貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地土壤中硒的分布特征及控制因素

楊志忠，周文龍，羅勇軍，蒲慶隆，令狐東，宋小軍

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550005)

0 引 言

硒享有“明星營(yíng)養(yǎng)素”“心臟保護(hù)神”“抗肝壞死保護(hù)因子”“抗癌之王”等美譽(yù)[1]，是人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一[2-3]。機(jī)體硒主要來(lái)源是食物[4]，適量可提高人體免疫力、抗衰老、預(yù)防癌癥等[5-7]，低硒易引起克山病、大節(jié)骨病乃至癌癥[6-8]，而攝入過(guò)量則可能引起硒中毒[8-10]。由于硒的重要性，近幾年來(lái)許多學(xué)者對(duì)其分布特征[8,11-15]、安全利用[16]、來(lái)源及形式的轉(zhuǎn)化[14,17-21]、硒的有效性及生物循環(huán)[22-27]等方面進(jìn)行了研究。貴州作為全國(guó)土壤硒含量較豐富的地區(qū)之一[8]，對(duì)土壤硒的研究工作卻相對(duì)較少[28-30]。貴州省政府在2017—2019年間籌措資金，于全省開展了耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，包含了鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地1∶5萬(wàn)調(diào)查評(píng)價(jià)，獲得了一定成果，從中發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地硒資源豐富，分布范圍廣。

本文依托研究區(qū)耕地硒含量的賦存狀況，通過(guò)從全縣耕地中的不同成土母巖、土壤類型、土地利用類型、地形地貌、海拔高度、酸堿度等背景下統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)硒含量分布特征，并對(duì)控制其硒含量分布的主要因素進(jìn)行了分析研究。在當(dāng)前綠色發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)等大環(huán)境下，通過(guò)研究本區(qū)硒含量分布特征及控制因素，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障人民身體健康、指導(dǎo)硒耕地資源合理利用及助力鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣是貴州東大門，素有“滇楚鎖鑰、黔東門戶”之稱，國(guó)土面積1 878 km2，地理極值坐標(biāo):108°08′～108°53′E，26°47′～27°22′N，海拔354～1 332 m，是貴州高原向湘西丘陵過(guò)渡地帶，地貌多樣(圖1)。鎮(zhèn)遠(yuǎn)古鎮(zhèn)是全國(guó)著名5A級(jí)景區(qū)，黔東主要旅游節(jié)點(diǎn)，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均氣溫16.5 ℃，日照1 128 h，多年平均降水量1 062.7 mm。境內(nèi)河流發(fā)育，主要有舞陽(yáng)河、絞巴河、龍江河，自然植被屬中亞熱帶常綠闊葉林帶。出露地層巖性主要有:青白口系清水江組及平略組淺變質(zhì)砂頁(yè)巖、變質(zhì)凝灰?guī)r；南華系及震旦系砂巖及白云巖；寒武系牛蹄塘組、九門沖組—變馬沖組含碳質(zhì)巖系，杷榔組頁(yè)巖，清虛洞組、高臺(tái)組、石冷水組白云巖；奧陶系石灰?guī)r以及少量志留系砂頁(yè)巖和第三系、第四系地層。土壤類型主要有黃壤、紅壤、石灰土、水稻土、粗骨土。土地利用類型主要有有林地、灌木林地、其他草地、水田、旱地、果園等。

1.耕地表層土壤采樣點(diǎn)位；2.高速公路；3.鐵路；4.鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線。

