利川市耕地硒資源分布研究

饒孝沛，王明瓊，冉 露，周富忠*

(1.湖北省利川市建南農業服務中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)

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利川市耕地硒資源分布研究

饒孝沛1，王明瓊2，冉 露2，周富忠2*

(1.湖北省利川市建南農業服務中心，湖北利川 445400；2.湖北省利川市土壤肥料工作站，湖北利川 445400)

摘要[目的]研究湖北省利川市耕地硒含量及資源分布情況，為當地興辦富硒產業及開發富硒農產品提供科學依據。[方法]以農戶責任田自然地塊為采樣單元，采集利川市621個耕地土樣，測定全硒含量，分析硒資源分布情況。[結果]利川耕地土壤的全硒含量為0.011～6.121 mg/kg，平均值為0.439 mg/kg，處于富硒水平；耕地土壤硒含量與土壤有機質有一定相關性，相關系數為0.287 8，但與土壤pH相關性不明顯。境內耕地富硒土壤呈不規則“y”字型分布，文斗、忠路、沙溪為粗壯的“y”腳，由西南角向東北、西北方向延伸。耕地全硒0.900 mg/kg以上的采樣點集中分布于忠路文斗帶、齊岳山脈(含福寶山)、寒池山脈和麻山山脈4個區域。耕地硒含量與煤關系緊密，含硒較高的4個區域均有大小不等的煤礦資源。缺硒地區主要分布在柏楊鎮及齊岳山以西的建南鎮、謀道鎮。[結論]初步摸清了利川耕地硒含量及分布規律。

關鍵詞耕地；全硒；分布；利川市

1817年，瑞典化學家Berzelius采用黃鐵礦制取硫酸時發現了硒；1934年，美國發現牲畜食入硒含量過多的牧草引起中毒，故很長一段時間認為硒是一種有毒元素；直到1957年才發現硒對生命體有益，1973年世界衛生組織將硒確定為人體必需的微量元素。硒是人體必需的14種微量元素之一，抗氧化性是硒的生化作用基礎，能改善動物機體的免疫力，提高人體抗衰老、抗癌能力，并對重金屬有解毒作用[1-3]。我國是世界上嚴重缺硒國家之一，缺硒土壤面積占整個國土面積的1/3以上；從東三省到云貴高原，我國72%地區存在一條低硒地帶，生活在缺硒地區的人口有4億之多[4]。湖北恩施是“中國第一高硒區”，存在獨立硒礦床，是迄今為止全球發現的唯一具有工業開采價值的硒礦床[2，5]。利川與恩施比鄰，是一個典型的貧硒與高硒相交的地帶，以齊岳山為界，把利川分為貧硒和高硒區，齊岳山以西為貧硒區，并有克山病流行，齊岳山以東則為高硒區，石煤硒含量平均達111.4mg/kg[6]。土壤是動植物硒的主要來源，土壤中硒的含量及形態直接影響人體硒的攝入量，進一步影響人的身體健康[1]。李明偉等[7]對利川茶園的硒含量進行了研究，但關于利川耕地硒含量及其分布規律鮮見報道。筆者研究湖北省利川地區耕地硒含量及其分布規律，旨在為當地興辦富硒產業及開發富硒農產品提供科學依據。

1材料與方法

1.1土樣采集以農戶責任田自然地塊為采樣單元，按NY/T1121.1—2006標準采集耕地土壤樣品621個，涉及利川14個鄉(鎮、辦事處)中的13個，覆蓋了575個村中的463個，樣品覆蓋率達到80.0%以上。各鄉鎮樣品分布及覆蓋村個數見表1。

14個鄉鎮中7個鄉鎮土壤樣品覆蓋率達到90.0%以上的村，元堡、沙溪、毛壩3個鄉鎮村實現了全覆蓋；都亭辦事處無土樣；汪營、涼霧土樣相對偏少，覆蓋率分別為36.0%和48.9%；東城土樣密集，但分布不均，覆蓋率僅為55.6%。

