海口市農用地土壤硒含量與土壤理化性質的相關性研究

李福燕 李許明

摘要?采集海口市23個鄉鎮和4個農場的751個農用地土壤耕作層（0～25 cm）樣品，研究分析了土壤有機質含量、pH、全氮、全磷、全鉀和全硒含量，并對土壤中全硒含量和土壤理化性質相關性進行了分析。結果表明：海口市農用地土壤有機質含量總體上處于中上水平，全省有機質平均含量為 27.79 g/kg，各地區之間含量差異較大，最大值為最小值的29.22倍;土壤 pH 平均為5.40，為酸性土壤;土壤全氮平均含量為1.72 g/kg，大部分地區氮含量屬于中等偏上水平;土壤全磷含量的平均值為0.94 g/kg，磷含量地區間差異較大;土壤全鉀平均含量為2.06 g/kg，全市土壤鉀含量偏低，88%以上土壤處于中下水平;所調查土壤硒含量從痕量到2.23 mg/kg，平均值為0.35 mg/kg，明顯高于全省平均值0.211 mg/kg，45.54%的土壤硒含量處于中等及以上水平（0.175 mg/kg），其中29.29%屬于高硒含量，但各個鄉鎮硒含量差異較大。從相關性分析可知，土壤硒含量與pH、全磷和全鉀呈極顯著或顯著正相關，與有機質和全氮呈負相關，表明土壤中硒主要來源于土壤母質。

關鍵詞?海口;硒;理化性質;含量;相關性

中圖分類號?S153?文獻標識碼?A?文章編號?0517-6611（2020）14-0042-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.013

Abstract?Total of 751 samples were collected from the arable land（0-20 cm）in the 23 towns and 4 farmlands of Haikou City，soil organic matter（SOM），pH，total nitrogen（TN），total phosphorus（TP），total potassium（TK）and Se contents of those samples were analyzed.Then the correlations between Se content and soil physicochemical properties were established.The result showed that all of the soil samples from the arable land were acidic，with a pH value of 5.40.The SOM content of the arable land in Haikou City was above average level，the mean value of which was 27.79 g/kg，a relatively large range was showed in different regions，the ratio between the maximum and minimum value could be up to 29.22.The mean value of TN content was 1.72 g/kg，most samples were above average level.The TP content had a large variance，with a mean value of 0.94 g/kg.The mean TK content was 2.06 g/kg，88% of which were in the low level.The Se content ranging from trace amounts to 2.23 mg/kg，and the mean value was 0.35 mg/kg，which was significantly higher than the average value （0.211 mg/kg）of total province.About 45.54% of the total samples were higher than 0.175 mg/kg，and 29.29% of which were enriched with Se.However，the variability was great between the towns.The correlation analysis indicated that the Se content had significant and positive relation with the pH，TP and TK，and the negative correlation was existed between Se content and SOM and TN content，which suggested that the Se was mainly come from the parent material.

Key words?Haikou;Selenium;Physicochemical properties;Content;Correlation

硒是環境中極重要的生命元素，是人體必需的14種微量元素之一[1]，研究表明硒過量或缺乏都會導致人體產生多種病癥[2-4]。硒在巖石、土壤中分布極不均勻，自然土壤中的硒主要來自于母巖，巖石中的硒通過風化作用進入土壤。因土壤母質和氣候條件的差異，不同地區土壤中硒含量差異很大。從世界范圍來看，土壤硒缺乏很普遍，我國是世界上嚴重缺硒國家之一，有70%以上的地區缺硒[5]。2005年海南發現大面積的富硒土壤[6]，海南省地質調查院近日完成了海口市南渡江流域土地整理與土地生態地球化學評估的關聯性分析。報告結論表明，海南島生態地球化學調查在海口市首次發現大面積富硒土壤，面積達763 km2，占全市總面積的34.07%。

土壤養分的相關指標中，有機質含量直接影響著土壤溫度、通氣狀況、土壤保肥性和緩沖性，土壤中氮、磷、鉀是植物生長的必需營養元素，是土壤肥力的重要基礎[7]。土壤pH更是一項重要指標，反映土壤的酸堿平衡體系，是土壤養分循環的一個主控因子[8]。海口市位于我國南方，屬于典型的熱帶海洋性氣候，全年暖熱，干濕季節明顯，雨量充沛，臺風和熱帶風暴頻繁，氣候資源多樣。研究表明，海口市硒含量豐富，但各地區含量差異較大，如何開發海口寶貴的富硒土壤資源，讓資源優勢轉化為經濟優勢已成為研究熱點。為進一步摸清海口市農用地硒含量與分布，加快硒資源的開發與利用，推動區域經濟發展，該研究擬通過對海口市的23個鄉鎮和4個農場的751個樣點（圖1）進行實地采樣分析，全面系統了解海口市農用地土壤硒含量狀況。通過分析土壤養分中有機質、全氮、全磷、全鉀以及土壤pH與土壤全硒之間關系，探討不同土壤肥力狀況下土壤全硒含量狀況，為指導種植富硒農作物，開發綠色無公害的富硒保健產品，合理利用和開發富硒資源提供科學依據。

