富硒土壤成因分類研究及土地資源開發(fā)利用

蘇野

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊，河北邢臺 054000）

世界衛(wèi)生組織1973年認定硒是人類和動物不可或缺的微量元素之一，如果人缺硒將會誘發(fā)大骨頭、克山病、白肌病等多種疾病。據(jù)中國膳食調(diào)查結(jié)果顯示，我國居民日常飲食硒攝入量均值為43.3μg/d，未達到硒攝入下限值50μg/d，一些硒嚴重缺乏的地區(qū)，居民攝入量甚至不到20μg/d，因此如何補充硒元素成為當前關(guān)注的焦點問題。在我國硒元素分布不均衡，約72%地區(qū)存在硒不足情況。河北總體為低硒區(qū)，但在石家莊市及周邊地區(qū)又存在富硒區(qū)，且規(guī)模不一，其中以藁城區(qū)最為顯著。加強富硒土壤成因分析，有利于土地資源的合理利用，因此具有現(xiàn)實意義。

1 藁城概況

藁城區(qū)隸屬河北省石家莊市，位于石家莊市東部。該區(qū)地處太行山東麓河北平原中南部，呈西北高、東南低的地勢特征，氣候因素均勻分布，一年四季氣候分明，非常適合開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。藁城區(qū)第一產(chǎn)業(yè)以農(nóng)業(yè)為主，糧食作物主要是小麥、玉米、大豆等，果品主要種植鴨梨。土壤類型分為褐土、潮土兩大土類，其中褐土土壤占地面積最大，分布十分廣泛；潮土主要分布于“三河一故道”地域，占土地資源總量24%。

2 天然富硒土壤成因分析

2.1 樣品采集[1]

表層土壤樣品采用網(wǎng)格采樣法采集，每平方千米4 個樣點，每點采集深度0～20cm，土壤樣品原始重量不低于1kg。

垂直剖面土壤樣品按成土母質(zhì)類型進行采集，剖面深度0～20cm，每5cm 采集1 個樣品；深度20～40cm，每10cm 采集1 個樣品；深度40cm 以下，每20cm采集1個。

淺層地下水樣品每4 平方千米采取1 個點，井水埋深10～50m，采樣時測量水位、水溫等。

大氣降塵樣品采用大氣干濕沉降法采集，降塵桶口徑28.3cm，距地面5～10m的位置進行放置。

生物樣品采集根據(jù)藁城區(qū)農(nóng)作物種植種類，選擇玉米和小麥作為采樣對象，對作物對應根系土樣進行采集。

2.2 樣品測試

土壤樣品分析指標主要包括Se、Cu、As、Hg、Cd、Pb、Zn、Ni、pH 等元素，測試法以XRF、HG-AFS為主，ICP-MS、AAS 測試法為輔[2]。本研究結(jié)果顯示所采集的樣品測試指標符合要求。其中，淺層地下水以及大氣降塵樣品采用HG-AFS 法測試分析Se 元素；農(nóng)作物樣品則采用AFS 測定Se 和As、用ICP-MS 測定Cu、Pb、Zn、用AAS 測定Cd。測定分析嚴格按照《生態(tài)地球化學評價樣品分析技術(shù)要求》進行[3]。

2.3 表層土壤硒元素含量及分布特征

通過樣品分析結(jié)果顯示，表層土壤硒元素平均含量為0.32mg/kg，高于河北平原硒含量均值0.29mg/kg。而不同類型土壤中硒含量也存在差異，其中褐土中硒含量最高，達到0.3497mg/kg，潮土中硒含量達到0.2679mg/kg。由于藁城區(qū)土壤主要為褐土，因此該地區(qū)表層土壤硒含量總體水平較高。

2.4 富硒土壤成因及主要來源

富硒土壤成因主要包括自然和人為兩種因素。石家莊受西北風影響，其表層土壤高硒區(qū)域由市區(qū)逐漸向東南方延伸，該區(qū)域?qū)捈s20～40km，長約100km。

從藁城高硒區(qū)、過渡區(qū)、低硒區(qū)取垂向剖面土壤，通過實驗室分析結(jié)果顯示，這3 區(qū)土壤中硒含量由表及里的變化趨勢無較大差異，主要集中在耕植層，深度在0～15cm，說明藁城區(qū)不具備因自然原因造成本底硒含量高的條件，人類活動占主導性因素。

