開陽縣硒資源分布特征研究

劉 兵 高安勤 陳曉燕 任海鷹 李可相

（1.開陽縣硒產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，貴州 貴陽 550300；2.六盤水市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，貴州 六盤水 553000；3.貴州省油氣勘查開發(fā)工程研究院，貴州 貴陽 550000；4.貴州科學(xué)院 貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550000）

引言

硒（Se）屬于硫族元素，在化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)上與硫相似，其熔點(diǎn)為217℃，沸點(diǎn)為684.8℃，相對原子質(zhì)量為78.96，有20種同位素。自從1817年瑞典化學(xué)家貝采尼烏斯發(fā)現(xiàn)硒以來，人們普遍認(rèn)為硒對人體有害，一直到1957年法國科學(xué)家施瓦茨（Schwarz）等發(fā)現(xiàn)硒是防止大鼠食餌性肝壞死的一種保護(hù)因子，硒對生命有益的方面才開始被認(rèn)識(shí)。隨著對硒研究的深入，人們不僅認(rèn)識(shí)到了硒的致毒機(jī)理，而且對硒的營養(yǎng)機(jī)制也進(jìn)行了深入地了解。20世紀(jì)70年代聯(lián)合國衛(wèi)生組織肯定了硒的功效，宣布了硒是動(dòng)物生命中必不可少的微量元素。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國約有22個(gè)省份，72%縣市存在不同程度的缺硒和低硒現(xiàn)象，由于飲食是動(dòng)物和人體獲取硒的主要途徑，全國約有7億人口的膳食結(jié)構(gòu)中硒含量不足，如果膳食中硒攝入不足，將嚴(yán)重影響缺硒地區(qū)居民的身體健康。而土壤是食物硒來源的庫。因此，土壤中硒含量高低、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、存在形態(tài)及其影響因素一直都是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

1.研究區(qū)概況

開陽縣隸屬貴陽市，位于貴州省中部，烏江南 岸，位 于 東 經(jīng)106 ° 44′～107 ° 16′，北 緯26°47′～27°22′之間，南北長64.5公里，東西寬53公里。開陽縣大部分地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，春暖溫和，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，水熱同季，無霜期長，多云霧，濕度大，年平均氣溫介于10.6～15.30℃之間，年平均降水量926.5mm～1419.2mm。

開陽縣2010年土地總面積2026.32km2，其中耕地面積45324hm2，林地60462.93hm2，園地（果園、茶園）面積950.6hm2，林草地14379.07hm2，草山草坡13367.6hm2，水域面積約2768.27hm2，難利用地23858.53hm2。

2.樣品采集與分析

2.1 樣品采集

根據(jù)開陽縣1:50000地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖、衛(wèi)星遙感影像圖及《貴州省耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價(jià)總體設(shè)計(jì)》布點(diǎn)原則，結(jié)合開陽縣農(nóng)作物分布情況設(shè)計(jì)了表層土壤樣品共6836件（有效態(tài)671件），重復(fù)樣134件，其中表層土壤樣品密度為8.3個(gè)/km2，在實(shí)際采點(diǎn)過程中，由于布點(diǎn)的點(diǎn)位存在臨時(shí)變化而放棄采點(diǎn)共30件（表2-1）。

表2 -1 開陽縣各類樣品設(shè)計(jì)和采集對照統(tǒng)計(jì)表

2.1 .1 野外采樣方法

野外采樣時(shí)根據(jù)手機(jī)奧維軟件和實(shí)際情況在具有代表性的耕地上進(jìn)行采點(diǎn)。每個(gè)樣品按照X或S分布采集5個(gè)坑樣等量組成，采樣深度為20cm，樣坑之間距離大于20m。采樣時(shí)先用鐵鏟挖好20cm坑，然后用竹片去除與金屬采樣器接觸的土壤，再用竹鏟采集20cm深連續(xù)土柱，裝入棉布樣品袋，再采集下一件樣品時(shí)將采樣工具上的泥土清除干凈。采樣時(shí)避開溝渠、林帶、田埂、路邊、舊房基、糞堆，挑出根系、石塊、蟲體等雜物。野外采樣時(shí)間在2017年10月－2018年2月，該段時(shí)間正好處于上茬農(nóng)作物成熟收割，下茬農(nóng)作物未播種期間，這樣避免了種植期間施肥對耕地的影響。

