張 星,陳文德
(成都理工大學(xué) 旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院,成都610059)
硒(Se)是人體必需的14種微量元素之一[1]。環(huán)境中硒過量會導(dǎo)致人和動物中毒,缺乏會導(dǎo)致白肌病、克山病、大骨節(jié)病等地方?。?]。硒還有增強人體免疫力、預(yù)防心血管疾病、抗腫瘤等多種生物學(xué)功能[3]。硒還是一種天然的解毒劑,它能夠與鎘、汞、砷等有毒重金屬元素產(chǎn)生拮抗作用,形成金屬硒蛋白復(fù)合,從而達到抵消毒性的效果[4]。前人在對土壤-植物-人體系統(tǒng)的Se含量做了大量研究[5-13]。在硒的循環(huán)過程中,土壤是最基本的環(huán)節(jié)[14]。土壤是硒的基本來源,硒不均勻分布在土壤中,同時也正是這種不均勻分布通過土壤-植物-動物生態(tài)系統(tǒng)來影響人類。然而,據(jù)統(tǒng)計世界上缺硒地區(qū)分布面積遠遠大于高硒地區(qū),全球三分之二的地區(qū)缺硒,中國72%的縣市發(fā)現(xiàn)有不同程度的缺硒情況存在。
湖北的恩施、陜西的紫陽、與四川、重慶東部這幾省交界處是中國的富硒帶,而巴中位于川東北,富硒帶的邊緣,調(diào)查該區(qū)硒元素豐富程度具有重要的現(xiàn)實意義。我們通過野外調(diào)查及土壤樣品測試分析,來準(zhǔn)確把握巴中市Se元素的空間分布格局,篩選出富硒作物類型,以期達到合理實施農(nóng)業(yè)特色種植、合理利用國土資源,提升土地價值,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等目的。
巴中是四川與陜西的交界地區(qū),四川東北部門戶,轄巴州區(qū)、通江縣、南江縣、平昌縣,幅員12 325 km2,地處川陜兩省交界的大巴山系米倉山南麓,境內(nèi)以中低山地貌為主,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,地形地貌多樣,立體氣候明顯,年平均氣溫16.9℃,年平均降雨量1 150mm。巴中資源豐富,光熱資源充足,生態(tài)優(yōu)美,物產(chǎn)豐富,發(fā)展生物工程前景廣闊。四川省第二次土壤普查分類系統(tǒng)顯示:赤紅壤、紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤、紫色土等在川均有分布。
采樣進行前,對采樣點進行設(shè)計,綜合考慮巴中各縣區(qū)特色產(chǎn)業(yè)帶、地質(zhì)、地形、水文、土壤、交通、人為干擾、污染歷史等因素,來確定進行采樣的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。隨機選擇一塊遠離公路的農(nóng)田,但仍使每個采樣點能夠代表一定的區(qū)域。表層土壤采樣:在采樣中心點20m半徑范圍內(nèi),避開施肥點、肥料殘塊等,采集相同土壤類型和用地類型的0—20cm土柱4~5個,去除雜草、礫石等雜物后裝入布袋,混合取樣1.5kg以上,混合均勻后,通過四分法棄取,保留1kg的土樣,將樣品風(fēng)干、研磨后,通過100目篩子儲于容器中備用。垂直剖面采樣:以打淺井的方式挖到基巖為止,深度80cm左右,按垂向自然分層分別采集耕作層樣品、成土母質(zhì)層土壤樣品和基巖樣品,裝入容器備用。采樣工作共獲得表層土樣344件,其中南江縣83件,通江縣122件,平昌縣91件,巴州區(qū)48件;獲得剖面土樣39件,其中南江縣7件,通江縣12件,平昌縣11件,巴州區(qū)9件。Se元素是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)用原子熒光分析方法來進行分析[15]。樣品分析嚴(yán)格按照《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范(試行)》[16]進行。將樣地野外調(diào)查以及室內(nèi)測試分析資料回籠、分類、整理,并錄入計算機,建立詳實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。利用數(shù)據(jù)處理工具對收集的數(shù)據(jù)匯總,對比分析巴中市土壤Se環(huán)境。
