海南岛主要类型土壤剖面有效硒的分布

张冬明， 符传良， 刘国彪， 肖彤斌， 曾建华， 吉清妹， 谢良商

(海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业部海南耕地保育科学观测实验站/海南省耕地保育重点实验室，海南海口 571100)

土壤剖面是指从地面垂直向下的土壤纵切面，即完整的垂直土层序列，是成土过程中土壤物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。不同类型的土壤具有不同形态的土壤剖面，土壤剖面可以表示土壤的外部特征，包括土壤的若干发生层次、颜色、质地、结构、新生体等。在土壤形成过程中，由于物质的迁移和转化，土壤分化成一系列组成、性质和形态各不相同的层次，称为发生层。发生层的顺序及变化情况，不仅揭示了土壤的形成过程，而且可以反映土壤的性质及组成。硒是一种微量元素，在自然界稀少、分散，仅在地壳中分布。相关研究表明，适量的硒不仅能提高人畜机体的免疫力和抗氧化性，而且还能改善农产品品质、提高产量[1-3]。目前，已探明全球有40多个国家和地区缺硒，我国硒资源总量丰富，居世界第4位，但分布极不均匀，低硒、缺硒土地面积约占国土面积的72%[4-5]。海南省富硒土壤分布较广，且集中连片，高硒含量(0.4～3.0 mg/kg)的土壤达9 454 km2，约占海南省陆地面积的27%[6]。

土壤剖面养分含量分布规律与累积特征前人已作了较多研究，取得了大量成果，而本试验以硒为对象，研究其在海南岛主要类型土壤剖面的分布与累积特征，并分析影响其在土壤中含量的因素，以期为海南岛富硒土壤资源的开发、利用和保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

海南岛是海南省的主体，中国第二大岛屿，总面积约 3.4万km2，东西长约240 km，南北宽约210 km，呈雪梨状。地处热带，介于108°37′～111°03′E，18°10′～20°10′N，北靠广东、广西2省(区)，西与越南隔海相望，东为中国台湾、吕宋岛，南临东南亚诸国。地势由中部高山向四周沿海逐渐降低，岛上最高峰五指山海拔1 867 m，年平均气温23.8 ℃，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，干湿季分明，具有得天独厚的气候优势。在海南岛特定的环境条件影响下，岛上土壤类型表现非常丰富。按全国第2次土壤普查工作方案要求，全岛土壤共划分为15个土类，27个亚类87个土属，其中砖红壤和水稻土是海南岛的主要土壤类型，全岛18个市(县)均有分布[7]。

1.2 供试土壤

于2013年12月在海南岛范围内选取水稻土、砖红壤、赤红壤、燥红土和滨海盐土5种主要土壤类型，布设53个点，人力挖开1个土壤剖面，现场记录剖面点的经纬度信息，按照发生层次1层采集1个样品，每个样品采集3个平行样品，采用文献[8]的方法带回室内处理。

1.3 分析方法

将土样风干、研磨、过筛后混匀装袋，送土壤农化分析化验室化验，各指标的测定方法参照土壤农业化学分析方法[9]。有效硒含量的测定：称取粒径小于2 mm的供试土壤5.00 g于 150 mL 塑料瓶中，加入25 mL的0.5 mol/L KH2PO4，以 200 r/min 的速度振荡1 h，过滤后取滤液10 mL于30 mL的塑料瓶中，加浓盐酸4 mL、铁氰化钾溶液1 mL混匀待测，同时作标准系列曲线，以20% HCl为载流，15%硼氢化钾为还原剂，在原子荧光光谱仪上测定；有机质含量的测定采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法，pH值的测定采用玻璃电位法。

1.4 数据处理

采用SPSS 16.0软件对数据进行经典统计分析，运用Excel 2007进行柱状图和折线图的绘制，而采样点位分布图则采用 ArcGIS 10.2绘制。

2 结果与分析

2.1 土壤硒的描述性统计分析

从表1可以看出，土壤有效硒含量较丰富的市(县)有儋州、三亚、东方、陵水和琼海。不同市(县)土壤淋溶层、积淀层和母质层土壤有效硒含量均呈现出相似的分布规律，单从含量来看，积淀层含量高于淋溶层，母质层基本高于积淀层，即随着土壤层次深度的增加，有效硒含量也随之增加；各市(县)土壤有效硒变异系数均处于中等变异状态，波动较小，差异不显著，说明土壤中有效硒含量的高低可能与成土母质的关系密切。

表1 海南岛各市(县)土壤剖面有效硒分布特征

2.2 成土母质对剖面土壤有效硒含量的影响

图2显示，沉积岩发育的风沙土各土壤层次有效硒含量最小，其次是海相沉积物发育的燥红土；而含量较高的土壤类型是玄武岩发育的水稻土，总体而言，水稻土的有效硒含量普遍高于其他土壤类型。成土母质是影响土壤有效硒含量最主要的原因，各成土母质发育的不同土壤类型中有效硒含量最低的均是淋溶层，可能与表层土壤的淋溶关系密切。一般而言，表层土壤经淋溶作用，会表现出在下一层次集聚的现象，但受蒸腾作用影响，部分土壤理化指标会出现表聚现象[10]。

