农田土壤硒含量现状调查分析

摘 要：针对三原县渠岸镇农田土壤环境中硒含量分布及其有效性现状不明，采用野外调研、田间采样和实验分析相结合的方法，测定该地区土壤的总硒含量、有效硒含量、基本理化性质及所采土壤对应小麦幼苗中硒的含量，分析该地区土壤及小麦硒含量的分布情况，研究其与土壤pH、速效磷和有机质含量的相关性。结果表明，三原县渠岸镇地区农田土壤样品中硒含量为0.19～0.59mg/kg，平均含量为0.35mg/kg，其中92.00%的土壤样品硒含量处于足硒水平（0.20～0.45mg/kg），高硒土壤（0.45～3.00mg/kg）则主要分布在三原县渠岸镇的西部及西南部地区。土壤有效硒含量占土壤总硒量的5.200%，硒的利用率相对较高。小麦幼苗中硒含量为0.01～0.20mg/kg，平均为0.07mg/kg。小麦幼苗中硒含量高的地区同样主要分布在三原县渠岸镇的西部和西南部，其与土壤总硒、土壤有效硒含量呈显著正相关。

关键词：总硒含量;有效硒含量;理化性质;相关性

中图分类号：S2

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190815018

前言

硒是人和动物生命所必须的一种微量元素，其缺乏（<40.00μg/day）、充足（110.00μg/day）和毒害剂量（>400.00μg/day）间的差异非常小[1]。全世界的大多数地区都存在不同程度的硒缺乏，据统计我国有 72.00% 的县（市）不同程度缺硒，约有 1 亿多人口因食物中摄取的硒不足，导致人体处于低硒状态[2]。人体和动物中缺硒会引起各种疾病的发生，如大骨节病、白肌病和克山病等。由于人体和动物中的硒主要通过食物摄入，而土壤被认为是人类和动物体内硒的基本来源[3]，因此土壤及农作物中硒含量水平对人体健康有着非常重要的意义，在人们越来越关注饮食与健康的今天，硒在环境中的含量分布和硒对人体健康影响的研究近年来受到越来越多的关注。目前，许多学者对我国南部地区土壤及农作物硒元素特征作了诸多研究[4-6]，而对西部地区农耕 土壤及农产品硒元素研究较少[7-9]。陕西省作为全国小麦主要产区之一，常年种植面积约为160万hm2、占农作物播种面积的39.40%[7，8]。咸阳市农耕历史悠久，三原县渠岸镇的耕作面积更是高达86.90%。根据陕西省地质调查中心前期的踏勘调查，三原县农田土壤中硒含量较高，但有关渠岸镇土壤中硒含量现状尚无详细的数据信息。本文对该镇农田土壤中硒含量的分布情况进行详细调查与评价，对合理开发该地富硒土地资源、提高富硒农产品附加值、发展特色产业、增加农民收入具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

渠岸镇位于三原县城以东4.00km处，东临独李镇，南与高渠、安乐镇为邻，北临西阳镇，南距西安30.00km，西距咸阳30.00km。渠岸镇辖区内总人口2.40万人，总面积28.90km2。西铜铁路、三独公路横贯东西，西铜高速公路、安陵路纵穿南北，交通便利，地理位置优越，土地肥沃，全镇0.18万hm2耕地属泾惠渠北干二支渠灌溉，有机井350.00眼，抽水站6.00座，属渠、井、站三灌。

1.2 样品采集

本文采集三原县渠岸镇农田地区的土壤及对应的小麦幼苗，设50.00个采样单元，以0.70km×0.70km为单元，用棋盘式布点法进行采樣[9]，采样点分布如图1。采集0～20.00cm耕作层土壤混合均匀后塑封。样品在采集、保存和预处理过程中，避免接触金属，防止污染，做好编号标记。土壤样品在室温下自然风干，剔除砂石、植物根系等杂质，研磨后分别过2.00mm、0.50mm和0.15mm尼龙筛[11]。小麦幼苗用自来水清洗干净后再用去离子水清洗3遍，用吸水纸擦干表面水分，幼苗装入纸袋，用烘箱杀青30.00min，杀青温度为95.00℃，之后温度改为60.00℃，烘至恒重，用植物粉碎机磨碎[10]。

