黔南荔波地區(qū)耕地土壤中硒的分布特征及影響因素分析

周文龍，張 濤，吳昭陽，楊志忠，楊朝貴

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，貴州 貴陽 550005)

1 引言

本文依托貴州省荔波縣耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價項(xiàng)目，對荔波縣耕地土壤硒的分布特征進(jìn)行了闡述，結(jié)合表層土壤、成土母巖等樣品的分析數(shù)據(jù)初步探討了成土母質(zhì)、土地利用方式和土壤有機(jī)質(zhì)對耕地土壤中硒分布的影響。以期為當(dāng)?shù)厣降靥厣r(nóng)業(yè)發(fā)展和富硒耕地合理的規(guī)劃利用提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

3 數(shù)據(jù)來源

3.1 樣品采集與測試分析

表1 樣品分析檢測方法及檢出限

3.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS20.0和Microsoft Excel 2016完成描述性統(tǒng)計分析、方差分析及相關(guān)性分析，圖件制作采用Arcgiss10.2和中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心“土地質(zhì)量地球化學(xué)評價管理與維護(hù)(應(yīng)用)子系統(tǒng)”聯(lián)合處理完成。

4 耕地土壤中硒分布特征

4.1 土壤硒含量數(shù)值特征

對研究區(qū)2368件耕地表層土壤樣品中硒(Se)含量進(jìn)行統(tǒng)計分析，硒含量最小值0.02×10-6，最大值9.49×10-6，中位數(shù)0.41×10-6，剔除異常值(X±3S)后算術(shù)平均值0.42×10-6，標(biāo)準(zhǔn)差0.16，變異系數(shù)38。區(qū)內(nèi)耕地表層土壤硒含量均高于全國土壤A層平均值0.29×10-6和貴州省土壤A層平均值0.37×10-6(中國環(huán)境監(jiān)測總站1990，譚見安1990，何亞琳1996)。

4.2 土壤硒空間分布特征

從空間上看，表層土壤硒含量高值區(qū)在朝陽-小七孔呈帶狀展布，與二疊系樂平統(tǒng)合山組煤系地層展布一致；表層土壤硒高值區(qū)在荔波玉屏-瑤山瑤族鄉(xiāng)-黎明關(guān)水族鄉(xiāng)片區(qū)和佳榮鎮(zhèn)月亮山片區(qū)呈現(xiàn)片狀分布，該區(qū)域?yàn)槔蟛λ固貛r溶峰叢-洼地地貌主要分布區(qū)，耕地分布海拔相對較低(<600 m)，硒的相對富集與其趨向地表低洼處遷移富集，以及土壤粘粒對其吸附固定作用有關(guān)；佳榮月亮山片區(qū)表層土壤硒含量高值區(qū)與寒武系渣拉溝組、都柳江組黑色碳質(zhì)泥頁巖展布區(qū)分布一致。

圖1 耕地表層土壤硒元素地球化學(xué)圖

表層土壤硒含量低值區(qū)在荔波北西部的甲良-小七孔-玉屏-朝陽一帶與石炭系灰?guī)r、三疊系砂巖、泥頁巖等展布區(qū)一致，呈帶狀展布；而荔波北東部的土壤硒含量低值區(qū)在茂蘭-佳榮一帶與石炭系和二疊系灰?guī)r展布區(qū)一致，呈片狀展布。

5 耕地土壤硒影響因素分析

前人對影響土壤硒分布的各因素研究認(rèn)為成土母巖(母質(zhì))、地形地貌、土壤類型、土地利用方式、有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH等對土壤中硒的含量具有一定的影響。