1?材料與方法

1.1?采樣方案

遵照《農田土壤環境質量監測技術規范》（NY/T 395—2000），通過GPS精確定位，采用S形多點采樣，取表土層（0～25 cm）土壤樣品，樣品為5～10個點采樣的混合樣，置于聚乙烯薄膜袋中帶回實驗室。樣品自然風干，揀去動植物殘體和石礫后混勻，分別過20、60、100目尼龍篩，貯存于聚乙烯薄膜袋中密封備用。

1.2?分析項目與測定方法

土壤pH和有機質的測定參照《土壤農業化學分析方法》[9]，即pH采用電位法，有機質測定采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法，半微量凱氏定氮法測土壤全氮，紫外分光光度計測土壤全磷，火焰光度法測土壤全鉀。

土壤全硒測定主要參考耿建梅等[10]的方法。稱取待測土壤樣品 0.25 g于100 mL三角瓶中，加入混合酸（HClO4∶HNO3=1∶4）10 mL，加蓋彎頸漏斗，放置過夜，第2天通過電熱板低溫砂浴硝化 1 h，然后逐步升溫，待測液微沸條件下硝化至無色并冒白煙，取下，稍稍冷后加入 5 mL HCl（1∶1），繼續加熱至無色并冒白煙，取下，再加 5 mL HCl（1∶1），冷卻，全部液體轉入 25 mL容量瓶中定容待測。測試儀器為北京吉天 AFS-830a原子熒光光譜儀，測定條件為HCl 全陰極電流 80 mA;PMT 電壓 280 V;原子化器高度 8 mm，載氣流量 300 mL/min;屏蔽氣流量 300 mL/min;讀數時間 10 s;注入量 0.5 mL;延遲時間 1 s。以土壤標準物質（GSS-4、GSS-6、GSS-7，國家物化探研究所提供）作內標，測定回收率為 87%～115%（在推薦的85%～115%內）。

1.3?數據處理

采樣分布圖用Arcgis10.0軟件繪制，采用 Excel 軟件和 SAS 軟件處理數據。

2?結果與分析

2.1?海口市農用地土壤的基本性質

從表1可以看出，此次所采集和分析的751個樣點土壤理化性質差異較大。土壤全硒含量從痕量到2.23 mg/kg，變異系數高達171.94%，表明不同地區土壤硒含量差異較大;其次是土壤全鉀含量，變異系數為94.17%;全氮、全磷和土壤有機質變異系數也都在60%以上;土壤pH差異較小，變異系數為8.33%。

2.2?海口市農用地土壤pH

土壤pH是土壤酸堿度的一個強度指標，它是影響土壤肥力的重要指標之一，它不僅影響土壤養分的轉化、存在形態及其有效性，通過影響土壤的通氣性從而影響肥料的有效施用和土壤微生物的活性，還直接影響作物的正常發育。土壤pH是由氣候、生物、母質以及人為作用等多種因子控制的。海口市位于海南省東北部，地處低緯度熱帶北緣，屬于熱帶海洋性季風氣候。有明顯的干濕季節交替，每年的2—4月溫暖少雨干旱，5—11月高溫多雨，期間多臺風暴雨，12月—第二年的1月則是海口的冬季，不冷但經常有寒氣流侵襲，海口市大部分農用地土壤是鹽基不飽和土壤，土壤淋溶作用比較強。

由表2可以看出，海口市農用地土壤pH平均為5.40，屬于酸性土壤，略高于全省平均值[11]。根據分析結果，海口市所管轄周邊鄉鎮的耕地土壤pH為3.80～8.27，pH含量差異較大，平均值為5.40，標準差為0.74，表明不同地區其含量差異較大。其中城西鎮和龍塘鎮pH較高，其平均值超過了6，分別為6.13和6.08，而紅明農場、國營東昌農場和大坡鎮pH較低，其平均值低于5，分別為4.65、4.83和4.87。可見，海口市各鄉鎮耕地土壤pH總體上屬于酸性土壤。

