利川市耕地硒资源分布研究

饶孝沛，王明琼，冉 露，周富忠*

(1.湖北省利川市建南农业服务中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)



利川市耕地硒资源分布研究

饶孝沛1，王明琼2，冉 露2，周富忠2*

(1.湖北省利川市建南农业服务中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)

摘要[目的]研究湖北省利川市耕地硒含量及资源分布情况，为当地兴办富硒产业及开发富硒农产品提供科学依据。[方法]以农户责任田自然地块为采样单元，采集利川市621个耕地土样，测定全硒含量，分析硒资源分布情况。[结果]利川耕地土壤的全硒含量为0.011～6.121 mg/kg，平均值为0.439 mg/kg，处于富硒水平；耕地土壤硒含量与土壤有机质有一定相关性，相关系数为0.287 8，但与土壤pH相关性不明显。境内耕地富硒土壤呈不规则“y”字型分布，文斗、忠路、沙溪为粗壮的“y”脚，由西南角向东北、西北方向延伸。耕地全硒0.900 mg/kg以上的采样点集中分布于忠路文斗带、齐岳山脉(含福宝山)、寒池山脉和麻山山脉4个区域。耕地硒含量与煤关系紧密，含硒较高的4个区域均有大小不等的煤矿资源。缺硒地区主要分布在柏杨镇及齐岳山以西的建南镇、谋道镇。[结论]初步摸清了利川耕地硒含量及分布规律。

关键词耕地；全硒；分布；利川市

1817年，瑞典化学家Berzelius采用黄铁矿制取硫酸时发现了硒；1934年，美国发现牲畜食入硒含量过多的牧草引起中毒，故很长一段时间认为硒是一种有毒元素；直到1957年才发现硒对生命体有益，1973年世界卫生组织将硒确定为人体必需的微量元素。硒是人体必需的14种微量元素之一，抗氧化性是硒的生化作用基础，能改善动物机体的免疫力，提高人体抗衰老、抗癌能力，并对重金属有解毒作用[1-3]。我国是世界上严重缺硒国家之一，缺硒土壤面积占整个国土面积的1/3以上；从东三省到云贵高原，我国72%地区存在一条低硒地带，生活在缺硒地区的人口有4亿之多[4]。湖北恩施是“中国第一高硒区”，存在独立硒矿床，是迄今为止全球发现的唯一具有工业开采价值的硒矿床[2，5]。利川与恩施比邻，是一个典型的贫硒与高硒相交的地带，以齐岳山为界，把利川分为贫硒和高硒区，齐岳山以西为贫硒区，并有克山病流行，齐岳山以东则为高硒区，石煤硒含量平均达111.4mg/kg[6]。土壤是动植物硒的主要来源，土壤中硒的含量及形态直接影响人体硒的摄入量，进一步影响人的身体健康[1]。李明伟等[7]对利川茶园的硒含量进行了研究，但关于利川耕地硒含量及其分布规律鲜见报道。笔者研究湖北省利川地区耕地硒含量及其分布规律，旨在为当地兴办富硒产业及开发富硒农产品提供科学依据。

1材料与方法

1.1土样采集以农户责任田自然地块为采样单元，按NY/T1121.1—2006标准采集耕地土壤样品621个，涉及利川14个乡(镇、办事处)中的13个，覆盖了575个村中的463个，样品覆盖率达到80.0%以上。各乡镇样品分布及覆盖村个数见表1。

14个乡镇中7个乡镇土壤样品覆盖率达到90.0%以上的村，元堡、沙溪、毛坝3个乡镇村实现了全覆盖；都亭办事处无土样；汪营、凉雾土样相对偏少，覆盖率分别为36.0%和48.9%；东城土样密集，但分布不均，覆盖率仅为55.6%。

1.2测定项目与方法按农业行业标准NY1104—2006土壤中全硒含量的测定方法进行检测。对前处理进行如下调整：土样量由2.0g下调为0.5g左右，样品消解由100mL三角瓶改为150mL消化管，消解温度为160～170 ℃，消解仪设置温度200～210 ℃，消解时间4h以上，以土样变白或灰白色，液体变浅黄色或无色确定消解终点。检测仪器为北京海光公司生产的AFS-230E原子荧光光度计，仪器设置条件：炉高8mm，灯电流80mA，辅助电流40mA，负高压300V，载气流量400mL/min，屏蔽气900mL/min。载液为5.0%盐酸，还原剂为0.8%KBH4+0.4%NaOH。按NY/T1121.2—2006标准检测土样pH，NY/T1121.6—2006标准检测土样有机质含量。运用平行结果和插入参比样对土样全硒、有机质、pH检测结果进行质量控制。

表1利川市耕地样品乡镇分布及覆盖村情况

Table1Thevillagesandtownsdistributionofcultivatedlandsampleandthesituationofcoveringvillages

