重慶市江津區(qū)紫色土壤基本性質(zhì)對(duì)土壤硒含量的影響

趙婉彤 童建川 楊劍虹

摘要[目的]研究重慶市江津區(qū)紫色土壤基本性質(zhì)對(duì)土壤硒含量的影響。 [方法]以重慶市江津區(qū)農(nóng)業(yè)土壤為研究對(duì)象，分析該地區(qū)土壤基本性質(zhì)以及土壤中不同形態(tài)硒含量，探討土壤基本性質(zhì)對(duì)土壤總硒、水溶性硒、Olsen硒含量的影響。[結(jié)果]紫色土壤中總硒、水溶性硒、Olsen硒與土壤基本性質(zhì)密切相關(guān)?？偽c水溶性硒呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與Olsen硒呈極顯著正相關(guān)；土壤中硒含量與成土母質(zhì)有一定的關(guān)系，但同時(shí)受外源因素影響；土壤pH與總硒、水溶性硒、Olsen硒均存在極顯著正相關(guān)，其中酸性土壤中硒含量相對(duì)較高；隨著有機(jī)質(zhì)含量的增加，土壤中總硒、水溶性硒含量逐漸增加，而Olsen硒含量逐漸降低。 [結(jié)論] 該研究為調(diào)節(jié)土壤中硒含量、改良植物硒營(yíng)養(yǎng)以及防治、控制硒反應(yīng)病提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞紫色土；總硒；水溶性硒；Olsen硒

中圖分類號(hào)S153.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）05-0092-04

Abstract[Objective] To study effects of the basic conditions of the purple soil on soil selenium in Jiangjin district of Chongqing City.[Method] Using soil selenium in Jiangjin district in Chongqing agricultural soil as the main research object， soil basic properties in the region and different forms of selenium content in soil were analyzed，and effects of soil conditions on content of water solulde seleinum， Olsen selenicum in the soil were discussed.[Result ]The total selenium， water soluble selenium，Olsen selenium in purple soil were closely related to the basic properties of the soil.Total selenium had extremely significant negative correlation with watersoluble selenium，and total selenium was significantly positively correlated with Olsen selenium；Selenium content in the soil had a certain relationship with the parent material，but was also affected by exogenous factors；Soil pH and total selenium，water soluble selenium，Olsen selenium showed extremely significant positive correlations，and in acidic soil selenium content was relatively large；With the increase of organic matter content，total selenium and water soluble selenium content increased gradually，while Olsen selenium content gradually reduced.[Conclusion]The study provides theoretical basis for adjusting the selenium content in soil，improving plant selenium nutrition and prevention and control of selenium reaction disease.

Key wordsPurple soil；Total selenium；Watersoluble selenium；Olsen selenium

作者簡(jiǎn)介趙婉彤（1988—），女，河南蘭考人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事土壤化學(xué)研究。

收稿日期2016-12-23

土壤是生態(tài)環(huán)境的樞紐，土壤中硒的含量及形態(tài)對(duì)植物吸收硒的程度具有直接影響，而硒不足或者過量都會(huì)對(duì)植物及動(dòng)物的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖產(chǎn)生影響，甚至威脅人類健康[1-4]。硒作為一種微量元素存在于土壤中，其含量分布由諸多因素共同決定，包括土壤類型及其基本理化性質(zhì)、地形地貌、氣候條件、利用方式等[5-6]。土壤pH會(huì)影響土壤中硒存在的形態(tài)，從而影響硒的有效性[7]；硒廣泛存在于各類巖石中，不同巖石發(fā)育而來的土壤中硒的含量及分布相差很大；同一類型的土壤，由于利用方式不同，土壤中硒含量也不同。

我國(guó)位于世界缺硒國(guó)家和地區(qū)之列，就全國(guó)范圍而言，我國(guó)低或缺硒土壤（<0.05 mg/kg）面積占國(guó)土面積的72%左右[8]。童建川[3]研究表明，重慶紫色土地區(qū)土壤全硒含量在0.077～0.566 mg/kg，處于低硒偏中等水平。目前對(duì)紫色土有效硒的現(xiàn)狀及影響因素研究較少。同時(shí)，由于對(duì)紫色土中硒含量的測(cè)定方法不同，使得同一地區(qū)的結(jié)果不同。因此，選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)重慶地區(qū)紫色土中有效硒的研究，可以調(diào)節(jié)土壤中硒含量、改良植物硒營(yíng)養(yǎng)。筆者以重慶市江津區(qū)為例，通過對(duì)該地區(qū)土壤硒含量進(jìn)行測(cè)定，分析土壤條件與硒之間的相關(guān)性。

