貴陽(yáng)市花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量初探

段志斌，王 濟(jì)，蔡雄飛，宣 斌，胡豐青

（貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴陽(yáng)550025）

硒是人體必需的微量元素之一，具有雙重生物學(xué)功能，環(huán)境中硒過(guò)量會(huì)形成硒毒，而硒缺乏會(huì)導(dǎo)致白肌病、克山病、大骨節(jié)病等地方?。?］。由于硒元素在提高人體免疫力、預(yù)防心血管疾病、抗氧化、抗癌等方面有著重要作用，補(bǔ)硒理念也逐漸被多數(shù)人所接受［2］。植物硒是人體攝入硒元素的重要來(lái)源，而土壤硒是植物硒的來(lái)源庫(kù)［3］，其最終會(huì)通過(guò)食物鏈途徑影響人體健康，因此研究土壤中硒的含量、分布對(duì)于區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全以及人體健康具有重要意義。

近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)不同地區(qū)土壤中硒含量以及分布規(guī)律進(jìn)行調(diào)查研究。郭宇等［4］在對(duì)恩施地區(qū)典型農(nóng)業(yè)活動(dòng)區(qū)土壤硒的調(diào)查基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了富硒和高硒地區(qū)；仝雙梅等［5］對(duì)貴州開陽(yáng)縣土壤硒含量及分布進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域多數(shù)土壤達(dá)到富硒、高硒水平，并篩選了可供當(dāng)?shù)亻_發(fā)種植的富硒農(nóng)作物；張星等［6］對(duì)川東北巴中農(nóng)田土壤硒分布特征進(jìn)行研究，劃分了四個(gè)富硒產(chǎn)業(yè)帶；李福燕等［7］對(duì)?？谑修r(nóng)田土壤硒含量進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)?？谑写嬖诖竺娣e富硒土壤，具有發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品種植開發(fā)價(jià)值。硒在自然環(huán)境中非?；顫姡走w移，分布不均，據(jù)普查結(jié)果顯示，我國(guó)從東北三省起斜穿至云貴高原，2/3以上地區(qū)缺硒，其中50%為嚴(yán)重缺硒區(qū)［8-9］?；ㄏ獏^(qū)位于貴州省中部云貴高原東斜坡地帶，是省會(huì)貴陽(yáng)市重要的蔬菜種植示范基地和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)基地，而對(duì)該區(qū)城郊菜地土壤硒含量的系統(tǒng)研究未見報(bào)道，本研究通過(guò)采集花溪區(qū)城郊菜地土壤樣品，對(duì)土壤硒含量、分布及其影響因素進(jìn)行研究分析，旨在為該地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品種植規(guī)劃、富硒土壤資源評(píng)價(jià)及富硒農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

花溪區(qū)位于貴陽(yáng)市南部，地處黔中腹地，距市區(qū)中心約17 km。區(qū)域處于106°27′—106°52′E、26°11′—26°34′N，年平均氣溫14.9℃，年降雨量1 178.3 mm，無(wú)霜期約為270 d；境內(nèi)流域面積較大的河流共有17條，主要河流總長(zhǎng)258 km，同時(shí)擁有2座中型水庫(kù)，18座小型水庫(kù)，其中松柏山水庫(kù)和花溪水庫(kù)為貴陽(yáng)市重要飲用水源，具備發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的良好自然條件。全區(qū)主要種植香蔥、折耳根、辣椒、蠶豆、油菜等作物，2016年蔬菜播種面積17 891 hm2，蔬菜總產(chǎn)量43.58萬(wàn)t，是貴陽(yáng)市及周邊大學(xué)城的蔬菜、瓜果等商品的重要基地。

1.2 樣品采集

對(duì)花溪區(qū)青巖鎮(zhèn)、黔陶鄉(xiāng)、燕樓鄉(xiāng)、黨武鎮(zhèn)、湖潮鄉(xiāng)、金竹鎮(zhèn)、石板鎮(zhèn)七個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的蔬菜種植基地和零散菜地進(jìn)行土壤采樣。按蔬菜種植面積大小分為1—2個(gè)采樣單元，每個(gè)單元內(nèi)采用“S”形采樣方法對(duì)菜地土壤表層0—10 cm土壤進(jìn)行采集，用“四分法”分至1 kg左右樣品，并用GPS進(jìn)行定位，共采集34個(gè)土壤樣品（圖1）。

