广西平乐县富硒土壤地球化学特征

李庚华，范汝海，李成勇

（广西壮族自治区二七一地质队，广西 桂林 541199）

硒（Se）是动物多种酶和蛋白质的重要组分，具有抑制癌变、抗衰老、提高肌体免疫力等功能，缺硒或硒过量会导致动物的多种病症，而动植物体内的硒大多由土壤直接或间接提供。依托广西平乐县土地质量地球化学评价项目，笔者研究平乐县主要农用地土壤中硒的分布特征和受控因素等。

1 研究区概况

研究区地处广西壮族自治区东北部、桂林市东南部，由桂林市平乐县管辖，地理坐标为东经110°34′～111°02′，北纬24°16′～24°53′，总面积为1 246 km。平乐县属中亚热带季风气候区，日照时间长，雨量较充沛，有利于农业生产。地貌分为丘陵、平原、台地和山地等类型。出露地层主要有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系，岩性主要为灰岩、白云岩、砂岩以及硅质岩等。土壤类型主要有水稻土、红壤、棕色石灰土、紫色土、冲积土和自然土。

2 样品的采集、测试分析以及数据处理

2.1 样品的采集与处理

本评价项目共采集了7 495 个样品，采样覆盖面积约为1 246 km，样品采集主要依据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016），采样点主要分布在水田、园地、旱地、林地、草地及山地丘陵土层较厚地带。采样时避开林带、田埂、沟渠、路边、旧房基、粪堆及微地形高低不平的无代表性地段。采集好的样品装入干净的棉布袋，每份原始样品质量为1.0 ～1.5 kg。原始样品自然风干后，过2 mm（10 目）孔径筛，按规范要求分样，每份平均样品质量为300 g，送样测试分析。

2.2 样品的测试分析

本次样品测试中，数据结果按规定程序通过质量评估验收，测试质量指标均符合规范要求，数据质量可靠。

2.3 数据处理

硒含量分布图采用数字地质调查信息综合平台（DGSInfo）完成，数据处理统计与分析采用SPSS25软件、Excel2010完成。

3 富硒土壤分布特征

3.1 分析结果

比值为研究区表层土壤硒含量平均值与广西土壤背景值之比，比值为研究区表层土壤硒含量平均值与全国土壤背景值之比。由表1 可知，平乐县表层土壤中硒含量为0.11 ～6.58 mg/kg，呈不均匀分布；研究区内表层土壤硒含量平均值高于全国土壤背景值（0.29 mg/kg），但低于广西土壤背景值 （0.702 mg/kg）。

表1 土壤硒含量地球化学评价结果

3.2 土壤硒含量与各元素含量的相关性

对研究区7 495 个表层土壤样品中的硒元素与其他组分进行相关性分析，得出硒元素含量与其他元素含量的相关系数。由表2 可知，Se 与Mo 呈显著正相关，相关系数为0.351（概率＜0.01），表现为较强的相关性；Se 与As、Cr、Mn、AlO、TFeO均呈显著正相关，相关系数大于0.2（＜0.01），表现为中等相关；Se 与CaO、KO、MgO、NaO、SiO、pH 呈显著负相关（＜0.01）。

表2 表层土壤硒元素与其他组分的相关系数

3.3 土壤硒含量空间分布特征

依据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）规定的硒养分地球化学等级划分标准和谭见安等提出的硒效应划分标准，统计研究区土壤各个硒含量等级的分布面积。结果显示，从硒含量来看，研究区表层土壤以富硒为主，次为足硒，硒不足、潜在硒不足及硒中毒占比很小，如表3所示。

表3 土壤硒含量等级划分

研究区表层土壤硒含量在区域上具有明显的地域性，总体上为中部高、南北部低，在微地貌上呈坡地高、河谷阶地低的特点。

4 土壤硒含量影响因素

大量研究表明，硒的分布特征受成土母质（岩）、土壤质地、地形地貌、土壤pH、有机质和人类活动等因素影响。笔者分析了研究区各种因素，认为成土母质对研究区表层土壤硒含量具有控制作用，土壤质地和土壤pH 对土壤硒含量影响较大。

