利川市耕地硒資源分布研究

饒孝沛，王明瓊，冉 露，周富忠*

(1.湖北省利川市建南農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)

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利川市耕地硒資源分布研究

饒孝沛1，王明瓊2，冉 露2，周富忠2*

(1.湖北省利川市建南農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)

摘要[目的]研究湖北省利川市耕地硒含量及資源分布情況，為當(dāng)?shù)嘏d辦富硒產(chǎn)業(yè)及開發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。[方法]以農(nóng)戶責(zé)任田自然地塊為采樣單元，采集利川市621個(gè)耕地土樣，測(cè)定全硒含量，分析硒資源分布情況。[結(jié)果]利川耕地土壤的全硒含量為0.011～6.121 mg/kg，平均值為0.439 mg/kg，處于富硒水平；耕地土壤硒含量與土壤有機(jī)質(zhì)有一定相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.287 8，但與土壤pH相關(guān)性不明顯。境內(nèi)耕地富硒土壤呈不規(guī)則“y”字型分布，文斗、忠路、沙溪為粗壯的“y”腳，由西南角向東北、西北方向延伸。耕地全硒0.900 mg/kg以上的采樣點(diǎn)集中分布于忠路文斗帶、齊岳山脈(含福寶山)、寒池山脈和麻山山脈4個(gè)區(qū)域。耕地硒含量與煤關(guān)系緊密，含硒較高的4個(gè)區(qū)域均有大小不等的煤礦資源。缺硒地區(qū)主要分布在柏楊鎮(zhèn)及齊岳山以西的建南鎮(zhèn)、謀道鎮(zhèn)。[結(jié)論]初步摸清了利川耕地硒含量及分布規(guī)律。

關(guān)鍵詞耕地；全硒；分布；利川市

1817年，瑞典化學(xué)家Berzelius采用黃鐵礦制取硫酸時(shí)發(fā)現(xiàn)了硒；1934年，美國(guó)發(fā)現(xiàn)牲畜食入硒含量過多的牧草引起中毒，故很長(zhǎng)一段時(shí)間認(rèn)為硒是一種有毒元素；直到1957年才發(fā)現(xiàn)硒對(duì)生命體有益，1973年世界衛(wèi)生組織將硒確定為人體必需的微量元素。硒是人體必需的14種微量元素之一，抗氧化性是硒的生化作用基礎(chǔ)，能改善動(dòng)物機(jī)體的免疫力，提高人體抗衰老、抗癌能力，并對(duì)重金屬有解毒作用[1-3]。我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺硒國(guó)家之一，缺硒土壤面積占整個(gè)國(guó)土面積的1/3以上；從東三省到云貴高原，我國(guó)72%地區(qū)存在一條低硒地帶，生活在缺硒地區(qū)的人口有4億之多[4]。湖北恩施是“中國(guó)第一高硒區(qū)”，存在獨(dú)立硒礦床，是迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的唯一具有工業(yè)開采價(jià)值的硒礦床[2，5]。利川與恩施比鄰，是一個(gè)典型的貧硒與高硒相交的地帶，以齊岳山為界，把利川分為貧硒和高硒區(qū)，齊岳山以西為貧硒區(qū)，并有克山病流行，齊岳山以東則為高硒區(qū)，石煤硒含量平均達(dá)111.4mg/kg[6]。土壤是動(dòng)植物硒的主要來源，土壤中硒的含量及形態(tài)直接影響人體硒的攝入量，進(jìn)一步影響人的身體健康[1]。李明偉等[7]對(duì)利川茶園的硒含量進(jìn)行了研究，但關(guān)于利川耕地硒含量及其分布規(guī)律鮮見報(bào)道。筆者研究湖北省利川地區(qū)耕地硒含量及其分布規(guī)律，旨在為當(dāng)?shù)嘏d辦富硒產(chǎn)業(yè)及開發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1土樣采集以農(nóng)戶責(zé)任田自然地塊為采樣單元，按NY/T1121.1—2006標(biāo)準(zhǔn)采集耕地土壤樣品621個(gè)，涉及利川14個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、辦事處)中的13個(gè)，覆蓋了575個(gè)村中的463個(gè)，樣品覆蓋率達(dá)到80.0%以上。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)樣品分布及覆蓋村個(gè)數(shù)見表1。

14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤樣品覆蓋率達(dá)到90.0%以上的村，元堡、沙溪、毛壩3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)村實(shí)現(xiàn)了全覆蓋；都亭辦事處無土樣；汪營(yíng)、涼霧土樣相對(duì)偏少，覆蓋率分別為36.0%和48.9%；東城土樣密集，但分布不均，覆蓋率僅為55.6%。

