調(diào)查征，針對(duì)性地分析部分指標(biāo)。這一層次的研究調(diào)查頗似礦產(chǎn)勘查中的成礦區(qū)帶普查化探工作。頗似礦產(chǎn)勘查中的成礦區(qū)帶普查化探工作。 （3 3）專題調(diào)查研究）專題調(diào)查研究。主要是解釋性和應(yīng)用性的，是主要是解釋性和應(yīng)用性的，是對(duì)前兩個(gè)階段調(diào)查中所發(fā)現(xiàn)的典型問題開展專題性對(duì)前兩個(gè)階段調(diào)查中所發(fā)現(xiàn)的典型問題開展專題性深入研究，達(dá)到

43、深入研究，達(dá)到“異常異常”解釋和各種有利環(huán)境的合解釋和各種有利環(huán)境的合理開發(fā)利用的目的。理開發(fā)利用的目的。在杭州蕭山區(qū)圈出在杭州蕭山區(qū)圈出16萬畝萬畝“綠色土地綠色土地”。在安吉縣圈。在安吉縣圈出出20萬畝萬畝“綠色土地綠色土地”。 勘查地球化學(xué)元素與人體和農(nóng)作物的利害統(tǒng)計(jì)勘查地球化學(xué)元素與人體和農(nóng)作物的利害統(tǒng)計(jì)元素元素對(duì)人體對(duì)人體對(duì)農(nóng)作物對(duì)農(nóng)作物元素元素對(duì)人體對(duì)人體對(duì)農(nóng)作物對(duì)農(nóng)作物必需必需有害有害有益有益有害有害非必要非必要必需必需有害有害有益有益有害有害非必要非必要CuAsZnSbVHgCrCdFeBeMoPbSrBaMnZrAlNbNaLaMgBr？KTi？BAgPWCoAuFULiTh

44、NiSnCaBiSi 動(dòng)植物營養(yǎng)元素 人體有益元素 植物有益元素 人體有毒元素 放射性元素 其它元素 * 人造元素 A A 1 氫 H 氦 He A A A A A A 2 鋰鋰 L Li i 鈹鈹 Be Be 硼硼 B B 碳碳 C C 氮氮 N N 氧 O 氟氟 F F 氖 Ne 3 鈉鈉 N Na a 鎂鎂 Mg Mg 鋁鋁 Al Al 硅硅 Si Si 磷磷 P P 硫硫 S S 氯氯 Cl Cl 氬 Ar B B B B B B B B 4 鉀鉀 K K 鈣鈣 CaCa鈧鈧 Sc Sc 鈦鈦 Ti Ti 釩釩 V V 鉻鉻 Cr Cr 錳錳 Mn Mn 鐵鐵 Fe Fe 鈷鈷 Co

45、Co 鎳鎳 Ni Ni 銅銅 Cu Cu 鋅鋅 Zn Zn 鎵鎵 Ga Ga 鍺鍺 Ge Ge 砷砷 As As 硒硒 Se Se 溴溴 Br Br 氪 Kr 5 銣銣 R Rb b 鍶鍶 Sr Sr 釔釔 Y Y 鋯鋯 Zr Zr 鈮鈮 Nb Nb 鉬鉬 Mo Mo 锝 Tc 釕 Ru 銠 Rh 鈀 Pd 銀銀 Ag Ag 鎘鎘 Cd Cd 銦 In 錫錫 Sn Sn 銻銻 Sb Sb 碲碲 Te Te 碘碘 I I 氙 Xe 6 銫 Cs 鋇鋇 BaBa 鑭系 鉿 Hf 鉭 Ta 鎢鎢 W W 錸 Re 鋨 Os 銥 Ir 鉑 Pt 金金 Au Au 汞汞 Hg Hg 鉈鉈 Tl Tl 鉛

46、鉛 Pb Pb 鉍鉍 Bi Bi 釙 Po 砹 At 氡 Rn 7 鈁 Fr 鐳 Ra 錒系 * Rf * Db * Sg * Bh * Hs * Mt 鑭 系 鑭鑭 La La 鈰鈰 Ce Ce 鐠 Pr 釹 Nd 钷 Pm 釤 Sm 銪 Eu 釓 Gd 鋱 Tb 鏑 Dy 鈥 Ho 鉺 Er 銩 Tm 鐿 Yb 镥 Lu 錒 系 錒 Ac 釷釷 ThTh 鏷 Pa 鈾鈾 U U 镎 Np 钚 Pu 镅* Am 鋦* Cm 锫* Bk 锎* Cf 锿* Es鐨* Fm 鍆* Md 锘* No鐒* Lr 土壤樣土壤樣測試元測試元素（紅素（紅色字）色字）表表 二、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查方法技術(shù)二、