1.2 樣品布設(shè)采集及分析測(cè)試

本次調(diào)查的耕地指全國(guó)第二次土地調(diào)查圖斑耕地及當(dāng)前正在種植農(nóng)作物的土地，包括熟地，新開發(fā)復(fù)墾整理地(含園地、裸地、廢棄工礦用地)，調(diào)查面積合計(jì)342.21 km2。由于貴州地形地貌的特殊性，本區(qū)耕地呈極為破碎、分散及多數(shù)耕地坡度相對(duì)大等特點(diǎn)，布設(shè)表土樣點(diǎn)按《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)[31]，結(jié)合實(shí)際情況，采用“畫網(wǎng)格加耕地圖斑”的原則布點(diǎn)，即在調(diào)查圖斑上按333.3 m×333.3 m布采樣小格，由于本區(qū)多數(shù)調(diào)查對(duì)象難填滿小格，當(dāng)調(diào)查對(duì)象面積≥1/2小格或相鄰小格之間調(diào)查對(duì)象之和≥1/2小格則布設(shè)采樣點(diǎn)，且盡可能布在圖斑中間。對(duì)面積>4 km2的集中連片林區(qū)，不設(shè)采樣點(diǎn)；對(duì)于插花狀分布在耕地之間林地面積≤4 km2，為保持評(píng)價(jià)完整性，至少布1件樣品控制。本次共布設(shè)3 239件耕地表土樣，同時(shí)按表土總樣品的2%布設(shè)65件重復(fù)樣，以檢驗(yàn)采樣工作的可靠程度。

在牛蹄塘組、杷榔組地層及湘西—黔東鉛鋅多金屬成礦區(qū)帶內(nèi)分別布設(shè)土壤剖面，每條土壤剖面分別采集5件樣品，采集層位為:耕作層、淋溶層、淀積層、母質(zhì)層、新鮮基巖層。

土壤樣品采集于2017年11月—2019年4月，其間避開了農(nóng)作物施肥、種植、生長(zhǎng)、收割期及雨季，均集中在當(dāng)年10月至來(lái)年的4月，共采集3 241件耕作層土壤樣品，平均采樣密度9.47樣點(diǎn)/km2(圖1)。采樣工具為不銹鋼鍬，當(dāng)手持GPG導(dǎo)航到預(yù)布點(diǎn)位后先判斷布設(shè)點(diǎn)的合理性、代表性，確定主樣坑并在20～50 m范圍內(nèi)向四周確定3～5個(gè)分樣點(diǎn)，盡量不跨圖斑，避開溝渠、林帶、田埂、路邊、舊房基、糞堆及微地形高低不平地段，采集耕作層0～20 cm連續(xù)土柱，與鋼鏟接觸土面均剝除。采集土柱樣用手或木質(zhì)及塑料勺掰碎或搓碎，挑出根系、秸稈、石塊、蟲體等雜物，充分混合后，四分法留取約1.5 kg裝入樣袋。為避免樣品間相互玷污，每個(gè)樣均套聚乙烯塑料袋。樣品自然風(fēng)干，并適時(shí)翻動(dòng)、搓動(dòng)，剔除雜物。在加工樣品時(shí)極為注意，防止污染，用尼龍篩過(guò)篩截取2 mm(10目)粒級(jí)的全部自然泥粒，后縮分法稱取200 g送實(shí)驗(yàn)室，取300 g為副樣留存。

實(shí)驗(yàn)室對(duì)分批送至的每件樣品驗(yàn)收合格后交制樣間，每件土壤樣品取試樣80 g用無(wú)污染行星球磨機(jī)粉碎至200目，樣品加工過(guò)程防止交叉污染(剩余樣品留作粗副樣)，加工完的樣品由專人負(fù)責(zé)抽取5%進(jìn)行檢查，過(guò)篩剩余質(zhì)量均為0 g為合格，檢查合格后將樣品用紙袋包裝2份(≥10 g)送交樣品綜合管理組，按規(guī)范插入外部控制樣和內(nèi)部控制樣后送至分析測(cè)試組進(jìn)行分析測(cè)試(剩余樣品另裝瓶留作分析細(xì)副樣保存)，由樣品加工組統(tǒng)一管理。依據(jù)國(guó)家及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析方法，針對(duì)土壤樣品元素全量的檢測(cè)項(xiàng)目，結(jié)合實(shí)際情況，本次土壤Se元素分析測(cè)試方法及儀器為:氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定，稱取試料于50 mL燒杯中，用少量水潤(rùn)濕，加入10 mL硝酸(濃度71%)，3 mL氫氟酸(濃度40%)，搖勻，蓋上表面皿，置于電熱板上低溫加熱分解，待劇烈作用停止后，揭開表皿，加入2 mL高氯酸(濃度70%～72%)，再蓋上表皿，在95～100 ℃下加熱0.5 h后，揭開表面皿，蒸至剛冒白煙，加入5 mL鹽酸(濃度37%)，放置片刻，再加入10 mL鹽酸(濃度37%)，將溶液用水移入25 mL比色管中，加入5 mL鐵鹽溶液(濃度10 mg/mL)，用水稀釋至刻度，搖勻，備用，于原子熒光光譜儀測(cè)定。Se檢出限為0.01 μg/g；內(nèi)部控制樣400件，報(bào)出率100%，元素控制精準(zhǔn)度、精密度的國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定值合格率100%，元素重要性檢驗(yàn)合格率99.40%，元素異常檢查合格率99.22%；外部控制樣260件，元素合格率大于95%，相關(guān)系數(shù)大于0.97，雙樣本方差分析F檢驗(yàn)小于臨界值。

