周 澤，伍遠學，汪凌霞，楊通保，郄汝兵，姜秉仁

(1.貴州省煤田地質(zhì)局，貴陽 550000；2.貴州省煤田地質(zhì)局一七四隊，貴州織金 550000；3.貴州省煤田地質(zhì)局一五九隊，貴州盤州 550000)

微量元素硒(Se)對人體及動物具有十分積極的意義，被世界衛(wèi)生組織(WHO)認定為人體必需營養(yǎng)元素之一：具有抗癌防癌，抗氧化，提高免疫功能，促進機體基礎(chǔ)代謝，拮抗砷、鎘、汞等的毒性等作用，是人體及動物重要的健康元素之一[1-4]。大量調(diào)查研究表明，硒元素在地球表層的分布、遷移、轉(zhuǎn)化及生物有效性明顯受制于其環(huán)境地球化學性質(zhì)和行為[5-6]，在地質(zhì)學上表現(xiàn)為土壤中硒元素與一些地層單元中成土母質(zhì)有密切關(guān)系，在煤產(chǎn)地、硫鐵礦區(qū)出現(xiàn)土壤富硒[7]。貴州作為“西南煤?！保禾抠Y源極為豐富，總量排名全國前五，為富硒耕地土壤的大面積形成提供了有利條件[8-10]。然而貴州經(jīng)濟欠發(fā)達，煤炭資源的開發(fā)又對生態(tài)環(huán)境造成了較大影響，為貫徹習近平總書記“綠水青山就是金山銀山”理論，當?shù)刎叫栝_展產(chǎn)煤地區(qū)的特色農(nóng)業(yè)研究，一是能夠保護生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路；二是建立貴州“硒都”品牌，發(fā)展本土化富硒農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，推動當?shù)靥厣r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；三是可以大力推動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，助力脫貧攻堅。本文依托“貴州省貴陽市耕地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價項目”，對貴陽市富硒耕地土壤地球化學特征開展研究并進行資源評價，旨在揭示當?shù)馗晃赝寥捞卣髋c資源現(xiàn)狀，為當?shù)靥厣r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要的理論支持及科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

貴陽市地處云貴高原黔中山原丘陵中部，長江與珠江分水嶺地帶，屬于低緯度高海拔的高原地區(qū)，海拔為1 100m左右，常年受西風帶控制，屬于亞熱帶季風性濕潤氣候，兼有高原性和季風性氣候特點。年平均氣溫為15.3℃，年極端最高溫度為35.1℃，年極端最低溫度為-7.3℃，其中，最熱的七月下旬，平均氣溫為24℃，最冷的一月上旬，平均氣溫是4.6℃。年平均相對濕度為77%，年平均總降水量為1 129.5mm，年平均陰天數(shù)為235.1d，年平均日照時數(shù)為1 148.3h，年降雪日數(shù)少，平均僅為11.3d。夏無酷暑，冬無嚴寒，空氣不干燥，四季無風沙。由于地形、地貌類型多樣，形成多種小氣候，宜于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大部分地區(qū)可滿足農(nóng)作物一年兩熟，蔬菜一年三至四熟的需要。貴陽下轄7區(qū)3縣：南明區(qū)、云巖區(qū)、花溪區(qū)、烏當區(qū)、白云區(qū)、觀山湖區(qū)、清鎮(zhèn)區(qū)、開陽縣、息烽縣、修文縣，境內(nèi)交通便利。

1.2 地質(zhì)概況

貴陽市發(fā)育的構(gòu)造體系有黔中隆起，呈東西向伸展，以扎佐—貴陽—青巖一線為界分東西兩部分；西部為南北向構(gòu)造體系，多為短軸復式背向斜，伴有東西向斷裂；東部呈北東向及北北東向復式背向斜及少數(shù)斷裂。區(qū)內(nèi)出露地層自古至今：新元古界“下江群”、震旦系、寒武系、奧陶系、中志留統(tǒng)、上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)、二疊系、三疊統(tǒng)、上侏羅統(tǒng)、上白堊統(tǒng)、第四系。形成了構(gòu)造復雜、地層出露較全、巖石類型豐富的地質(zhì)格局[11]。

1.3 成土母巖

圖1 貴陽市成土母巖分布

表1 成土母巖類型統(tǒng)計表

1.4 土壤類型

調(diào)查研究顯示貴陽市的土壤類型主要有黃壤、水稻土、石灰土、粗骨土、紫色土(圖2)。其中以黃壤分布最廣，是貴陽市面積最大的土類，主要分布在海拔600～1 400m的地區(qū)。主要利用類型為旱地，部分利用類型為水田[13-14](圖2)。

圖2 貴陽市土壤類型[13]

2 樣品測試與分析

2.1 樣品采集與測試

全市范圍內(nèi)共采集耕地表層土壤樣品24 114件，采樣密度為9.5件/km2，采樣深度0～20cm，每件樣品均采用“1個中心樣加4～6個子樣”，子樣均在中心樣點 20～50 m 內(nèi)，一般呈“X”形或“S”形布設(shè)的方式；采集農(nóng)作物樣品668件(表2)。

表2 貴陽市農(nóng)作物樣品采集分類統(tǒng)計

樣品測試單位為貴州省煤田地質(zhì)局實驗室及四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都綜合巖礦測試中心。采用了以X射線熒光光譜法(XRF)及電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)為主，以原子熒光法(AFS)、容量法(VOL)、離子選擇性電極法(ISE)等為輔的分析方法配套方案。并按照《規(guī)范(DZ/T0258—2014)》要求，采用外部質(zhì)量控制和內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控相結(jié)合的方法控制分析質(zhì)量，保證了測試數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2.2 測試結(jié)果

