農(nóng)田土壤硒含量現(xiàn)狀調(diào)查分析

摘 要：針對三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田土壤環(huán)境中硒含量分布及其有效性現(xiàn)狀不明，采用野外調(diào)研、田間采樣和實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的方法，測定該地區(qū)土壤的總硒含量、有效硒含量、基本理化性質(zhì)及所采土壤對應(yīng)小麥幼苗中硒的含量，分析該地區(qū)土壤及小麥硒含量的分布情況，研究其與土壤pH、速效磷和有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性。結(jié)果表明，三原縣渠岸鎮(zhèn)地區(qū)農(nóng)田土壤樣品中硒含量為0.19～0.59mg/kg，平均含量為0.35mg/kg，其中92.00%的土壤樣品硒含量處于足硒水平（0.20～0.45mg/kg），高硒土壤（0.45～3.00mg/kg）則主要分布在三原縣渠岸鎮(zhèn)的西部及西南部地區(qū)。土壤有效硒含量占土壤總硒量的5.200%，硒的利用率相對較高。小麥幼苗中硒含量為0.01～0.20mg/kg，平均為0.07mg/kg。小麥幼苗中硒含量高的地區(qū)同樣主要分布在三原縣渠岸鎮(zhèn)的西部和西南部，其與土壤總硒、土壤有效硒含量呈顯著正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：總硒含量;有效硒含量;理化性質(zhì);相關(guān)性

中圖分類號：S2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190815018

前言

硒是人和動物生命所必須的一種微量元素，其缺乏（<40.00μg/day）、充足（110.00μg/day）和毒害劑量（>400.00μg/day）間的差異非常小[1]。全世界的大多數(shù)地區(qū)都存在不同程度的硒缺乏，據(jù)統(tǒng)計我國有?72.00%?的縣（市）不同程度缺硒，約有?1?億多人口因食物中攝取的硒不足，導(dǎo)致人體處于低硒狀態(tài)[2]。人體和動物中缺硒會引起各種疾病的發(fā)生，如大骨節(jié)病、白肌病和克山病等。由于人體和動物中的硒主要通過食物攝入，而土壤被認(rèn)為是人類和動物體內(nèi)硒的基本來源[3]，因此土壤及農(nóng)作物中硒含量水平對人體健康有著非常重要的意義，在人們越來越關(guān)注飲食與健康的今天，硒在環(huán)境中的含量分布和硒對人體健康影響的研究近年來受到越來越多的關(guān)注。目前，許多學(xué)者對我國南部地區(qū)土壤及農(nóng)作物硒元素特征作了諸多研究[4-6]，而對西部地區(qū)農(nóng)耕?土壤及農(nóng)產(chǎn)品硒元素研究較少[7-9]。陜西省作為全國小麥主要產(chǎn)區(qū)之一，常年種植面積約為160萬hm2、占農(nóng)作物播種面積的39.40%[7，8]。咸陽市農(nóng)耕歷史悠久，三原縣渠岸鎮(zhèn)的耕作面積更是高達(dá)86.90%。根據(jù)陜西省地質(zhì)調(diào)查中心前期的踏勘調(diào)查，三原縣農(nóng)田土壤中硒含量較高，但有關(guān)渠岸鎮(zhèn)土壤中硒含量現(xiàn)狀尚無詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息。本文對該鎮(zhèn)農(nóng)田土壤中硒含量的分布情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與評價，對合理開發(fā)該地富硒土地資源、提高富硒農(nóng)產(chǎn)品附加值、發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)、增加農(nóng)民收入具有重要意義。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)域概況

渠岸鎮(zhèn)位于三原縣城以東4.00km處，東臨獨(dú)李鎮(zhèn)，南與高渠、安樂鎮(zhèn)為鄰，北臨西陽鎮(zhèn)，南距西安30.00km，西距咸陽30.00km。渠岸鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)總?cè)丝?.40萬人，總面積28.90km2。西銅鐵路、三獨(dú)公路橫貫東西，西銅高速公路、安陵路縱穿南北，交通便利，地理位置優(yōu)越，土地肥沃，全鎮(zhèn)0.18萬hm2耕地屬涇惠渠北干二支渠灌溉，有機(jī)井350.00眼，抽水站6.00座，屬渠、井、站三灌。

1.2?樣品采集

本文采集三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田地區(qū)的土壤及對應(yīng)的小麥幼苗，設(shè)50.00個采樣單元，以0.70km×0.70km為單元，用棋盤式布點(diǎn)法進(jìn)行采樣[9]，采樣點(diǎn)分布如圖1。采集0～20.00cm耕作層土壤混合均勻后塑封。樣品在采集、保存和預(yù)處理過程中，避免接觸金屬，防止污染，做好編號標(biāo)記。土壤樣品在室溫下自然風(fēng)干，剔除砂石、植物根系等雜質(zhì)，研磨后分別過2.00mm、0.50mm和0.15mm尼龍篩[11]。小麥幼苗用自來水清洗干凈后再用去離子水清洗3遍，用吸水紙擦干表面水分，幼苗裝入紙袋，用烘箱殺青30.00min，殺青溫度為95.00℃，之后溫度改為60.00℃，烘至恒重，用植物粉碎機(jī)磨碎[10]。

