贵阳市花溪区城郊菜地土壤硒含量初探

2018-03-07段志斌蔡雄飞胡丰青

上海农业学报 2018年1期

段志斌，王济，蔡雄飞，宣斌，胡丰青

（贵州师范大学地理与环境科学学院，贵阳550025）

硒是人体必需的微量元素之一，具有双重生物学功能，环境中硒过量会形成硒毒，而硒缺乏会导致白肌病、克山病、大骨节病等地方病［1］。由于硒元素在提高人体免疫力、预防心血管疾病、抗氧化、抗癌等方面有着重要作用，补硒理念也逐渐被多数人所接受［2］。植物硒是人体摄入硒元素的重要来源，而土壤硒是植物硒的来源库［3］，其最终会通过食物链途径影响人体健康，因此研究土壤中硒的含量、分布对于区域农产品安全以及人体健康具有重要意义。

近年来，我国学者对不同地区土壤中硒含量以及分布规律进行调查研究。郭宇等［4］在对恩施地区典型农业活动区土壤硒的调查基础上，发现了富硒和高硒地区；仝双梅等［5］对贵州开阳县土壤硒含量及分布进行研究，发现该区域多数土壤达到富硒、高硒水平，并筛选了可供当地开发种植的富硒农作物；张星等［6］对川东北巴中农田土壤硒分布特征进行研究，划分了四个富硒产业带；李福燕等［7］对海口市农田土壤硒含量进行调查，发现海口市存在大面积富硒土壤，具有发展富硒农产品种植开发价值。硒在自然环境中非常活泼，易迁移，分布不均，据普查结果显示，我国从东北三省起斜穿至云贵高原，2/3以上地区缺硒，其中50%为严重缺硒区［8-9］。花溪区位于贵州省中部云贵高原东斜坡地带，是省会贵阳市重要的蔬菜种植示范基地和农产品供应基地，而对该区城郊菜地土壤硒含量的系统研究未见报道，本研究通过采集花溪区城郊菜地土壤样品，对土壤硒含量、分布及其影响因素进行研究分析，旨在为该地区农产品种植规划、富硒土壤资源评价及富硒农产品开发提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

花溪区位于贵阳市南部，地处黔中腹地，距市区中心约17 km。区域处于106°27′—106°52′E、26°11′—26°34′N，年平均气温14.9℃，年降雨量1 178.3 mm，无霜期约为270 d；境内流域面积较大的河流共有17条，主要河流总长258 km，同时拥有2座中型水库，18座小型水库，其中松柏山水库和花溪水库为贵阳市重要饮用水源，具备发展绿色农业的良好自然条件。全区主要种植香葱、折耳根、辣椒、蚕豆、油菜等作物，2016年蔬菜播种面积17 891 hm2，蔬菜总产量43.58万t，是贵阳市及周边大学城的蔬菜、瓜果等商品的重要基地。

1.2 样品采集

对花溪区青岩镇、黔陶乡、燕楼乡、党武镇、湖潮乡、金竹镇、石板镇七个乡镇的蔬菜种植基地和零散菜地进行土壤采样。按蔬菜种植面积大小分为1—2个采样单元，每个单元内采用“S”形采样方法对菜地土壤表层0—10 cm土壤进行采集，用“四分法”分至1 kg左右样品，并用GPS进行定位，共采集34个土壤样品（图1）。

图1 花溪区地理位置及样点分布Fig.1 Location of Huaxi District and distribution of sam pling points

1.3 样品处理与测定

土壤经自然风干后，去除植物和石块进行研磨，充分混匀过100目土壤筛，待分析测定。样品中硒测定采用硝酸-高氯酸（4∶1）方法进行消解，使用原子荧光光谱仪进行测定（Perkin Elmer AF 640）；采用国家标准土壤物质GSS-1确保分析结果准确可靠。

1.4 统计分析

利用Excel 2007和SPSS 22.0对所得数据分类统计分析和正态分布检验，采样点分布图采用ArcGIS 9.3软件进行绘制。

2 结果与分析

2.1 土壤硒含量

花溪区城郊菜地的34个土壤样品经K-S检验P值（0.062）＞0.05，说明土壤硒质量分数符合正态分布。根据所测的花溪区7个乡镇的城郊菜地土壤样品来看（表1），土壤硒含量最高值为1.06 mg/kg，最低值为0.20 mg/kg，全距为0.86 mg/kg，均值为0.62 mg/kg。与我国部分地区土壤硒分布状况（表2）对比分析发现，花溪区城郊菜地土壤硒含量明显低于贵州开阳县、凤冈县的土壤硒含量，而略高于其他地区，同时其土壤硒平均值高出全国平均值（0.29 mg/kg）［10］1.14倍，也高出贵州省土壤硒平均含量（0.39 mg/kg）［11］近59%。可见花溪区城郊菜地土壤硒含量的背景值较高。