47、農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查方法技術(shù) 1 1土壤地球化學(xué)調(diào)查土壤地球化學(xué)調(diào)查 (1)(1)深層土壤地球化學(xué)調(diào)查深層土壤地球化學(xué)調(diào)查。 目的是為可靠確定土壤元素背景值，了解不受現(xiàn)代目的是為可靠確定土壤元素背景值，了解不受現(xiàn)代人類活動(dòng)影響的第一環(huán)境分布特征。人類活動(dòng)影響的第一環(huán)境分布特征。 樣品布設(shè)以16km2為一采樣單元，每4km2采一件樣，同一單元的4件樣品組合成一件組合樣。以1:100萬地形圖為底圖進(jìn)行樣點(diǎn)布設(shè)和系統(tǒng)編號(hào)，每幅圖布設(shè)2個(gè)重復(fù)取樣格子，2個(gè)重復(fù)取樣號(hào)，4個(gè)重復(fù)分析樣號(hào)，8個(gè)監(jiān)控樣號(hào)。采樣深度為1.5m以下，用洛陽鏟作取樣工具，或直接挖掘，樣品原始重量不少于lkg。重復(fù)采樣由不同采樣組在

48、不同時(shí)間進(jìn)行，兩次采樣點(diǎn)位相距應(yīng)小于50m。 （2 2）表層土壤地球化學(xué)調(diào)查）表層土壤地球化學(xué)調(diào)查。 目的為了全面系統(tǒng)了解人類活動(dòng)目的為了全面系統(tǒng)了解人類活動(dòng)( (農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活、工業(yè)排放等活、工業(yè)排放等) )綜合影響下表層土壤的地球化學(xué)特綜合影響下表層土壤的地球化學(xué)特征。征。 樣品布設(shè)以4km2/單元，1件/km2，4件組合成1件組合樣，以1：50萬地形圖進(jìn)行樣點(diǎn)布設(shè)和編號(hào)，每幅圖布設(shè)2個(gè)重復(fù)取樣格子，2個(gè)重復(fù)取樣號(hào)，4個(gè)重復(fù)分析號(hào)，8個(gè)監(jiān)控樣號(hào)。采樣深度為020cm，農(nóng)業(yè)區(qū)采樣點(diǎn)應(yīng)農(nóng)業(yè)區(qū)采樣點(diǎn)應(yīng)選擇在農(nóng)田、林地，不要在水土流失嚴(yán)重或表土被破選擇在農(nóng)田、林地，不要在水土流

49、失嚴(yán)重或表土被破壞處壞處。山地采樣應(yīng)選擇在平坦覆蓋層厚的地區(qū)。山地采樣應(yīng)選擇在平坦覆蓋層厚的地區(qū)。城鎮(zhèn)居民區(qū)采樣應(yīng)選擇原地土，不能采集異源土或垃圾表層土采集時(shí)，應(yīng)在點(diǎn)位50m內(nèi)采35單樣集合而成，樣品重量不少于1kg。采樣單元中水域大于3/4時(shí)，應(yīng)采集底積物樣品。重復(fù)樣由不同小組分時(shí)采集，方法同深層采樣的重復(fù)樣采集。 （3 3）土壤元素有效態(tài)調(diào)查）土壤元素有效態(tài)調(diào)查。土壤元素有效態(tài)調(diào)查適用于局部農(nóng)業(yè)環(huán)境的土壤質(zhì)量評(píng)化在區(qū)域調(diào)查基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤元素的豐缺程度、土壤類型、土壤理化條件及景觀區(qū)的條件，選擇有效態(tài)調(diào)查區(qū)。樣品布設(shè)原則是，分布樣品布設(shè)原則是，分布面積大于面積大于20%20%的土壤類型為一

