?？谑修r(nóng)用地土壤硒含量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性研究

李福燕 李許明

摘要?采集?？谑?3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個(gè)農(nóng)場(chǎng)的751個(gè)農(nóng)用地土壤耕作層（0～25 cm）樣品，研究分析了土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH、全氮、全磷、全鉀和全硒含量，并對(duì)土壤中全硒含量和土壤理化性質(zhì)相關(guān)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：海口市農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上處于中上水平，全省有機(jī)質(zhì)平均含量為 27.79 g/kg，各地區(qū)之間含量差異較大，最大值為最小值的29.22倍;土壤 pH 平均為5.40，為酸性土壤;土壤全氮平均含量為1.72 g/kg，大部分地區(qū)氮含量屬于中等偏上水平;土壤全磷含量的平均值為0.94 g/kg，磷含量地區(qū)間差異較大;土壤全鉀平均含量為2.06 g/kg，全市土壤鉀含量偏低，88%以上土壤處于中下水平;所調(diào)查土壤硒含量從痕量到2.23 mg/kg，平均值為0.35 mg/kg，明顯高于全省平均值0.211 mg/kg，45.54%的土壤硒含量處于中等及以上水平（0.175 mg/kg），其中29.29%屬于高硒含量，但各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)硒含量差異較大。從相關(guān)性分析可知，土壤硒含量與pH、全磷和全鉀呈極顯著或顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)和全氮呈負(fù)相關(guān)，表明土壤中硒主要來(lái)源于土壤母質(zhì)。

關(guān)鍵詞??？?硒;理化性質(zhì);含量;相關(guān)性

中圖分類(lèi)號(hào)?S153?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A?文章編號(hào)?0517-6611（2020）14-0042-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.013

Abstract?Total of 751 samples were collected from the arable land（0-20 cm）in the 23 towns and 4 farmlands of Haikou City，soil organic matter（SOM），pH，total nitrogen（TN），total phosphorus（TP），total potassium（TK）and Se contents of those samples were analyzed.Then the correlations between Se content and soil physicochemical properties were established.The result showed that all of the soil samples from the arable land were acidic，with a pH value of 5.40.The SOM content of the arable land in Haikou City was above average level，the mean value of which was 27.79 g/kg，a relatively large range was showed in different regions，the ratio between the maximum and minimum value could be up to 29.22.The mean value of TN content was 1.72 g/kg，most samples were above average level.The TP content had a large variance，with a mean value of 0.94 g/kg.The mean TK content was 2.06 g/kg，88% of which were in the low level.The Se content ranging from trace amounts to 2.23 mg/kg，and the mean value was 0.35 mg/kg，which was significantly higher than the average value （0.211 mg/kg）of total province.About 45.54% of the total samples were higher than 0.175 mg/kg，and 29.29% of which were enriched with Se.However，the variability was great between the towns.The correlation analysis indicated that the Se content had significant and positive relation with the pH，TP and TK，and the negative correlation was existed between Se content and SOM and TN content，which suggested that the Se was mainly come from the parent material.

Key words?Haikou;Selenium;Physicochemical properties;Content;Correlation

硒是環(huán)境中極重要的生命元素，是人體必需的14種微量元素之一[1]，研究表明硒過(guò)量或缺乏都會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生多種病癥[2-4]。硒在巖石、土壤中分布極不均勻，自然土壤中的硒主要來(lái)自于母巖，巖石中的硒通過(guò)風(fēng)化作用進(jìn)入土壤。因土壤母質(zhì)和氣候條件的差異，不同地區(qū)土壤中硒含量差異很大。從世界范圍來(lái)看，土壤硒缺乏很普遍，我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺硒國(guó)家之一，有70%以上的地區(qū)缺硒[5]。2005年海南發(fā)現(xiàn)大面積的富硒土壤[6]，海南省地質(zhì)調(diào)查院近日完成了?？谑心隙山饔蛲恋卣砼c土地生態(tài)地球化學(xué)評(píng)估的關(guān)聯(lián)性分析。報(bào)告結(jié)論表明，海南島生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查在?？谑惺状伟l(fā)現(xiàn)大面積富硒土壤，面積達(dá)763 km2，占全市總面積的34.07%。