樣品分析測(cè)試工作由華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格按照《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范(1∶250 000)》(DZ/T0258—2014)[32]執(zhí)行。經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)工作，所獲得數(shù)據(jù)結(jié)果符合相關(guān)要求、可用，通過(guò)了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局專家組審查。同時(shí)，重復(fù)樣雙差合格率計(jì)算均≥85%，反映了采樣質(zhì)量的良好。

1.3 數(shù)據(jù)的處理

研究區(qū)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及地球化學(xué)圖主要是在耕地調(diào)查一體化軟件3.0版(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究院、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)信息工程學(xué)院)中完成，其方法為:通過(guò)一體化軟件對(duì)表層土壤樣原始分析數(shù)據(jù)進(jìn)行彩色等量線圖繪制，處理模型為距離冪函數(shù)反比加權(quán)法，指數(shù)因子為2，四方向搜索半徑為3 500 m，每個(gè)搜索方向最多點(diǎn)數(shù)為6。土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)圖件的數(shù)據(jù)處理和表達(dá)是由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)管理與維護(hù)(應(yīng)用)子系統(tǒng)》(3.0.0.0版)及ArcGIS10.2(ERSI公司，美國(guó))軟件聯(lián)合處理完成，過(guò)程結(jié)合使用了Excel 2007(Microsoft公司，美國(guó))、Statistics(IBM公司，美國(guó))軟件及MapGIS(中地?cái)?shù)碼公司，武漢)等軟件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)及圖件進(jìn)行了處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 研究區(qū)耕地硒含量狀況

通過(guò)統(tǒng)計(jì)全區(qū)耕地土壤硒元素的地球化學(xué)特征(表1)，得出鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地土壤硒含量范圍為0.17～9.24 mg/kg，平均值為0.64 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)離差0.56 mg/kg，變異系數(shù)0.87，中值為0.48 mg/kg，其平均值遠(yuǎn)高于全國(guó)耕地土壤硒含量平均值0.29 mg/kg[33]，也高于貴州表層土壤硒含量平均值0.37 mg/kg[8]。在全國(guó)許多研究區(qū)中，鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地土壤硒含量平均值除低于恩施典型富硒區(qū)土壤硒平均值1.88 mg/kg[20]外，均高于江西贛州土壤硒平均值0.28 mg/kg[34]、黑龍江省松嫩平原南部土壤硒平均值0.20 mg/kg[35]、重慶市江津區(qū)土壤硒平均值0.27 mg/kg[36]、浙中典型富硒區(qū)土壤硒平均值0.40 mg/kg[37]、寧夏青銅峽農(nóng)耕土土壤硒平均值0.23 mg/kg[15]等全國(guó)多數(shù)地區(qū)。

表1 研究區(qū)耕地土壤硒含量特征

根據(jù)譚見(jiàn)安對(duì)土壤硒含量的劃分標(biāo)準(zhǔn)[38]，鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣3 241件耕地表土樣中，2 238件富硒，33件硒含量>3.00 mg/kg，富硒耕地面積278.13 km2，占全縣總耕地面積的82.71%，富硒耕地資源豐富。富硒樣品硒含量平均值0.72 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)離差0.42 mg/kg，變異系數(shù)0.58，富集系數(shù)1.92，其富硒分散程度中等，較為富集。

