貴州省六枝特區(qū)土壤硒分布特征及評價研究

姚 玲，潘啟權，王大福，萬大學

(貴州省地礦局105地質大隊，貴州 貴陽 550018)

1 引言

硒是具有多功能的生命必需微量元素，國內外大量醫(yī)學臨床試驗證明，人體缺硒會造成重要器官機能失調，適量補充硒對癌癥、心臟病、肝臟等幾十種疾病有較好的預防和輔助治療作用，而過量硒則會對人體產生明顯的毒害(齊玉薇等，2005)。隨著社會經濟的發(fā)展、生活質量的提高，人類健康逐漸成為社會關注的熱點，富硒土壤作為一種特殊的地質資源，必將得到有效地開發(fā)利用和保護(李家熙等，2000)。

本次研究在全省耕地質量地球化學調查評價的大背景下，選取區(qū)域上重點富硒區(qū)域之一的六枝特區(qū)開展研究。六枝特區(qū)礦產資源豐富，采礦業(yè)發(fā)展迅速，由此造成的土壤和水資源

污染現狀堪憂，前人曾開展部分研究工作(高安勤等，2016；劉松等，2019；蔣永恒等，2019)，但主要是針對土壤重金屬和水資源污染，有關土壤和基巖中有益元素硒的研究工作較為薄弱?；谝陨希敬窝芯恐饕槍αμ貐^(qū)耕地土壤硒元素含量和分布特征進行評價，圈定不同級別富硒耕地，為當地合理有效的開發(fā)利用富硒土地資源、科學選擇富硒作物種植提供地球化學依據，助力區(qū)域增加就業(yè)和脫貧攻堅戰(zhàn)略目標具有重大意義。

2 研究區(qū)概況

3 樣品采集與分析

3.1 樣品采集

3.2 樣品分析

樣品分析測試由湖北省地質實驗測試中心、貴州省地質礦產中心實驗室承擔。以《土地質量地球化學評價規(guī)范》和《多目標區(qū)域地球化學調查規(guī)范(1∶250000)》為依據，結合《生態(tài)地球化學評價樣品分析技術要求》等相關技術標準，采用原子熒光光譜法(AFS)測定硒元素。

4 結果與討論

4.1 硒元素含量及分布特征

4.1.1 硒元素含量特征

不同土壤類型中硒含量也有所不同(表2)，各類土壤中硒含量平均值由高到低依次為：水稻土(0.73 mg/kg)>粗骨土(0.64 mg/kg)>石灰土(0.59 mg/kg)>黃壤(0.58 mg/kg)>潮土(0.49 mg/kg)>紫色土(0.38 mg/kg)。

表1 不同土壤類型土壤硒元素地球化學參數統計 單位：(mg/kg)

按地質背景和成土母巖進行統計，各地層單元硒含量平均值差異明顯，二疊系上統含煤巖系中最高，平均值0.98 mg/kg，侏羅系粘土巖分布區(qū)中最低，平均值0.20 mg/kg，全區(qū)平均含量0.54 mg/kg。反映出二疊系上統含煤巖系硒背景值和表層土壤硒含量相對較高；硒空間變異較大的是二疊系上統灰?guī)r和峨眉山玄武巖，變異系數分別為0.67、0.66；各地層時代不同成土母巖富硒土壤比例較高的是二疊系中統粉砂質粘土巖，為95.5%，石炭系灰?guī)r、二疊系中統灰?guī)r、二疊系上統含煤巖系次之，分別為92.75 %、91.84 %、91.16 %(表2)。

表2 不同成土母巖分布區(qū)耕地土壤中硒含量和地球化學參數表 單位：(mg/kg)

按不同不同土地利用方式統計，土壤硒含量最大值和最小值均出現在旱地，茶園平均值最大。

表3 不同土地利用方式土壤硒元素地球化學參數統計 單位：(mg/kg)