2.1 .2 樣品處理方法

將采回的樣品置于樣品室懸掛于樣品架自然風(fēng)干后挑出植物殘?bào)w、石塊等雜質(zhì)，用木槌敲碎并通過2mm的孔徑篩，開陽縣耕地表土樣全部由自然資源部成都綜合巖礦測試中心測試，此次開陽縣富硒耕地資源評價(jià)共測耕地土壤數(shù)據(jù)為6830件（重復(fù)樣134件）。

2.2 分析測試方法

根據(jù)樣品分析依據(jù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合本項(xiàng)目樣品檢測任務(wù)情況和分析要求，綜合考慮方法適用范圍、成本、效率等因素，對土壤全量硒的檢測采用原子熒光光譜法（AFS）。

3.開陽縣土壤硒分布特征

3.1 開陽縣富硒資源概況

根據(jù)開陽縣表土基本樣，繪制了開陽縣所采樣品硒元素含量統(tǒng)計(jì)圖（3-1），根據(jù)統(tǒng)計(jì)圖可以發(fā)現(xiàn)，硒元素含量大致呈正態(tài)分布，硒含量主要集中在0.2～1.0mg/kg之間，其中以硒含量在0.3～0.8mg/kg最為集中，開陽縣樣品硒含量小于0.2mg/kg及大于1.5mg/kg樣品件數(shù)較少。

圖3 -1 開陽縣硒（Se）元素測試數(shù)據(jù)含量統(tǒng)計(jì)圖

土壤硒含量大于0.175mg/kg的占開陽縣耕地面積的99.91%（表3-2），土壤硒含量0.4-3mg/kg占開陽縣耕地面積的84.13%，分布面積大且連片，開陽縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，硒含量在0.175-0.4mg/kg的占開陽縣耕地面積15.67%，主要分布于宅吉鄉(xiāng)、花梨鎮(zhèn)、龍水鄉(xiāng)、米坪鄉(xiāng)、南江布依族苗族鄉(xiāng)、禾豐布依族苗族鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分地區(qū)，土壤硒含量大于3mg/kg及小于0.175mg/kg所占開陽縣耕地面積極小，所占比例不足0.2%。

表3 -4 不同土地利用類型硒含量特征

表3 -3 開陽縣各地層背景耕地土壤硒含量統(tǒng)計(jì)

表3 -2 開陽縣富硒耕地資源統(tǒng)計(jì)

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3.2 不同成土母巖硒含量的特征

不同地層、巖層發(fā)育的土壤硒含量不同，開陽縣成土母巖主要為碳酸鹽巖、碎屑巖和變質(zhì)巖，碳酸鹽巖主要為灰?guī)r和白云巖，該成土母巖在開陽縣分布范圍較廣，碎屑巖主要為頁巖、砂巖，在開陽縣主要呈條帶狀分布，變質(zhì)巖主要為元古界清水江組的變余凝灰?guī)r，主要分布在開陽縣花梨鎮(zhèn)附近。其中，樣品成土母巖為碳酸鹽巖的硒平均含量為0.6mg/kg，成土母巖為碎屑巖的硒平均含量為0.55mg/kg，成土母巖為變質(zhì)巖的樣品硒含量平均為0.34mg/kg，清水江組地層主要分布在花梨鎮(zhèn)甕昭村一帶，甕昭村表層土壤硒含量為適量（0.175-0.4mg/kg）。