土壤養(yǎng)分的相關(guān)指標(biāo)中，有機(jī)質(zhì)含量直接影響著土壤溫度、通氣狀況、土壤保肥性和緩沖性，土壤中氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，是土壤肥力的重要基礎(chǔ)[7]。土壤pH更是一項(xiàng)重要指標(biāo)，反映土壤的酸堿平衡體系，是土壤養(yǎng)分循環(huán)的一個(gè)主控因子[8]。?？谑形挥谖覈?guó)南方，屬于典型的熱帶海洋性氣候，全年暖熱，干濕季節(jié)明顯，雨量充沛，臺(tái)風(fēng)和熱帶風(fēng)暴頻繁，氣候資源多樣。研究表明，海口市硒含量豐富，但各地區(qū)含量差異較大，如何開(kāi)發(fā)海口寶貴的富硒土壤資源，讓資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)已成為研究熱點(diǎn)。為進(jìn)一步摸清?？谑修r(nóng)用地硒含量與分布，加快硒資源的開(kāi)發(fā)與利用，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，該研究擬通過(guò)對(duì)?？谑械?3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個(gè)農(nóng)場(chǎng)的751個(gè)樣點(diǎn)（圖1）進(jìn)行實(shí)地采樣分析，全面系統(tǒng)了解?？谑修r(nóng)用地土壤硒含量狀況。通過(guò)分析土壤養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀以及土壤pH與土壤全硒之間關(guān)系，探討不同土壤肥力狀況下土壤全硒含量狀況，為指導(dǎo)種植富硒農(nóng)作物，開(kāi)發(fā)綠色無(wú)公害的富硒保健產(chǎn)品，合理利用和開(kāi)發(fā)富硒資源提供科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?采樣方案

遵照《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 395—2000），通過(guò)GPS精確定位，采用S形多點(diǎn)采樣，取表土層（0～25 cm）土壤樣品，樣品為5～10個(gè)點(diǎn)采樣的混合樣，置于聚乙烯薄膜袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。樣品自然風(fēng)干，揀去動(dòng)植物殘?bào)w和石礫后混勻，分別過(guò)20、60、100目尼龍篩，貯存于聚乙烯薄膜袋中密封備用。

1.2?分析項(xiàng)目與測(cè)定方法

土壤pH和有機(jī)質(zhì)的測(cè)定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[9]，即pH采用電位法，有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法，半微量凱氏定氮法測(cè)土壤全氮，紫外分光光度計(jì)測(cè)土壤全磷，火焰光度法測(cè)土壤全鉀。

土壤全硒測(cè)定主要參考耿建梅等[10]的方法。稱(chēng)取待測(cè)土壤樣品 0.25 g于100 mL三角瓶中，加入混合酸（HClO4∶HNO3=1∶4）10 mL，加蓋彎頸漏斗，放置過(guò)夜，第2天通過(guò)電熱板低溫砂浴硝化 1 h，然后逐步升溫，待測(cè)液微沸條件下硝化至無(wú)色并冒白煙，取下，稍稍冷后加入 5 mL HCl（1∶1），繼續(xù)加熱至無(wú)色并冒白煙，取下，再加 5 mL HCl（1∶1），冷卻，全部液體轉(zhuǎn)入 25 mL容量瓶中定容待測(cè)。測(cè)試儀器為北京吉天 AFS-830a原子熒光光譜儀，測(cè)定條件為HCl 全陰極電流 80 mA;PMT 電壓 280 V;原子化器高度 8 mm，載氣流量 300 mL/min;屏蔽氣流量 300 mL/min;讀數(shù)時(shí)間 10 s;注入量 0.5 mL;延遲時(shí)間 1 s。以土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSS-4、GSS-6、GSS-7，國(guó)家物化探研究所提供）作內(nèi)標(biāo)，測(cè)定回收率為 87%～115%（在推薦的85%～115%內(nèi)）。

1.3?數(shù)據(jù)處理

采樣分布圖用Arcgis10.0軟件繪制，采用 Excel 軟件和 SAS 軟件處理數(shù)據(jù)。

2?結(jié)果與分析

2.1??？谑修r(nóng)用地土壤的基本性質(zhì)

從表1可以看出，此次所采集和分析的751個(gè)樣點(diǎn)土壤理化性質(zhì)差異較大。土壤全硒含量從痕量到2.23 mg/kg，變異系數(shù)高達(dá)171.94%，表明不同地區(qū)土壤硒含量差異較大;其次是土壤全鉀含量，變異系數(shù)為94.17%;全氮、全磷和土壤有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)也都在60%以上;土壤pH差異較小，變異系數(shù)為8.33%。