2.2 研究區(qū)耕地不同背景硒含量統(tǒng)計(jì)分布特征

據(jù)鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣不同地質(zhì)背景及耕地土壤硒含量地球化學(xué)圖(圖2)，認(rèn)為研究區(qū)硒含量具有較為明顯的帶狀或面狀分布特征。

1.第四系；2.第三系；3.韓家店組；4.大灣組；5.桐梓組+紅花園組；6.石冷水組；7.高臺(tái)組；8.清虛洞組；9.杷榔組；10.九門沖組+變馬沖組；11.牛蹄塘組；12.陡山沱組；13.南沱組；14.陡山沱組+南沱組；15.平略組；16.清水江組；17.實(shí)測(cè)及推測(cè)地層界線；18.實(shí)測(cè)及推測(cè)逆斷層；19.實(shí)測(cè)及推測(cè)正斷層；20.鉛鋅礦點(diǎn)；21.多金屬礦點(diǎn)；22.黃鐵礦點(diǎn)；23.辰砂礦點(diǎn)。

2.2.1 不同成土母巖背景的耕地硒含量特征

余濤等[20]認(rèn)為不同成土母質(zhì)硒元素含量差異較大，王世紀(jì)等[26]也認(rèn)為土壤硒含量與成土母質(zhì)密切相關(guān)。在鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣地層單元巖性主要有新元古界清水江組(QbXq)、平略組(QbXp)、南沱組(Nh3n)、陡山沱組(Z1d)的淺變質(zhì)巖；寒武系牛蹄塘組(∈1-2n)、九門沖組(∈2jm)、變馬沖組(∈2b)含碳質(zhì)巖系；寒武系杷榔組(∈2p)砂頁(yè)巖；寒武系清虛洞組(∈2q)、高臺(tái)組(∈3g)及石冷水組(∈3sh)白云巖；奧陶系桐梓組(O1t)、紅花園組(O1h)、大灣組(O1-2d)石灰?guī)r；志留系韓家店組(S1h)砂頁(yè)巖及第四系砂礫黏土巖。通過(guò)統(tǒng)計(jì)各巖性背景中耕地的硒含量地球化學(xué)特征值，牛蹄塘組(∈1-2n)、九門沖組(∈2jm)、變馬沖組(∈2b)含碳質(zhì)巖系硒含量最高，為1.12 mg/kg；桐梓組(O1t)、紅花園組(O1h)、大灣組(O1-2d)石灰?guī)r中硒含量最低?？傮w硒含量由多到少為:碳質(zhì)巖系>第四系>變質(zhì)巖>白云巖>砂頁(yè)巖>灰?guī)r(表2)。其結(jié)果與周墨等[7]在贛南地區(qū)研究的煤系地層、余濤等[20]在恩施典型富硒區(qū)研究的黑色巖系、仝雙梅等[29]在開陽(yáng)研究的石煤層硒含量高類似。

表2 研究區(qū)不同成土母巖分布區(qū)耕地土壤硒平均含量

2.2.2 不同土壤類型耕地硒含量特征

鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣主要土壤類型有水稻土、黃壤、紅壤、石灰土、粗骨土等。通過(guò)對(duì)各土壤類型采樣分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，獲得耕地土壤硒含量在不同的土壤類型中特征為:粗骨土最高為0.76 mg/kg，水稻土最低為0.36 mg/kg。不同土壤類型的耕地中硒含量由大到小的順序?yàn)椋捍止峭?紅壤>黃壤>石灰土>水稻土(表3)，與何亞琳[8]研究得出的貴州省土壤類型硒含量狀況，即紅壤>黃壤>水稻土>石灰土>紫色土>黃棕壤，兩者結(jié)論基本一致。