1.3 样品指标测定

1.3.1 土壤样品理化性质测定

1.3.1.1 土壤pH的测定

采用pH计测定。取10.00g过2.00mm筛的风干土样置于100.00mL塑料离心管中，加无二氧化碳蒸馏水25.00mL，将塑料管密封后，用振荡机剧烈振荡5.00min，静置60.00min，用校正合格的pH计测定上清液的pH值。

1.3.1.2 土壤有效磷的测定

采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定。取2.50g过0.25mm筛的风干土样置于100.00mL塑料离心管中，加入1.00mol/LNH4OAc50.00mL，振荡30.00min过滤。用原子吸收分光光度计测定吸光度。

1.3.1.3 土壤有机质的测定（重铬酸钾-硫酸亚铁滴定法）

采用重铬酸钾氧化和硫酸亚铁滴定法测定。取0.20g过0.25mm筛的风干土样置于玻璃消煮管中，加入10.00mL0.40mol/L重铬酸钾-硫酸溶液，摇匀插入玻璃漏斗，油浴5.00min，加入邻菲罗啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的重铬酸钾，得出结果。

1.3.2 土壤和植物中重金属的测定

1.3.2.1 土壤样品中重金属的测定

土壤样品采用HNO3-HClO4消解法，0.50g土样加入6.00mLHNO3和4.00mLHC1O4至澄清透明后定容，盐酸还原后，用氢化物发生-原子荧光光谱法（北京吉天AFS-930双道原子荧光光度计）测定晒含量[11]。选择土壤成分分析标准物质（GBW07404）进行质量控制，回收率为103.06%。

1.3.2.2 植物样品中重金属的测定

小麦幼苗采用HNO3-HClO4消解法，0.50g植物样加入8.00mLHNO3和2.00mLHClO4至澄清透明后定容，盐酸还原后，用氢化物发生-原子荧光光谱法（北京吉天AFS-930双道原子荧光光度计）测定硒含量[11]。选择小麦成分分析标准物质（GBW10011）进行质量控制，回收率为97.48%。

2 结果与分析

2.1 三原县渠岸镇土壤总硒及有效硒含量

由表l可知，该地区农田土壤总硒含量为0.19～0.59mg/kg，平均为0.35mg/kg，变异系数为22.96%，含量较为均匀;土壤有效硒含量为0.01～0.04mg/kg，均值为0.02mg/kg，变异系数为34.11%，土壤有效硒占总硒含量的2.40%～7.91%，平均为5.20%。有效硒水平低于福建茶园土壤有效硒含量为0.03mg/kg，占总硒比例为16.00%[12]，浙江嵊县土壤有效硒含量为0.03～0.15mg/kg，占总硒17.00%[13]，四川若尔盖地区土壤有效硒为8.90mg/kg，占总硒的8.00%，但远远高于青海平安地区的富硒土壤有效硒（仅占总硒量的2.97%）[11]。

依据土壤硒含量分级标准[14-16]，由图2可知，50.00个农田土壤样品中有46.00個属于足硒土壤，占土壤样品总量的92.00%，其他4.00个属于高硒土壤，占总样品量的8.00%，表明该地区土壤硒含量整体属于足硒水平。

由图3可知，该地区农田土壤硒含量分布呈现西高东低，中间较均匀。以渠岸镇西部地区的枣阳村以北、黄家窑村、义和村和康吴村土壤晒含量较高，分别为0.59mg/kg、0.55mg/kg、0.58mg/kg和0.46mg/kg，均属于富硒土壤（高于0.45mg/kg）：以渠岸镇东部的桃园李村硒含量最低，平均为0.22mg/kg，低于我国土壤中全硒含量的平均水平（0.27mg/kg）。

由图4可知，该地区土壤有效硒含量分布与与总硒的高含量地区的空间分布较为一致。土壤有效硒以义和村、枣阳村以北和师家申村含量最高，分别为0.04mg/kg、0.03mg/kg和0.03mg/kg，占总硒量的6.90%、8.10%和7.30%。而土壤有效硒含量较低的地区除了桃园李村外，还有路家村、惠家村、西康吴和康吴村，均小于0.01mg/kg，土壤有效硒占总硒含量的2.00%～3.00%。