2.3?海口市農用地土壤有機質含量

土壤的本質屬性是具有肥力和自凈能力，而土壤有機質含量又是決定土壤肥力的主要因素，土壤有機質是土壤的重要組成部分，其土壤有機質含量直接影響土壤溫度、通氣狀況、緩沖性和保肥性，它既是作物所需的各種營養物質的源泉，又具有改善土壤物理和化學性質的功能，所以有機質是反映土壤養分貯量的標志，也是決定土壤綜合肥力水平的基礎。

從表3可以看出，海口市農用地土壤有機質含量大多處于中上水平，其中三級（20.01～30.00 g/kg）出現頻率最高，占34.09%，其次是四級占 25.97%，其中六級（0 ～ 6 g/kg）含量頻數最低，僅占0.93%，一級 15.31%，二級 17.31%，結果表明海口市農用地土壤有機質含量總體較好，位于中上水平，較全國第二次土壤普查時海口市農用地土壤有機質含量有明顯提高[12]。土壤有機質含量受溫度和降水影響較大，過度濕潤和長期冰凍的氣候條件有利于有機質積累，而干旱和高溫環境下，土壤中好氣微生物比較活躍，不利于有機質的積累[13]。

從表4可以看出，海口市不同地區有機質含量差異較大，全市751個樣點中，最大值（114.82 g/kg）是最小值（3.93 g/kg）的29.22倍，另外各個鄉鎮農場之間相差較大，永興鎮最高，其平均值為68.72 g/kg，是全市平均值的2.5倍，其次是國營東昌農場和大坡鎮，其平均值分別為45.31、44.53 g/kg，海秀鎮有機質含量最低，其平均值僅為15.82 g/kg，比全市平均值低11.90 g/kg，另外靈山鎮、西秀鎮、長流鎮、三江農場等15個鄉鎮和農場的有機質含量低于全市平均水平。從標準差可以看出，全市不同農用地土壤有機質含量差異較大，另外從各個鄉鎮農場的最大值、最小值可以看出同一地區不同地塊有機質含量差異較大，說明近年來人為培肥對土壤肥力產生了較大影響。

2.4?海口市農用地土壤全氮含量

土壤全氮包括有機氮和無機氮2種，其中無機氮主要為銨態氮（NH4+）和硝態氮（NO3-），有時也短時存在亞硝態氮（NO2-）。土壤中的無機氮大都是水溶性的，是可以供作物吸收的速效養分。自然土壤中無機氮的含量相對較少（一般僅為全氮量的1%～2%），主要是土壤微生物活動的產物（施用化學氮肥除外），因易溶于水，所以在土壤中極易被淋溶，海口降水較多，該部分氮幾乎全部淋溶，很少供作物吸收利用。土壤中的有機氮是土壤氮的主要存在形式，占土壤全氮量的95%以上，有機氮的組成復雜，是交換性銨和NO3--N的源和匯。土壤中全氮含量能反映土壤供氮能力的大小。

從表5可以看出，海口市所管轄周邊鄉鎮的耕地土壤全氮含量平均值為1.72 g/kg，土壤全氮含量為0.23～5.81 g/kg，不同農用地土壤全氮含量差異較大，結合土壤有機質含量特征，可以看出土壤全氮含量與有機質含量一致。以第二次土壤普查養分分級標準劃分[12]，海口市農用地土壤全氮含量大部分分布在一～三級，其中二級最多，有231個樣點，占總數的30.76%，六級含量最少，僅有15個樣點，僅占總量的2.00%。由此可見，海口市農用地全氮含量屬于中上水平。

2.5?海口市農業地土壤全磷含量

土壤中各種形態磷素的總和稱為土壤全磷，主要包括有機磷和無機磷2種形式，其中有機磷在土壤中主要以核酸類、植素類、磷脂類等形態存在，該形態的磷不能被作物直接吸收利用，須先在微生物的作用下分解為磷酸鹽后才能被植物利用;無機磷主要包括水溶性含磷化合物、弱酸溶性含磷化合物、難溶性含磷化合物（無效磷），水溶性含磷化合物和弱酸溶性含磷化合物可以供作物吸收利用。土壤中全磷含量的高低可作為磷素養分供應潛力的相對指標，不能直接反映土壤的供磷能力，因為全磷對當季作物是否具有營養意義，是與各種磷化合物在土壤中的形態及轉化有關。一般認為土壤全磷<0.40 g/kg時，土壤有可能供磷不足。