1.2測定項目與方法按農業行業標準NY1104—2006土壤中全硒含量的測定方法進行檢測。對前處理進行如下調整：土樣量由2.0g下調為0.5g左右，樣品消解由100mL三角瓶改為150mL消化管，消解溫度為160～170 ℃，消解儀設置溫度200～210 ℃，消解時間4h以上，以土樣變白或灰白色，液體變淺黃色或無色確定消解終點。檢測儀器為北京海光公司生產的AFS-230E原子熒光光度計，儀器設置條件：爐高8mm，燈電流80mA，輔助電流40mA，負高壓300V，載氣流量400mL/min，屏蔽氣900mL/min。載液為5.0%鹽酸，還原劑為0.8%KBH4+0.4%NaOH。按NY/T1121.2—2006標準檢測土樣pH，NY/T1121.6—2006標準檢測土樣有機質含量。運用平行結果和插入參比樣對土樣全硒、有機質、pH檢測結果進行質量控制。

表1利川市耕地樣品鄉鎮分布及覆蓋村情況

Table1Thevillagesandtownsdistributionofcultivatedlandsampleandthesituationofcoveringvillages

鄉鎮Villagesandtowns樣品Sample個樣品村Samplevillage∥個行政村Administrativevillage∥個覆蓋率Coveringvillage∥%東城Dongcheng72101855.6元堡Yuanbao792626100汪營Wangying19185036.0涼霧Liangwu23224548.9柏楊Boyang65555894.8謀道Moudao43415673.2毛壩Maoba464444100建南Jiannan54485488.9沙溪Shaxi242222100南坪Nanping28192190.5文斗Wendou55525692.9忠路Zhonglu58516085.0團堡Tuanbao55555698.2都亭Duting0090合計Total62146357580.5

2結果與分析

2.1硒含量檢測結果檢測結果表明，全硒含量為0.011～6.121mg/kg，極差6.110mg/kg，均值0.439mg/kg。按譚見安[8]的“缺、少、足、富、高、過”6級分類標準統計，利川15.14%的耕地硒含量處于缺少水平，83.41%的耕地硒含量富足，1.45%的耕地硒含量高過；耕地全硒含量均值接近富硒水平，達富硒以上水平的占28.66%(圖1a)。按李家熙[9]的“極低、低、中、高(富)”4級分類標準，利川耕地平均值達到富硒水平，樣品富硒比例達到36.39%(圖1b)。

按水田和旱地不同耕作類型分類統計，旱地平均硒含量0.472mg/kg，處于富硒水平；水田硒平均含量0.331mg/kg，

注：a.譚見安分類標準；b.李家熙分類標準。Note：a was classification standard of Tan Jian-an；b was the classification standard of Li Jia-xi.圖1　利川市耕地硒含量各級樣品頻率分布Fig.1　Frequency distribution of selenium content in cultivated land in different grades of samples

低于旱地，變幅也小于旱地。按土壤類型統計，硒的平均值呈現明顯的垂直分布規律，由高山的棕壤至二高山的黃棕壤至低山的黃壤，土壤硒含量逐步降低，紫色土最低，但最高值和最低值都出現在紫色土中。按不同成土母質統計，石灰巖(包含碳質巖、硅質巖等黑色巖系)發育的耕地硒含量最高，第四紀黏土母質發育的耕地最低(表2、3)。這與李明偉等[7]對利川茶園土壤的研究結論不完全一致，他研究認為“第四紀黏土形成的土壤硒含量較高，這是較新的發現”。導致結論不一致可能與土樣采集時對成土母質劃分不完全準確有關。2.2硒資源區域分布規律筆者認為，譚見安[8]的6級標準更適合利川耕地硒含量分類。由表4可知，利川耕地硒缺少區域主要集中在建南、柏楊、謀道3個鄉鎮，建南耕地硒含量整體較低；其余鄉鎮耕地全硒大多處于富足水平；處于高過水平的9個樣品分別分布在柏楊的欄堰，文斗的鳳凰、黃土、新田榜、聯豐，沙溪的高源，毛壩的聯心、青巖、紅衛9個村。從平均值看，建南最低0.097mg/kg，涼霧次之0.298mg/kg，變幅相對也小，標準差分別為0.060、0.097；50%的鄉鎮平均值在0.400mg/kg左右，排前5位的分別為文斗(0.790mg/kg)、毛壩(0.624mg/kg)、忠路(0.582mg/kg)、沙溪(0.567mg/kg)、汪營(0.536mg/kg)。

