涂飛飛，洪萬華，余萬澤，潘昌紅，蔣天銳，陳浩星，楊秀超

(貴州省地質礦產勘查開發(fā)局103地質大隊，貴州 銅仁 554300)

1 引言

硒為硫族非金屬元素，化學性質活潑，是環(huán)境中重要的生命元素，多年研究證實，硒有抗癌、抗衰老、抗氧化、增強人體免疫力、調節(jié)維生素的吸收與利用、調節(jié)蛋白質的合成、增強生育功能等多種功能，同時也是肌肉功能的重要成分，硒在人體不能合成，必須靠外界攝入，飲食是人體獲取硒的主要途徑，如果膳食中缺少硒攝入會嚴重影響人體的身體健康，同時硒過剩也會引起人體的不良反應(張慶華 等，2019；趙成義，2004)。硒主要來源于土壤，并稀少的分布于地殼之中，在地殼中平均豐度為0.13 mg/kg(李杰 等，2012)，據統(tǒng)計，我國有72%的地區(qū)處于缺硒和低硒狀態(tài)(張寧飛 等，2017)。耕地質量地球化學調查評價是一項系統(tǒng)性、綜合性、技術性很強的工作，開展耕地質量地球化學調查評價是實現(xiàn)耕地社會價值、經濟價值和生態(tài)價值的先決條件(侯現(xiàn)慧 等，2015)。貴州省萬山區(qū)于2017年開展1∶50000耕地質量地球化學調查評價發(fā)現(xiàn)，萬山區(qū)表層土壤硒含量較高，面積較大，具有較大的富硒耕地開發(fā)潛力。本文以《貴州省萬山區(qū)耕地質量地球化學調查評價》項目為支撐，從耕地土壤成土母巖、土壤類型、土地利用方式及等方面對土壤硒元素分布規(guī)律及相關性進行深入研究，研究成果為萬山區(qū)農業(yè)產業(yè)規(guī)劃和農產品種植結構調整提供了理論支持。

2 研究區(qū)概況

研究區(qū)土壤主要分為黃壤、紅壤、粗骨土3個地帶性土壤和石灰土、水稻土2個非地帶性土壤，土壤面積196.12 km2，占土地總面積的23.30%。

3 樣品采集及分析方法

本次土壤全量分析工作由湖北省地質實驗測試中心完成，為確保表層土壤樣品分析質量，根據不同分析方法的質量水平，本項目土壤中Co、Cu、Zn、Mo、Cd、Pb、Ge元素采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)；Mn、Ni、V元素采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)；K2O、Cr、P采用X射線熒光光譜法(XRF)；As、Hg、Se采用原子熒光光譜法(AFS)，土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法(VOL)，土壤pH值采用電位法測定，本配套方案兼顧了多種大型儀器方法的準確度、靈敏度和精密度各自優(yōu)勢，特殊元素選用有針對性的專用分析方法，以滿足項目成圖要求和圈找土壤地球化學異常的目的。

4 數據處理及制圖方法

本次調查研究，數據處理均采用樣點實測數據，按照調查區(qū)范圍、成土母質、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃及土壤類型分別統(tǒng)計了土壤樣品中23種元素或指標的算術平均值、幾何平均值、算術標準偏差、變異系數、最大值、最小值等參數，以±3S剔除原始數據中的離群值后，計算各元素的平均值作為背景值。

本次調查以全國第二次土地調查圖斑為差值對象，對有實際采樣點的圖斑，以實測數據的平均值直接賦值該圖斑。多年的勘查地球化學實踐已經證實，元素自然背景的空間分布是一個連續(xù)變化的曲面，為此利用已有調查數據構建元素含量連續(xù)變化的數學表達模型進行插值，本次采用中國地質調查局發(fā)展研究中心研發(fā)的《土地質量地球化學評價管理與維護(應用)子系統(tǒng)》軟件進行插值，對所有未采樣的二調圖斑進行賦值，作為其評價數據。

5 研究區(qū)土壤硒元素分布特征

依據《貴州省耕地質量地球化學調查評價總體設計》，將萬山區(qū)表層土壤劃分為7個區(qū)，細化富硒土壤等級分別為特級、一級、二級、三級富硒土壤，同時將<0.4 mg/kg以下分為“低硒、含硒”兩個段，將>3.0 mg/kg分為“過?！保瑒澐謽藴室姳?。

表1 土壤硒等級劃分及圖示Table 1 Classification and diagram of soil selenium grade

對研究區(qū)1507個耕地土壤樣品中硒含量進行統(tǒng)計表2。

表2 萬山區(qū)土壤硒元素含量參數表Table 2 Soil selenium content parameters in Wanshan district

圖1 萬山區(qū)耕地土壤硒元素分布圖

圖2 萬山區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤硒元素平均含量Fig.2 The average content of selenium in cultivatedsoil of towns in Wanshan district