1材料與方法

1.1樣品采集

根據(jù)江津區(qū)硒資源普查結(jié)果，選取不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)土壤140個(gè)樣品：四面山鎮(zhèn)12，蔡家鎮(zhèn)50，德感街道11，賈嗣鎮(zhèn)30，珞璜街道12，石門鎮(zhèn)12，中山鎮(zhèn)13。耕作層土壤采用網(wǎng)格法布點(diǎn)采樣，每個(gè)點(diǎn)取5個(gè)以上分樣（梅花點(diǎn)法，50～100 mm）組合成一個(gè)土壤樣，采樣深度0～20 cm。土壤樣品經(jīng)室內(nèi)自然風(fēng)干，剔除土壤的外侵入體（如動(dòng)物殘?bào)w、昆蟲、礫石及塑料袋碎屑等），然后依次通過2.00、1.00、0.25 mm尼龍篩，混合裝瓶備用。全過程注意分取樣的均勻代表性，避免使用金屬工具，防止污染。

1.2測(cè)定方法

采用硫酸-硝酸濕灰化-原子熒光光度法測(cè)定土壤中總硒含量；水溶性硒、Olsen硒分別以水、NaHCO3（pH 8.5）為提取液，用原子熒光光度計(jì)測(cè)定；土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法見楊劍虹等[9]的《土壤農(nóng)化分析與環(huán)境監(jiān)測(cè)》。其中土壤pH采用電位法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法（K2Cr2O7-H2SO4）測(cè)定。

2結(jié)果與分析2.1土壤中不同形態(tài)硒之間的相關(guān)性分析

不同形態(tài)的硒對(duì)植物的可利用性各異，硒的有效性主要取決于土壤中硒的存在形態(tài)和溶解性[10]。植物能有效吸收利用的硒主要包括有機(jī)硒、硒酸鹽和亞硒酸鹽?？偽荒茏鳛橥寥牢囊粋€(gè)容量指標(biāo)，而不能反映土壤對(duì)硒的供應(yīng)情況。該研究中，硒的形態(tài)主要包括總硒、水溶性硒、碳酸氫鈉提取態(tài)硒（Olsen硒）。在供試土壤中選取140個(gè)樣品進(jìn)行分析，總硒平均含量為0.283 mg/kg，水溶性硒平均含量為1.970 μg/kg，Olsen硒平均含量為17.800 μg/kg。Olsen硒的含量遠(yuǎn)高于水溶性硒，說明碳酸氫鈉對(duì)硒的提取能力高于水的提取能力。

由圖1、2可知，總硒與水溶性硒呈極顯著負(fù)相關(guān)，；總硒與Olsen硒呈極顯著正相關(guān)，。隨著總硒含量的增加，水溶性硒逐漸減少，而Olsen硒呈遞增趨勢(shì)。Olsen硒與總硒的相關(guān)性遠(yuǎn)高于水溶性硒與總硒的相關(guān)性。此外，水溶性硒與Olsen硒的相關(guān)性：。由此可知，總硒、水溶性硒、Olsen硒之間均呈極顯著相關(guān)，實(shí)際操作中，可以通過分析其中1個(gè)指標(biāo)，而了解其他2種指標(biāo)的含量。

2.2成土母質(zhì)對(duì)土壤硒含量的影響

硒廣泛存在于各類巖石中，其含量、分布與巖性密切相關(guān)[7]。重慶地區(qū)紫色母巖為典型的沉積巖，主要以中生代侏羅系地層出露最多，其次是白堊系，各時(shí)期的成土母質(zhì)主要為夾關(guān)組、沙溪廟組、遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組、自流井組等。紫色土是典型的初育土，成土母巖間的差異會(huì)直接或間接地影響其發(fā)育土壤元素的含量、存在形態(tài)和分布規(guī)律等。