50、采樣單元，分別的土壤類型為一采樣單元，分別在元素含量豐富、適中和缺乏的三種區(qū)域布在元素含量豐富、適中和缺乏的三種區(qū)域布點(diǎn)，每類樣品數(shù)不少于點(diǎn)，每類樣品數(shù)不少于3030件。件。在同一采樣單元內(nèi)，pH每變化0.5個(gè)單位，需布置采樣數(shù)量大于30件。 有效態(tài)分析元素為N(包括速效氯、氨態(tài)氮和硝態(tài)氮)、P、K、Si、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B、S等指標(biāo)。 （4 4）土壤有機(jī)污染物調(diào)查）土壤有機(jī)污染物調(diào)查。對(duì)于農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境安全性和城市生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)，還要對(duì)表層土壤進(jìn)行有機(jī)污染物調(diào)查。它是根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的類型不同(土壤、水、農(nóng)作物)，每類布設(shè)樣品數(shù)不少于30件。 樣品布設(shè)于農(nóng)田、濕地、城市不同功能區(qū)。樣品

51、布設(shè)于農(nóng)田、濕地、城市不同功能區(qū)。樣品采集分最表層05cm和近表層520cm分別取樣，棄去生物碎屑和粗粒物，原始重量2kg，采樣時(shí)間應(yīng)在夏季和冬季各采一次。樣品用聚乙烯密封袋包裝、低溫保存。有機(jī)污染物分析指標(biāo)基本項(xiàng)目為艾氏劑/狄氏禮氯丹、滴滴涕、六六六、節(jié)氯、毒殺酚、五氯苯氛、苯并(a)芘等，其他有機(jī)污染物等根據(jù)具體情況加以增選。 2 2水環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查水環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查 (1)地表水地球化學(xué)調(diào)查。采樣密度要求：平原區(qū)1件/16km2，丘陵區(qū)1件/32km2，山區(qū)1件/64km2。樣點(diǎn)布設(shè)時(shí)在1:100萬地形圖上劃分不同地貌類型，進(jìn)行采樣密度分區(qū)，并進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè)。樣點(diǎn)布設(shè)在最大匯水域的采樣格

52、子中心，做到均勻分布。同時(shí)要考慮江河不同地段、土地利用類型、植物群落分布和地表水水體功能，以及地表水污染區(qū)、地方病高發(fā)區(qū)等不同要素，合理布點(diǎn)或適當(dāng)增設(shè)采樣點(diǎn)。每批樣品的重復(fù)采樣不得少于2件，并采一組平行加標(biāo)樣，即加入一定量的被測物標(biāo)準(zhǔn)溶液，采樣時(shí)間選擇在平水期，采樣前連續(xù)三天無雨，水質(zhì)穩(wěn)定為好。 （2 2）淺層地下水地球化學(xué)調(diào)查）淺層地下水地球化學(xué)調(diào)查。采樣密度及樣點(diǎn)布設(shè)同地表水的要求，但在布設(shè)具體點(diǎn)位時(shí)，要根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)單元特征、地下水補(bǔ)給條件、地下水流向及開發(fā)利用狀況、污染源及污水排放特征、土地利用特征及工程狀況、垃圾場等具體特征，合理布置點(diǎn)位。淺層地下水主要采集民用井、泉水等，最好要人

53、工挖掘取水，水坑挖好后待地下水位平衡后取水。 （3 3）樣品分析）樣品分析。由于水樣品特殊，一些指標(biāo)如pH、Eh、Ec(導(dǎo)電率)、T、溶解氧要現(xiàn)場測定。測微量元素，野外要酸化保存，而且要快速采樣，盡快選樣分析，存放時(shí)期一般不得大于7天。樣品分析有兩類指標(biāo)： 必測指標(biāo)：必測指標(biāo)：pHpH、氯化物、鐵、錳、銅、鋅、鉬、氯化物、鐵、錳、銅、鋅、鉬、汞、砷、鎘、鉻汞、砷、鎘、鉻( (六價(jià)六價(jià)) )、鉛、鈹、鋇、鈷、鎳、鈣、鉛、鈹、鋇、鈷、鎳、鈣、鎂、亞硝酸銀、氧化物等鎂、亞硝酸銀、氧化物等。 選擇指標(biāo)選擇指標(biāo)主要用于專項(xiàng)研究，根據(jù)不同目的，可分為：總硬度、氧化物、揮發(fā)性酚類（以苯酚總硬度、氧化物、揮發(fā)