根據(jù)淺層地下水樣品試驗結(jié)果，土壤富硒區(qū)所對應的地下水中硒含量也較高。藁城區(qū)內(nèi)第I 含水層組中硒均量為0.0029mg/L，河北平原硒均量僅0.00074mg/L，比非富硒區(qū)含量高得多?？梢?，土壤中硒元素的主要來源渠道為灌溉水，而藁城區(qū)地下水補給主要依靠大氣降水，土壤中硒元素在降雨作用下不斷向地下周圍滲透，最終使得地下水中硒含量升高。

3 天然富硒土地資源開發(fā)利用

3.1 農(nóng)作物硒含量的影響因素

根據(jù)實地調(diào)查，藁城區(qū)主要農(nóng)作物為小麥和玉米，因此選取小麥、玉米和鴨梨進行硒含量對比，如表1所示。

表1 藁城富硒區(qū)和非富硒區(qū)小麥、玉米及鴨梨硒含量對比

根據(jù)河北省地方標準富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量要求（DB13/T2702-2018），富硒谷物硒含量不得低于0.1mg/kg，水果硒含量不得低于0.01mg/kg。如表1 所示，富硒區(qū)小麥和玉米硒含量均明顯高于非富硒區(qū)。

3.2 土地資源利用

作為人體補硒的重要途徑之一，富硒農(nóng)產(chǎn)品成為關(guān)注的焦點，近年來，富硒農(nóng)產(chǎn)品頗受關(guān)注，價格優(yōu)勢明顯，對藁城區(qū)土壤資源進行合理規(guī)劃、科學利用，能夠推動當?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，助力農(nóng)民增收致富[4]。

藁城區(qū)土壤肥沃，地質(zhì)環(huán)境良好，土壤中硒元素豐富，為富硒農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了優(yōu)勢。根據(jù)本次采集的樣品數(shù)據(jù)，結(jié)合藁城區(qū)經(jīng)濟發(fā)展實際情況，從科學利用和耕地保護視域出發(fā)，針對不同類型土壤提出具體的利用建議。其中，土壤質(zhì)量綜合等級為一二級的地區(qū)劃定為優(yōu)質(zhì)區(qū)；土壤中硒含量超過0.4mg/kg區(qū)域則為富硒區(qū)，優(yōu)質(zhì)區(qū)與富硒區(qū)重合區(qū)域則規(guī)劃為富硒農(nóng)作物種植區(qū)。

藁城區(qū)土壤相對比較潔凈，養(yǎng)分供給有保障，因此在優(yōu)質(zhì)區(qū)與富硒區(qū)重疊的區(qū)域可以成立示范基地，種植一些聚硒能力較弱但是市場需求較大的谷物類，打造具有本地特色的富硒農(nóng)產(chǎn)品品牌。種植時可以選擇小麥種植，輪耕玉米等谷物，同時在選種時盡可能選擇硒含量多、產(chǎn)量高的品種。對于藁城區(qū)不符合富硒農(nóng)作物種植的區(qū)域，可以根據(jù)硒含量情況劃分潛力區(qū)，充分利用土地資源，種植聚硒能力十字花科植物，如白菜類、甘藍類、芥菜類等，確保農(nóng)作物中硒含量達標，推動當?shù)馗晃卟水a(chǎn)業(yè)發(fā)展。若該區(qū)域土壤中硒含量并不高，但土質(zhì)相對較好，可種植大豆、棉花等。而不適合種植農(nóng)作物的區(qū)域，則可種植觀賞類樹木，大力發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)，拉動地區(qū)經(jīng)濟增長，助力當?shù)剞r(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

4 結(jié)論

（1）藁城區(qū)表層土壤中硒元素含量平均值為0.32mg/kg，相較于河北平原而言，富集系數(shù)為1.68，屬于中等變異。

（2）富硒土壤形成原因主要是因人為活動所致，其中灌溉水、燃煤是硒元素最主要的來源。

（3）富硒區(qū)與非富硒區(qū)相比，農(nóng)產(chǎn)品硒含量更高，一些甚至達到天然富硒食品的標準，可以通過種植富硒農(nóng)產(chǎn)品確保居民日均攝入量，同時還能拉動地區(qū)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，助力地區(qū)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。