表3 研究區(qū)不同土壤類型耕地土壤硒平均含量

2.2.3 不同土地利用類型耕地硒含量特征

根據(jù)全國(guó)第二次土地利用調(diào)查結(jié)果，鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣基本為“八分六厘土石山，三厘水面一分一厘田”，耕地資源極為分散，且碎、雜，人均占有量逐漸減少，坡耕地比例大，退耕還林常見(jiàn)。本次調(diào)查的對(duì)象有水田、旱地、果園、茶園、其他園地、裸地、工礦用地、水澆地等，而鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣主要采樣的土地利用類型有水田、旱地、果園、茶園、其他園地，其中水稻及旱地占絕大部分。通過(guò)統(tǒng)計(jì)其不同土地利用類型的土壤硒含量特征，得出茶園表層土壤硒含量最高為0.76 mg/kg，其他園地最低為0.48 mg/kg，總體耕地土壤硒含量情況見(jiàn)表4。

表4 研究區(qū)不同土地利用類型耕地土壤硒平均含量

2.2.4 不同地形地貌耕地硒含量特征

地形地貌可對(duì)硒含量有影響[28]。鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣地處貴州高原向湘西丘陵過(guò)渡地段，地勢(shì)西高東低，地貌類型多樣，據(jù)本次調(diào)查中地形地貌的分類，可分為:洼地、坡地、槽溝、谷地、平壩等類型。由于貴州省各地地形地貌多樣性，用不同的地形地貌對(duì)硒元素含量特征的評(píng)價(jià)，對(duì)貴州省或者相鄰類似多樣性地形地貌區(qū)具有較大意義。通過(guò)統(tǒng)計(jì)，得出不同地形地貌中槽溝耕地表層土壤硒含量最高為0.94 mg/kg，平壩中硒含量最低為0.53 mg/kg?？傮w的硒含量狀況為:槽溝>谷地>坡地>洼地>平壩。具體含量值見(jiàn)表5。

表5 研究區(qū)不同地形地貌耕地土壤硒平均含量

2.2.5 不同海拔高度耕地硒含量特征

本區(qū)海拔最低處為354 m的舞陽(yáng)河?xùn)|出界處，最高處海拔為1 332 m，最大相差978 m，平均海拔843 m。在不同的海拔高度中均分布有耕地，通過(guò)對(duì)其耕地采集的土壤樣品分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)研究。發(fā)現(xiàn)Se含量在海拔高度800 m以下總體變化不大，700～799 m時(shí)最高為0.74 mg/kg，之后隨著海拔高度的升高硒含量有變低趨勢(shì)(表6)?？傮w反映了低海拔硒含量相對(duì)高于高海拔的硒含量，與前人[3,8,39]研究結(jié)論一致。

表6 研究區(qū)不同海拔高度耕地土壤硒平均含量

2.2.6 耕地土壤中不同酸堿度硒含量特征

土壤酸堿度是土壤最基本的理化性質(zhì)之一，影響著土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，制約著許多物理化學(xué)作用過(guò)程。適宜的酸堿度可以提高土壤養(yǎng)分的有效性，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，不利的酸堿度則會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)，使微生物的活性降低。鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地土壤pH值最高為7.85，最低值為4.46，平均值為5.85。據(jù)土壤酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：pH值≥8.5為強(qiáng)堿性，7.5～<8.5為堿性，6.5～<7.5為中性，5.0～<6.5為酸性，<5.0為強(qiáng)酸性，發(fā)現(xiàn)本區(qū)無(wú)強(qiáng)堿性土壤。依據(jù)土壤酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)分析了耕地表層土壤硒元素含量的特征，總體表現(xiàn)為強(qiáng)酸性耕地土壤硒含量最高為0.77 mg/kg，后隨著酸堿度值升高耕地土壤硒含量漸變低(表7)。

