貴州荔波縣農(nóng)業(yè)示范園區(qū)富硒耕地調(diào)查分析及分布特征

張 濤，周文龍，忙是材，張慶華

(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(yáng) 550003)

我國(guó)發(fā)現(xiàn)富硒土壤的歷史至少有幾十年[1]。適量的Se可以改善動(dòng)物機(jī)體的免疫能力，提高人體抗癌抗衰老等能力[2]，硒作為人體和動(dòng)物必需的微量元素，在維持人體和動(dòng)物健康方面具有十分重要的作用[3]，對(duì)體內(nèi)的汞、砷、鉛、鎘等重金屬具有拮抗作用。因此根據(jù)土壤地球化學(xué)分布格局和類型，因地制宜、合理施肥，對(duì)鄉(xiāng)村振興、可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

本文以荔波縣1∶5 萬耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查成果為基礎(chǔ)，對(duì)園區(qū)土壤硒含量、分布特征及其影響因素進(jìn)行研究，結(jié)果可為該地區(qū)富硒資源的開發(fā)及保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

荔波縣是貴州省黔南州下轄的縣，“荔波縣農(nóng)業(yè)示范園區(qū)”位于荔波縣中部。面積42457hm2，其中耕地、裸地和廢棄工礦用地等約3386hm2,園區(qū)包含玉屏街道辦事處中部、朝陽(yáng)鎮(zhèn)、黎明關(guān)水族鄉(xiāng)西北部和瑤山瑤族鄉(xiāng)中部區(qū)域，共4 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，21 個(gè)行政村，荔波縣交通極為便利，有機(jī)場(chǎng)、通高速、在建高鐵。

園區(qū)農(nóng)產(chǎn)品以種植蜜柚為主，“荔波蜜柚”獲得2018年國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品保護(hù)。

1.2 樣品采集與分析

荔波縣農(nóng)業(yè)示范園區(qū)耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查采集表層土壤樣277 件，采樣時(shí)先確定中心樣點(diǎn)，以30～50m 點(diǎn)間距，以“X”形、“S”形或“Z”形選擇4 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣。采取土壤樣品以表層（約0～20cm）的標(biāo)準(zhǔn)土柱，然后將5 個(gè)土樣混合組成1 件樣品。表層樣采樣密度每平方公里不少于1件，采樣點(diǎn)布置在耕地中，避開明顯污染地段、垃圾堆、避開施肥期、離開主干公路、鐵路100m以外[4]。園區(qū)采用分布圖如圖1所示。

樣品經(jīng)充分晾干后過10 目尼龍篩，按縮分法組合成質(zhì)量不小于300g的樣品送檢分析。樣品測(cè)試是由國(guó)土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心嚴(yán)格按照《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求》(DD2005-03）（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2005）,《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》（DZ/T0130-2006）（中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2006）執(zhí)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)管理與維護(hù)（應(yīng)用）子系統(tǒng)”處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用SPSS20和Microsoft Excel 2013 等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用AreGIS10.0軟件進(jìn)行插值及制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地土壤Se含量分布特征

從表1統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果看出，荔波縣農(nóng)業(yè)示范園區(qū)表層耕地土壤硒含量為0.12～1.22mg/kg,平均含量0.4mg/kg,大于我省土壤硒平均值0.37mg/kg。本文采用的土壤硒含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即低硒土壤（0.1～0.2mg/kg）、中硒土壤（0.2～0.4mg/kg）和富硒土壤（大于0.4mg/kg），對(duì)園區(qū)土壤硒含量進(jìn)行分級(jí)。

利用AreGIS10.0 對(duì)耕地圖斑單位進(jìn)行分區(qū)編碼、圖斑插值、數(shù)據(jù)合并、圖斑賦值，制作了園區(qū)富硒空間分布圖（如圖2所示）。據(jù)統(tǒng)計(jì)富硒耕地為1813.67hm2，占比53.08%。依據(jù)表1和圖2，可以看出園區(qū)富硒耕地主要集中分布于時(shí)來村、山江村、建設(shè)村、板旺村、板麥村、高橋村、紅光村、拉片村和菇類村，全區(qū)面積分布最大。而非富硒主要分布于福利村、水春村、板旺村、朝陽(yáng)村、八爛村、洪江村、岜馬村和水甫村。

表1 園區(qū)耕地土壤Se含量特征表

2.1.1 園區(qū)耕地土壤pH分布特征

土壤pH是土壤酸堿度的一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，它是影響土壤肥力的重要指標(biāo)之一，不僅影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、存在形態(tài)及其有效性，直接影響作物的正常發(fā)育。土壤pH 是由氣候、生物、母質(zhì)以及人為活動(dòng)等多種因素控制。

一般而言，Se在土壤中的賦存形式主要有硒酸鹽、亞硒酸鹽、元素硒及硒化合物等，土壤pH 值對(duì)Se的賦存形式起著重要作用[5]。在酸性和中性土壤環(huán)境中（pH 值為4～8），Se 的主要賦存形式為亞硒酸鹽，由于遷移淋溶作用較弱，容易造成Se 的富集；在堿性土壤環(huán)境中，Se主要以硒酸鹽的形式賦存，由于通氣良好且硒酸鹽與吸附質(zhì)的親和力較弱，易造成Se的淋溶及被植物吸收消耗[6]。

