黎旭榮

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東　廣州　510080)

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廣東省高州石鼓地區(qū)土壤硒分布特征及影響因素

黎旭榮

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州510080)

富硒土壤是一種稀缺的土壤資源，具有重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價值。以每1 km 8～16個點的表層(0～20 cm)、10條剖面的深層(100～220 cm)土壤以及6件巖石樣品數(shù)據(jù)對廣東省高州市石鼓地區(qū)硒分布特征及影響因素進(jìn)行研究。結(jié)果表明，石鼓地區(qū)表層土壤以高硒為主，高硒面積達(dá)59.06%,適量硒土壤面積占40.94%，沒有硒缺乏和硒過剩區(qū)域。深層土壤在硒含量適量區(qū)隨深度變化不大，而在高硒區(qū)域硒富集于淺表層約60 cm處。表層土壤高硒含量位于北西側(cè)及中部第四系沖積平原區(qū)，其次為北東部、中部新近系盆地相含油含煤地層，在南部白堊系河湖相砂泥巖硒含量基本呈自然狀態(tài) ― 弱富集特征。土壤硒含量與土壤pH之間的關(guān)系不大，而與成土母質(zhì)和有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，富有機(jī)質(zhì)的細(xì)粒土壤更有利于硒的富集。

高州石鼓；土壤硒含量；富集特征

硒是自然界中的一種稀散元素，能抑制化學(xué)致癌物，預(yù)防鎘中毒，對汞和砷等重金屬的毒性有明顯拮抗作用[1]。人體內(nèi)缺硒會產(chǎn)生癌癥、克山病、心腦血管病、糖尿病和肝病等40 多種疾病。因此，硒具有“天然解毒劑”、“抗癌之王”和“生命之火”之美稱[2]。土壤中硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到≥0.4 mg/kg 稱為富硒土壤。作為一種親硫元素同時也是親生物元素，硒在表生地球化學(xué)循環(huán)過程中，易發(fā)生次生富集與貧化[3]。有研究表明，土壤中的硒含量與土壤質(zhì)地、鐵錳氧化物含量和有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)[4]。全球大多數(shù)土壤中硒平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20 mg/kg，中國土壤硒元素背景值為0.29 mg/kg[5]。

廣東陽江-茂名地區(qū)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查在高州市石鼓地區(qū)開展優(yōu)質(zhì)農(nóng)田土地質(zhì)量地球化學(xué)評價，系統(tǒng)采集并分析了土壤、巖石等樣品，本文在上述調(diào)查的基礎(chǔ)上，開展富硒區(qū)土壤地球化學(xué)特征研究，進(jìn)行硒源和富硒土壤成因探索，初步評價該地區(qū)富硒土地資源的研究開發(fā)價值。

1　研究區(qū)概況

石鼓硒研究區(qū)位于高州市縣城南西方向約10 km處，主要屬高州市石鼓鎮(zhèn)管轄，面積90 km2，該區(qū)西側(cè)有高州河流經(jīng)，地貌類型以沖積平原為主，地勢較為平緩，北部主要為水稻種植區(qū)，南部以甘蔗、花生等旱生作物為主，東部種植蔬菜、何首烏等經(jīng)濟(jì)作物；交通便利，國道207穿越本區(qū)，國道兩側(cè)及研究區(qū)南東側(cè)有造紙廠、水泥廠等工廠分布。該區(qū)地質(zhì)背景較為簡單，北西側(cè)及中部為第四系沖積平原區(qū)，北東部、中部零星分布新近系盆地相含油含煤地層，南部為白堊系河湖相砂泥巖，中部小面積出露古近系砂巖、泥巖。研究區(qū)作為高州市主要水稻產(chǎn)區(qū)之一，北部有水稻高產(chǎn)示范區(qū)，面積約 2 km2。