1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法按農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY1104—2006土壤中全硒含量的測(cè)定方法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)前處理進(jìn)行如下調(diào)整：土樣量由2.0g下調(diào)為0.5g左右，樣品消解由100mL三角瓶改為150mL消化管，消解溫度為160～170 ℃，消解儀設(shè)置溫度200～210 ℃，消解時(shí)間4h以上，以土樣變白或灰白色，液體變淺黃色或無色確定消解終點(diǎn)。檢測(cè)儀器為北京海光公司生產(chǎn)的AFS-230E原子熒光光度計(jì)，儀器設(shè)置條件：爐高8mm，燈電流80mA，輔助電流40mA，負(fù)高壓300V，載氣流量400mL/min，屏蔽氣900mL/min。載液為5.0%鹽酸，還原劑為0.8%KBH4+0.4%NaOH。按NY/T1121.2—2006標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)土樣pH，NY/T1121.6—2006標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)土樣有機(jī)質(zhì)含量。運(yùn)用平行結(jié)果和插入?yún)⒈葮訉?duì)土樣全硒、有機(jī)質(zhì)、pH檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量控制。

表1利川市耕地樣品鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布及覆蓋村情況

Table1Thevillagesandtownsdistributionofcultivatedlandsampleandthesituationofcoveringvillages

鄉(xiāng)鎮(zhèn)Villagesandtowns樣品Sample個(gè)樣品村Samplevillage∥個(gè)行政村Administrativevillage∥個(gè)覆蓋率Coveringvillage∥%東城Dongcheng72101855.6元堡Yuanbao792626100汪營(yíng)Wangying19185036.0涼霧Liangwu23224548.9柏楊Boyang65555894.8謀道Moudao43415673.2毛壩Maoba464444100建南Jiannan54485488.9沙溪Shaxi242222100南坪Nanping28192190.5文斗Wendou55525692.9忠路Zhonglu58516085.0團(tuán)堡Tuanbao55555698.2都亭Duting0090合計(jì)Total62146357580.5

2結(jié)果與分析

2.1硒含量檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)結(jié)果表明，全硒含量為0.011～6.121mg/kg，極差6.110mg/kg，均值0.439mg/kg。按譚見安[8]的“缺、少、足、富、高、過”6級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，利川15.14%的耕地硒含量處于缺少水平，83.41%的耕地硒含量富足，1.45%的耕地硒含量高過；耕地全硒含量均值接近富硒水平，達(dá)富硒以上水平的占28.66%(圖1a)。按李家熙[9]的“極低、低、中、高(富)”4級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)，利川耕地平均值達(dá)到富硒水平，樣品富硒比例達(dá)到36.39%(圖1b)。

按水田和旱地不同耕作類型分類統(tǒng)計(jì)，旱地平均硒含量0.472mg/kg，處于富硒水平；水田硒平均含量0.331mg/kg，

注：a.譚見安分類標(biāo)準(zhǔn)；b.李家熙分類標(biāo)準(zhǔn)。Note：a was classification standard of Tan Jian-an；b was the classification standard of Li Jia-xi.圖1　利川市耕地硒含量各級(jí)樣品頻率分布Fig.1　Frequency distribution of selenium content in cultivated land in different grades of samples

低于旱地，變幅也小于旱地。按土壤類型統(tǒng)計(jì)，硒的平均值呈現(xiàn)明顯的垂直分布規(guī)律，由高山的棕壤至二高山的黃棕壤至低山的黃壤，土壤硒含量逐步降低，紫色土最低，但最高值和最低值都出現(xiàn)在紫色土中。按不同成土母質(zhì)統(tǒng)計(jì)，石灰?guī)r(包含碳質(zhì)巖、硅質(zhì)巖等黑色巖系)發(fā)育的耕地硒含量最高，第四紀(jì)黏土母質(zhì)發(fā)育的耕地最低(表2、3)。這與李明偉等[7]對(duì)利川茶園土壤的研究結(jié)論不完全一致，他研究認(rèn)為“第四紀(jì)黏土形成的土壤硒含量較高，這是較新的發(fā)現(xiàn)”。導(dǎo)致結(jié)論不一致可能與土樣采集時(shí)對(duì)成土母質(zhì)劃分不完全準(zhǔn)確有關(guān)。2.2硒資源區(qū)域分布規(guī)律筆者認(rèn)為，譚見安[8]的6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)更適合利川耕地硒含量分類。由表4可知，利川耕地硒缺少區(qū)域主要集中在建南、柏楊、謀道3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建南耕地硒含量整體較低；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地全硒大多處于富足水平；處于高過水平的9個(gè)樣品分別分布在柏楊的欄堰，文斗的鳳凰、黃土、新田榜、聯(lián)豐，沙溪的高源，毛壩的聯(lián)心、青巖、紅衛(wèi)9個(gè)村。從平均值看，建南最低0.097mg/kg，涼霧次之0.298mg/kg，變幅相對(duì)也小，標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.060、0.097；50%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均值在0.400mg/kg左右，排前5位的分別為文斗(0.790mg/kg)、毛壩(0.624mg/kg)、忠路(0.582mg/kg)、沙溪(0.567mg/kg)、汪營(yíng)(0.536mg/kg)。