2.2??？谑修r(nóng)用地土壤pH

土壤pH是土壤酸堿度的一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，它是影響土壤肥力的重要指標(biāo)之一，它不僅影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、存在形態(tài)及其有效性，通過(guò)影響土壤的通氣性從而影響肥料的有效施用和土壤微生物的活性，還直接影響作物的正常發(fā)育。土壤pH是由氣候、生物、母質(zhì)以及人為作用等多種因子控制的。?？谑形挥诤Ｄ鲜|北部，地處低緯度熱帶北緣，屬于熱帶海洋性季風(fēng)氣候。有明顯的干濕季節(jié)交替，每年的2—4月溫暖少雨干旱，5—11月高溫多雨，期間多臺(tái)風(fēng)暴雨，12月—第二年的1月則是海口的冬季，不冷但經(jīng)常有寒氣流侵襲，?？谑写蟛糠洲r(nóng)用地土壤是鹽基不飽和土壤，土壤淋溶作用比較強(qiáng)。

由表2可以看出，?？谑修r(nóng)用地土壤pH平均為5.40，屬于酸性土壤，略高于全省平均值[11]。根據(jù)分析結(jié)果，海口市所管轄周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地土壤pH為3.80～8.27，pH含量差異較大，平均值為5.40，標(biāo)準(zhǔn)差為0.74，表明不同地區(qū)其含量差異較大。其中城西鎮(zhèn)和龍?zhí)伶?zhèn)pH較高，其平均值超過(guò)了6，分別為6.13和6.08，而紅明農(nóng)場(chǎng)、國(guó)營(yíng)東昌農(nóng)場(chǎng)和大坡鎮(zhèn)pH較低，其平均值低于5，分別為4.65、4.83和4.87。可見(jiàn)，海口市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤pH總體上屬于酸性土壤。

2.3??？谑修r(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量

土壤的本質(zhì)屬性是具有肥力和自凈能力，而土壤有機(jī)質(zhì)含量又是決定土壤肥力的主要因素，土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，其土壤有機(jī)質(zhì)含量直接影響土壤溫度、通氣狀況、緩沖性和保肥性，它既是作物所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的源泉，又具有改善土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的功能，所以有機(jī)質(zhì)是反映土壤養(yǎng)分貯量的標(biāo)志，也是決定土壤綜合肥力水平的基礎(chǔ)。

從表3可以看出，?？谑修r(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量大多處于中上水平，其中三級(jí)（20.01～30.00 g/kg）出現(xiàn)頻率最高，占34.09%，其次是四級(jí)占 25.97%，其中六級(jí)（0 ～ 6 g/kg）含量頻數(shù)最低，僅占0.93%，一級(jí) 15.31%，二級(jí) 17.31%，結(jié)果表明海口市農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量總體較好，位于中上水平，較全國(guó)第二次土壤普查時(shí)海口市農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量有明顯提高[12]。土壤有機(jī)質(zhì)含量受溫度和降水影響較大，過(guò)度濕潤(rùn)和長(zhǎng)期冰凍的氣候條件有利于有機(jī)質(zhì)積累，而干旱和高溫環(huán)境下，土壤中好氣微生物比較活躍，不利于有機(jī)質(zhì)的積累[13]。

從表4可以看出，?？谑胁煌貐^(qū)有機(jī)質(zhì)含量差異較大，全市751個(gè)樣點(diǎn)中，最大值（114.82 g/kg）是最小值（3.93 g/kg）的29.22倍，另外各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)場(chǎng)之間相差較大，永興鎮(zhèn)最高，其平均值為68.72 g/kg，是全市平均值的2.5倍，其次是國(guó)營(yíng)東昌農(nóng)場(chǎng)和大坡鎮(zhèn)，其平均值分別為45.31、44.53 g/kg，海秀鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)含量最低，其平均值僅為15.82 g/kg，比全市平均值低11.90 g/kg，另外靈山鎮(zhèn)、西秀鎮(zhèn)、長(zhǎng)流鎮(zhèn)、三江農(nóng)場(chǎng)等15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)場(chǎng)的有機(jī)質(zhì)含量低于全市平均水平。從標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，全市不同農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較大，另外從各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)場(chǎng)的最大值、最小值可以看出同一地區(qū)不同地塊有機(jī)質(zhì)含量差異較大，說(shuō)明近年來(lái)人為培肥對(duì)土壤肥力產(chǎn)生了較大影響。