由圖3可知，不同母質(zhì)發(fā)育的土壤中，總硒含量由高到低依次為自流井組、夾關(guān)組、沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組。但遂寧組發(fā)育的土壤水溶性硒含量最高，沙溪廟組最低。Olsen硒在母質(zhì)發(fā)育的土壤中含量與水溶性硒成相反關(guān)系，沙溪廟組發(fā)育的土壤中Olsen硒含量最高，遂寧組發(fā)育的土壤中Olsen硒含量最低，這與總硒的變化相近。此外，由于工業(yè)發(fā)展或者外源硒的加入，同一母質(zhì)不同土壤中硒的含量也相差很大。如同是自流井組發(fā)育而來的土壤，工業(yè)區(qū)（珞璜、德感街道）的總硒平均含量為0.685 mg/kg，而非工業(yè)區(qū)（賈嗣、蔡家）的總硒平均含量為0.239 mg/kg。

高達(dá)2.44 μg/kg；Olsen硒的平均含量皆高于16.0 μg/kg，沙溪廟組高達(dá)18.0 μg/kg。在變異系數(shù)方面，除遂寧組土壤總硒與水溶性硒，以及蓬萊鎮(zhèn)組總硒外，其他4種母質(zhì)發(fā)育的土壤中總硒與水溶性硒的變異系數(shù)皆大于50%，而Olsen硒的變異系數(shù)皆小于50%，遂寧組Olsen硒的變異系數(shù)為25%，變異系數(shù)越大，說明該土壤發(fā)育過程中，外界的影響較為明顯。由此可知，土壤總硒含量與各成土母巖沉積順序之間并不存在明顯的相關(guān)性；土壤中硒含量與母質(zhì)有一定的關(guān)系，但同時(shí)受外源因素影響；同一母質(zhì)發(fā)育的土壤，工業(yè)區(qū)的總硒含量往往高于非工業(yè)區(qū)，此外，同一成土母質(zhì)中不同形態(tài)硒的含量也不同。

2.3pH對(duì)土壤硒含量的影響

由表2可知，pH與總硒、水溶性硒、Olsen硒均呈極顯著相關(guān)，其中，pH與水溶性硒呈極顯著正相關(guān)，而與總硒、Olsen硒呈極顯著負(fù)相關(guān)，此結(jié)果與耿建梅[11]對(duì)海南土壤分析得出的結(jié)果一致。隨著pH的增加，水溶性硒含量顯著增加，而土壤中總硒與Olsen硒含量逐漸減少。由此可知，pH是調(diào)控土壤中硒含量方法之一。

江津地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤pH為3.7～8.0，酸、中、堿性土壤比例分別為74.44%、10.74%、14.82%，總體以酸性土壤為主，且酸化問題較為突出[12]。該研究中，試驗(yàn)樣品140個(gè)，其中酸性土壤111個(gè)，中性土壤26個(gè)，而遂寧組發(fā)育而來的土壤也呈酸性，表明江津地區(qū)土壤酸化嚴(yán)重。由表3可知，在酸性土壤中，pH與總硒、水溶性硒、Olsen硒的相關(guān)性與表2變化一致。中性土壤中，pH僅與總硒呈顯著正相關(guān)，而與水溶性硒、Olsen硒均相關(guān)不顯著，但與Olsen硒相關(guān)性比水溶性硒的相關(guān)性好。此外，酸性土壤中總硒平均含量（0.304 mg/kg）高于中性土壤（0.230 mg/kg），但酸性土壤的水溶性硒均值（1.59 μg/kg）和Olsen硒均值（18.40 μg/kg）均低于中性土壤的水溶性硒均值（2.66 μg/kg）和Olsen硒均值（1540 μg/kg），且不同形態(tài)硒平均含量的變異系數(shù)由大到小依次為酸性土壤、中性土壤。說明在酸性土壤中硒的含量相對(duì)較高，但其土壤間的差異性較大；中性土壤的總硒含量雖然低于酸性土壤，但各土壤間的含量變化較小。重慶地區(qū)酸性土壤地貌較為復(fù)雜，多為深丘窄谷，發(fā)育程度較深，因此地域差異較大；中性土壤分布較為集中，土壤屬性相對(duì)較穩(wěn)定。