綜上所述，硒元素含量一定程度上與土壤類型、地質背景及成土母巖和地類有關。水稻土、粗骨土兩種類型土壤中硒平均含量較高，變異系數相對較小，富硒土壤比例較高，說明富硒段可能分布于這兩種土壤類型中，分析認為，兩種土壤類型中含有較高的有機質，而有機質能吸附較多的含硒化合物，形成高值點(楊光圻，1992)。

4.1.2 硒元素分布特征

研究區(qū)土壤硒總體呈背景分布(吳正，等.2019)，土壤硒元素高值區(qū)主要分布于二疊系地層，面積約72.36萬畝，主要分布在落別—塔山街道一線、中寨鎮(zhèn)、龍河鎮(zhèn)南面、新華鎮(zhèn)東面、木崗鎮(zhèn)西面和牂牁鎮(zhèn)北西部等(圖1)。

圖1 富硒耕地資源分布及開發(fā)利用圖

根據區(qū)內土壤垂向剖面調查結果(圖2)，各層硒分布具有逐層富集特征，成土母巖中土壤硒含量整體偏低。造成以上現象的原因認為可能與硒的賦存狀態(tài)有關，研究區(qū)部分成土母巖中硒含量較高，硒從母巖中解析出來之后隨水溶液向土壤上層遷移，導致土壤中硒含量逐漸升高。部分硒在向上遷移的過程中在相對還原缺氧的條件下被還原為元素態(tài)硒[Se(0)]，硒在該狀態(tài)下不溶于水造成深部至中部土壤中硒相對富集。當部分被氧化的元素態(tài)硒和硒離子遷移至近地表弱酸性環(huán)境中時被土壤微生物還原成亞硒酸鹽活性增加，部分被植物吸收并在植物與表層土壤中循環(huán)往復，部分硒離子被粘土礦物吸附，導致表層土壤中硒含量相對增加(圖2)。

圖2 土壤中硒元素含量隨深度變化圖

4.2 富硒耕地資源評價

4.2.1 富硒土壤劃分標準

土壤Se含量分級不但要考慮調查區(qū)Se含量地區(qū)化學分布特征，還應考慮Se缺乏或過量對人體健康的影響程度，而富硒土壤的界定應具有明顯的生物有效性(朱青，2004)。研究區(qū)富硒土壤劃分根據《土地質量地球化學評價規(guī)范》(DZ/T 0295-2016)劃定該區(qū)域Se劃分標準(表4)。

表4 土壤硒等級劃分及圖示

4.2.2 研究區(qū)富硒土壤資源評價

依據以上土壤硒等級劃分標準，富硒耕地面積約72.36萬畝，占全區(qū)耕地面積73.77% ，過剩耕地面積約0.02萬畝，占全區(qū)耕地面積0.02%(圖1)。

4.3 富硒農產品情況

該次調查的農產品測試結果顯示：水稻富硒率56.67%，油菜富硒率100%，刺梨富硒率6.67%，車厘子和獼猴桃未達富硒標準。

表5 不同農產品硒元素地球化學參數統計 單位：(mg/kg)

5 結論與建議

(2)不同土壤類型中硒含量有所不同，水稻土硒平均含量(0.73 mg/kg)最高，紫色土硒平均含量(0.38 mg/kg)最低。

(3)六枝特區(qū)土壤硒含量在各地層單元不同巖性中平均值差異明顯，二疊系上統含煤巖系成土母巖中最高，平均值0.98 mg/kg，侏羅系粘土巖成土母巖分布區(qū)中最低，平均值0.20 mg/kg。

(4)區(qū)內富硒土壤面積約72.36萬畝，占全區(qū)耕地面積的73.79%。

(5)根據農產品和環(huán)境綜合評價結果，結合區(qū)內地質單元，劃定了四個富硒耕地開發(fā)建議區(qū)，面積約54.02萬畝，適合開發(fā)打造多種多樣的綠色優(yōu)質富硒農產品基地。