4.1 土壤硒含量与地层的空间分布关系

由图1 可以看出，研究区土壤硒含量的空间分布与地层的空间分布存在一定关联。土壤硒含量高值区一般分布在第四系望高组（Q）、二叠系孤峰组（P）、栖霞组（P）、石炭系鹿寨组（C）和泥盆系榴江组-五指山组并层（D-）等黑色泥层、黑色岩系、藻砂屑灰岩及砂泥岩区，其中又以孤峰组（P）、栖霞组（P）、鹿寨组（C）三个地层的黑色岩系的硒含量异常最明显；中值区主要分布在侏罗系、石炭系尧云岭组（C）、英塘组（C）以及大部分泥盆系地层等的黏土层、砂岩、灰岩和硅质岩区域；低值区主要沿茶江、上吕河、漓江及其部分支流呈条带状、片状分布。

图1 研究区土壤硒含量与地层的空间分布关系

图1 显示，土壤硒含量高值区和中值区的空间分布与地层的空间分布具有较好的套合关系，表明研究区内表层土壤中Se 元素的空间分布受地层分布特征的控制，由此可推断，表层土壤中硒的来源与地层有关，特别是黑色碳质硅质岩系与Se 的富集具有十分密切的关联；而低值区则主要沿河一带分布，远离江河岸区域的硒含量呈升高趋势，主要原因是江河岸一带的土壤一般由冲洪积而成，成土过程经过了强烈的淋滤作用，砂粒较多，致使硒不同程度地丢失，从而使沿河一带的土壤硒含量较低。

4.2 土壤硒含量与地质背景的关系

硒含量在岩石、成土母质、土壤之间存在明显的继承性，即岩石、成土母质与表层土壤中的硒含量存在明显的正相关性（见图2），且富集规律均表现为表层土壤＞成土母质＞岩石。由此推断，表层土壤中的硒受成土母质的影响，主要来源于成土母质，同时在表生地球化学作用下有次生富集作用。

图2 硒在岩石、成土母质和表层土壤中的线性关系

4.3 不同类型土壤的硒含量特征

研究区中各类型土壤对应的硒含量如表4 所示。由表4 可知，土壤硒含量最高的是红壤，最低是冲积土。红壤多分布于地形较高的坡地，原地残积、坡积而成，土壤黏粒含量多。研究表明，土壤黏粒对硒有吸附作用，从而使本区红壤硒含量较高；冲积土多分布于靠近河流的河谷阶地，冲积而成，砂粒较多，加之区内雨量充沛，土壤淋滤作用强，致使硒不同程度地丢失，从而导致硒含量较低。上述情况表明，土壤类型也是影响土壤硒含量的重要因素。

表4 研究区不同类型土壤硒含量特征

4.4 土壤硒含量与土壤性质的相关性

4.4.1 土壤硒含量与pH 的关系

土壤pH 被认为是影响土壤硒含量的重要因素之一，通过控制土壤元素的活性，影响作物的硒含量。以0.2 为间隔，对研究区pH 取平均值，各区间的硒元素含量也取平均值，得到22 组数据，并分别以pH、硒元素含量为自变量和因变量描绘散点图，如图3 所示。由图3 可知，总体上，土壤硒含量随着pH 的增大而减小，具有较明显的负相关关系。样品统计分析显示，研究区强酸性土壤中硒含量均值为0.62 mg/kg，高于碱性土壤（0.51 mg/kg）、中性土壤 （0.50 mg/kg）、酸性土壤（0.48 mg/kg）。

图3 土壤硒含量与土壤pH 的散点图

4.4.2 土壤硒含量与有机质的关系

前人研究表明，土壤有机质具有极强的吸附性，硒可与土壤有机质中的腐植酸结合，形成不易迁移的腐植酸结合态硒，进而固定在土壤中发生富集，故土壤硒含量与有机质呈显著正相关。对研究区的表层土壤数据进行统计（见表2），结果显示，研究区表层土壤硒含量与有机质（以有机碳为代表）呈显著正相关（＜0.01），本次研究结果与前人研究结果一致。

5 结论

研究区硒资源丰富，表层土壤硒平均含量为0.52 mg/kg，足硒和富硒土壤面积占总评价面积的99.78%，富硒农业发展前景广阔。研究区表层土壤硒含量分布不均匀，不同土壤类型中，红壤的硒含量最高，最低为冲积土。研究区表层土壤硒的分布主要受控于成土母质，其次是受土壤性质影响，相关性分析显示，硒含量与pH 呈显著负相关（＜0.01），与有机质呈显著正相关（＜0.01）。