表7 研究區(qū)不同酸堿度耕地土壤硒平均含量

2.3 控制評(píng)價(jià)區(qū)耕地土壤硒含量的主要因素

鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地硒含量整體較高，通過(guò)其地球化學(xué)圖分析，硒存在有一定規(guī)律的高含量帶分布。從面上看，硒高含量帶主要分布于寒武系牛蹄塘組含碳質(zhì)泥砂頁(yè)巖、碳質(zhì)硅質(zhì)巖帶及鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣東部青溪鎮(zhèn)—羊坪鎮(zhèn)內(nèi)受呈北東走向的湘西—黔東鉛鋅多金屬成礦帶影響的寒武系清虛洞組、高臺(tái)組白云巖地層分布區(qū)內(nèi)或附近；而硒低含量帶則主要分布于青白口系淺變質(zhì)砂頁(yè)巖、變質(zhì)凝灰?guī)r及寒武系杷榔組砂頁(yè)巖地層發(fā)育區(qū)或附近。反映了其不同地質(zhì)背景對(duì)耕地土壤硒元素含量具有決定性作用，特別是碳質(zhì)巖系及成礦區(qū)帶內(nèi)。

通過(guò)對(duì)土壤剖面硒含量的對(duì)比(圖3)，結(jié)果顯示硒元素在牛蹄塘組含碳硅質(zhì)巖地層中含量極高，可達(dá)21.32 mg/kg，后往母質(zhì)層至淀積層逐漸變低，到耕作層含量又變高；在杷榔組粉砂質(zhì)泥巖中硒含量?jī)H為0.08 mg/kg，在母質(zhì)層中突然變高，后往上含量平穩(wěn)逐漸變高，直至耕作層最高；而多金屬成礦帶的清虛洞組地層土壤剖面，硒在基巖中含量也僅為0.08 mg/kg，至母質(zhì)層中突然變高為1.39 mg/kg，后往上有變高的趨勢(shì)，至耕作層時(shí)最高為1.80 mg/kg。以上剖面顯示不同母質(zhì)硒含量差異性極大，且反映硒元素在地表淺部富集均較為顯著，與王世紀(jì)等[26]、王運(yùn)等[34]、黃春雷等[37]、宋明義等[40]研究結(jié)論類同。

圖3 土壤垂向剖面硒含量

從硒含量在土壤垂向上的變化看，其土壤硒含量受外界影響較低，而土壤的形成需經(jīng)過(guò)風(fēng)化過(guò)程，過(guò)程中原生礦物會(huì)被破壞分解，變成土壤主要成分，因此土壤中硒元素含量主要來(lái)源于成土母質(zhì)中，這在本研究區(qū)的碳質(zhì)巖系中尤為顯著。在后面的2條剖面中基巖硒含量低且相同，但第3條剖面的土壤硒含量明顯相對(duì)第2條偏高，這應(yīng)與第3條剖面的土壤類型(紅壤)關(guān)系密切(第2條剖面土壤類型為黃壤)。因紅壤是在亞熱帶高溫多雨、干濕季節(jié)明顯的常闊葉林下形成的地帶性土壤，成土過(guò)程中進(jìn)行著較強(qiáng)烈的脫硅富鋁化作用，其土壤呈酸性反應(yīng)、黏度強(qiáng)，氧化鐵活化度低，對(duì)硒的吸附作用遠(yuǎn)大于淋溶作用[26]。第3條剖面正位于鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣東部湘西—黔東鉛鋅多金屬成礦區(qū)帶內(nèi)的白云巖地層分布區(qū)，紅壤極為發(fā)育，故能解釋本成礦區(qū)帶內(nèi)農(nóng)耕土為什么普遍富集較高硒含量的原因之一。