圖1 花溪區(qū)地理位置及樣點(diǎn)分布Fig.1 Location of Huaxi District and distribution of sam pling points

1.3 樣品處理與測(cè)定

土壤經(jīng)自然風(fēng)干后，去除植物和石塊進(jìn)行研磨，充分混勻過(guò)100目土壤篩，待分析測(cè)定。樣品中硒測(cè)定采用硝酸-高氯酸（4∶1）方法進(jìn)行消解，使用原子熒光光譜儀進(jìn)行測(cè)定（Perkin Elmer AF 640）；采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤物質(zhì)GSS-1確保分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2007和SPSS 22.0對(duì)所得數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)分析和正態(tài)分布檢驗(yàn)，采樣點(diǎn)分布圖采用ArcGIS 9.3軟件進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤硒含量

花溪區(qū)城郊菜地的34個(gè)土壤樣品經(jīng)K-S檢驗(yàn)P值（0.062）＞0.05，說(shuō)明土壤硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)符合正態(tài)分布。根據(jù)所測(cè)的花溪區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城郊菜地土壤樣品來(lái)看（表1），土壤硒含量最高值為1.06 mg/kg，最低值為0.20 mg/kg，全距為0.86 mg/kg，均值為0.62 mg/kg。與我國(guó)部分地區(qū)土壤硒分布狀況（表2）對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量明顯低于貴州開陽(yáng)縣、鳳岡縣的土壤硒含量，而略高于其他地區(qū)，同時(shí)其土壤硒平均值高出全國(guó)平均值（0.29 mg/kg）［10］1.14倍，也高出貴州省土壤硒平均含量（0.39 mg/kg）［11］近59%?？梢娀ㄏ獏^(qū)城郊菜地土壤硒含量的背景值較高。

表1 各采樣點(diǎn)土壤硒含量、pH及海拔參數(shù)Table1 Soil Se contents，pH values and altitudes of sampling points

表2 我國(guó)部分地區(qū)土壤硒狀況Table 2 Soil Se contents in some areas of China

2.2 土壤硒含量豐缺劃分

譚見安［18］從我國(guó)硒缺乏地方病角度出發(fā)，根據(jù)表土硒含量的差異劃分出6個(gè)等級(jí)的生態(tài)景觀界限值（表3）。根據(jù)這種劃分，花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量為0.2—1.06 mg/kg，處于足硒與富硒的生態(tài)景觀劃分等級(jí)范圍，其中13.64%的表層土壤樣品達(dá)到足硒等級(jí)，86.36%的表層土壤樣品達(dá)到富硒等級(jí)，擁有較大面積的富硒土壤資源。

表3 我國(guó)硒元素生態(tài)景觀界限值劃分等級(jí)Table 3 Classification of soil Se contents in ecological landscape of China

花溪區(qū)境內(nèi)以山地丘陵地貌為主，受地形、海拔、氣候的影響，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤硒含量也表現(xiàn)出明顯的空間差異性（表4）。從表4可以看出，位于南郊的青巖鎮(zhèn)土壤硒含量平均值最高，為0.89 mg/kg，西南部的黨武鎮(zhèn)（0.72 mg/kg）、燕樓鄉(xiāng)（0.63 mg/kg）和西北部的金竹鎮(zhèn)（0.64 mg/kg）均略高于花溪區(qū)城郊菜地土壤硒的平均值，屬于典型的富硒地帶；東南部黔陶鄉(xiāng)土壤硒含量最低，為0.42 mg/kg，最高均值（青巖鎮(zhèn)）為最低均值（黔陶鄉(xiāng)）的2.12倍。綜合以上，從發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)種植角度和地理位置出發(fā)，可以形成黨武鎮(zhèn)-燕樓鄉(xiāng)-青巖鎮(zhèn)富硒辣椒產(chǎn)業(yè)帶。