2.2 三原县渠岸镇小麦幼苗总硒含量

为了进一步评价该地区土壤硒的有效性，对采集土壤对应的小麦幼苗样品中硒含量进行了测定。由表3可见，三原县渠岸镇农田小麦幼苗中硒含量为0.01～0.20mg/kg，平均值为0.07mg/kg，变异系数为53.86%。

采集样品为小麦幼苗，将整株样本粉碎后进行混合测定，数据能够反映作物吸收硒和土壤的供硒能力。由图5可知，小麦幼苗中硒含量高的地区主要集中分布在三原县渠岸镇西部的枣阳村以北的地区和黄家窑村，含量分别为0.20mg/kg、0.16mg/kg和0.17mg/kg，该地区土壤硒含量分级为富硒水平。小麦幼苗中硒含量较低的地区为桃李园村、北高村和吴村盖村，分别为0.01mg/kg、0.02mg/kg和0.02mg/kg。与土壤总硒、土壤有效硒含量分布规律相似，说明小麦幼苗中的硒主要来源于土壤。

2.3 三原县渠岸镇土壤pH、有机质及速效磷含量

土壤理化性质影响着硒在土壤中存在的形态，硒在有机质、粘土矿物、铁锰氧化物等土壤组分间不断发生着吸附/解吸、沉淀/溶解、氧化/还原等过程，而这些过程均受到土壤酸碱性等因素的控制。土壤pH、氧化还原电位（Eh）、有机质含量、土壤类型、质地等因素通过影响硒的存在价态和形态而影响硒的生物有效性[6]。为了进一步了解影响该地区土壤硒有效性的主要因素，测定采集的土壤样品的pH、有机质和有效磷含量。

由表4可知，该地区土壤pH为7.12～8.46属于碱性土壤。土壤速效磷含量为3.69～49.07mg/kg，平均值为21.98mg/kg，变异系数达48.00%。化肥（磷肥）的施入是造成土壤速效磷含量变化较大的主要因素。土壤有机质含量为1.43～23.56g/kg，均值为12.62g/kg，变异系数为38.25%。

2.4 三原县渠岸镇土壤、小麦幼苗硒含量与土壤pH、有机质及速效磷含量的相关性

为了近一步探求影响土壤硒含量和有效性的因素，对检测的指标相关性进行分析。由表5和图6、7可知，研究区域内土壤总硒和土壤有效硒含量且呈极显著的正相关（R=0.719，P<0.01，n=50）;土壤总硒及土壤有效硒含量均与小麦幼苗硒含量呈极显著正相关，但小麦幼苗硒含量与土壤有效硒含量的相关性（R=0.501，P<0.01，n=50）高于小麦幼苗硒与土壤总硒含量的相关性（R=0.421，P<0.01，n=50）。综合图3、4、5可知，土壤有效硒是小麦幼苗硒吸收的主要来源。土壤总硒含量与土壤pH值呈显著正相关（R=0.390，P<0.01，n=50），而与土壤有机质及速效磷含量均呈负相关（P>0.01）。土壤有效硒含量与pH值、有机质及速效磷含量的相关性规律与总硒含量类似。

3 结论与讨论

三原县渠岸镇农田土壤样品中硒含量为0.19～0.59mg/kg，平均为0.35mg/kg，其中92.00%的土壤样品硒含量处于足硒水平（0.20～0.45mg/kg），高硒土壤（0.45～3.00mg/kg）主要分布在该镇的西部及西南部地区。

三原县渠岸镇农田土壤有效硒含量占土壤总硒量的5.20%，硒的利用率相对较高。

三原县渠岸镇小麦幼苗中硒含量为0.01～0.20mg/kg，平均值为0.07mg/kg。小麦幼苗中硒含量高的地区主要分布在该镇的西部和西南部，相关性研究也表明，小麦幼苗中的硒主要来源于土壤硒，影响其硒含量水平的主要因素是土壤有效硒含量较高。

三原县渠岸镇农田土壤为富硒土壤，适宜发展富硒农产品等特色产业，增加农民收入。

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作者简介：

程传胜（1989-），男，硕士研究生，助理工程师。研究方向：节水灌溉和土地工程开发。