表1 各采样点土壤硒含量、pH及海拔参数Table1 Soil Se contents，pH values and altitudes of sampling points

表2 我国部分地区土壤硒状况Table 2 Soil Se contents in some areas of China

2.2 土壤硒含量丰缺划分

谭见安［18］从我国硒缺乏地方病角度出发，根据表土硒含量的差异划分出6个等级的生态景观界限值（表3）。根据这种划分，花溪区城郊菜地土壤硒含量为0.2—1.06 mg/kg，处于足硒与富硒的生态景观划分等级范围，其中13.64%的表层土壤样品达到足硒等级，86.36%的表层土壤样品达到富硒等级，拥有较大面积的富硒土壤资源。

表3 我国硒元素生态景观界限值划分等级Table 3 Classification of soil Se contents in ecological landscape of China

花溪区境内以山地丘陵地貌为主，受地形、海拔、气候的影响，各乡镇土壤硒含量也表现出明显的空间差异性（表4）。从表4可以看出，位于南郊的青岩镇土壤硒含量平均值最高，为0.89 mg/kg，西南部的党武镇（0.72 mg/kg）、燕楼乡（0.63 mg/kg）和西北部的金竹镇（0.64 mg/kg）均略高于花溪区城郊菜地土壤硒的平均值，属于典型的富硒地带；东南部黔陶乡土壤硒含量最低，为0.42 mg/kg，最高均值（青岩镇）为最低均值（黔陶乡）的2.12倍。综合以上，从发展富硒农产品开发种植角度和地理位置出发，可以形成党武镇-燕楼乡-青岩镇富硒辣椒产业带。

表4 城郊菜地土壤硒含量统计Table 4 Statistics of soil Se contents in suburban vegetable fields

2.3 土壤硒含量与海拔、pH的关系

自然因素对硒元素在土壤中含量的变化有着重要影响，因此本研究利用表1中数据对花溪区城郊菜地土壤硒含量与土壤pH、海拔进行相关分析（表5）。花溪区地形起伏较大，本研究采集的土壤样品海拔在1 021—1 222 m，对研究区域土壤硒含量与海拔高度进行相关分析，结果显示，土壤硒含量与海拔高度呈显著负相关（P＜0.05），这与温新平等［19］研究结果相似，即土壤硒含量随海拔的升高有降低的趋势。花溪区具有高原季风湿润气候特点，雨量充沛，在多山地区，由于土壤和岩石的淋溶作用较强，使得土壤中硒元素的迁移能力加强，山谷和丘陵地带土壤中硒含量显著高于山脊。

pH对土壤硒含量的控制比较复杂，研究报道中得出的结论也有所差别。表5中的相关分析表明，花溪区土壤硒含量与pH之间没有显著相关性，这也与一些研究结果类似［14，17，20-21］。究其原因，pH是土壤重要的理化指标，影响着亚硒酸盐和硒酸盐之间的转化，亚硒酸盐主要存在于酸性至中性土壤中，迁移淋溶作用较弱；硒酸盐主要存在于碱性土壤，溶解性较好，易被植物吸收。研究区土壤pH主要在6—8，没有出现较大范围波动，以中性及中性偏碱性土壤居多，由此可能对控制土壤硒含量变化并不显著。

表5 土壤全硒含量与pH和海拔的关系Table 5 Correlations of soil Se content to pH and altitude

3 结论与讨论

花溪城郊菜地土壤硒含量范围在0.2—1.06 mg/kg，均值为0.62 mg/kg，高于全国和贵州省土壤平均水平。从土壤硒含量水平和生态景观角度来看，土壤硒含量整体上达到富硒水平，低于高硒水平，不会引起硒缺乏症和硒中毒症。土壤硒含量水平表明：不同乡镇之间存在差异，党武镇、燕楼乡、青岩镇等区域富硒土壤资源丰富，可以考虑发展富硒农产品的种植开发，形成富硒产业带。相关分析表明：土壤硒含量与pH之间没有显著相关性，与海拔高度呈显著负相关。

在科学研究方面，由于本研究仅对花溪区城郊菜地土壤硒含量进行了有限的影响因素探讨，要更加全面、准确了解花溪区城郊菜地土壤硒含量及分布和影响因素之间的关系，还须要结合更多的土壤理化指标、土地利用方式、土壤类型等因素；在成果应用方面，须要系统分析区域内土壤硒与作物硒含量之间的关系，筛选出达到富硒等级的农作物，尤其是在连片富硒土壤区域进行规模性种植，生产出天然的富硒农产品，可以形成经济效益显著的富硒农产品的产业带，提高农产品附加值，加快花溪区特色农业种植发展。

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