1.3?樣品指標(biāo)測定

1.3.1?土壤樣品理化性質(zhì)測定

1.3.1.1?土壤pH的測定

采用pH計測定。取10.00g過2.00mm篩的風(fēng)干土樣置于100.00mL塑料離心管中，加無二氧化碳蒸餾水25.00mL，將塑料管密封后，用振蕩機(jī)劇烈振蕩5.00min，靜置60.00min，用校正合格的pH計測定上清液的pH值。

1.3.1.2?土壤有效磷的測定

采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定。取2.50g過0.25mm篩的風(fēng)干土樣置于100.00mL塑料離心管中，加入1.00mol/LNH4OAc50.00mL，振蕩30.00min過濾。用原子吸收分光光度計測定吸光度。

1.3.1.3?土壤有機(jī)質(zhì)的測定（重鉻酸鉀-硫酸亞鐵滴定法）

采用重鉻酸鉀氧化和硫酸亞鐵滴定法測定。取0.20g過0.25mm篩的風(fēng)干土樣置于玻璃消煮管中，加入10.00mL0.40mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液，搖勻插入玻璃漏斗，油浴5.00min，加入鄰菲羅啉指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，得出結(jié)果。

1.3.2?土壤和植物中重金屬的測定

1.3.2.1?土壤樣品中重金屬的測定

土壤樣品采用HNO3-HClO4消解法，0.50g土樣加入6.00mLHNO3和4.00mLHC1O4至澄清透明后定容，鹽酸還原后，用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（北京吉天AFS-930雙道原子熒光光度計）測定曬含量[11]。選擇土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07404）進(jìn)行質(zhì)量控制，回收率為103.06%。

1.3.2.2?植物樣品中重金屬的測定

小麥幼苗采用HNO3-HClO4消解法，0.50g植物樣加入8.00mLHNO3和2.00mLHClO4至澄清透明后定容，鹽酸還原后，用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（北京吉天AFS-930雙道原子熒光光度計）測定硒含量[11]。選擇小麥成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW10011）進(jìn)行質(zhì)量控制，回收率為97.48%。

2?結(jié)果與分析

2.1?三原縣渠岸鎮(zhèn)土壤總硒及有效硒含量

由表l可知，該地區(qū)農(nóng)田土壤總硒含量為0.19～0.59mg/kg，平均為0.35mg/kg，變異系數(shù)為22.96%，含量較為均勻;土壤有效硒含量為0.01～0.04mg/kg，均值為0.02mg/kg，變異系數(shù)為34.11%，土壤有效硒占總硒含量的2.40%～7.91%，平均為5.20%。有效硒水平低于福建茶園土壤有效硒含量為0.03mg/kg，占總硒比例為16.00%[12]，浙江嵊縣土壤有效硒含量為0.03～0.15mg/kg，占總硒17.00%[13]，四川若爾蓋地區(qū)土壤有效硒為8.90mg/kg，占總硒的8.00%，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于青海平安地區(qū)的富硒土壤有效硒（僅占總硒量的2.97%）[11]。

依據(jù)土壤硒含量分級標(biāo)準(zhǔn)[14-16]，由圖2可知，50.00個農(nóng)田土壤樣品中有46.00個屬于足硒土壤，占土壤樣品總量的92.00%，其他4.00個屬于高硒土壤，占總樣品量的8.00%，表明該地區(qū)土壤硒含量整體屬于足硒水平。

由圖3可知，該地區(qū)農(nóng)田土壤硒含量分布呈現(xiàn)西高東低，中間較均勻。以渠岸鎮(zhèn)西部地區(qū)的棗陽村以北、黃家窯村、義和村和康吳村土壤曬含量較高，分別為0.59mg/kg、0.55mg/kg、0.58mg/kg和0.46mg/kg，均屬于富硒土壤（高于0.45mg/kg）：以渠岸鎮(zhèn)東部的桃園李村硒含量最低，平均為0.22mg/kg，低于我國土壤中全硒含量的平均水平（0.27mg/kg）。

由圖4可知，該地區(qū)土壤有效硒含量分布與與總硒的高含量地區(qū)的空間分布較為一致。土壤有效硒以義和村、棗陽村以北和師家申村含量最高，分別為0.04mg/kg、0.03mg/kg和0.03mg/kg，占總硒量的6.90%、8.10%和7.30%。而土壤有效硒含量較低的地區(qū)除了桃園李村外，還有路家村、惠家村、西康吳和康吳村，均小于0.01mg/kg，土壤有效硒占總硒含量的2.00%～3.00%。