2.3 海拔高度对剖面土壤有效硒含量的影响

图3表明，砖红壤在不同海拔高度影响下土壤有效硒含量差异较小，100～200 m海拔高度的水稻土有效硒含量较高，总体的趋势是随着海拔高度的上升，土壤有效硒含量从表层到母质层逐渐增加。海拔高度超过50 m时，同一层次不同海拔高度土壤有效硒含量变化规律不明显，有先升高后降低的，也有一直处在上升状态的。

2.4 地理位置对剖面土壤有效硒含量的影响

从图4可以看出，分布在海南岛北部地区儋州市的风沙土各土层有效硒含量极低，其次是西部东方市的燥红土以及南部三亚市的砖红壤；海南岛东北地区琼海市的砖红壤各土壤层次有效硒含量是最高的；同一种土壤类型从不同方位来看，其含量还是有较大差异的：水稻土，南部陵水县土壤有效硒含量明显低于其他地区；砖红壤，南部地区三亚市各层次有效硒含量明显低于其他地区。

2.5 土地利用方式对剖面土壤有效硒含量的影响

从图5可以看出，水稻土改为旱地和园地后土壤有效硒含量比水田有很大提高，就水田来看砖红壤水田土壤各层次有效硒含量最高，其次是水稻土，然后是滨海盐土，最小的是风沙土水田；从有林地的利用方式来看，赤红壤有林地土壤有效硒含量最高，其次是燥红土，最小是砖红壤有林地；总体来看，所有土地利用类型中，旱地含量最高，其次是园地。

2.6 不同土壤层次土壤有效硒含量相关性分析

从表2可以看出，土壤pH值、土壤有机质含量和土壤有效硒含量3个指标在3个土壤层次中各自均表现出正相关关系，且相关性均达到极显著水平。土壤pH值与土壤有机质含量、土壤有效硒含量均呈现负相关关系(积淀层pH值与母质层有效硒含量为正相关关系)，而土壤有机质含量与土壤有效硒含量呈正相关关系。从土层剖面可以看出，pH值在3个土壤层次里均表现出极显著正相关关系，尤其是母质层与积淀层关系最为密切，其原因可能是这2个层次不像淋溶层容易受外界影响。众所周知，施肥等措施极易改变土壤淋溶层的酸碱反应，而积淀层和母质层基本不受外界影响；有机质含量的变化规律与pH值相反，有机质的成因造成其主要累积在土壤表层，不论什么样的土壤基本都是随着土壤的深入有机质含量减少，因此，本研究中的结论母质层有机质含量相比积淀层与淋溶层有机质含量的相关性相对较弱，是符合实际的。土壤中的有效硒含量也是层层呈显著相关性的，一般而言，土壤有效硒含量主要取决于成土母质，淋溶层的含量完全取决于积淀层，积淀层含量完全取决于母质层。

表2 各土壤剖面层次有效硒含量与pH值和有机质含量的相关性矩阵

注：**、*表示在0.01、0.05水平(双侧)上显著相关。

3 结论与讨论

从土壤有效硒含量的描述性统计分析来看，有效硒含量丰富的市(县)有儋州、三亚、东方、陵水和琼海。积淀层土壤有效硒含量的分布规律与淋溶层相似，土壤有效硒的平均含量高于淋溶层；母质层各市(县)土壤有效硒含量均高于上述2层，总体呈现出随着土壤深度的增加土壤有效硒含量增加的趋势；各市(县)土壤有效硒含量变异系数均处于中等变异状态，波动较小，差异不显著，说明土壤中有效硒含量可能与成土母质关系密切。

不同因素对土壤有效硒含量的影响研究表明，海相沉积物和沉积岩发育的土壤，其各土层土壤有效硒含量低于其他成土母质发育的各种土壤类型；砖红壤和水稻土土壤有效硒含量的总体变化趋势是随着海拔高度的上升而增加，但同一层次不同海拔高度土壤有效硒含量变化规律不明显，有先升高后降低的，也有一直处在上升状态的。不同地理位置气候的局部差异，造就了土壤有效硒含量的差异，西北地区最低，东北地区最高；从土地利用方式看，水稻土改为旱地和园地后土壤有效硒含量明显提高。

相关性分析表明，土壤有机质含量有助于提高各土壤层次有效硒含量；土壤酸碱度与土壤有效硒含量呈负相关关系，但相关性未达到显著水平。

[1]王 云，魏复盛. 土壤环境元素化学[M]. 北京：中国环境出版社，1995.

[2]齐玉薇，史长义. 硒的生态环境与人体健康[J]. 微量元素与健康研究，2005，22(2)：63-66.

[3]张艳玲，潘根兴，李正文，等. 土壤-植物系统中硒的迁移转化及低硒地区食物链中硒的调节[J]. 土壤与环境，2002，11(4)：388-391.

[4]刘 铮. 中国土壤微量元素[M]. 南京：江苏科学技术出版社，1996.

[5]黄开勋，徐辉碧. 硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用[M]. 武汉：华中理工大学出版社，2009.

[6]廖金凤.海南省土壤中的硒[J]. 地域研究与开发，1998，17(2)：65-68.

[7]海南省农业厅土肥站. 海南土壤[M]. 海南：海南出版社，1993，12.

[8]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2005.

[9]鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京：中国农业出版社，1999.

[10]徐 文，唐文浩，邝春兰，等. 海南省土壤中硒含量及影响因素分析[J]. 安徽农业科学，2010，38(6)：3026-3027.