貴州省丹寨縣土壤硒含量調(diào)查研究

劉倫沛 湯 宏 李東平 潘大勇 姜軍輝

(1、凱里學(xué)院,貴州 凱里556011 2、貴州省丹寨縣教育科技局,貴州 丹寨557599)

硒是人體重要微量元素之一,在機(jī)體內(nèi)可作為含硒蛋白的重要組成元素,具有增強(qiáng)人體免疫力、預(yù)防心血管疾病、抗腫瘤以及抗衰老等重要生物學(xué)功能[1],若硒元素缺乏,人體將產(chǎn)生如克山病和大骨節(jié)病等硒缺乏病,能導(dǎo)致高血壓、心臟病、癌癥、糖尿病等多種疾病[2]；硒過量,對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒害作用,引起毛發(fā)脫落、指甲損害、皮膚損害、神經(jīng)系統(tǒng)損害等[3]。為了保證人體健康,必須給予一定硒營(yíng)養(yǎng)供給。人體獲取硒營(yíng)養(yǎng)的方式主要是含硒食物,含硒食物中的硒是作物吸附土壤中的硒轉(zhuǎn)化為食物中的有機(jī)硒。故此,土壤中硒含量常決定栽種作物中有機(jī)硒含量。要開發(fā)含硒、富硒食物,必須研究土壤中硒的含量及分布。

貴州省丹寨縣作為貴州較早開發(fā)含硒食物的縣之一,位于貴州省東南部、黔東南苗族侗族自治州西部,地處東經(jīng)107°44′-108°08′、北緯26°05′-26°26′之間。東與雷山縣接壤,南靠三都水族自治縣,西與都勻市、麻江縣交界,北抵凱里市。全縣轄龍泉鎮(zhèn)、興仁鎮(zhèn)、排調(diào)鎮(zhèn)、揚(yáng)武鎮(zhèn)、雅灰鄉(xiāng)、南皋鄉(xiāng)共4 鎮(zhèn)2 鄉(xiāng),全縣面積940 km2,山地面積723.36 平方公里,占總面積76%,耕地面積105317 畝,園林用地71 萬(wàn)畝。屬高原巖溶區(qū),地勢(shì)東北高,西南低,海拔在700－1100 米之間。地貌類型以低山地貌為主、其次為低中山、低山丘陵,還有少量中山地貌。當(dāng)?shù)卣推髽I(yè)于1996 年開始富硒水稻種植,種植面積逐年擴(kuò)大,目前已開發(fā)的含硒食品主要有硒米、硒茶、硒南瓜汁、硒韭菜根等。2007 年該縣被中國(guó)特產(chǎn)之鄉(xiāng)推薦暨宣傳活動(dòng)組織委員會(huì)授予“中國(guó)硒米之鄉(xiāng)”、“中國(guó)富硒、鋅茶葉之鄉(xiāng)”稱號(hào),生產(chǎn)的黔丹牌“硒鋅米”于2010 年獲國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品,產(chǎn)品銷往全國(guó)。但該縣域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤含硒情況如何,未見報(bào)道。筆者采集該縣域土壤樣品,通過對(duì)其含硒量進(jìn)行檢測(cè)與分析, 得出土壤硒含量范圍及分布,以期為當(dāng)?shù)赝寥牢Y源的利用提供科學(xué)依據(jù)、為含硒食物的進(jìn)一步開發(fā)等生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集時(shí)間與地點(diǎn)

2016 年10 月,在丹寨縣域內(nèi)4 鎮(zhèn)2 鄉(xiāng)的土壤,土壤類型有涉及黃壤、黃棕壤土類。

1.2 樣品采集方法

按200m ×200m 為1 取樣單元,以“S”形布點(diǎn)選取4 個(gè)小樣點(diǎn),分別采集0-25cm 耕作層土壤和26－50cm 的耕底層土壤,4個(gè)小樣點(diǎn)的耕作土壤混合為1 個(gè)土樣,4 個(gè)小樣點(diǎn)耕底層土壤混合為1 個(gè)土樣；共采集表層土壤樣品258 個(gè)和耕底層土壤樣品258 個(gè)。

1.3 樣品處理

采集土樣帶回實(shí)驗(yàn)室,晾干、去除雜物、磨碎、過100 目篩后,以四分法取約200g 作為待測(cè)土樣裝于樣品袋,每個(gè)樣品2袋,并作好記錄。