2.2?三原縣渠岸鎮(zhèn)小麥幼苗總硒含量

為了進(jìn)一步評價該地區(qū)土壤硒的有效性，對采集土壤對應(yīng)的小麥幼苗樣品中硒含量進(jìn)行了測定。由表3可見，三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田小麥幼苗中硒含量為0.01～0.20mg/kg，平均值為0.07mg/kg，變異系數(shù)為53.86%。

采集樣品為小麥幼苗，將整株樣本粉碎后進(jìn)行混合測定，數(shù)據(jù)能夠反映作物吸收硒和土壤的供硒能力。由圖5可知，小麥幼苗中硒含量高的地區(qū)主要集中分布在三原縣渠岸鎮(zhèn)西部的棗陽村以北的地區(qū)和黃家窯村，含量分別為0.20mg/kg、0.16mg/kg和0.17mg/kg，該地區(qū)土壤硒含量分級為富硒水平。小麥幼苗中硒含量較低的地區(qū)為桃李園村、北高村和吳村蓋村，分別為0.01mg/kg、0.02mg/kg和0.02mg/kg。與土壤總硒、土壤有效硒含量分布規(guī)律相似，說明小麥幼苗中的硒主要來源于土壤。

2.3?三原縣渠岸鎮(zhèn)土壤pH、有機(jī)質(zhì)及速效磷含量

土壤理化性質(zhì)影響著硒在土壤中存在的形態(tài)，硒在有機(jī)質(zhì)、粘土礦物、鐵錳氧化物等土壤組分間不斷發(fā)生著吸附/解吸、沉淀/溶解、氧化/還原等過程，而這些過程均受到土壤酸堿性等因素的控制。土壤pH、氧化還原電位（Eh）、有機(jī)質(zhì)含量、土壤類型、質(zhì)地等因素通過影響硒的存在價態(tài)和形態(tài)而影響硒的生物有效性[6]。為了進(jìn)一步了解影響該地區(qū)土壤硒有效性的主要因素，測定采集的土壤樣品的pH、有機(jī)質(zhì)和有效磷含量。

由表4可知，該地區(qū)土壤pH為7.12～8.46屬于堿性土壤。土壤速效磷含量為3.69～49.07mg/kg，平均值為21.98mg/kg，變異系數(shù)達(dá)48.00%。化肥（磷肥）的施入是造成土壤速效磷含量變化較大的主要因素。土壤有機(jī)質(zhì)含量為1.43～23.56g/kg，均值為12.62g/kg，變異系數(shù)為38.25%。

2.4?三原縣渠岸鎮(zhèn)土壤、小麥幼苗硒含量與土壤pH、有機(jī)質(zhì)及速效磷含量的相關(guān)性

為了近一步探求影響土壤硒含量和有效性的因素，對檢測的指標(biāo)相關(guān)性進(jìn)行分析。由表5和圖6、7可知，研究區(qū)域內(nèi)土壤總硒和土壤有效硒含量且呈極顯著的正相關(guān)（R=0.719，P<0.01，n=50）;土壤總硒及土壤有效硒含量均與小麥幼苗硒含量呈極顯著正相關(guān)，但小麥幼苗硒含量與土壤有效硒含量的相關(guān)性（R=0.501，P<0.01，n=50）高于小麥幼苗硒與土壤總硒含量的相關(guān)性（R=0.421，P<0.01，n=50）。綜合圖3、4、5可知，土壤有效硒是小麥幼苗硒吸收的主要來源。土壤總硒含量與土壤pH值呈顯著正相關(guān)（R=0.390，P<0.01，n=50），而與土壤有機(jī)質(zhì)及速效磷含量均呈負(fù)相關(guān)（P>0.01）。土壤有效硒含量與pH值、有機(jī)質(zhì)及速效磷含量的相關(guān)性規(guī)律與總硒含量類似。

3?結(jié)論與討論

三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田土壤樣品中硒含量為0.19～0.59mg/kg，平均為0.35mg/kg，其中92.00%的土壤樣品硒含量處于足硒水平（0.20～0.45mg/kg），高硒土壤（0.45～3.00mg/kg）主要分布在該鎮(zhèn)的西部及西南部地區(qū)。

三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田土壤有效硒含量占土壤總硒量的5.20%，硒的利用率相對較高。

三原縣渠岸鎮(zhèn)小麥幼苗中硒含量為0.01～0.20mg/kg，平均值為0.07mg/kg。小麥幼苗中硒含量高的地區(qū)主要分布在該鎮(zhèn)的西部和西南部，相關(guān)性研究也表明，小麥幼苗中的硒主要來源于土壤硒，影響其硒含量水平的主要因素是土壤有效硒含量較高。

三原縣渠岸鎮(zhèn)農(nóng)田土壤為富硒土壤，適宜發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品等特色產(chǎn)業(yè)，增加農(nóng)民收入。

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作者簡介：

程傳勝（1989-），男，碩士研究生，助理工程師。研究方向：節(jié)水灌溉和土地工程開發(fā)。