2.4??？谑修r(nóng)用地土壤全氮含量

土壤全氮包括有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮2種，其中無(wú)機(jī)氮主要為銨態(tài)氮（NH4+）和硝態(tài)氮（NO3-），有時(shí)也短時(shí)存在亞硝態(tài)氮（NO2-）。土壤中的無(wú)機(jī)氮大都是水溶性的，是可以供作物吸收的速效養(yǎng)分。自然土壤中無(wú)機(jī)氮的含量相對(duì)較少（一般僅為全氮量的1%～2%），主要是土壤微生物活動(dòng)的產(chǎn)物（施用化學(xué)氮肥除外），因易溶于水，所以在土壤中極易被淋溶，?？诮邓^多，該部分氮幾乎全部淋溶，很少供作物吸收利用。土壤中的有機(jī)氮是土壤氮的主要存在形式，占土壤全氮量的95%以上，有機(jī)氮的組成復(fù)雜，是交換性銨和NO3--N的源和匯。土壤中全氮含量能反映土壤供氮能力的大小。

從表5可以看出，?？谑兴茌犞苓呧l(xiāng)鎮(zhèn)的耕地土壤全氮含量平均值為1.72 g/kg，土壤全氮含量為0.23～5.81 g/kg，不同農(nóng)用地土壤全氮含量差異較大，結(jié)合土壤有機(jī)質(zhì)含量特征，可以看出土壤全氮含量與有機(jī)質(zhì)含量一致。以第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分[12]，?？谑修r(nóng)用地土壤全氮含量大部分分布在一～三級(jí)，其中二級(jí)最多，有231個(gè)樣點(diǎn)，占總數(shù)的30.76%，六級(jí)含量最少，僅有15個(gè)樣點(diǎn)，僅占總量的2.00%。由此可見(jiàn)，海口市農(nóng)用地全氮含量屬于中上水平。

2.5?海口市農(nóng)業(yè)地土壤全磷含量

土壤中各種形態(tài)磷素的總和稱(chēng)為土壤全磷，主要包括有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷2種形式，其中有機(jī)磷在土壤中主要以核酸類(lèi)、植素類(lèi)、磷脂類(lèi)等形態(tài)存在，該形態(tài)的磷不能被作物直接吸收利用，須先在微生物的作用下分解為磷酸鹽后才能被植物利用;無(wú)機(jī)磷主要包括水溶性含磷化合物、弱酸溶性含磷化合物、難溶性含磷化合物（無(wú)效磷），水溶性含磷化合物和弱酸溶性含磷化合物可以供作物吸收利用。土壤中全磷含量的高低可作為磷素養(yǎng)分供應(yīng)潛力的相對(duì)指標(biāo)，不能直接反映土壤的供磷能力，因?yàn)槿讓?duì)當(dāng)季作物是否具有營(yíng)養(yǎng)意義，是與各種磷化合物在土壤中的形態(tài)及轉(zhuǎn)化有關(guān)。一般認(rèn)為土壤全磷<0.40 g/kg時(shí)，土壤有可能供磷不足。

從表6可以看出，?？谑修r(nóng)用地土壤全磷含量平均值為0.94 g/kg，屬于等級(jí)含量分級(jí)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，表明全市土壤全磷平均含量屬于中上水平。從第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以看出[12]，全磷含量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣次最高達(dá)318個(gè)，占總樣點(diǎn)的34.57%，六級(jí)含量最少，僅有39個(gè)，占總樣點(diǎn)的4.24%，二級(jí)含量較少，有91個(gè)樣點(diǎn)，三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)含量相差不大。從樣本總含量范圍可以看出，各個(gè)地區(qū)不同地塊土壤全磷含量差異較大，最大值與最小值比值高達(dá)130倍。

2.6?海口市農(nóng)業(yè)地土壤全鉀含量

土壤的鉀包括水溶態(tài)鉀、交換性鉀（速效鉀）、礦物層間不能通過(guò)快速交換反應(yīng)而釋放的非交換性鉀（緩效鉀）和礦物晶格中的鉀（無(wú)效鉀）。土壤全鉀含量不一定反映土壤現(xiàn)時(shí)的供鉀能力，但能反映土壤供鉀能力的大小，土壤全鉀含量只代表土壤供鉀潛力。