3.1.1 不同土壤類型Se含量分布特征 不同的土壤類型由于成土母質(zhì)的不同、種植植物的不同、人類干預(yù)程度不同,從而造成其元素含量的不同。紫色土壤中Se元素平均含量最低,變異系數(shù)也最小,表明紫色土中Se元素含量分布較均衡,相對起伏小。黃棕壤Se元素平均含量最高,高于整個研究區(qū)平均含量,但其變異系數(shù)也最大,起伏相對較大,最低含量為0.042μg/g,最高含量為1.15μg/g。而黃壤中Se元素平均含量為0.159μg/g,與整個研究區(qū)域的平均值較接近。研究區(qū)不同土壤類型中Se元素含量為:黃棕壤>黃壤>紫色土壤(表1)。
表1 研究區(qū)不同土壤類型Se含量分布特征
3.1.2 不同土地利用類型Se含量分布特征 研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型的Se含量分布特征應(yīng)基于同種土壤類型來分析。研究區(qū)黃壤不同土地利用類型Se含量分布特征為:黃壤旱地個數(shù)為0,林地、果園地個數(shù)為1,不具代表性,Se含量最高點出現(xiàn)在其他用地,為0.633μg/g,Se含量最低點出現(xiàn)在農(nóng)田中,為0.052μg/g,黃壤中其他用地的Se含量高于整個研究區(qū)黃壤平均值。研究區(qū)黃壤不同土地利用類型總體Se含量:其他用地>農(nóng)田>蔬菜地,見表2。
研究區(qū)黃棕壤不同土地利用類型Se含量分布特征為:蔬菜地Se含量平均值最大,為0.244μg/g,變異系數(shù)也最大,為1.073,表明黃棕壤蔬菜地Se含量起伏較大,分布不均衡,其余土地利用類型Se含量分布較均衡。Se元素含量最高點出現(xiàn)在蔬菜地,為1.15μg/g,最低點出現(xiàn)在農(nóng)田,為0.042μg/g。研究區(qū)黃棕壤不同土地利用類型總體Se含量:蔬菜地>其他用地>林地>農(nóng)田>旱地>果園地,見表2。
研究區(qū)紫色土壤不同土地利用類型Se含量分布特征為:農(nóng)田Se含量最大,高于整個研究區(qū)的平均含量,為0.154μg/g。紫色土壤不同土地利用類型Se含量變異系數(shù)較小,表明紫色土壤不同土地利用類型Se含量分布較均衡。Se元素含量最高點出現(xiàn)在農(nóng)田,為0.352μg/g,最低點出現(xiàn)在蔬菜地,為0.06 μg/g。研究區(qū)紫色土壤不同土地利用類型總體Se含量:農(nóng)田>果園地>旱地>蔬菜地>其他用地,見表2。
表2 研究區(qū)不同土壤類型不同土地利用類型Se含量分布特征
3.1.3 不同耕作制度類型Se含量分布特征 不同耕作制度的土壤由于所種植植物的不同、人為干預(yù)程度不同、灌溉水的不同從而造成其元素含量的不同。黃壤旱作地、水耕地變異系數(shù)不大,說明黃壤中旱作地、水耕地Se含量分布較均衡,研究區(qū)黃壤不同耕作制度類型總體Se含量為:旱作地>水耕地,見表3。黃棕壤旱作地Se含量變異系數(shù)為0.813,表明黃棕壤旱作地Se含量起伏較大,分布不均衡,最大值、最小值均出現(xiàn)在旱作地中,分別為 1.15μg/g,0.042 μg/g,研究區(qū)黃棕壤不總體同耕作制度類型Se含量為:水耕地>旱作地>水旱地,見表3。紫色土壤旱作地、水旱地變異系數(shù)不大,說明紫色土壤旱作地、水旱地Se含量分布較均衡,研究區(qū)紫色土壤不同耕作制度類型總體Se含量為:水旱地>旱作地,見表3。
表3 研究區(qū)黃壤不同耕作制度類型Se含量分布特征
3.1.4 不同地域土壤剖面Se含量分布特征 南江縣、巴州區(qū)和平昌縣土壤剖面中Se元素的變異系數(shù)差異較小,南江縣、巴州區(qū)和平昌縣的Se元素含量數(shù)值相對起伏小,分布較均衡。Se元素含量最低點出現(xiàn)在通江縣,為0.071μg/g,最高點也是在通江縣,為0.564μg/g,因此,通江縣土壤剖面Se元素含量分布起伏較大。