2　樣品采集

2.1面積性土壤

1：5萬面積性土壤樣品主要分布于石鼓鎮(zhèn)周邊平原區(qū)，布置在作物種植區(qū)內(nèi)，避開廠礦、居民區(qū)，采樣深度為 0～20 cm，每平方千米采集 8～16 個點，共采集面積性土壤樣品883件(圖1)。樣品在常溫下(20～30°)風(fēng)干，除去石子和其它雜物；土壤混合樣過2 mm 的聚乙烯篩，然后在瑪瑙研缽中研磨，過 0.149 mm 篩。

2.2巖石樣品

在研究區(qū)內(nèi)基巖出露處采集新鮮巖石樣品，巖石類型以淺變質(zhì)石英砂巖為主，共采集6件巖石樣品(圖1)。

2.3垂直剖面樣品

全區(qū)共采集10個垂直剖面樣品，深度1.0～2.2 m，按深度從上往下分層采集4～6件樣品不等，共采集57件土壤樣品(圖1)。

3　樣品分析

所有樣品分析均由國土資源部廣東省地質(zhì)實驗檢測中心承擔(dān)，分析方法為: 采用電位法測定土壤pH；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀加熱法；采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定土壤及農(nóng)作物樣品中的硒含量。分析過程中進(jìn)行分析質(zhì)量監(jiān)控，分別插入GSS-1、GSS-2、GSS-3 和GSS-8 等國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和重復(fù)樣進(jìn)行質(zhì)量控制，質(zhì)量控制結(jié)果表明,其平均誤差在12%以下，測定方法的檢測下限及精度可以滿足工作要求。

圖1　石鼓地區(qū)采樣點位示意圖

Qhd、Qphg為第四系沖積平原，N為新近系含煤含油盆地，K2為白堊系河湖相砂泥巖、E為古近系砂巖、泥巖，圖中小圓點為1：5萬面積性土壤樣品，黑色三角型為巖石樣品，梯形為垂直剖面樣品。

4　結(jié)果與討論

4.1土壤硒含量的分布特征

石鼓地區(qū)土壤硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.1～2.21 mg/kg，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4 mg/kg。參考《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》中土壤硒等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)土壤硒含量分為五級：缺乏、邊緣、適量、高和過剩，統(tǒng)計結(jié)果見表1。區(qū)內(nèi)高硒區(qū)面積為53.16 km2，占研究區(qū)總面積的59.06%，主要分布在研究區(qū)中部、北部，最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.21 mg/kg，較高值基本集中分布于石鼓鎮(zhèn)東南部第四系沖積平原區(qū)；硒含量適量區(qū)面積為36.84 km2，占研究區(qū)面積的40.96%，主要分布在研究區(qū)西南部及東部邊緣新近系盆地相含油含煤地層一帶以及白堊系河湖相砂泥巖；硒含量缺乏區(qū)、邊緣區(qū)以及過剩區(qū)均無分布(見圖2)。

表1　石鼓地區(qū)土壤硒分級統(tǒng)計表

圖2　石鼓地區(qū)土壤硒含量分級分布圖

在硒含量適量區(qū)，如新近系和白堊系地層土壤樣品中硒隨深度變化不大，而在高硒區(qū)域如第四系地層土壤樣品硒隨深度變化較大，表明第四系土壤受人為擾動，硒往往富集于淺表層約60 cm處(圖3)。對研究區(qū)基巖的分析發(fā)現(xiàn)，石鼓地區(qū)富硒區(qū)域的基巖中硒(01Y、02Y、04Y)含量稍高于硒適量區(qū)(03Y、05Y、06Y)，但差異并不明顯(表2)。

圖3　石鼓地區(qū)不同地層土壤樣品硒含量隨深度的變化

單位:mg/kg

4.2土壤硒含量的影響因素

土壤中硒的含量主要受控于氣候、成土母質(zhì)、土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)及人為因素等的影響。土壤中的硒主要來自于母巖風(fēng)化，而后期的植物富集和淋溶丟失也對土壤中的硒含量具有重要的影響。土壤中的有機(jī)質(zhì)及鐵、錳氧化物對土壤硒的含量也有顯著影響，土壤中的硒相當(dāng)一部分以活性鐵吸附態(tài)硒和有機(jī)態(tài)硒等形式存在[5]。pH對硒的含量控制比較復(fù)雜，一般認(rèn)為，中堿性土壤中硒的含量不受pH的控制，而酸性土壤條件下，土壤中硒的含量隨pH的降低而升高[6]。石鼓地區(qū)硒適量區(qū)表層土壤硒相對于深層土壤變化不大，而高硒區(qū)域硒含量在一定深部富集。一般認(rèn)為深層土壤不受人類活動的影響，硒元素分布反映了成土的原始母巖特征[7]。說明研究區(qū)硒的富集受到了成土母巖和后期植物富集的雙重影響。

