川东北巴中农田土壤Se分布特征研究

2014-12-21陈文德

水土保持研究 2014年4期

张星，陈文德

（成都理工大学旅游与城乡规划学院，成都610059）

硒（Se）是人体必需的14种微量元素之一［1］。环境中硒过量会导致人和动物中毒，缺乏会导致白肌病、克山病、大骨节病等地方病［2］。硒还有增强人体免疫力、预防心血管疾病、抗肿瘤等多种生物学功能［3］。硒还是一种天然的解毒剂，它能够与镉、汞、砷等有毒重金属元素产生拮抗作用，形成金属硒蛋白复合，从而达到抵消毒性的效果［4］。前人在对土壤－植物－人体系统的Se含量做了大量研究［5－13］。在硒的循环过程中，土壤是最基本的环节［14］。土壤是硒的基本来源，硒不均匀分布在土壤中，同时也正是这种不均匀分布通过土壤－植物－动物生态系统来影响人类。然而，据统计世界上缺硒地区分布面积远远大于高硒地区，全球三分之二的地区缺硒，中国72%的县市发现有不同程度的缺硒情况存在。

湖北的恩施、陕西的紫阳、与四川、重庆东部这几省交界处是中国的富硒带，而巴中位于川东北，富硒带的边缘，调查该区硒元素丰富程度具有重要的现实意义。我们通过野外调查及土壤样品测试分析，来准确把握巴中市Se元素的空间分布格局，筛选出富硒作物类型，以期达到合理实施农业特色种植、合理利用国土资源，提升土地价值，改善农业生态环境等目的。

1 研究区概况

巴中是四川与陕西的交界地区，四川东北部门户，辖巴州区、通江县、南江县、平昌县，幅员12 325 km2，地处川陕两省交界的大巴山系米仓山南麓，境内以中低山地貌为主，属亚热带季风气候，地形地貌多样，立体气候明显，年平均气温16.9℃，年平均降雨量1 150mm。巴中资源丰富，光热资源充足，生态优美，物产丰富，发展生物工程前景广阔。四川省第二次土壤普查分类系统显示：赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、紫色土等在川均有分布。

2 样品的采集与测定

采样进行前，对采样点进行设计，综合考虑巴中各县区特色产业带、地质、地形、水文、土壤、交通、人为干扰、污染历史等因素，来确定进行采样的乡镇。随机选择一块远离公路的农田，但仍使每个采样点能够代表一定的区域。表层土壤采样：在采样中心点20m半径范围内，避开施肥点、肥料残块等，采集相同土壤类型和用地类型的0—20cm土柱4～5个，去除杂草、砾石等杂物后装入布袋，混合取样1.5kg以上，混合均匀后，通过四分法弃取，保留1kg的土样，将样品风干、研磨后，通过100目筛子储于容器中备用。垂直剖面采样：以打浅井的方式挖到基岩为止，深度80cm左右，按垂向自然分层分别采集耕作层样品、成土母质层土壤样品和基岩样品，装入容器备用。采样工作共获得表层土样344件，其中南江县83件，通江县122件，平昌县91件，巴州区48件；获得剖面土样39件，其中南江县7件，通江县12件，平昌县11件，巴州区9件。Se元素是根据国家标准用原子荧光分析方法来进行分析［15］。样品分析严格按照《多目标区域地球化学调查规范（试行）》［16］进行。将样地野外调查以及室内测试分析资料回笼、分类、整理，并录入计算机，建立详实的基础数据库。利用数据处理工具对收集的数据汇总，对比分析巴中市土壤Se环境。

3 结果与分析

3.1 土壤Se的分布特征

3.1.1 不同土壤类型Se含量分布特征不同的土壤类型由于成土母质的不同、种植植物的不同、人类干预程度不同，从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，变异系数也最小，表明紫色土中Se元素含量分布较均衡，相对起伏小。黄棕壤Se元素平均含量最高，高于整个研究区平均含量，但其变异系数也最大，起伏相对较大，最低含量为0.042μg／g，最高含量为1.15μg／g。而黄壤中Se元素平均含量为0.159μg／g，与整个研究区域的平均值较接近。研究区不同土壤类型中Se元素含量为：黄棕壤＞黄壤＞紫色土壤（表1）。