5.1 成土母巖

圖2 煤系地層、炭質(zhì)泥頁巖地層及土壤硒含量疊合圖

表2 不同成土母巖及其分布區(qū)表層土壤中硒含量

5.2 土地利用方式

研究顯示，不同的土地利用方式導(dǎo)致土壤性質(zhì)和生產(chǎn)力的改變，進(jìn)而影響土壤質(zhì)量和土壤環(huán)境的改變(吳文斌2007)。對研究區(qū)四類不同利用方式下土壤硒的統(tǒng)計顯示，土壤中硒的含量為茶園>旱地>果園>水田。林地和草地均有較高的有機(jī)質(zhì)含量，其對硒的吸附和固定有重要貢獻(xiàn)；茶園土壤中硒含量高，除了茶園分布區(qū)下伏高硒含量的二疊系合山組煤系地層影響外，茶葉的收獲方式也有一定的影響，茶園相比其他種類農(nóng)作物每年收獲的茶葉有限，大多含硒的枯枝落葉以腐殖質(zhì)形式歸還于土壤，同時腐殖質(zhì)對土壤中游離硒的吸附固定使之更趨向于表層土壤富集。果園與水田有相近的硒含量，調(diào)查發(fā)現(xiàn)果園多為近年來水田改造而來，因水田長期處于水淹的還原環(huán)境下土壤游離態(tài)硒易淋失(劉鵬等2000)；同時農(nóng)作物生長吸收硒，而隨著農(nóng)作物收獲但硒肥補(bǔ)充的缺乏使土壤硒含量逐漸降低，其普遍低于研究區(qū)平均水平0.42×10-6。

表3 不同土地利用方式表層土壤中硒含量

5.3 土壤有機(jī)質(zhì)

研究認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)對全量硒有較顯著影響，有機(jī)質(zhì)含量與土壤硒含量存在正相關(guān)關(guān)系(梁東麗等2017，劉永賢等2018，黃春雷等2013，章海波等2005，王金達(dá)等2000，胡艷華等2010，吳俊2018)。土壤有機(jī)質(zhì)對硒的影響主要體現(xiàn)在吸附和固定作用，有機(jī)質(zhì)含量越豐富的土壤，對于土壤中硒的吸附能力就越強(qiáng)，土壤中硒含量也相對較高。統(tǒng)計顯示，研究區(qū)表層土壤有機(jī)含量與硒含量的相關(guān)系數(shù)r=0.23(n=2 368，P<0.01)，呈現(xiàn)正關(guān)性。對有機(jī)質(zhì)含量和對應(yīng)分組硒元含量求取算數(shù)平均值，可看出，研究區(qū)隨著土壤中有機(jī)質(zhì)含量的升高，Se元素含量亦呈升高的趨勢，這與前人的研究結(jié)果一致。

表4 表層土壤有機(jī)質(zhì)與硒含量

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)耕地表層土壤中硒(Se)最小值0.02×10-6，最大值9.49×10-6，平均值0.42×10-6，其含量均高于全國土壤A層平均值0.29×10-6和貴州省土壤A層平均值0.37×10-6，富硒耕地占全區(qū)所有耕地的61.99%。

(2)研究區(qū)成土母質(zhì)(母巖)對土壤中硒元素的含量具有控制作用，土壤硒高值區(qū)與炭質(zhì)泥頁巖、煤系地層展布區(qū)吻合，而泥頁巖、砂巖等分布區(qū)對應(yīng)大面積的土壤硒低值區(qū)；黎明關(guān)水族鄉(xiāng)一帶土壤中硒的相對富集與成土母巖風(fēng)化殘留硒和降雨等外來硒趨向地表低洼處遷移富集，以及土壤粘粒對其吸附固定作用有關(guān)。

(3)研究區(qū)土地利用方式對土壤中硒的含量有較大影響，使得不同利用方式土地表層中土壤硒含量呈現(xiàn)出茶園>林地>草地>旱地>果園>水田的特點(diǎn)。

(4)研究區(qū)表層土壤有機(jī)含量與硒含量呈正相關(guān)，隨著土壤中有機(jī)質(zhì)含量的升高，Se元素含量亦呈升高的趨勢。