54、性酚類（以苯酚計(jì)）、高錳酸鹽指數(shù)、溶解性總固體、硫酸鹽、陰計(jì)）、高錳酸鹽指數(shù)、溶解性總固體、硫酸鹽、陰離子合成洗滌劑、硝酸鹽、氮、磷、鉀、化學(xué)耗氧離子合成洗滌劑、硝酸鹽、氮、磷、鉀、化學(xué)耗氧量、氧化還原電位、碘化物、氨氮等主要用于水質(zhì)量、氧化還原電位、碘化物、氨氮等主要用于水質(zhì)分析分析；有機(jī)污染物：滴滴涕、六六六等；有機(jī)污染物：滴滴涕、六六六等；細(xì)菌細(xì)菌指標(biāo)：總大腸桿菌，細(xì)菌總數(shù)；指標(biāo)：總大腸桿菌，細(xì)菌總數(shù)；放射性指標(biāo)：總放射性指標(biāo)：總放射和總放射和總放射。放射。 3 3河湖底積物調(diào)查河湖底積物調(diào)查 主要用于濕地環(huán)境評(píng)價(jià)而進(jìn)行的地球化學(xué)調(diào)查，主要用于濕地環(huán)境評(píng)價(jià)而進(jìn)行的地球化學(xué)調(diào)查，特別是對(duì)大

55、型湖泊和水網(wǎng)區(qū)特別是對(duì)大型湖泊和水網(wǎng)區(qū)。河湖底積物采樣分為淺層采樣和深層采樣，采樣密度要求是淺層：1 1件件/4km/4km2 2，深層，深層1 1件件/16km/16km2 2。表層采樣采取表層20cm以上的樣品。深層要求150cm深的樣品。 對(duì)于特殊專項(xiàng)研究，如環(huán)境演化史、環(huán)境預(yù)警評(píng)價(jià)等，對(duì)柱狀底積物要求按1cm一件樣品系統(tǒng)采集，并按物質(zhì)成分、顏色、粒度、生物碎屑和沉積物結(jié)構(gòu)等特征分層分類，并詳細(xì)記錄描述。分析時(shí)，按要求再進(jìn)行組合選擇。對(duì)河流沉積物，要分別對(duì)底積物、河漫灘、階地進(jìn)行采樣，采樣位置一般按5km長度一個(gè)點(diǎn)位布設(shè)，也可根據(jù)專項(xiàng)要求布置。采樣方法同湖積物。 4 4生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查生

56、態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查 （1 1）第四紀(jì)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查）第四紀(jì)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。主要對(duì)成土母質(zhì)主要對(duì)成土母質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，查明區(qū)域第四紀(jì)的分布、成因類型、物進(jìn)行調(diào)查，查明區(qū)域第四紀(jì)的分布、成因類型、物質(zhì)組分及元素地球化學(xué)特征以及古地理、古氣候、質(zhì)組分及元素地球化學(xué)特征以及古地理、古氣候、景觀地貌、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)災(zāi)害等景觀地貌、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)災(zāi)害等。重點(diǎn)調(diào)查不重點(diǎn)調(diào)查不同時(shí)期堆積物特征及分布、土壤類型、巖土結(jié)構(gòu)，同時(shí)期堆積物特征及分布、土壤類型、巖土結(jié)構(gòu)，并在成土剖面上系統(tǒng)采集巖石并在成土剖面上系統(tǒng)采集巖石- -土壤土壤- -植物樣品，進(jìn)植物樣品，進(jìn)行相關(guān)分析。行相關(guān)分析。 （2 2）前第四紀(jì)生態(tài)環(huán)境

57、地質(zhì)調(diào)查）前第四紀(jì)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。主要是調(diào)查巖主要是調(diào)查巖石和礦（化）體的分布及常量、微量元素含量特征，石和礦（化）體的分布及常量、微量元素含量特征，查明區(qū)域地質(zhì)環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響，對(duì)土壤類型、查明區(qū)域地質(zhì)環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響，對(duì)土壤類型、土壤元素組成的影響，以及地質(zhì)環(huán)境與淺層地下水土壤元素組成的影響，以及地質(zhì)環(huán)境與淺層地下水關(guān)系，預(yù)測地下水水資源、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害地質(zhì)關(guān)關(guān)系，預(yù)測地下水水資源、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害地質(zhì)關(guān)系。系。對(duì)不同地層、巖體、巖石類型要采樣分析，以了解主要組分和微量元素的背景特征。 5. 5. 生態(tài)效應(yīng)地球化學(xué)調(diào)查生態(tài)效應(yīng)地球化學(xué)調(diào)查 主要是觀察記錄和采樣分析主要是觀察記錄和采樣分析。調(diào)查對(duì)象為植被類型、分布規(guī)調(diào)查對(duì)象為植被類型、分布規(guī)律、面積、覆蓋率，植物群落特征及土壤特征；律、面積、覆蓋率，植物群落特征及土壤特征；區(qū)