1.4 樣品檢測(cè)

檢測(cè)土壤樣品,按NY/T 1104-2006 進(jìn)行土壤全硒測(cè)定,主要儀器RF－640 分子熒光分光光度計(jì),檢測(cè)室溫14℃,相對(duì)濕度為65%。

2 結(jié)果與分析

2.1 表層土壤含硒量分布

對(duì)采集到的耕作層土壤(0－25cm)樣品全硒含測(cè)定,得出該縣域耕作層土壤硒含量在0.09 ～0.45 mg/kg, 平均值為0.25 mg/kg,其硒含量頻率比例如圖1 所示。

圖1 丹寨縣耕作層土壤硒含量頻率分布

從圖1 可知,該縣域內(nèi)的土壤耕作層硒含量在0.175-0.450mg/kg 范圍內(nèi)出現(xiàn)頻率達(dá)85.66%,在0.125－0.175 mg/kg 范圍內(nèi)出現(xiàn)頻率為9.30%,硒含量少于0.125mg/kg 的土壤出現(xiàn)頻率為3.49%,硒含量在0.45－3.00 范圍的頻率為1.55%。按照譚見安對(duì)含硒土壤劃分的界限值: 全量硒小于0.125mg/kg 的土壤為缺硒土壤,全量硒含量在0.125～0.175mg/kg 的土壤為少硒土壤,硒含量在0.175-0.450mg/kg 之間的土壤為足硒土壤,硒含量在0.450-3.000mg/kg 土壤為高硒土壤,硒含量高于3.000mg/kg的土壤為過硒土壤[1],則丹寨縣域內(nèi)土壤耕作層有85.66%為足硒土壤、有9.30%為少硒土壤、有3.49%為缺硒土壤,有1.55%為高硒土壤,沒有過硒土壤。其中硒含量大于等于0.35mg/kg 的土壤,只占8.14%。

2.2 耕底層土壤含硒量分布

對(duì)采集到的耕底層土壤(26-50cm)樣品全硒含量測(cè)定,得出該縣域土壤該層全硒含量在0.04～0.68mg/kg,平均為0.27mg/kg。其土壤耕底層硒含量頻率比例如圖2 所示。

圖2 丹寨縣耕底層土壤硒含量頻率分布

從圖2 可知,該縣域內(nèi)土壤耕底層硒含量在0.175-0.450mg/kg 范圍內(nèi)出現(xiàn)頻率達(dá)77.52%,在0.125-0.175mg/kg 范圍內(nèi)出現(xiàn)頻率為9.69%,硒含量少于0.125mg/kg 的土壤出現(xiàn)頻率為5.43%,硒含量在0.450-3.000mg/kg 的頻率為7.36%。按照譚見安對(duì)含硒土壤劃分的界限值標(biāo)準(zhǔn),則丹寨縣域內(nèi)土壤耕底層有77.52%為足硒土壤、有9.69%為少硒土壤、有5.43%為缺硒土壤,有7.36%為高硒土壤,沒有過硒土壤。其中硒含量大于等于0.35mg/kg 的土壤,只占15.50%。

綜合土壤耕作層和耕底層硒含量可知,丹寨縣域內(nèi)土壤以足硒土壤為主,有少量高硒、缺硒和少硒土壤,沒有過硒土壤。

2.3 土壤含硒量的地理分布

丹寨縣域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤硒的分布相對(duì)均衡,土壤耕作層硒含量平均值為0.25 mg/kg ,耕底層硒含量平均值為0.27mg/kg。其結(jié)果如表1。

表1 丹寨縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤硒含量

從地理位置上看,單從平均值來(lái)說(shuō),興仁鎮(zhèn)、龍泉鎮(zhèn)和雅灰鄉(xiāng)耕作層硒含量略高,其中興仁鎮(zhèn)的中營(yíng)、臺(tái)辰、烏地、中營(yíng)、城江、者拉、興仁,龍泉鎮(zhèn)的馬寨、大坪,雅灰鄉(xiāng)的叮咚、送隴、黨早等村寨土壤硒含量達(dá)到0.3 mg/kg 及以上；排調(diào)鎮(zhèn)、楊武鎮(zhèn)和南臬鄉(xiāng)土壤硒含量略低,不過楊武鎮(zhèn)的黃泥坡、紅巖等村寨硒含量也達(dá)到0.3 mg/kg 及以上。含量較低的有南臬鄉(xiāng)的烏必、興仁鎮(zhèn)的甲勞、金竹坪、楊武鎮(zhèn)的牛棚、朱砂、老八寨、排調(diào)鎮(zhèn)的腳牛、羊巫、孔慶、劉家寨、排調(diào)、黨溜、方勝、麻烏等村寨,其土壤硒含量低于0.2mg/kg。其余村寨土壤硒含量均在0.2-0.3gm/kg 范圍內(nèi)。