采用pH和有機(jī)質(zhì)對土壤硒含量進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，土壤硒與有機(jī)質(zhì)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，而與pH之間的相關(guān)性較弱，表明土壤中有機(jī)質(zhì)對硒具有顯著的吸附作用，pH對硒的影響不明顯(圖4)。

圖4　石鼓地區(qū)土壤中硒含量與pH和TOC含量之間的散點圖

5　結(jié)　論

石鼓地區(qū)土壤表層硒平均含量高于世界上大多數(shù)地區(qū)土壤硒平均值，也高于中國土壤硒含量平均值。表層土壤以硒適量和高硒為主要特征，不存在硒缺乏和過?，F(xiàn)象。表層土壤硒含量相對于深層土壤變化不明顯，高硒地區(qū)硒富集于一定深度(約60 cm處)。表層土壤高硒含量位于北西側(cè)及中部第四系沖積平原區(qū)，其次為北東部、中部零星分布于新近系盆地相含油含煤地層，在南部白堊系河湖相砂泥巖硒含量基本呈自然狀態(tài) ― 弱富集特征。成土母質(zhì)和有機(jī)質(zhì)對土壤硒具有較強(qiáng)的影響作用，是硒表生富集的主要因素之一，而pH對硒的富集作用不大。

結(jié)合研究區(qū)土壤硒分布情況及其他元素測試結(jié)果，認(rèn)為研究區(qū)中北部富硒土壤面積較大、且無重金屬污染，可以作為富硒農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)區(qū)，如富硒水稻[8]；研究區(qū)西南部具有大面積適量硒土壤，區(qū)內(nèi)地勢平坦，適合種植大面積旱生農(nóng)作物，如花生、甘蔗等，可以作為硒資源后備區(qū)。

[1]王松山,梁東麗,魏威,等.基于路徑分析的土壤性質(zhì)與硒形態(tài)的關(guān)系[J].土壤學(xué)報,2011,48(4):823-830.

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Distribution of Soil Selenium in the Shigu area of Guangdong Province and its Influencing Factors

LI Xurong

(Geological Survey of Guangdong Province, Guangzhou 510080, China)

Selenium (Se) is a kind of trace element in the soil, which has an important agriculture economic values. A Multi-Purpose Regional Geochemical Survey was performed in the Shigu area of Guangdong Province, collecting soil samples from the surface (0～20 cm) and deep section (100～220 cm) soil layers, 8～16 samples every 1 km2and 3～6 samples every one section, respectively, for statistic analysis of distribution of soil selenium in the Shigu area of Guangdong Province and its affecting factors. Results of the analysis show that the content of soil selenium in surface soil of the plain is higher than the average of the country, and its distribution is characterized by a rising trend from northwest to central, and high values in northeast, as will as low values in southern Cretaceous lacustrine sand and shale area. About 59.06% of the soil in area is high selenium, and 40.94% of the soil is sufficient. However, there is no deficiency and excess selenium area. Correlation analysis shows that there is no significant correlation between pH and soil selenium content, while the fine parent material and organic matter tend to adsorb Se thus enriching soil Se.

gaozhou shigu area; soil selenium content; enrichment characteristics

1006-446X(2016)08-0008-06

2016 - 04 - 12

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價專項 “廣東陽江-茂名地區(qū)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查(編碼12120113000500)”項目資助

黎旭榮(1985—)，男，工程師，主要從事地球化學(xué)找礦、農(nóng)業(yè)地質(zhì)等研究。

S 153.6

A