陜西省三原縣丁留村農(nóng)田硒含量特征及成因淺析

晁旭　王會鋒　張志敏　孟秦宇　王明霞　任蕊

摘 要 利用前人在關(guān)中地區(qū)開展的農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查調(diào)查評價研究成果，結(jié)合第二次全國土地質(zhì)量調(diào)查數(shù)據(jù)庫，開展村組級農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查調(diào)查評價，對研究區(qū)地塊中硒含量、作物中硒含量進行研究，探討其成因及形成機理。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)土壤、農(nóng)作物硒含量均達到富硒標準，為該地區(qū)農(nóng)業(yè)規(guī)劃、種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，富硒土壤區(qū)的開發(fā)利用提供了依據(jù)，對提高當?shù)氐慕?jīng)濟收入，改善人民生活水平具有重大意義。

關(guān)鍵詞 硒含量；農(nóng)作物；土地質(zhì)量

中圖分類號：S153.6 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.18.105

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西關(guān)中平原中部，地處西安、咸陽、渭南、銅川等大中城市的弧心位置，是陜西關(guān)中“一線兩帶”建設的經(jīng)濟腹地，屬暖溫帶大陸性季風半干旱氣候區(qū)。地處鄂爾多斯地臺南緣褶皺帶上，屬平原地區(qū)。從成因上來說屬，渭河的三級河流階地，由中更新統(tǒng)上部沖積砂、砂礫卵石、砂質(zhì)黏土、粉土、次生黃土層組成。土壤類型以褐土為主。大宗農(nóng)作物以小麥、玉米為主。

2 研究方法與設計

2.1 樣品采集

利用前人在該地區(qū)開展的縣域農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查調(diào)查評價研究成果，開展了1∶5 000的村組級農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查與評價，調(diào)查面積7.5 km2，共采集表層（0～20 cm）土壤樣品482件，農(nóng)作物20件。采樣方法按照《土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價》規(guī)范。

根據(jù)現(xiàn)有農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，有針對性的選擇大宗作物進行采集。其中小麥7件，玉米13件。

2.2 樣品處理及分析測試

采回的新鮮樣品在分析之前，先經(jīng)過凈化、烘干（或風干）等處理，再送測試單位保存。

樣品分析測試由國土資源部西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心承擔。該單位經(jīng)過國家資質(zhì)認證，具有多目標區(qū)域地球化學樣品測試資質(zhì)，分析方法先進，質(zhì)量監(jiān)控方案完善。樣品分析質(zhì)量及要求按《土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價》規(guī)范執(zhí)行。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用MAPGIS軟件對數(shù)據(jù)進行處理，分別統(tǒng)計樣本數(shù)（N）、算術(shù)平均值（X）、標準離差（S）、變異系數(shù)（Cv）和以逐步剔除平均值加減2倍標準離差后的算術(shù)平均值（Xo）、幾何平均值（Xg）、中位數(shù)（Me）以及最大值（Mmax）、最小值（Mmin）。

評價是利用Acrgis軟件和土地質(zhì)量地球化學調(diào)查與評價軟件，將分析數(shù)據(jù)賦予二調(diào)圖斑中，按照《土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價》規(guī)范，計算相關(guān)評價、分級指數(shù)，進行單元素評價和綜合評價。

3 評價結(jié)果

3.1 土壤

參照陜西關(guān)中地區(qū)土壤富硒標準下限0.2 mg·kg-1，三原丁留村地塊硒的含量豐富，全區(qū)富硒土壤地塊高達140個，占地塊總數(shù)的97.9%，其中土壤硒含量超過

0.4 mg·kg-1的地塊為97個，占全區(qū)的68.06%，集中分布在評價區(qū)中部一帶；土壤硒含量在0.3～0.4 mg·kg-1的地塊為35個，占全區(qū)的24.48%，主要分布在評價區(qū)西南部；土壤硒含量在0.2～0.3 mg·kg-1的地塊為8個，占全區(qū)的5.59%。低硒（Se≤0.2 mg·kg-1）地塊為3個，僅占總數(shù)的2.10%，零星分布在該村北部[1]。

3.2 植物樣

在該村共采集農(nóng)作物樣品20件，全部達到富硒標準。小麥7件，硒含量0.120～0.473 mg·kg-1，平均值為0.266 mg·kg-1；玉米13件，硒含量0.023～0.316 mg·kg-1，平均值為0.079 mg·kg-1。