乡镇Villagesandtowns样品Sample个样品村Samplevillage∥个行政村Administrativevillage∥个覆盖率Coveringvillage∥%东城Dongcheng72101855.6元堡Yuanbao792626100汪营Wangying19185036.0凉雾Liangwu23224548.9柏杨Boyang65555894.8谋道Moudao43415673.2毛坝Maoba464444100建南Jiannan54485488.9沙溪Shaxi242222100南坪Nanping28192190.5文斗Wendou55525692.9忠路Zhonglu58516085.0团堡Tuanbao55555698.2都亭Duting0090合计Total62146357580.5

2结果与分析

2.1硒含量检测结果检测结果表明，全硒含量为0.011～6.121mg/kg，极差6.110mg/kg，均值0.439mg/kg。按谭见安[8]的“缺、少、足、富、高、过”6级分类标准统计，利川15.14%的耕地硒含量处于缺少水平，83.41%的耕地硒含量富足，1.45%的耕地硒含量高过；耕地全硒含量均值接近富硒水平，达富硒以上水平的占28.66%(图1a)。按李家熙[9]的“极低、低、中、高(富)”4级分类标准，利川耕地平均值达到富硒水平，样品富硒比例达到36.39%(图1b)。

按水田和旱地不同耕作类型分类统计，旱地平均硒含量0.472mg/kg，处于富硒水平；水田硒平均含量0.331mg/kg，

注：a.谭见安分类标准；b.李家熙分类标准。Note：a was classification standard of Tan Jian-an；b was the classification standard of Li Jia-xi.图1　利川市耕地硒含量各级样品频率分布Fig.1　Frequency distribution of selenium content in cultivated land in different grades of samples

低于旱地，变幅也小于旱地。按土壤类型统计，硒的平均值呈现明显的垂直分布规律，由高山的棕壤至二高山的黄棕壤至低山的黄壤，土壤硒含量逐步降低，紫色土最低，但最高值和最低值都出现在紫色土中。按不同成土母质统计，石灰岩(包含碳质岩、硅质岩等黑色岩系)发育的耕地硒含量最高，第四纪黏土母质发育的耕地最低(表2、3)。这与李明伟等[7]对利川茶园土壤的研究结论不完全一致，他研究认为“第四纪黏土形成的土壤硒含量较高，这是较新的发现”。导致结论不一致可能与土样采集时对成土母质划分不完全准确有关。2.2硒资源区域分布规律笔者认为，谭见安[8]的6级标准更适合利川耕地硒含量分类。由表4可知，利川耕地硒缺少区域主要集中在建南、柏杨、谋道3个乡镇，建南耕地硒含量整体较低；其余乡镇耕地全硒大多处于富足水平；处于高过水平的9个样品分别分布在柏杨的栏堰，文斗的凤凰、黄土、新田榜、联丰，沙溪的高源，毛坝的联心、青岩、红卫9个村。从平均值看，建南最低0.097mg/kg，凉雾次之0.298mg/kg，变幅相对也小，标准差分别为0.060、0.097；50%的乡镇平均值在0.400mg/kg左右，排前5位的分别为文斗(0.790mg/kg)、毛坝(0.624mg/kg)、忠路(0.582mg/kg)、沙溪(0.567mg/kg)、汪营(0.536mg/kg)。

表2　利川市不同土壤类型硒含量分布情况

表3　利川市不同成土母质硒含量分布情况

表4　利川市乡镇耕地硒含量分布情况

把178个耕地富硒以上水平采样点在利川地图上进行标识后发现，耕地富硒点呈不规则的“y”字型分布，西侧由齐岳山脉东北向西南延伸，东侧由柏杨镇的寒池山脉连接团堡镇的石板岭通过东城延伸至麻山山脉(包括元堡乡、毛坝镇及沙溪乡)，最后延伸至“y”脚——忠路镇及文斗乡(图2)。

图2　利川市耕地富硒点分布Fig.2　Distribution of selenium enrichment sites of cultivated land in Lichuan City

若把耕地全硒含量在0.900mg/kg以上视为高硒水平，样品有48个，其中，文斗15个，忠路13个，柏杨、毛坝各4个，汪营、沙溪、谋道各3个，元堡2个，东城1个。大部分都在海拔800m以上的二高山，且多在1 200m左右，只有文斗的堡上、桐麻、新田榜和耳子山4个点在海拔800m以下的低山。

把这48个土样标注到地图上，发现利川高硒耕地集中分布在以下4个区域(图3)。

图3　利川市耕地高硒点分布Fig.3　Distribution of high selenium sites of cultivated land in Lichuan City

第1区域：忠路、文斗高硒带，26个土样，由忠路西北角的新建、偏嵌、甘溪、龙塘、石盘、理智、理塘溪、黑林向西南延伸至文斗的龙坪、高峰、金龙、鹿街、联峰、安山、中原、林场、桐麻、堡上、黄土、黄连、凤凰、耳子山、新田榜(表5)。

第2区域：齐岳山脉、福宝山脉高硒带，9个土样，起点由齐岳山脉东北角柏杨的栏堰，向西南逐步延伸经谋道的鹿池、红光、堪金，汪营的高坎子、清江、鱼泉，直到福宝山脉南面忠路的长干、茶台(表6)。