2.4 影響土壤硒含量的因素分析

土壤由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、水分、空氣等組成,決定其硒含量有成土母質(zhì)、氣候、地形,以及土壤的理化因素與土壤的利用方式等。但由于成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和礦質(zhì)元素的最初來(lái)源,故決定土壤硒含量的主要因素是成土母質(zhì),其硒含量的多少很大程度上決定土壤硒的含量[4-5],其次土壤利用方式和土壤的理化因素對(duì)土壤含硒量也起著重要作用[6]。

2.4.1 成土母質(zhì)的影響

貴州省丹寨縣屬于高原巖溶區(qū),地勢(shì)東北高,西南低,以低山地貌為主,其次為低中山、低山丘陵地貌,有少數(shù)中山地貌。主要成土母巖為寒武、奧陶、三迭紀(jì)之灰?guī)r居多,在石灰?guī)r老風(fēng)化殼上發(fā)育的黃壤分布面積較大,少部分在石灰?guī)r上發(fā)育的石灰土,常與黃壤交錯(cuò)分布[7]。其中興仁鎮(zhèn)、龍泉鎮(zhèn)、雅灰鄉(xiāng)的大部分村寨和楊武鎮(zhèn),多為低山、低中山地帶,由變質(zhì)砂巖、砂頁(yè)巖、板巖、石灰?guī)r老風(fēng)化殼而成的成土母質(zhì)轉(zhuǎn)化成黃壤土質(zhì)；但南臬鄉(xiāng)的南臬村、烏臬、排寨、火燒寨一帶,以及排調(diào)鎮(zhèn)靠雷山縣一帶的高山地區(qū),如羊巫、孔慶、劉家寨、排調(diào)、黨溜、方勝、麻烏等村寨零星分布有少量由灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖發(fā)育而成黑色石灰土。雅灰鄉(xiāng)叮咚、送隴、黨早等有少數(shù)村寨,零星分布有由成土母質(zhì)為變質(zhì)砂巖、板巖和千枚巖等紅壤。

由于不同土壤發(fā)育的成母土不同,其成母土硒含量也不一樣,故各土壤硒含量也就不同。本次調(diào)查由于人力、物力和財(cái)力等原因,沒有進(jìn)行土壤剖面取樣調(diào)查研究。但多數(shù)學(xué)者研究認(rèn)為,以頁(yè)巖發(fā)育的土壤含硒量最高,石灰?guī)r、砂巖發(fā)育的土壤硒含量次之,紫色頁(yè)巖發(fā)育的土壤硒含量最低[8-9]。本次調(diào)查測(cè)試結(jié)果與多數(shù)學(xué)者的研究其本相符。即興仁鎮(zhèn)的中營(yíng)、臺(tái)辰、烏地、中營(yíng)、城江、者拉、興仁,龍泉鎮(zhèn)的馬寨、大坪,楊武鎮(zhèn)的黃泥坡、紅巖等黃壤土質(zhì)村寨,成母土中硒含量較高,故其土壤硒含量相對(duì)較多；雅灰鄉(xiāng)叮咚、送隴、黨早有零星分布的紅壤,含硒量較多,大都在0.3mg/kg 及以上；排調(diào)鎮(zhèn)的羊巫、孔慶、黨溜、方勝、麻烏等村寨零星分布少量黑色石灰土,其成母土中硒含量少,多在0.2mg/kg 左右；南臬鄉(xiāng)的南臬村、烏臬、排寨、火燒寨一帶存在少量黑色石灰土分布,硒含量較少。

2.4.2 土壤理化因素的影響

土壤理化因素,如有機(jī)質(zhì)含量、pH 等也是影響土壤硒含量。土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加,土壤硒含量也增加,pH 增加,土壤硒含量減少[10-11]。就其原因主要是因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)對(duì)硒有較強(qiáng)的富集作用,有機(jī)質(zhì)含量越高,土壤的保肥性越好,能有效地減少硒的流失；土壤pH 可影響硒在土壤中的存在價(jià)態(tài)、形態(tài)和土壤對(duì)硒的吸附固定作用,pH 低有利于硒酸鹽等物質(zhì)的積累,減少硒的遷移,pH 高易使硒隨滲濾水遷移,導(dǎo)致土壤硒含量下降。