從表6可以看出，海口市農用地土壤全磷含量平均值為0.94 g/kg，屬于等級含量分級二級標準值，表明全市土壤全磷平均含量屬于中上水平。從第二次土壤普查養分分級標準可以看出[12]，全磷含量達到一級標準的樣次最高達318個，占總樣點的34.57%，六級含量最少，僅有39個，占總樣點的4.24%，二級含量較少，有91個樣點，三級、四級、五級含量相差不大。從樣本總含量范圍可以看出，各個地區不同地塊土壤全磷含量差異較大，最大值與最小值比值高達130倍。

2.6?海口市農業地土壤全鉀含量

土壤的鉀包括水溶態鉀、交換性鉀（速效鉀）、礦物層間不能通過快速交換反應而釋放的非交換性鉀（緩效鉀）和礦物晶格中的鉀（無效鉀）。土壤全鉀含量不一定反映土壤現時的供鉀能力，但能反映土壤供鉀能力的大小，土壤全鉀含量只代表土壤供鉀潛力。

從表7可以看出，海口市所管轄周邊鄉鎮的耕地土壤全鉀含量為0.04～13.09 g/kg，平均僅為2.06 g/kg，海口市農用土壤全鉀含量比較低，一級、二級和三級含量為0，大部分土壤全鉀含量分布在六級，占總樣點的88.15%，可見，海口市耕地土壤全鉀含量屬低等水平，全市農用地鉀含量偏低。這與海口所處地理位置有關，海口市屬于熱帶海洋性氣候，降雨較多，土壤淋溶作用強，而土壤中的K+容易移動，所以表層土壤鉀含量較低。

2.7?海口市農用地土壤全硒含量與分布

按照李海蓉[15]的土壤硒含量分級方法，對海口市23個鄉鎮和4個農場的751個樣點土壤硒含量進行分級，結果表明大部分土壤硒含量屬于中等水平，含量為0.175～0.400 mg/kg，占總樣本的45.54%，有29.29%的土壤硒含量大于0.400 mg/kg，屬于高硒土壤，109個屬于硒含量缺乏水平，占總樣點的14.51%;所采集樣品中未發現硒含量過剩土壤（表8）。結果表明海口市存在大面積富硒土壤。

從表9可以看出，海口市農用地土壤23個鄉鎮和4個農場的751個采樣點土壤硒含量平均值為0.35 mg/kg，明顯高于全國土壤背景值（0.215 mg/kg）[14]，也高于海南省土壤平均值（0.211 mg/kg）[10]。從平均值和標準差可以看出，不同地區硒含量差異較大，其中大坡鎮含量最高為0.91 mg/kg，含量最低的為三江鎮，僅為0.19 mg/kg，從各個鄉鎮和農場的標準差可以看出，同一鄉鎮和農場的不同地塊土壤全硒含量差異較大，以三江農場為例，其含量最高值為2.23 mg/kg，最低值為0.06 mg/kg，合理劃分富硒地塊非常有必要。

2.8?海口市農用地土壤全硒與有機質、pH、全氮、全磷、全鉀的關系

從表10 可以看出，土壤中硒含量和pH、全磷、全鉀呈正相關，與pH和全磷含量呈極顯著正相關，表明土壤中硒主要來源于地質母質，與有機質和全氮含量呈負相關，表明人工培肥對土壤硒含量影響不大。pH 影響土壤中重金屬的活性，由表10得pH與硒含量之間顯著相關。從表中可以看出，土壤pH影響土壤中全磷、全鉀含量。

3?結論

海口市農用地大部分土壤pH為微酸性，沒有明顯酸化，有機質含量中等水平，但各個地區之間差異較大，多數土壤的全氮、全磷含量達到三級土壤水平，全鉀分析結果表明，大部分土壤缺鉀。

農用地硒含量表明，海口市存在大面積富硒土壤。采樣點硒含量從痕量到2.23 mg/kg，全市土壤硒含量平均值為0.35 mg/kg，大部分土壤硒含量屬于中等水平，含量為0.175～0.400 mg/kg，占總樣本的45.54%，有29.29%的土壤硒含量大于0.400 mg/kg，屬于高硒土壤。但是不同鄉鎮農場之間差異較大，同一鄉鎮、農場的不同地塊之間差異較大。

土壤中硒含量和pH、全磷、全鉀呈正相關，與pH和全磷含量呈極顯著正相關，表明土壤中硒主要來源于地質母質，與有機質和全氮含量呈負相關，表明人工培肥對土壤硒含量影響不大。

參考文獻

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