4 成因探討

4.1 硒來源分析

三原縣的南部平原，構(gòu)造基底以斷裂沉降為主，其上堆積有700～800 m厚的第四系沉積物，特別是中更新世中期以后，受涇、渭水系沖積作用，形成沖積平原[2]。這里地勢開闊、平坦，土層深厚、土壤肥沃，地下水位高，地下水豐富。

富硒區(qū)土壤調(diào)查資料顯示，三原縣以西的剖面土壤中局部見有大量的“煤?！背霈F(xiàn)，認為是早期沉積物中攜帶的煤層物質(zhì)。涇河上游旬邑、淳化、彬縣、長武及鄰省甘肅省內(nèi)大量出露黃隴侏羅紀煤田，有“渭北黑腰帶”之稱，黃隴侏羅紀煤中Se含量為0.111～1.372 mg·kg-1，平均值0.970 mg·kg-1。因此，沖積物中的硒和“煤?！敝形鲭x出的硒是形成富硒土壤的根本原因。

西安地區(qū)1∶25萬多目標調(diào)查結(jié)果顯示，（枯水季）淺層水、地表水不同程度含有大量的硒元素，在灌溉時攜帶硒元素，逐年補給土壤，是土壤硒輸入的主要途徑之一[3]。

4.2 不同作物硒含量特征

作物主要為小麥、玉米富硒能力都很強，小麥樣品90%以上富硒，小麥富硒能力高于玉米。實驗分析數(shù)據(jù)表明大宗農(nóng)作物的富硒水平比較穩(wěn)定。

4.3 硒形態(tài)與pH值的關(guān)系

對硒的形態(tài)特征研究采取延伸的Tessier分法，包括水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、強有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)7種形態(tài)。褐土7種硒形態(tài)含量中，殘渣態(tài)>強有機結(jié)合態(tài)>腐殖酸結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)>離子交換態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>鐵錳結(jié)合態(tài)。土壤硒的7種形態(tài)中被植物容易吸收的強有機結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)和水溶態(tài)含量總和均≥50%。被植物不易吸收的離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)，其中殘渣態(tài)總體較高，約占褐土全量的37%，土壤硒強有機結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、水溶態(tài)的含量隨pH值的變化有所差異。根據(jù)不同形態(tài)與pH值相關(guān)性顯示，強有機結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)隨pH值增高硒含量有下降趨勢，相關(guān)值分別為│r│=0.187，│r│=0.104，按照相關(guān)標準總體呈弱相關(guān)，表明pH值對強有機結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)有較弱的制約性。水溶態(tài)總體變化不大，│r│=0.004，表明pH值對水溶態(tài)的制約性很小。

硒的形態(tài)分析統(tǒng)計結(jié)果表明，不同形態(tài)的土壤硒含量受pH值影響的程度不同，隨著pH值從弱酸性到弱堿性逐漸增大，強有機結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)的土壤硒含量有增加趨勢，水溶態(tài)土壤硒含量的變化很小。

4.4 土壤中硒含量與植物中硒含量關(guān)系

土壤中的硒含量直接影響農(nóng)作物的硒含量。統(tǒng)計了不同硒含量的土壤中農(nóng)作物樣品的硒含量，發(fā)現(xiàn)當土壤中硒含量達到0.2mg·kg-1時，農(nóng)作物中硒含量迅速富集，達到食品富硒標準。

5 結(jié)語

本次調(diào)查為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，富硒土壤的開發(fā)利用提供了依據(jù)，對提高當?shù)氐慕?jīng)濟收入，改善人民生活水平具有重大意義。

參考文獻：

[1] 尹宗義，任蕊，晁旭，等.三原-閻良地區(qū)富硒土壤中硒形態(tài)特征研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2016（2）：290-291.

[2] 羅乾周，盧婷，王明霞，等.西安地區(qū)土壤地球化學背景及在農(nóng)業(yè)方面的應用[J].陜西地質(zhì)，2009，27（2）：61-69.

[3] 任蕊，王會鋒，盧婷，等.關(guān)中平原土壤地球化學基準值與背景值研究[J].西北大學學報（自然科學版），2013，43（5）：742-748.

（責任編輯：劉昀）