表2　利川市不同土壤類型硒含量分布情況

表3　利川市不同成土母質(zhì)硒含量分布情況

表4　利川市鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地硒含量分布情況

把178個(gè)耕地富硒以上水平采樣點(diǎn)在利川地圖上進(jìn)行標(biāo)識(shí)后發(fā)現(xiàn)，耕地富硒點(diǎn)呈不規(guī)則的“y”字型分布，西側(cè)由齊岳山脈東北向西南延伸，東側(cè)由柏楊鎮(zhèn)的寒池山脈連接團(tuán)堡鎮(zhèn)的石板嶺通過東城延伸至麻山山脈(包括元堡鄉(xiāng)、毛壩鎮(zhèn)及沙溪鄉(xiāng))，最后延伸至“y”腳——忠路鎮(zhèn)及文斗鄉(xiāng)(圖2)。

圖2　利川市耕地富硒點(diǎn)分布Fig.2　Distribution of selenium enrichment sites of cultivated land in Lichuan City

若把耕地全硒含量在0.900mg/kg以上視為高硒水平，樣品有48個(gè)，其中，文斗15個(gè)，忠路13個(gè)，柏楊、毛壩各4個(gè)，汪營(yíng)、沙溪、謀道各3個(gè)，元堡2個(gè)，東城1個(gè)。大部分都在海拔800m以上的二高山，且多在1 200m左右，只有文斗的堡上、桐麻、新田榜和耳子山4個(gè)點(diǎn)在海拔800m以下的低山。

把這48個(gè)土樣標(biāo)注到地圖上，發(fā)現(xiàn)利川高硒耕地集中分布在以下4個(gè)區(qū)域(圖3)。

圖3　利川市耕地高硒點(diǎn)分布Fig.3　Distribution of high selenium sites of cultivated land in Lichuan City

第1區(qū)域：忠路、文斗高硒帶，26個(gè)土樣，由忠路西北角的新建、偏嵌、甘溪、龍?zhí)?、石盤、理智、理塘溪、黑林向西南延伸至文斗的龍坪、高峰、金龍、鹿街、聯(lián)峰、安山、中原、林場(chǎng)、桐麻、堡上、黃土、黃連、鳳凰、耳子山、新田榜(表5)。

第2區(qū)域：齊岳山脈、福寶山脈高硒帶，9個(gè)土樣，起點(diǎn)由齊岳山脈東北角柏楊的欄堰，向西南逐步延伸經(jīng)謀道的鹿池、紅光、堪金，汪營(yíng)的高坎子、清江、魚泉，直到福寶山脈南面忠路的長(zhǎng)干、茶臺(tái)(表6)。

第3區(qū)域：麻山山脈高硒帶，9個(gè)土樣，東南起沙溪的高源、黃泥塘，經(jīng)元堡的友聯(lián)、朝陽、洛陽，至毛壩的紅衛(wèi)、青巖、聯(lián)心、桃花(表7)。

第4區(qū)域：寒池山脈高硒帶，3個(gè)土樣，集中在柏楊的東部與恩施交界處的羅圈、見天、桂花(表8)。

東城楊柳村的富硒土樣點(diǎn)呈獨(dú)立點(diǎn)狀分布，該村海拔1 105.4m，土壤類型為黃棕壤，成土母質(zhì)為石灰石，水浸pH為7.54，硒含量為0.963mg/kg。

2.3相關(guān)性分析土壤全硒與有機(jī)質(zhì)相關(guān)性分析：對(duì)398個(gè)成對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)r=0.287 8(圖4)。

土壤全硒與pH相關(guān)性分析：對(duì)621個(gè)成對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)r=0.050 0。土壤全硒與pH無明顯相關(guān)性，硒含量低于0.175mg/kg的94個(gè)土樣水浸pH為4.31～8.37，而硒含量高于0.900mg/kg的48個(gè)土樣水浸pH為4.47～8.39，兩者pH的范圍相當(dāng)、極差相近(圖5)。與煤相關(guān)性明顯，4個(gè)高硒帶均有不同儲(chǔ)量的煤層出露，這與前人結(jié)論一致。