第3区域：麻山山脉高硒带，9个土样，东南起沙溪的高源、黄泥塘，经元堡的友联、朝阳、洛阳，至毛坝的红卫、青岩、联心、桃花(表7)。

第4区域：寒池山脉高硒带，3个土样，集中在柏杨的东部与恩施交界处的罗圈、见天、桂花(表8)。

东城杨柳村的富硒土样点呈独立点状分布，该村海拔1 105.4m，土壤类型为黄棕壤，成土母质为石灰石，水浸pH为7.54，硒含量为0.963mg/kg。

2.3相关性分析土壤全硒与有机质相关性分析：对398个成对数据进行相关性分析，相关系数r=0.287 8(图4)。

土壤全硒与pH相关性分析：对621个成对数据进行相关性分析，相关系数r=0.050 0。土壤全硒与pH无明显相关性，硒含量低于0.175mg/kg的94个土样水浸pH为4.31～8.37，而硒含量高于0.900mg/kg的48个土样水浸pH为4.47～8.39，两者pH的范围相当、极差相近(图5)。与煤相关性明显，4个高硒带均有不同储量的煤层出露，这与前人结论一致。

3结论与讨论

(1)利川耕地硒含量整体富足，最高值达到6.121mg/kg，最低值为0.011mg/kg，平均全硒含量0.439mg/kg，接近谭见安[8]规定富硒水平，超过李家熙等[9]规定的标准，利川应该是恩施“硒都”的重要组成部分。耕地土壤硒含量与土壤有机质有一定相关性，相关系数为0.287 8；但与土壤pH相关性不明显，高硒土壤往往与煤伴生。

表5　第1富硒带土样分布情况

表7　第3富硒带土样分布情况

表8　第4富硒带土样分布情况

图4　土壤硒含量与有机质相关性分析Fig.4　Correlation analysis between soil selenium content and organic matter

图5　土壤硒含量与pH相关性分析Fig.5　Correlation analysis between soil selenium and pH

(2)耕地缺硒地区集中在建南、谋道、柏杨3个乡镇，特别是齐岳山以西的谋道镇(不含齐岳山)和建南镇整体水平较低。耕地富硒采样点呈不规则的“y”字型分布，忠路、沙溪、文斗3个乡镇构成“y”字的粗壮脚，西侧由西南向西北延伸经福宝山至齐岳山脉东北角，东侧由西南经麻山山脉(包括沙溪乡、毛坝镇及元堡乡)通过东城延伸至柏杨镇的寒池山脉连接团堡镇的石板岭。耕地全硒含量在0.900mg/kg以上的采样点集中分布在4个区域，即忠路文斗带、齐岳山福宝山带、麻山带、寒池山带。

(3)该研究土样数量相对较少，分布存在不均衡性，富硒带及相关结论需进一步证实；富硒耕地种植的作物是否同样富硒以及在缺硒地区施用硒肥效果等有待于进一步研究。

参考文献

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[8] 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.

[9] 李家熙，张光第.人体硒缺乏与过剩的地球化学环境特征及其预测[M].北京：地质出版社，2000.

作者简介饶孝沛(1969-)，男，湖北利川人，农艺师，从事农业技术推广工作。*通讯作者，高级农艺师，从事土肥水质量监测和技术推广工作。

收稿日期2016-03-27

中图分类号S 153.6

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)13-201-06

DistributionofSeleniumResourcesinCultivatedLandofLichuanCity

RAOXiao-pei1,WANGMing-qiong2,RANLu2,ZHOUFu-zhong2*

(1.JiannanAgriculturalServiceCenterofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400; 2.SoilfertilizerworkstationofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400)

Abstract[Objective] To research the selenium content and resource distribution of cultivated land in Lichuan City of Hubei Province, and to provide scientific references for the development of selenium enrichmentindustry and the selenium enrichment agricultural products. [Method] With natural plot of household responsible field as the sampling unit, we detected the total selenium content in 621 soil samples of cultivated land in Lichuan City, and analyzed the resource distribution of selenium. [Result] The total selenium content in cultivated soil of Lichuan City was 0.011-6.121 mg/kg; the mean value was 0.439 mg/kg, which was at a level of selenium enrichment. Selenium content in cultivated soil had certain correlation with the organic matter in soil and the correlation coefficient was 0.287 8. But it had no significant correlation with soil pH. Selenium-enrichment cultivated soil showed a “y”-type distribution. Wendou, Zhonglu and Shaxi were sturdy “y” type, which extended from southwest to northeast and northwest. Sampling sites with more than 0.900 mg/kg selenium content in cultivated land were mainly concentrated in Wendou and Zhonglu belt, Qiyue mountain range (containing Fubao Mountain), Hanchi mountain range and Mashan mountain range. Selenium content in cultivated land had close correlation with coal. The four regions having relatively high selenium content all had coal mineral resources. Areas lacking of selenium were mainly distributed in Boyang Town and Jiannan and Moudao Towns in west Qiyue Mountain. [Conclusion] Selenium content and distribution law in Lichuan City are preliminarily found out.

Key wordsCultivated land; Total selenium; Distribution; Lichuan City