表2　利川市不同土壤類型硒含量分布情況

表3　利川市不同成土母質硒含量分布情況

表4　利川市鄉鎮耕地硒含量分布情況

把178個耕地富硒以上水平采樣點在利川地圖上進行標識后發現，耕地富硒點呈不規則的“y”字型分布，西側由齊岳山脈東北向西南延伸，東側由柏楊鎮的寒池山脈連接團堡鎮的石板嶺通過東城延伸至麻山山脈(包括元堡鄉、毛壩鎮及沙溪鄉)，最后延伸至“y”腳——忠路鎮及文斗鄉(圖2)。

圖2　利川市耕地富硒點分布Fig.2　Distribution of selenium enrichment sites of cultivated land in Lichuan City

若把耕地全硒含量在0.900mg/kg以上視為高硒水平，樣品有48個，其中，文斗15個，忠路13個，柏楊、毛壩各4個，汪營、沙溪、謀道各3個，元堡2個，東城1個。大部分都在海拔800m以上的二高山，且多在1 200m左右，只有文斗的堡上、桐麻、新田榜和耳子山4個點在海拔800m以下的低山。

把這48個土樣標注到地圖上，發現利川高硒耕地集中分布在以下4個區域(圖3)。

圖3　利川市耕地高硒點分布Fig.3　Distribution of high selenium sites of cultivated land in Lichuan City

第1區域：忠路、文斗高硒帶，26個土樣，由忠路西北角的新建、偏嵌、甘溪、龍塘、石盤、理智、理塘溪、黑林向西南延伸至文斗的龍坪、高峰、金龍、鹿街、聯峰、安山、中原、林場、桐麻、堡上、黃土、黃連、鳳凰、耳子山、新田榜(表5)。

第2區域：齊岳山脈、福寶山脈高硒帶，9個土樣，起點由齊岳山脈東北角柏楊的欄堰，向西南逐步延伸經謀道的鹿池、紅光、堪金，汪營的高坎子、清江、魚泉，直到福寶山脈南面忠路的長干、茶臺(表6)。

第3區域：麻山山脈高硒帶，9個土樣，東南起沙溪的高源、黃泥塘，經元堡的友聯、朝陽、洛陽，至毛壩的紅衛、青巖、聯心、桃花(表7)。

第4區域：寒池山脈高硒帶，3個土樣，集中在柏楊的東部與恩施交界處的羅圈、見天、桂花(表8)。

東城楊柳村的富硒土樣點呈獨立點狀分布，該村海拔1 105.4m，土壤類型為黃棕壤，成土母質為石灰石，水浸pH為7.54，硒含量為0.963mg/kg。

2.3相關性分析土壤全硒與有機質相關性分析：對398個成對數據進行相關性分析，相關系數r=0.287 8(圖4)。

土壤全硒與pH相關性分析：對621個成對數據進行相關性分析，相關系數r=0.050 0。土壤全硒與pH無明顯相關性，硒含量低于0.175mg/kg的94個土樣水浸pH為4.31～8.37，而硒含量高于0.900mg/kg的48個土樣水浸pH為4.47～8.39，兩者pH的范圍相當、極差相近(圖5)。與煤相關性明顯，4個高硒帶均有不同儲量的煤層出露，這與前人結論一致。