2.4.3 土地利用方式的影響

通過對(duì)采集土樣的土地利用情況與其含硒量分析,結(jié)果如表2。

由表2 可知,從耕作層比較,未利用旱地耕作層土壤硒含量較對(duì)多,平均為0.28mg/kg,其它稻田土、耕作旱地和林地的硒含量平均為0.25mg/kg、0.24 mg/kg；從耕底層比較,未利用旱地為0.28mg/kg,稻田土和耕作旱地為0.27mg/kg,林地為0.26mg/kg,各類使用土壤硒含量差距更少,說(shuō)明土地使用類別對(duì)其土壤硒含量影響較小。

表2 不同利用方式土地土壤硒含量范圍及含硒平均值

3 結(jié)論

通過對(duì)貴州省丹寨縣域土壤硒含量的調(diào)查研究,得出:該縣土壤耕作層硒含量在0.09～0.45mg/kg,平均值為0.25mg/kg；土壤耕底層硒含量在0.04～0.68mg/kg,平均值為,平均為0.27mg/kg。即丹寨縣域內(nèi)土壤以足硒土壤為主,有少量高硒、缺硒和少硒土壤,沒有過硒土壤,這一結(jié)果與貴州省環(huán)?？茖W(xué)研究所何亞琳的研究結(jié)論基本相符[8]。雖然沒有像湖北恩施地區(qū)高硒土壤,也不及貴州省開陽(yáng)縣域內(nèi)土壤硒含量高[12],但也是貴州省內(nèi)少有的具有足硒土壤的縣域,依托得天獨(dú)厚的地理環(huán)境,調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展硒鋅水稻種植、開發(fā)富硒米、富硒茶、富硒韭菜根等富硒產(chǎn)品。但從本次調(diào)查看,因土壤硒含量并不高,要充分利用當(dāng)?shù)刭Y源,做大做強(qiáng)富硒產(chǎn)業(yè),還必須注意如下幾點(diǎn):

一是進(jìn)一步合理規(guī)劃當(dāng)?shù)馗晃r(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)域。生產(chǎn)天然富硒產(chǎn)品,要求土壤硒含量達(dá)到一定值,如賈十軍研究認(rèn)為[13]:當(dāng)表層土壤硒元素含量大于等于0.35mg/kg 時(shí),生產(chǎn)的天然稻谷75%可達(dá)到《富硒稻谷》GBT22499-2008 標(biāo)準(zhǔn)要求。而本次調(diào)查的丹寨縣域土壤硒含量大于等于0.35mg/kg,耕作層占8.14%,耕底層占15.50%。所以并不是所有的土壤都能作為富硒農(nóng)產(chǎn)物的種植,必須做好土壤硒土資源的等級(jí)規(guī)劃,選擇足硒、高硒土壤種植農(nóng)作物,生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品,而不能不根據(jù)土壤硒含量情況一謂的擴(kuò)大種植面積。

二是篩選對(duì)硒富集能力強(qiáng)的作物或品種。有研究指出[14],并不是所有富硒土壤都能開發(fā)出相同類型的富硒農(nóng)產(chǎn)品, 不同類型的富硒土壤生產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品的富硒程度不同。加之,丹寨縣域內(nèi)土壤中硒含量并不太多,而且不同作物對(duì)土壤硒的富集能力不同,就是同一作物不同品種之富硒能力差別也較大。因此,在合理規(guī)劃種植面積的同時(shí),還要依據(jù)含硒土壤成因類型、土壤理化性質(zhì)研究成果以及農(nóng)產(chǎn)品富硒率,篩選對(duì)硒具有富集作用的作物或品種,進(jìn)行重點(diǎn)開發(fā)。

三是對(duì)于土壤含硒量偏少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤,要開發(fā)富硒產(chǎn)品時(shí),可通過補(bǔ)充一定含硒肥料或?qū)ψ魑飮娛﹣單徕c或硒酸鈉溶液等,以彌補(bǔ)土壤硒含量的不足,增加作物含硒量,生產(chǎn)富硒產(chǎn)品,以滿足人們對(duì)富硒產(chǎn)品的需求。