5.1 不同成土母巖區(qū)土壤硒含量

土壤是成土母巖經風化形成，萬山區(qū)基本以中高山地為主，母巖風化搬運距離較近，坡積及殘坡積土壤分布，更多的繼承了母巖的元素地球化學特征，成土母巖直接制約著硒含量及其分布(鄧軍 等，2019)，萬山區(qū)的成土母巖主要為白云巖、灰?guī)r、白云質灰?guī)r、碎屑巖、變質巖，其風化形成的土壤中硒含量情況見表3。從表3中可以看出，總體上不同成土母巖形成的土壤中硒含量均達到富硒標準，不同巖性形成的土壤硒含量存在差異，表現(xiàn)為白云巖>碎屑巖>白云質灰?guī)r>灰?guī)r>變質巖。

表3 萬山區(qū)不同成土母巖區(qū)土壤中硒元素含量Table 3 Selenium content in different soil forming rock in Wanshan district

5.2 不同土壤類型硒含量

表層土壤中的硒含量除與成土母質有關外，還與氣候、風化淋失、土壤質地、地力耗竭等有關(王梅珠 等，1996)，根據全國第二次土地調查資料，本次萬山區(qū)采集的土壤樣主要集中在黃壤、紅壤、石灰土、粗骨土、水稻土，按土壤類型分別統(tǒng)計了不同土壤類型的硒含量(表4)。

表4 萬山區(qū)不同土壤類型中硒元素含量Table 4 Selenium content in different soil types in Wanshan district

從表4中可以看出，不同類型土壤的硒含量大小順序為：石灰土>水稻土>黃壤>紅壤>粗骨土。石灰土、水稻土、黃壤、紅壤總體上均達到了土壤富硒標準，其中石灰土、水稻土土壤硒含量較高，均高于萬山區(qū)耕地土壤硒含量平均值，含量分別為0.55 mg/kg、0.51 mg/kg。粗骨土硒含量最低，總體未達到土壤富硒標準，平均含量僅為0.38 mg/kg。

5.3 不同土地利用類型土壤硒含量

萬山區(qū)不同地類土壤中硒含量參數見表5，總體來看，萬山區(qū)表層土壤硒元素平均含量茶園>水田>旱地=林地=裸地>果園>其他園地。硒元素在各土地利用類型土壤中總體上均達到了富硒標準，其中在旱地、水田中的變幅較大，極差分別達到了7.88 mg/kg、7.85 mg/kg，在其余地類極差均在1 mg/kg以內。

表5 萬山區(qū)不同土地利用類型中硒元素含量

6 土壤全量Se相關性統(tǒng)計

按照相關系數值分為強相關、中強相關、中等相關、弱相關、不相關、負相關6個級別，各元素在萬山區(qū)顯示出的基本相關性見表6。

表6 土壤Se回歸方程一覽表Table 6 List of soil Se regression equation

強相關性的元素(R≥0.8)：無。

負相關元素(R<-0.2)：無。

上述統(tǒng)計結果，反映萬山區(qū)土壤中硒元素與各元素之間的關系，按照擬合程度比較，硒與大部分元素之間不具有相關性，硒與SOM呈弱正相關性，表明有機質豐富的情況會促使硒的富集。硒與Hg、Cd、Mo呈弱正相關性，這種元素相關組合屬于黑色巖系標志性組合，反映了沖積帶硒的來源，由于地層長期受到構造抬升風化剝蝕，地表水及地下水結合將富硒母質(特別是寒武系黑色巖系)向下游搬運，并不斷富集，最終形成硒富集區(qū)。

7 結論

(1)通過萬山區(qū)耕地質量地球化學調查評價項目研究，萬山區(qū)耕地表層土壤硒含量平均值為0.50 mg/kg，總體上達到富硒區(qū)標準。

(2)對全國第二次土地調查圖斑通過《土地質量地球化學評價管理與維護(應用)子系統(tǒng)》軟件進行插值估算，發(fā)現(xiàn)萬山區(qū)富硒耕地土壤資源豐富，萬山區(qū)富硒耕地面積22.78萬畝，占萬山區(qū)耕地總面積的77.43%，主要分布在魚塘鄉(xiāng)、大坪鄉(xiāng)、茶店街道辦事處。

(3)不同成土母巖、土壤類型、土地利用類型土壤中硒含量存在一定的差異，在成土母質為白云巖的土壤中硒含量最高，變質巖形成的土壤硒含量最低；土壤類型為石灰土中硒含量最高，粗骨土中硒含量最低；土地利用方式為茶園的土壤中硒含量最高，其他園地土壤中硒含量最低。

(4)萬山區(qū)土壤中硒元素與大部分全量其他元素之間不具有相關性，與Hg、Cd、Mo、SOM呈弱相關性，表明有機質豐富的情況會促使硒的富集，富硒巖層尤其寒武系黑色巖系的風化沉積是影響土壤硒含量的重要因素。