表4 城郊菜地土壤硒含量統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of soil Se contents in suburban vegetable fields

2.3 土壤硒含量與海拔、pH的關(guān)系

自然因素對(duì)硒元素在土壤中含量的變化有著重要影響，因此本研究利用表1中數(shù)據(jù)對(duì)花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量與土壤pH、海拔進(jìn)行相關(guān)分析（表5）?；ㄏ獏^(qū)地形起伏較大，本研究采集的土壤樣品海拔在1 021—1 222 m，對(duì)研究區(qū)域土壤硒含量與海拔高度進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果顯示，土壤硒含量與海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），這與溫新平等［19］研究結(jié)果相似，即土壤硒含量隨海拔的升高有降低的趨勢(shì)。花溪區(qū)具有高原季風(fēng)濕潤(rùn)氣候特點(diǎn)，雨量充沛，在多山地區(qū)，由于土壤和巖石的淋溶作用較強(qiáng)，使得土壤中硒元素的遷移能力加強(qiáng)，山谷和丘陵地帶土壤中硒含量顯著高于山脊。

pH對(duì)土壤硒含量的控制比較復(fù)雜，研究報(bào)道中得出的結(jié)論也有所差別。表5中的相關(guān)分析表明，花溪區(qū)土壤硒含量與pH之間沒(méi)有顯著相關(guān)性，這也與一些研究結(jié)果類似［14，17，20-21］。究其原因，pH是土壤重要的理化指標(biāo)，影響著亞硒酸鹽和硒酸鹽之間的轉(zhuǎn)化，亞硒酸鹽主要存在于酸性至中性土壤中，遷移淋溶作用較弱；硒酸鹽主要存在于堿性土壤，溶解性較好，易被植物吸收。研究區(qū)土壤pH主要在6—8，沒(méi)有出現(xiàn)較大范圍波動(dòng)，以中性及中性偏堿性土壤居多，由此可能對(duì)控制土壤硒含量變化并不顯著。

表5 土壤全硒含量與pH和海拔的關(guān)系Table 5 Correlations of soil Se content to pH and altitude

3 結(jié)論與討論

花溪城郊菜地土壤硒含量范圍在0.2—1.06 mg/kg，均值為0.62 mg/kg，高于全國(guó)和貴州省土壤平均水平。從土壤硒含量水平和生態(tài)景觀角度來(lái)看，土壤硒含量整體上達(dá)到富硒水平，低于高硒水平，不會(huì)引起硒缺乏癥和硒中毒癥。土壤硒含量水平表明：不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間存在差異，黨武鎮(zhèn)、燕樓鄉(xiāng)、青巖鎮(zhèn)等區(qū)域富硒土壤資源豐富，可以考慮發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品的種植開發(fā)，形成富硒產(chǎn)業(yè)帶。相關(guān)分析表明：土壤硒含量與pH之間沒(méi)有顯著相關(guān)性，與海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān)。

在科學(xué)研究方面，由于本研究?jī)H對(duì)花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量進(jìn)行了有限的影響因素探討，要更加全面、準(zhǔn)確了解花溪區(qū)城郊菜地土壤硒含量及分布和影響因素之間的關(guān)系，還須要結(jié)合更多的土壤理化指標(biāo)、土地利用方式、土壤類型等因素；在成果應(yīng)用方面，須要系統(tǒng)分析區(qū)域內(nèi)土壤硒與作物硒含量之間的關(guān)系，篩選出達(dá)到富硒等級(jí)的農(nóng)作物，尤其是在連片富硒土壤區(qū)域進(jìn)行規(guī)模性種植，生產(chǎn)出天然的富硒農(nóng)產(chǎn)品，可以形成經(jīng)濟(jì)效益顯著的富硒農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)帶，提高農(nóng)產(chǎn)品附加值，加快花溪區(qū)特色農(nóng)業(yè)種植發(fā)展。

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