表1 研究区不同土壤类型Se含量分布特征

3.1.2 不同土地利用类型Se含量分布特征研究区内不同土地利用类型的Se含量分布特征应基于同种土壤类型来分析。研究区黄壤不同土地利用类型Se含量分布特征为：黄壤旱地个数为0，林地、果园地个数为1，不具代表性，Se含量最高点出现在其他用地，为0.633μg／g，Se含量最低点出现在农田中，为0.052μg／g，黄壤中其他用地的Se含量高于整个研究区黄壤平均值。研究区黄壤不同土地利用类型总体Se含量：其他用地＞农田＞蔬菜地，见表2。

研究区黄棕壤不同土地利用类型Se含量分布特征为：蔬菜地Se含量平均值最大，为0.244μg／g，变异系数也最大，为1.073，表明黄棕壤蔬菜地Se含量起伏较大，分布不均衡，其余土地利用类型Se含量分布较均衡。Se元素含量最高点出现在蔬菜地，为1.15μg／g，最低点出现在农田，为0.042μg／g。研究区黄棕壤不同土地利用类型总体Se含量：蔬菜地＞其他用地＞林地＞农田＞旱地＞果园地，见表2。

研究区紫色土壤不同土地利用类型Se含量分布特征为：农田Se含量最大，高于整个研究区的平均含量，为0.154μg／g。紫色土壤不同土地利用类型Se含量变异系数较小，表明紫色土壤不同土地利用类型Se含量分布较均衡。Se元素含量最高点出现在农田，为0.352μg／g，最低点出现在蔬菜地，为0.06 μg／g。研究区紫色土壤不同土地利用类型总体Se含量：农田＞果园地＞旱地＞蔬菜地＞其他用地，见表2。

表2 研究区不同土壤类型不同土地利用类型Se含量分布特征

3.1.3 不同耕作制度类型Se含量分布特征不同耕作制度的土壤由于所种植植物的不同、人为干预程度不同、灌溉水的不同从而造成其元素含量的不同。黄壤旱作地、水耕地变异系数不大，说明黄壤中旱作地、水耕地Se含量分布较均衡，研究区黄壤不同耕作制度类型总体Se含量为：旱作地＞水耕地，见表3。黄棕壤旱作地Se含量变异系数为0.813，表明黄棕壤旱作地Se含量起伏较大，分布不均衡，最大值、最小值均出现在旱作地中，分别为 1.15μg／g，0.042 μg／g，研究区黄棕壤不总体同耕作制度类型Se含量为：水耕地＞旱作地＞水旱地，见表3。紫色土壤旱作地、水旱地变异系数不大，说明紫色土壤旱作地、水旱地Se含量分布较均衡，研究区紫色土壤不同耕作制度类型总体Se含量为：水旱地＞旱作地，见表3。

表3 研究区黄壤不同耕作制度类型Se含量分布特征

3.1.4 不同地域土壤剖面Se含量分布特征南江县、巴州区和平昌县土壤剖面中Se元素的变异系数差异较小，南江县、巴州区和平昌县的Se元素含量数值相对起伏小，分布较均衡。Se元素含量最低点出现在通江县，为0.071μg／g，最高点也是在通江县，为0.564μg／g，因此，通江县土壤剖面Se元素含量分布起伏较大。

通江县和南江县土壤剖面中Se元素含量平均值分别为0.289，0.203μg／g，高于整个研究区域土壤的平均值，因此，不同地域的土壤剖面中Se元素含量虽有所不同，但是总体上通江县和南江县土壤中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：通江县＞南江县＞巴州区＞平昌县，见表4。

表4 研究区不同地域土壤剖面Se含量分布特征

3.2 土壤Se丰缺划分

巴中市表层土壤Se含量平均为0.165μg／g，低于全国土壤平均含量0.29μg／g［17］。按照谭见安的划分标准，我们可得出巴中市土壤样品硒元素丰缺程度（见表5），其中足硒、富硒样点83个，占总样品的24%，无硒中毒样点。以上，我们将巴中市划分为四个富硒产业带：通江县富硒马铃薯产业带；南江县富硒金银花产业带；南江县富硒蔬菜产业带；南江县富硒茶叶产业带。