3結(jié)論與討論

(1)利川耕地硒含量整體富足，最高值達(dá)到6.121mg/kg，最低值為0.011mg/kg，平均全硒含量0.439mg/kg，接近譚見安[8]規(guī)定富硒水平，超過李家熙等[9]規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，利川應(yīng)該是恩施“硒都”的重要組成部分。耕地土壤硒含量與土壤有機(jī)質(zhì)有一定相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.287 8；但與土壤pH相關(guān)性不明顯，高硒土壤往往與煤伴生。

表5　第1富硒帶土樣分布情況

表7　第3富硒帶土樣分布情況

表8　第4富硒帶土樣分布情況

圖4　土壤硒含量與有機(jī)質(zhì)相關(guān)性分析Fig.4　Correlation analysis between soil selenium content and organic matter

圖5　土壤硒含量與pH相關(guān)性分析Fig.5　Correlation analysis between soil selenium and pH

(2)耕地缺硒地區(qū)集中在建南、謀道、柏楊3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，特別是齊岳山以西的謀道鎮(zhèn)(不含齊岳山)和建南鎮(zhèn)整體水平較低。耕地富硒采樣點(diǎn)呈不規(guī)則的“y”字型分布，忠路、沙溪、文斗3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)構(gòu)成“y”字的粗壯腳，西側(cè)由西南向西北延伸經(jīng)福寶山至齊岳山脈東北角，東側(cè)由西南經(jīng)麻山山脈(包括沙溪鄉(xiāng)、毛壩鎮(zhèn)及元堡鄉(xiāng))通過東城延伸至柏楊鎮(zhèn)的寒池山脈連接團(tuán)堡鎮(zhèn)的石板嶺。耕地全硒含量在0.900mg/kg以上的采樣點(diǎn)集中分布在4個(gè)區(qū)域，即忠路文斗帶、齊岳山福寶山帶、麻山帶、寒池山帶。

(3)該研究土樣數(shù)量相對(duì)較少，分布存在不均衡性，富硒帶及相關(guān)結(jié)論需進(jìn)一步證實(shí)；富硒耕地種植的作物是否同樣富硒以及在缺硒地區(qū)施用硒肥效果等有待于進(jìn)一步研究。

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作者簡(jiǎn)介饒孝沛(1969-)，男，湖北利川人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。*通訊作者，高級(jí)農(nóng)藝師，從事土肥水質(zhì)量監(jiān)測(cè)和技術(shù)推廣工作。

收稿日期2016-03-27

中圖分類號(hào)S 153.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)13-201-06

DistributionofSeleniumResourcesinCultivatedLandofLichuanCity

RAOXiao-pei1,WANGMing-qiong2,RANLu2,ZHOUFu-zhong2*

(1.JiannanAgriculturalServiceCenterofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400; 2.SoilfertilizerworkstationofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400)

Abstract[Objective] To research the selenium content and resource distribution of cultivated land in Lichuan City of Hubei Province, and to provide scientific references for the development of selenium enrichmentindustry and the selenium enrichment agricultural products. [Method] With natural plot of household responsible field as the sampling unit, we detected the total selenium content in 621 soil samples of cultivated land in Lichuan City, and analyzed the resource distribution of selenium. [Result] The total selenium content in cultivated soil of Lichuan City was 0.011-6.121 mg/kg; the mean value was 0.439 mg/kg, which was at a level of selenium enrichment. Selenium content in cultivated soil had certain correlation with the organic matter in soil and the correlation coefficient was 0.287 8. But it had no significant correlation with soil pH. Selenium-enrichment cultivated soil showed a “y”-type distribution. Wendou, Zhonglu and Shaxi were sturdy “y” type, which extended from southwest to northeast and northwest. Sampling sites with more than 0.900 mg/kg selenium content in cultivated land were mainly concentrated in Wendou and Zhonglu belt, Qiyue mountain range (containing Fubao Mountain), Hanchi mountain range and Mashan mountain range. Selenium content in cultivated land had close correlation with coal. The four regions having relatively high selenium content all had coal mineral resources. Areas lacking of selenium were mainly distributed in Boyang Town and Jiannan and Moudao Towns in west Qiyue Mountain. [Conclusion] Selenium content and distribution law in Lichuan City are preliminarily found out.

Key wordsCultivated land; Total selenium; Distribution; Lichuan City