統(tǒng)計(jì)園區(qū)各行政村耕地土壤pH 為4.16～8.34，平均值為5.85。其中菇類村和拉片村2較高，其平均值分別為6.63和6.62，而板旺村和高橋村較低，其平均值分別為5.36 和5.42。可見園區(qū)各行政村耕地土壤pH 總體上屬于酸性土壤，即pH 值是園區(qū)土壤Se 的富集因素之一。

2.1.2 園區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)特征

有機(jī)質(zhì)是作物和微生物氮源、碳源及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的主要來源［7］，表層土壤中硒元素的富集與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系密切，大多呈正相關(guān)關(guān)系[8]。有關(guān)研究表明：土壤硒與有機(jī)碳呈良好的相關(guān)關(guān)系，表明有機(jī)質(zhì)對(duì)硒具有較強(qiáng)的吸附能力，對(duì)土壤富硒起了關(guān)鍵作用[9]，貴州耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量集中在26～42g/kg，平均含量為35.38g/kg[10]。

統(tǒng)計(jì)園區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)為2.20～76.80g/kg，平均值為30.05g/kg 小于貴州耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量。其中山江村、水春村、菇類村、洪江村較高，其平均值分別為39.46g/kg、37.91g/kg、35.51g/kg、34.86g/kg。

2.2 不同土壤類型Se的含量變化

不同土壤類型代表著土壤發(fā)育或熟化程度的差異性，土壤在不斷耕作和熟化過程中土壤有機(jī)質(zhì)不斷增加，從而將硒吸附和固定在表層土壤中。

從表2 可見，園區(qū)內(nèi)硒元素平均含量為：石灰土（0.49mg/kg）＞棕壤（0.42 mg/kg）＞紅壤（0.38mg/kg）＞水稻土（0.37mg/kg）＞黃壤（0.35mg/kg），參照本次硒的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，石灰土及棕壤為園區(qū)富硒土壤。

表2 不同土壤類型Se含量特征表

水稻土的形成受人為活動(dòng)影響大，土壤水耕熟化程度高，并且不同地段土壤質(zhì)地因水耕分選作用而有所差異，這就造成了研究區(qū)不同地域的水稻土全硒含量存在較大差異。

2.3 不同土地利用類型的影響

本次調(diào)查依據(jù)土地利用方式的特點(diǎn)，將園區(qū)土地利用類型分為：水田、旱地、果園3 類。從表3 可見，園區(qū)內(nèi)硒元素平均含量為：旱地（0.45mg/kg）＞果園（0.40 mg/kg）＞水田（0.37mg/kg）。

表3 不同土地利用類型Se含量特征表

耕地通過長(zhǎng)期的耕種，首先使土壤質(zhì)地發(fā)生變化，其次耕層土壤硒以腐殖質(zhì)化為主，有利于植物吸收，長(zhǎng)期耕作導(dǎo)致土壤硒被植物收割消耗，而施肥不足以補(bǔ)足消耗的硒，導(dǎo)致耕地硒含量的減少。

2.4 不同成土母巖Se含量的影響因素

園區(qū)主要發(fā)育荔波向斜，發(fā)育地層有：第四系、白堊系、三疊系、二疊系、石炭系和泥盆系地層。園區(qū)的成土母巖有：殘坡積物、陸源碎屑巖、碳酸鹽巖，其中碳酸鹽巖出露面積最大。

不同成土母質(zhì)發(fā)育的表層土壤全硒含量存在較大差，從表4 可見：園區(qū)內(nèi)硒元素平均含量為：碳酸鹽巖（0.42mg/kg）= 粘 土 巖（0.42mg/kg）＞碎 屑 巖（0.37mg/kg），其中粘土巖樣品數(shù)為13 件，相比碳酸鹽巖及碎屑巖樣品數(shù)占比較小數(shù)據(jù)代表性較差。

表4 不同成土母巖Se含量特征表

3 結(jié)論

荔波縣高效園區(qū)耕地土壤Se 含量范圍為0.12～1.22mg/kg,平均含量0.4mg/kg，總體上屬于富硒范疇。區(qū)域內(nèi)富硒土壤廣泛分布，主要分布于時(shí)來村、山江村、建設(shè)村、板旺村、板麥村、高橋村、紅光村、拉片村和菇類村。空間上分布較為零散，這可能與區(qū)域內(nèi)母質(zhì)及土壤類型等因素有關(guān)。不同母質(zhì)、土壤類型、土地利用類型間表層土壤Se 含量存在顯著差異。

不同土壤類型中石灰土最高0.49mg/kg、黃壤最低0.35mg/kg，不同土地利用類型中旱地最高0.45mg/kg、水田最低0.37mg/kg，不同成土母巖中碳酸鹽巖及粘土巖0.42mg/kg 高于碎屑巖0.37mg/kg。綜上影響荔波縣高效園區(qū)耕地土壤硒含量的主要因素是成土母質(zhì)，土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量、耕地土壤類型土地利用方式對(duì)土壤硒分布與富集也有一定影響。本次調(diào)查認(rèn)為園區(qū)大部分耕地土壤為富硒區(qū)，建議對(duì)園區(qū)耕地土壤進(jìn)行有效的保護(hù)和科學(xué)開發(fā)。