開陽縣耕地硒含量大于1mg/kg分布較為零散，面積較小，且成土母巖主要為碳酸鹽巖，主要為震旦系燈影組白云巖、寒武系清虛洞組、婁山關(guān)組白云巖及牛蹄塘組泥頁巖、三疊系大冶組白云巖、灰?guī)r和二疊系大部分地層。土壤硒含量在0.8-1mg/kg數(shù)量較少，在開陽縣零散分布，土壤硒含量主要集中在0.4-0.8mg/kg，在全縣范圍內(nèi)大面積分布，楠木渡鎮(zhèn)、馮三鎮(zhèn)西部、雙流鎮(zhèn)、龍崗鎮(zhèn)中南、毛云鄉(xiāng)東南部及高寨苗族布依族鄉(xiāng)南部耕地硒含量主要在0.6-0.8mg/kg，宅吉鄉(xiāng)、馮三鎮(zhèn)東南部、米坪鄉(xiāng)、龍水鄉(xiāng)、南龍鄉(xiāng)、禾豐布依族苗族鄉(xiāng)、龍崗鎮(zhèn)北部、高寨苗族布依族鄉(xiāng)北部、毛云鄉(xiāng)北部、南江布依族苗族鄉(xiāng)東南部、城關(guān)鎮(zhèn)周圍大部及花梨鎮(zhèn)部分村耕地土壤硒含量主要在0.4-0.6mg/kg。富硒耕地成土母巖主要來自震旦系、寒武系、二疊系、三疊系的碳酸鹽巖及碎屑巖。

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從開陽縣各地層耕地土壤硒含量統(tǒng)計(jì)表（3-3）可以看出，震旦系、寒武系、二疊系、三疊系地層表面耕地均值都達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，其中二疊系碳酸鹽巖地層風(fēng)化形成的耕地土壤硒含量最高，地層主要為棲霞組、茅口組、吳家坪組、長興組；其次為震旦系地層，寒武系地層風(fēng)化而來的耕地土壤硒含量均值均達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，但碳酸鹽巖發(fā)育的耕地土壤硒含量明顯要比碎屑巖發(fā)育的耕地土壤樣品硒含量要高；奧陶系和震旦系地層發(fā)育的耕地土壤硒含量均值未達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，奧陶系地層發(fā)育的耕地土壤硒含量均值最低，但也處于適量等級(jí)。

3.3 不同土地利用類型硒含量的特征

土壤中硒含量的高低不僅受到土壤自身的因素影響，由于自然條件存在差異，不同的土地利用類型中硒的含量也會(huì)不同，通過分析不同土地利用類型中硒的含量，發(fā)現(xiàn)硒含量的差別比較大。從表3-4可以看出，茶園土壤取樣134個(gè)，硒含量范圍為0.24-2.94mg/kg，平均為0.74mg/kg；果園土壤取樣73個(gè)，硒含量范圍為0.163-1.27mg/kg，平均值為0.52mg/kg，旱地土壤取樣4269個(gè)，硒含量范圍0.093-5.03mg/kg，平均值為0.58mg/kg，裸地土壤取樣31個(gè)，硒含量范圍0.179-2.02mg/kg，平均值為0.55mg/kg；水田土壤取樣2267個(gè)，硒含量范圍0.122-4.51mg/kg，平均值為0.58mg/kg。

4.結(jié)論

開陽縣耕地土壤硒含量大于0.175mg/kg的耕地占全縣耕地面積的99.91%，耕地土壤硒含量大于0.4mg/kg的耕地占全縣耕地面積的84.24%。開陽縣耕地土壤硒含量均值為0.588mg/kg，呈現(xiàn)大面積、連片分布，是全國少有、全省唯一的天然、適度富硒區(qū)域。富硒耕地成土母巖，主要來自震旦系、寒武系、二疊系、三疊系的碳酸鹽巖及碎屑巖。二疊系碳酸鹽巖地層風(fēng)化形成的耕地土壤硒含量最高，其次為震旦系地層，奧陶系地層發(fā)育的耕地土壤硒含量均值最低。不同土地利用類型土壤硒含量不同，以茶園土壤中硒含量最高，平均值為0.74mg/kg，其次為旱地和水田，硒含量平均值均為0.58mg/kg，裸地土壤硒含量平均值為0.55mg/kg，果園的硒含量最低，平均值為0.52mg/kg。