4 结论

表5 巴中市344件土壤样品硒元素丰缺划分

通过获得的土壤数据及相应的地理位置，我们得到9个大于等于0.4μg／g的样点，即富硒样点，见表6。

表6 巴中市土壤富硒样点信息

由此可以看出，巴中市存在4个富硒区域：南江县的下两镇、赶场镇、流坝镇，通江县的空山镇。综合

通过野外调查共获得土壤表层土样344件，土壤剖面39件。经过处理分析后，得到以下结论：不同土壤类型中Se元素含量为：黄棕壤＞黄壤＞紫色土壤。黄壤不同土地利用类型总体Se含量：其他用地＞农田＞蔬菜地；黄棕壤不同土地利用类型总体Se含量：蔬菜地＞其他用地＞林地＞农田＞旱地＞果园地；紫色土壤不同土地利用类型总体Se含量：农田＞果园地＞旱地＞蔬菜地＞其他用地。黄壤不同耕作制度类型总体Se含量为：旱作地＞水耕地；黄棕壤不同耕作制度类型总体Se含量为：水耕地＞旱作地＞水旱地；紫色土壤不同耕作制度类型总体Se含量为：水旱地＞旱作地。不同地域土壤剖面中Se元素含量：通江县＞南江县＞巴州区＞平昌县。富硒、足硒样点为83个，占总土样的24%。巴中市共有9个富硒点和4个富硒产业带。9个富硒点分别为：南江县下两镇元顶子茶场（黄壤）；南江县赶场镇鹿角垭金银花基地（黄棕壤）；南江县流坝镇金台村蔬菜基地（黄棕壤）；南江县流坝镇金台村蔬菜基地（黄棕壤）；南江县流坝镇金台村蔬菜基地（黄棕壤）；通江县空山镇中坝村（黄棕壤）；通江县空山镇龙池村（黄棕壤）；通江县空山镇龙池村马铃薯研究所（黄棕壤）；通江县空山镇龙池村（黄棕壤）。4个富硒产业带分别为：通江县富硒马铃薯产业带；南江县富硒金银花产业带；南江县富硒蔬菜产业带；南江县富硒茶叶产业带。因此，在之后的农业生产中我们应选择单项优势作物，选择极具代表性、经济效益显著的作物，如富硒马铃薯、富硒金银花、富硒茶叶等来进行研究，探索其中的规律，合理种植，促进巴中现代农业生产的发展。

［1］ Rayman M P.The importance of selenium to human health［J］.The Lancet，2000，356（9225）：233-241.

［2］吴永尧，彭振坤.硒的多重性功能及对人和动物健康的影响［J］.湖南农业大学学报，1997，23（3）：294-298.

［3］谭见安.环境生命元素与克山病［M］.北京：中国医药科技出版社，1996.

［4］郦逸根，董岩翔，郑洁.地质因素影响下的硒在土壤—水稻系统中的迁移转化［J］.物探与化探，2007，31（1）：77-80.

［5］郦逸根，董岩翔，郑洁.浙江富硒土壤资源调查与评价［J］.第四纪研究，2005，5（3）：323-330.

［6］张艳玲，潘根兴，胡秋辉.江苏省几种低硒土壤中硒的形态分布及生物有效性［J］.植物营养与肥料学报，2002，8（3）：355-359.

［7］鲁如坤.土壤农业化学分析方法［M］.北京：中国农业科技出版社，1999：147-211.

［8］吴正奇，刘建林.我国富硒食品的研究进展［J］.中国食物与营养，2006，6（6）：15-17.

［9］雒昆利，邱小平.陕西安康地区紫阳县富硒作物分析［J］.资源科学，1995（2）：68-72.

［10］魏显有，刘云惠，王秀敏.土壤中硒的形态分布及有效态研究［J］.河北农业大学学报，1999，22（1）：20-23.

［11］倪师军，张成江，徐争启.四川万源地区硒的地球化学特征［J］.矿物岩石，2007，27（4）：39-44.

［12］陈铭，谭见安.环境硒与健康关系研究中的土壤化学与植物营养学［J］.土壤进展，1994，22（4）：1-8.