贵州省普定县耕地土壤Se分布特征

李 艳，鄢兴旭，姜再菊，罗 沙，孟超领

(1.贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州 贵阳 550081；2.贵州荣源环保科技有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 引言

研究耕地土壤硒的分布特征及其影响因素是有效开发利用富硒土壤资源的基础。而目前普定县耕地硒的研究还较缺乏，本文选取贵州省普定县作为研究区，对研究区耕地土壤Se 含量及空间分布特征进行研究，以期为当地合理有效的开发利用富硒土地资源及其选取优质的农作物提供依据。

2 研究区概况

3 样品的采集与测定

3.1 样品采集

表层土壤样品采样点区域的点密度为8.89个点/km2，采样单元按全国第二次土地调查图斑进行布设，根据1 km2范围内二调图斑多少不同，样品数有所不同，在考虑样品代表性的同时兼顾均匀性与合理性，最大限度控制调查单元。

3.2 样品分析

土壤和岩石样品的分析测试均由四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心承担。采用原子荧光光谱法(AFS)测定土壤、岩石中的全硒含量，氧化还原容量法(VOL)测定土壤中的有机质，X射线荧光光谱法(XRF)测定土壤中的全磷含量，pH计电极法(ISE)测定土壤中的pH值。样品的分析质量采用外部质量控制和内部质量监控相结合的方法控制，外部质量控制采取插入外部标准控制样和送测外检样两种方式，合格率均为100%；内部质量监控从检出限高低、准确度、精密度、数据报出率、异常点检查和重复性检验等质量参数进行监控，合格率均在 95 %以上。

表1 土壤样品分析测试方法

3.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2014 等软件完成数据相关统计分析，运用中国地质调查局发展研究中心“土地质量地球化学评价管理与维护(应用)子系统”及Arcgis 10.2软件完成硒地球化学等级评价图件的制作，相关分析用SPSS 22。

4 结果与分析

4.1 土壤中硒元素含量及分布特征

4.1.1 硒元素空间分布特征

研究区土壤中Se元素的最大值为3.64 mg/kg，最小值为0.08 mg/kg，全县平均值为0.58 mg/kg，以平均值±3倍标准差迭代剔除后，全县土壤Se含量平均值为0.54 mg/kg，最大值为1.25 mg/kg，最小值为0.08 mg/kg。根据土壤样品中的Se含量，利用半变异函数模型及克里金插值绘制出研究区表层土壤Se含量的空间分布图(图 1)。研究区耕地土壤中硒含量的空间分布特征则表现出硒含量较高的耕地土壤主要分布在研究区东北和西方向，其中东北部猴场乡耕地土壤中的硒平均含量最高，为0.87 mg/kg；在研究区中部以及南部的耕地土壤中硒含量相对较低，而定南街道耕地土壤中的硒平均含量最低，为0.37 mg/kg。Se元素高值的表土主要分布在二叠系茅口组、龙潭组、长兴组及峨眉山玄武岩组，低值区主要分布在二叠系关岭组。

4.1.2 研究区剖面土壤硒含量特征

土壤剖面Se的分布在一定程度上反映了土壤发育和生物学过程对土壤中Se的平衡的影响，根据区内土壤垂向剖面调查结果(图2)，总体来看各地层Se分布富集在表层土壤，表深层Se含量值差异较大，表层土壤中的硒元素含量大于深层土壤中硒元素含量，这可能是土壤在不断耕作和熟化过程中土壤有机质不断地增加，会将硒吸附和固定在表层土壤中，从而使得土壤中硒含量增加(李娟等，2005)。

图1 普定县耕地土壤硒(Se)含量分布特征图

图2 剖面样硒元素特征表

4.1.3 不同土壤类型中硒元素分布特征

表2 不同土壤类型及母质类型下土壤 Se 含量

4.2 土壤中硒元素含量分布的主要因素分析

4.2.1 成土母岩

土壤硒来源于各种母岩，土壤中硒含量在很大程度上决定于其母质母岩本身的硒含量(张艳玲等，2002)。从土壤硒的分布特征中可以看出，Se元素高值的表土主要分布在二叠系茅口组、龙潭组、长兴组及峨眉山玄武岩组。Se是亲地核元素，万传杰等(万传杰等，2019)研究表明火山作用是硒的一个重要源泉，早二叠世峨眉山玄武岩大规模喷发是Se元素富集的物质来源。Huang Shunsheng等(Huang et al，2009)研究表明高硒土壤主要来源于富硒岩石和煤系地层，研究区二叠系茅口组、龙潭组、长兴组为含煤地层，故推断研究区表层土硒的含量受成土母岩的影响。

4.2.2 土壤性质

由研究区表土硒含量与土壤性质相关性分析(表3)，可看出土壤硒含量与pH呈明显负相关，这是由于在中性及酸性条件下，硒的主要存在形态为亚硒酸盐(SeO32-)，不易迁移和淋溶流失，而在碱性条件下，硒的主要存在形态为硒酸盐(SeO42-)，活性和生物可利用性大，容易迁移流失。土壤硒含量与土壤有机质呈明显正相关，相关系数为0.48，有机质对硒有很强的吸附能力，有机质对硒的吸附是土壤富集硒的一个重要因素(REN et al，2014)。土壤中磷含量也与土壤硒呈正相关，磷在土壤中主要以磷灰石的形式存在，可以吸附Se4+，而几乎不吸附Se6+(邹辉等，2018)，所以可以推断出土壤硒被磷灰石吸附，同时，土壤硒主要以Se4+存在。

表3 硒和土壤相关性分析

综上所述，研究区成土母质是土壤硒的主要来源，硒在土壤中的分布受到土壤pH值、土壤有机质和土壤磷的影响。

4.3 富硒土壤资源评价

研究区硒不足的耕地面积为15.21万亩，占全县耕地总面积的24.9%，富硒耕地面积为45.74万亩，占全县耕地总面积的75.05%，主要分布在马场镇的下管村、马场村、龙场乡的波堕村、鸡场坡乡的羊场村、猫洞乡的新民村、白岩镇的白岩场村；硒过剩耕地的面积为0.03万亩，占全县耕地面积的0.05%，主要分布在马场镇、鸡场坡乡、坪上乡。

表4 普定县富硒土壤等级划分

图3 普定县耕地土壤硒(Se)等级图

5 结论

(1)研究区硒在表层土壤中明显富集，表层土壤Se含量在不同类型的土壤中的特征为：紫色土(0.63 mg/kg)>黄壤(0.61 mg/kg)>石灰土(0.52 mg/kg)>水稻土(0.51 mg/kg)；而在不同成土母岩的土壤中表现为：岩浆岩(0.82 mg/kg)>白云岩(0.81 mg/kg)>碎屑岩(0.62 mg/kg)>灰岩(0.55 mg/kg)。

(2)研究区土壤硒主要来源于成土母岩，在土壤中的迁移转化则受到土壤性质的影响，主要为pH值、土壤有机质及土壤磷。

致谢：感谢省耕地调查办、安顺市耕地调查办、普定县耕地调查办、安顺市农业局、普定县农业局的相关领导及技术人员对该项工作的支持，感谢贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心和贵州荣源环保科技有限公司人员参与野外调查与数据处理，感谢四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心对本项目样品的测试分析。