測試分析的數(shù)據(jù)顯示，貴陽境內(nèi)表層土壤樣品均有不同程度含硒，硒元素平均含量為0.62 mg/kg，中值為0.54mg/kg，均高于0.4 mg/kg的富 Se 土壤標準。含量最小0.08mg/kg，最大8.96mg/kg，相差110.6倍，變異系數(shù)參數(shù)60%，表明境內(nèi)富硒土壤分布不均(表3)。

表3 硒元素地球化學特征值

進一步按不同地質(zhì)背景特征、土壤類型、土地利用類型分類統(tǒng)計硒元素含量，研究發(fā)現(xiàn)其與地質(zhì)背景相關(guān)性較大，而與土壤類型、土地利用類型相關(guān)性較小(表4至表6)。具體表現(xiàn)為玄武巖及輝綠巖成土母巖背景下的土壤硒含量最高，能達1.12 mg/kg，其次為頁巖(含煤地層)，達0.74mg/kg，紫紅色砂頁巖最小，僅0.37 mg/kg；不同土壤類型則變化不大，僅石灰土與紫色土含量偏??；不同土地利用類型僅茶園略微偏大，其他類型則基本相同。

表4 貴陽市不同成土母巖耕地土壤硒元素地球化學參數(shù)

表5 貴陽市不同土壤類型耕地土壤硒元素地球化學參數(shù)

表6 貴陽市不同土地利用方式耕地土壤硒元素地球化學參數(shù)

3 富硒資源評價

3.1 富硒耕地資源

由于富硒土壤各省市標準不一，本次針對貴陽硒元素地球化學等級評價標準采用“貴州省耕地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價項目”統(tǒng)一的7個等級分級標準(表7)。其中五級至二級為富硒耕地土壤，七級至六級未達到富硒標準，一級則含量過剩。

表7 耕地土壤硒元素地球化學等級評價

貴陽市耕地土壤硒(Se)元素總體上以二級、三級、含硒土壤為主。其中一級富硒土壤面積51.64萬畝，占耕地面積13.11%，主要分布在花溪區(qū)、修文縣、開陽縣、清鎮(zhèn)市和觀山湖區(qū)；二級富硒土壤面積182.77萬畝，占耕地面積46.42%，分布面積最大，主要分布在開陽縣、修文縣、清鎮(zhèn)市、烏當區(qū)和花溪區(qū)；三級土壤面積79.29萬畝，占耕地面積20.14%，貴陽市各縣(區(qū))皆有分布；其它四級耕地占比不足20%，面積僅69.56萬畝(圖3)。全市富硒耕地資源極為豐富。

圖3 貴陽市耕地土壤硒等級

3.2 富硒農(nóng)產(chǎn)品資源

研究過程中，特色農(nóng)產(chǎn)品評價在完成農(nóng)產(chǎn)品安全性評價的基礎(chǔ)上進行，重點評價農(nóng)產(chǎn)品的富硒特性，由于國內(nèi)富硒標準較多，評價時充分考慮了國家標準及多地行業(yè)標準。結(jié)果顯示農(nóng)產(chǎn)品富硒效果較好，發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)前景廣闊(圖4)。

圖4 貴陽市富硒農(nóng)產(chǎn)品分布

富硒極好的農(nóng)產(chǎn)品主要有茶葉、油菜。全市52件茶葉樣品有46件達到重慶市富硒茶地方標準，4件達到富硒茶供銷合作行業(yè)標準，富硒率達96%。油菜籽全部達到重慶市和陜西省富硒油菜籽地方標準，富硒率100%。

富硒一般的農(nóng)產(chǎn)品主要有水稻、玉米。全市159件水稻樣品有79件達到重慶市富硒水稻地方標準和富硒稻谷國家標準，16件達到江西省富硒稻谷地方標準，富硒率50%。209件玉米有69件達到重慶市富硒玉米地方標準，富硒率33%。

對于水分較多的水果樣品，可能由于產(chǎn)品的特性，富硒較差。2件枇杷、4件李子樣品達到重慶市富硒水果地方標準和江西省富硒水果地方標準，值得注意的是，全部枇杷樣品Se≥0.007mg/kg，非常接近富硒水果地方標準；2件櫻桃樣品、5件獼猴桃樣品，4件葡萄樣品達到重慶市富硒水果地方標準和江西省富硒水果地方標準(總采集量見表2)。

4 結(jié)論

1)貴陽市自然地理條件優(yōu)良，夏無酷暑，冬無嚴寒；構(gòu)造發(fā)育導致成土母巖類型豐富，發(fā)育白云巖、石灰?guī)r、頁巖、砂巖、砂頁巖等；以碳酸鹽巖為主，占全市總面積的80.63%，碎屑巖母巖占貴陽市總面積的19.37%；受海拔影響，土壤類型以黃壤為主。

2)全區(qū)硒元素含量總體較高，為0.08～8.96mg/kg，平均含量為0.62 mg/kg，中值為0.54mg/kg，均高于0.4 mg/kg的富 Se 土壤標準；其含量受地質(zhì)背景特征影響較大。

3)全區(qū)富硒耕地資源極為豐富，占總耕地面積80%以上；且農(nóng)產(chǎn)品富硒效果較好，以茶葉、油菜籽最好，富硒率超95%；大宗作物水稻富硒效果也較好；發(fā)展本土富硒農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)前景廣闊。