通過(guò)進(jìn)一步分析，本區(qū)耕地土壤硒含量與土壤中有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)(r=0.225，p<0.01)(圖4)，這可能是本區(qū)土壤多為酸性，還原作用促使大部分亞硒酸鹽被表土固定，硒優(yōu)先進(jìn)入腐殖質(zhì)中，與金屬腐殖質(zhì)復(fù)合體一起呈現(xiàn)出無(wú)機(jī)復(fù)合狀態(tài)，因此有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤中硒起吸附和固定作用，從而使硒富集在土壤中[3]，有機(jī)質(zhì)含量與硒含量呈正相關(guān)，這和周墨等[7]的研究結(jié)果一致。鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣處于亞熱帶內(nèi)，植被發(fā)育，耕作層及槽溝中有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)豐富，可能是造成耕作層及槽溝硒含量高的原因之一，其耕作層硒富集與黃春雷等[37]的研究成果一致。而粗骨土耕地硒含量高，可能也是由于粗骨土本身多分布于碳質(zhì)巖系及溝谷發(fā)育地區(qū)，植被極為發(fā)育，與有機(jī)質(zhì)含量豐富有關(guān)。硒元素含量在海拔高度上呈現(xiàn)規(guī)律變化，總體海拔越高硒含量變低，推測(cè)低海拔區(qū)植被發(fā)育、有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)豐富且分解相對(duì)較快是主要因素，其海拔高度變化出現(xiàn)耕地硒含量的變化趨勢(shì)與前人[3,8]的研究成果一致。

圖4 耕地表層土壤硒含量與pH、有機(jī)質(zhì)的關(guān)系

本次分析的農(nóng)耕土硒含量與土壤酸堿度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.096，p<0.01)(圖4)。研究表明，鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣土壤隨著酸性減弱堿性增強(qiáng)，土壤中硒元素含量有減少的趨勢(shì)，這與李曉慧等[15]研究結(jié)論相似，但與周墨等研究結(jié)果不同。本次的研究結(jié)果，可能是因?yàn)樵谥行院退嵝酝寥乐形饕詠單猁}形式存在，遷移淋溶作用較弱，容易與土壤中金屬氧化物和有機(jī)質(zhì)吸附或者絡(luò)合；堿性土壤中，硒主要以溶解性高的硒酸鹽形式存在，溶解性好，隨pH值增高，加速了亞硒酸鹽向硒酸鹽轉(zhuǎn)化，在各種作用下使耕地中土壤硒含量變低。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)貴州省鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地表層土壤中硒含量的分布特征及控制因素進(jìn)行分析，取得了以下主要認(rèn)識(shí):

(1)鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地土壤硒平均含量為(0.64±0.56)mg/kg，遠(yuǎn)高于全國(guó)多數(shù)地區(qū)的土壤硒元素含量值，是全國(guó)土壤硒含量平均值(0.29 mg/kg)的2.21倍。富硒耕地面積278.13 km2，占鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣耕地面積的82.71%，富硒耕地資源豐富。

(2)研究區(qū)土壤硒元素含量在不同背景中分布特征為:碳質(zhì)巖系>第四系>變質(zhì)巖>白云巖>砂頁(yè)巖>灰?guī)r；粗骨土>紅壤>黃壤>石灰土>水稻土；茶園>水田>旱地>果園>其他園地；槽溝>谷地>坡地>洼地>平壩；海拔(<499 m)>(500～599 m)>(600～699 m)>(700～799 m)>(800～899 m)>(900～999 m)>(>1 000 m)。

(3)土壤垂向剖面硒元素含量特征為：①在含碳硅質(zhì)成土母巖分布區(qū)，基巖中硒含量最高，耕作層次之，淀積層最低；②在粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖及白云巖成土母巖分布區(qū)，兩者基巖硒含量相同且最低，母質(zhì)層中均突然增高，但白云巖成土母巖分布區(qū)母質(zhì)層中硒含量值明顯高于粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖成土母巖分布區(qū)母質(zhì)層的硒含量，兩者往上硒含量均有逐漸變高趨勢(shì)，至耕作層硒含量最高。

(4)影響研究區(qū)硒元素含量分布的主要因素：①成土母巖是土壤中硒元素的主要來(lái)源，含碳硅質(zhì)巖系表現(xiàn)尤為明顯；②土壤類型、土地利用類型、地形地貌、海拔高度等是影響硒含量的主要控制因素；③有機(jī)質(zhì)含量高可促進(jìn)硒元素富集，而pH值的高低對(duì)硒元素含量變化具有重要的控制作用，偏酸性土壤有利于提高硒元素含量。

致謝：感謝匿名審稿專家對(duì)本文提出的寶貴修改意見(jiàn)，感謝責(zé)任編輯對(duì)本文的仔細(xì)修改和核對(duì)。