從表7可以看出，?？谑兴茌犞苓呧l(xiāng)鎮(zhèn)的耕地土壤全鉀含量為0.04～13.09 g/kg，平均僅為2.06 g/kg，?？谑修r(nóng)用土壤全鉀含量比較低，一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)含量為0，大部分土壤全鉀含量分布在六級(jí)，占總樣點(diǎn)的88.15%，可見(jiàn)，?？谑懈赝寥廊浐繉俚偷人剑修r(nóng)用地鉀含量偏低。這與?？谒幍乩砦恢糜嘘P(guān)，?？谑袑儆跓釒ШＱ笮詺夂?，降雨較多，土壤淋溶作用強(qiáng)，而土壤中的K+容易移動(dòng)，所以表層土壤鉀含量較低。

2.7??？谑修r(nóng)用地土壤全硒含量與分布

按照李海蓉[15]的土壤硒含量分級(jí)方法，對(duì)?？谑?3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個(gè)農(nóng)場(chǎng)的751個(gè)樣點(diǎn)土壤硒含量進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果表明大部分土壤硒含量屬于中等水平，含量為0.175～0.400 mg/kg，占總樣本的45.54%，有29.29%的土壤硒含量大于0.400 mg/kg，屬于高硒土壤，109個(gè)屬于硒含量缺乏水平，占總樣點(diǎn)的14.51%;所采集樣品中未發(fā)現(xiàn)硒含量過(guò)剩土壤（表8）。結(jié)果表明?？谑写嬖诖竺娣e富硒土壤。

從表9可以看出，海口市農(nóng)用地土壤23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個(gè)農(nóng)場(chǎng)的751個(gè)采樣點(diǎn)土壤硒含量平均值為0.35 mg/kg，明顯高于全國(guó)土壤背景值（0.215 mg/kg）[14]，也高于海南省土壤平均值（0.211 mg/kg）[10]。從平均值和標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，不同地區(qū)硒含量差異較大，其中大坡鎮(zhèn)含量最高為0.91 mg/kg，含量最低的為三江鎮(zhèn)，僅為0.19 mg/kg，從各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)場(chǎng)的不同地塊土壤全硒含量差異較大，以三江農(nóng)場(chǎng)為例，其含量最高值為2.23 mg/kg，最低值為0.06 mg/kg，合理劃分富硒地塊非常有必要。

2.8??？谑修r(nóng)用地土壤全硒與有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、全磷、全鉀的關(guān)系

從表10 可以看出，土壤中硒含量和pH、全磷、全鉀呈正相關(guān)，與pH和全磷含量呈極顯著正相關(guān)，表明土壤中硒主要來(lái)源于地質(zhì)母質(zhì)，與有機(jī)質(zhì)和全氮含量呈負(fù)相關(guān)，表明人工培肥對(duì)土壤硒含量影響不大。pH 影響土壤中重金屬的活性，由表10得pH與硒含量之間顯著相關(guān)。從表中可以看出，土壤pH影響土壤中全磷、全鉀含量。

3?結(jié)論

?？谑修r(nóng)用地大部分土壤pH為微酸性，沒(méi)有明顯酸化，有機(jī)質(zhì)含量中等水平，但各個(gè)地區(qū)之間差異較大，多數(shù)土壤的全氮、全磷含量達(dá)到三級(jí)土壤水平，全鉀分析結(jié)果表明，大部分土壤缺鉀。

農(nóng)用地硒含量表明，?？谑写嬖诖竺娣e富硒土壤。采樣點(diǎn)硒含量從痕量到2.23 mg/kg，全市土壤硒含量平均值為0.35 mg/kg，大部分土壤硒含量屬于中等水平，含量為0.175～0.400 mg/kg，占總樣本的45.54%，有29.29%的土壤硒含量大于0.400 mg/kg，屬于高硒土壤。但是不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)場(chǎng)之間差異較大，同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)場(chǎng)的不同地塊之間差異較大。

土壤中硒含量和pH、全磷、全鉀呈正相關(guān)，與pH和全磷含量呈極顯著正相關(guān)，表明土壤中硒主要來(lái)源于地質(zhì)母質(zhì)，與有機(jī)質(zhì)和全氮含量呈負(fù)相關(guān)，表明人工培肥對(duì)土壤硒含量影響不大。

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