通江縣和南江縣土壤剖面中Se元素含量平均值分別為0.289,0.203μg/g,高于整個研究區(qū)域土壤的平均值,因此,不同地域的土壤剖面中Se元素含量雖有所不同,但是總體上通江縣和南江縣土壤中Se元素含量高于其他地域。不同地域的土壤剖面中Se元素含量:通江縣>南江縣>巴州區(qū)>平昌縣,見表4。
表4 研究區(qū)不同地域土壤剖面Se含量分布特征
巴中市表層土壤Se含量平均為0.165μg/g,低于全國土壤平均含量0.29μg/g[17]。按照譚見安的劃分標(biāo)準(zhǔn),我們可得出巴中市土壤樣品硒元素豐缺程度(見表5),其中足硒、富硒樣點83個,占總樣品的24%,無硒中毒樣點。以上,我們將巴中市劃分為四個富硒產(chǎn)業(yè)帶:通江縣富硒馬鈴薯產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒金銀花產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒蔬菜產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒茶葉產(chǎn)業(yè)帶。
表5 巴中市344件土壤樣品硒元素豐缺劃分
通過獲得的土壤數(shù)據(jù)及相應(yīng)的地理位置,我們得到9個大于等于0.4μg/g的樣點,即富硒樣點,見表6。
表6 巴中市土壤富硒樣點信息
由此可以看出,巴中市存在4個富硒區(qū)域:南江縣的下兩鎮(zhèn)、趕場鎮(zhèn)、流壩鎮(zhèn),通江縣的空山鎮(zhèn)。綜合
通過野外調(diào)查共獲得土壤表層土樣344件,土壤剖面39件。經(jīng)過處理分析后,得到以下結(jié)論:不同土壤類型中Se元素含量為:黃棕壤>黃壤>紫色土壤。黃壤不同土地利用類型總體Se含量:其他用地>農(nóng)田>蔬菜地;黃棕壤不同土地利用類型總體Se含量:蔬菜地>其他用地>林地>農(nóng)田>旱地>果園地;紫色土壤不同土地利用類型總體Se含量:農(nóng)田>果園地>旱地>蔬菜地>其他用地。黃壤不同耕作制度類型總體Se含量為:旱作地>水耕地;黃棕壤不同耕作制度類型總體Se含量為:水耕地>旱作地>水旱地;紫色土壤不同耕作制度類型總體Se含量為:水旱地>旱作地。不同地域土壤剖面中Se元素含量:通江縣>南江縣>巴州區(qū)>平昌縣。富硒、足硒樣點為83個,占總土樣的24%。巴中市共有9個富硒點和4個富硒產(chǎn)業(yè)帶。9個富硒點分別為:南江縣下兩鎮(zhèn)元頂子茶場(黃壤);南江縣趕場鎮(zhèn)鹿角埡金銀花基地(黃棕壤);南江縣流壩鎮(zhèn)金臺村蔬菜基地(黃棕壤);南江縣流壩鎮(zhèn)金臺村蔬菜基地(黃棕壤);南江縣流壩鎮(zhèn)金臺村蔬菜基地(黃棕壤);通江縣空山鎮(zhèn)中壩村(黃棕壤);通江縣空山鎮(zhèn)龍池村(黃棕壤);通江縣空山鎮(zhèn)龍池村馬鈴薯研究所(黃棕壤);通江縣空山鎮(zhèn)龍池村(黃棕壤)。4個富硒產(chǎn)業(yè)帶分別為:通江縣富硒馬鈴薯產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒金銀花產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒蔬菜產(chǎn)業(yè)帶;南江縣富硒茶葉產(chǎn)業(yè)帶。因此,在之后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中我們應(yīng)選擇單項優(yōu)勢作物,選擇極具代表性、經(jīng)濟效益顯著的作物,如富硒馬鈴薯、富硒金銀花、富硒茶葉等來進行研究,探索其中的規(guī)律,合理種植,促進巴中現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
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