2.4有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒含量的影響

由圖4可知，有機(jī)質(zhì)與總硒的含量呈正相關(guān)；二者的相關(guān)系數(shù)為r=0.629**（r0.01=0.220，n=140），達(dá)極顯著相關(guān)。說明有機(jī)質(zhì)吸附固定總硒的作用很強(qiáng)，隨著土壤中有機(jī)質(zhì)含量的增加，總硒含量也相應(yīng)增加。

由圖5可知，隨著有機(jī)質(zhì)含量的增加，水溶性硒含量逐漸降低，而Olsen態(tài)硒含量呈增加趨勢(shì)。有機(jī)質(zhì)與水溶性硒

擬合方程為 與Olsen硒的擬合方程為 均達(dá)極顯著水平。

供試土樣的有機(jī)質(zhì)平均含量為19.5 g/kg，總硒含量為0.289 mg/kg。說明有機(jī)質(zhì)對(duì)硒具有強(qiáng)烈的結(jié)合、吸附功能，是土壤固定硒的重要因素之一。

3結(jié)論與討論

該研究以重慶市江津區(qū)作為研究對(duì)象，在確立水溶性硒、Olsen硒測(cè)定方法的基礎(chǔ)上，通過對(duì)江津地區(qū)140個(gè)土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，分析了該地區(qū)土壤中不同形態(tài)硒的含量，了解土壤基本性質(zhì)對(duì)土壤硒的影響。土壤總硒是土壤有效硒的基礎(chǔ)和來源，總硒與水溶性硒、Olsen硒均存在明顯的相關(guān)性；土壤中水溶性硒的提取量較少，Olsen硒含量是水溶性硒的十幾倍。紫色土是典型的初育土，成土母巖間的差異會(huì)直接或間接地影響其發(fā)育土壤元素的含量水平、存在形態(tài)和分布規(guī)律等；土壤的基本理化性質(zhì)有利于土壤硒的富集滯留，同時(shí)也限制硒的淋溶解吸。

土壤pH在很大程度上決定了土壤硒的有效性[10]。土壤pH是控制亞硒酸鹽和硒酸鹽之間轉(zhuǎn)化的重要因素。亞硒酸鹽一般存在于酸性和中性土壤中，受黏粒礦物和鐵氧化物固定，常與鐵形成溶解性極低的氧化物和水合氧化物而使其有效性大大降低[13]；而通風(fēng)較好的堿性土壤中，硒主要以硒酸態(tài)存在，硒酸態(tài)溶解度大，有效性高。此外，pH對(duì)土壤硒的甲基化也有影響，在一定范圍內(nèi)土壤硒的甲基化隨pH的增加而增加，而甲基化會(huì)使硒的移動(dòng)性和從表土中溢出的可能性增加[14]。該研究表明，pH與總硒、水溶性硒、Olsen硒都存在顯著相關(guān)性，隨著pH的增加，總硒與Olsen硒含量呈減少趨勢(shì)，而水溶性硒含量逐漸增加，此種變化趨勢(shì)在酸性土壤（pH<6.5）尤為明顯。

土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒的影響較為復(fù)雜。一方面，有機(jī)質(zhì)通過降解作用釋放出硒；另一方面，由于有機(jī)質(zhì)-金屬?gòu)?fù)合體提供的吸硒基團(tuán)能夠固定土壤中的硒，致使高有機(jī)質(zhì)土壤中的有效硒小于低有機(jī)質(zhì)土壤。有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的影響主要表現(xiàn)為固定[14]。有機(jī)質(zhì)的固硒能力，主要是因?yàn)楦迟|(zhì)含有帶負(fù)電荷多聚物，這些多聚物含有酚羥基和羧基，與亞硒酸根競(jìng)爭(zhēng)氧化物和黏粒礦物表面上的吸附點(diǎn)，而可溶性腐殖質(zhì)與金屬離子形成帶正電荷的螯合物，可與亞硒酸根反應(yīng)。有機(jī)質(zhì)通過對(duì)硒的固定作用而影響土壤硒的有效性，因此可通過調(diào)節(jié)土壤中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到調(diào)節(jié)土壤中硒含量的目的。

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