陕西省三原县丁留村农田硒含量特征及成因浅析

晁旭　王会锋　张志敏　孟秦宇　王明霞　任蕊

摘 要 利用前人在关中地区开展的农业地质调查调查评价研究成果，结合第二次全国土地质量调查数据库，开展村组级农业地质调查调查评价，对研究区地块中硒含量、作物中硒含量进行研究，探讨其成因及形成机理。本次调查发现该地区土壤、农作物硒含量均达到富硒标准，为该地区农业规划、种植产业结构调整，富硒土壤区的开发利用提供了依据，对提高当地的经济收入，改善人民生活水平具有重大意义。

关键词 硒含量；农作物；土地质量

中图分类号：S153.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.18.105

1 研究区概况

研究区位于陕西关中平原中部，地处西安、咸阳、渭南、铜川等大中城市的弧心位置，是陕西关中“一线两带”建设的经济腹地，属暖温带大陆性季风半干旱气候区。地处鄂尔多斯地台南缘褶皱带上，属平原地区。从成因上来说属，渭河的三级河流阶地，由中更新统上部冲积砂、砂砾卵石、砂质黏土、粉土、次生黄土层组成。土壤类型以褐土为主。大宗农作物以小麦、玉米为主。

2 研究方法与设计

2.1 样品采集

利用前人在该地区开展的县域农业地质调查调查评价研究成果，开展了1∶5 000的村组级农业地质调查与评价，调查面积7.5 km2，共采集表层（0～20 cm）土壤样品482件，农作物20件。采样方法按照《土地质量地球化学调查评价》规范。

根据现有农作物种植结构，有针对性的选择大宗作物进行采集。其中小麦7件，玉米13件。

2.2 样品处理及分析测试

采回的新鲜样品在分析之前，先经过净化、烘干（或风干）等处理，再送测试单位保存。

样品分析测试由国土资源部西安矿产资源监督检测中心承担。该单位经过国家资质认证，具有多目标区域地球化学样品测试资质，分析方法先进，质量监控方案完善。样品分析质量及要求按《土地质量地球化学调查评价》规范执行。

2.3 数据处理

利用MAPGIS软件对数据进行处理，分别统计样本数（N）、算术平均值（X）、标准离差（S）、变异系数（Cv）和以逐步剔除平均值加减2倍标准离差后的算术平均值（Xo）、几何平均值（Xg）、中位数（Me）以及最大值（Mmax）、最小值（Mmin）。

评价是利用Acrgis软件和土地质量地球化学调查与评价软件，将分析数据赋予二调图斑中，按照《土地质量地球化学调查评价》规范，计算相关评价、分级指数，进行单元素评价和综合评价。

3 评价结果

3.1 土壤

参照陕西关中地区土壤富硒标准下限0.2 mg·kg-1，三原丁留村地块硒的含量丰富，全区富硒土壤地块高达140个，占地块总数的97.9%，其中土壤硒含量超过

0.4 mg·kg-1的地块为97个，占全区的68.06%，集中分布在评价区中部一带；土壤硒含量在0.3～0.4 mg·kg-1的地块为35个，占全区的24.48%，主要分布在评价区西南部；土壤硒含量在0.2～0.3 mg·kg-1的地块为8个，占全区的5.59%。低硒（Se≤0.2 mg·kg-1）地块为3个，仅占总数的2.10%，零星分布在该村北部[1]。

3.2 植物样

在该村共采集农作物样品20件，全部达到富硒标准。小麦7件，硒含量0.120～0.473 mg·kg-1，平均值为0.266 mg·kg-1；玉米13件，硒含量0.023～0.316 mg·kg-1，平均值为0.079 mg·kg-1。

4 成因探讨

4.1 硒来源分析

三原县的南部平原，构造基底以断裂沉降为主，其上堆积有700～800 m厚的第四系沉积物，特别是中更新世中期以后，受泾、渭水系冲积作用，形成冲积平原[2]。这里地势开阔、平坦，土層深厚、土壤肥沃，地下水位高，地下水丰富。

富硒区土壤调查资料显示，三原县以西的剖面土壤中局部见有大量的“煤粒”出现，认为是早期沉积物中携带的煤层物质。泾河上游旬邑、淳化、彬县、长武及邻省甘肃省内大量出露黄陇侏罗纪煤田，有“渭北黑腰带”之称，黄陇侏罗纪煤中Se含量为0.111～1.372 mg·kg-1，平均值0.970 mg·kg-1。因此，冲积物中的硒和“煤粒”中析离出的硒是形成富硒土壤的根本原因。

西安地区1∶25万多目标调查结果显示，（枯水季）浅层水、地表水不同程度含有大量的硒元素，在灌溉时携带硒元素，逐年补给土壤，是土壤硒输入的主要途径之一[3]。

4.2 不同作物硒含量特征

作物主要为小麦、玉米富硒能力都很强，小麦样品90%以上富硒，小麦富硒能力高于玉米。实验分析数据表明大宗农作物的富硒水平比较稳定。

4.3 硒形态与pH值的关系

对硒的形态特征研究采取延伸的Tessier分法，包括水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、腐殖酸结合态、强有机结合态和残渣态7种形态。褐土7种硒形态含量中，残渣态>强有机结合态>腐殖酸结合态>水溶态>离子交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态。土壤硒的7种形态中被植物容易吸收的强有机结合态、腐殖酸结合态和水溶态含量总和均≥50%。被植物不易吸收的离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、残渣态，其中残渣态总体较高，约占褐土全量的37%，土壤硒强有机结合态、腐殖酸结合态、水溶态的含量随pH值的变化有所差异。根据不同形态与pH值相关性显示，强有机结合态、腐殖酸结合态随pH值增高硒含量有下降趋势，相关值分别为│r│=0.187，│r│=0.104，按照相关标准总体呈弱相关，表明pH值对强有机结合态、腐殖酸结合态有较弱的制约性。水溶态总体变化不大，│r│=0.004，表明pH值对水溶态的制约性很小。

硒的形态分析统计结果表明，不同形态的土壤硒含量受pH值影响的程度不同，随着pH值从弱酸性到弱碱性逐渐增大，强有机结合态、腐殖酸结合态的土壤硒含量有增加趋势，水溶态土壤硒含量的变化很小。

4.4 土壤中硒含量与植物中硒含量关系

土壤中的硒含量直接影响农作物的硒含量。统计了不同硒含量的土壤中农作物样品的硒含量，发现当土壤中硒含量达到0.2mg·kg-1时，农作物中硒含量迅速富集，达到食品富硒标准。

5 结语

本次调查为农业规划、种植产业结构调整，富硒土壤的开发利用提供了依据，对提高当地的经济收入，改善人民生活水平具有重大意义。

参考文献：

[1] 尹宗义，任蕊，晁旭，等.三原-阎良地区富硒土壤中硒形态特征研究[J].中小企业管理与科技，2016（2）：290-291.

[2] 罗乾周，卢婷，王明霞，等.西安地区土壤地球化学背景及在农业方面的应用[J].陕西地质，2009，27（2）：61-69.

[3] 任蕊，王会锋，卢婷，等.关中平原土壤地球化学基准值与背景值研究[J].西北大学学报（自然科学版），2013，43（5）：742-748.

（责任编辑：刘昀）