3結論與討論

(1)利川耕地硒含量整體富足，最高值達到6.121mg/kg，最低值為0.011mg/kg，平均全硒含量0.439mg/kg，接近譚見安[8]規定富硒水平，超過李家熙等[9]規定的標準，利川應該是恩施“硒都”的重要組成部分。耕地土壤硒含量與土壤有機質有一定相關性，相關系數為0.287 8；但與土壤pH相關性不明顯，高硒土壤往往與煤伴生。

表5　第1富硒帶土樣分布情況

表7　第3富硒帶土樣分布情況

表8　第4富硒帶土樣分布情況

圖4　土壤硒含量與有機質相關性分析Fig.4　Correlation analysis between soil selenium content and organic matter

圖5　土壤硒含量與pH相關性分析Fig.5　Correlation analysis between soil selenium and pH

(2)耕地缺硒地區集中在建南、謀道、柏楊3個鄉鎮，特別是齊岳山以西的謀道鎮(不含齊岳山)和建南鎮整體水平較低。耕地富硒采樣點呈不規則的“y”字型分布，忠路、沙溪、文斗3個鄉鎮構成“y”字的粗壯腳，西側由西南向西北延伸經福寶山至齊岳山脈東北角，東側由西南經麻山山脈(包括沙溪鄉、毛壩鎮及元堡鄉)通過東城延伸至柏楊鎮的寒池山脈連接團堡鎮的石板嶺。耕地全硒含量在0.900mg/kg以上的采樣點集中分布在4個區域，即忠路文斗帶、齊岳山福寶山帶、麻山帶、寒池山帶。

(3)該研究土樣數量相對較少，分布存在不均衡性，富硒帶及相關結論需進一步證實；富硒耕地種植的作物是否同樣富硒以及在缺硒地區施用硒肥效果等有待于進一步研究。

參考文獻

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[8] 譚見安.環境生命元素與克山病[M].北京：中國醫藥科技出版社，1996.

[9] 李家熙，張光第.人體硒缺乏與過剩的地球化學環境特征及其預測[M].北京：地質出版社，2000.

作者簡介饒孝沛(1969-)，男，湖北利川人，農藝師，從事農業技術推廣工作。*通訊作者，高級農藝師，從事土肥水質量監測和技術推廣工作。

收稿日期2016-03-27

中圖分類號S 153.6

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-201-06

DistributionofSeleniumResourcesinCultivatedLandofLichuanCity

RAOXiao-pei1,WANGMing-qiong2,RANLu2,ZHOUFu-zhong2*

(1.JiannanAgriculturalServiceCenterofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400; 2.SoilfertilizerworkstationofLichuanCity,Lichuan,Hubei445400)

Abstract[Objective] To research the selenium content and resource distribution of cultivated land in Lichuan City of Hubei Province, and to provide scientific references for the development of selenium enrichmentindustry and the selenium enrichment agricultural products. [Method] With natural plot of household responsible field as the sampling unit, we detected the total selenium content in 621 soil samples of cultivated land in Lichuan City, and analyzed the resource distribution of selenium. [Result] The total selenium content in cultivated soil of Lichuan City was 0.011-6.121 mg/kg; the mean value was 0.439 mg/kg, which was at a level of selenium enrichment. Selenium content in cultivated soil had certain correlation with the organic matter in soil and the correlation coefficient was 0.287 8. But it had no significant correlation with soil pH. Selenium-enrichment cultivated soil showed a “y”-type distribution. Wendou, Zhonglu and Shaxi were sturdy “y” type, which extended from southwest to northeast and northwest. Sampling sites with more than 0.900 mg/kg selenium content in cultivated land were mainly concentrated in Wendou and Zhonglu belt, Qiyue mountain range (containing Fubao Mountain), Hanchi mountain range and Mashan mountain range. Selenium content in cultivated land had close correlation with coal. The four regions having relatively high selenium content all had coal mineral resources. Areas lacking of selenium were mainly distributed in Boyang Town and Jiannan and Moudao Towns in west Qiyue Mountain. [Conclusion] Selenium content and distribution law in Lichuan City are preliminarily found out.

Key wordsCultivated land; Total selenium; Distribution; Lichuan City