贵州省花溪区耕地土壤硒元素分布特征及富硒资源评价

杨 磊，周 泽，2，李鸿磊

(1.贵州省煤田地质局174队，贵州 贵阳 550000；2.贵州省煤田地质局，贵州 贵阳 550000)

硒是人类生命活动所必需的微量元素(宫丽2007、刘义等2012)，能抑制某些致癌物的致癌作用，区域性的硒生物利用度与当地居民癌症死亡率呈明显的负相关性(陈亮2004)，人体摄入的硒主要由植物供给，来源于耕作的土壤，受一系列地质、地理因素控制(王锐等2017)。

前人研究显示土壤母质的硒含量与其时代和岩石类型密切相关(雒昆利等2001、张光弟等2001、温汉捷等2003)，而土壤的硒含量与其分布区地层的原始含硒量和化学活动性密切相关(王世杰等1999、雒昆利等2002、李永华等2004、朱建明等2007)，土壤硒元素迁移，主要是向下游迁移，在低洼处富集，垂向土壤剖面硒元素主要是向下部迁移，在中下部淋溶淀积层富集(宋明义等2005、顾涛等2019)。研究硒元素在一定区域内的分布特征，对于该区域内富硒土壤的开发和利用具有非常重要的意义，能很好的推动当地的经济发展。

本次主要依托2017年开展的“贵州省耕地质量地球化学调查评价”项目，以贵州省花溪区耕地质量地球化学调查评价数据为基础，结合花溪区地质、自然地理、土壤类型、土地利用类型等资料，对该区硒元素分布特征进行了综合分析并评价富硒资源，为区内富硒耕地的开发利用提供重要的理论基础及科学依据。

1 研究区概况

1.1 自然地理

花溪区位于贵州高原中部，苗岭山系的中段，长江水系清水江与珠江水系蒙江的分水岭地带。山脉水系的展布均受地质构造与现代地貌作用的控制，形成以低中山丘陵为主的丘原地貌。境内最低海拔999 m，最高海拔1 655.9 m。属亚热带季风湿润区气候，具有明显的高原气候特点，冬暖夏凉，春秋气候多变。水热资源丰富，光能资源偏少，无霜期长，光、热、水同季，垂直气候差异明显。多年平均降水量为1 178.1 mm，降雨多集中在5—7月，占全年78%。

1.2 地质

区内发育多个方向的断裂构造，以北东向为主(图1)。出露的地层由老而新依次为：泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、第四系。泥盆系和石炭系地层均出露在花溪区东南部及西南一角，侏罗系地层出露在花溪区东北部，其它区域出露二叠系至三叠系地层。

图1 花溪区地质图

表1 花溪区地层及成土母岩特征表

1.3 土壤类型、土地利用状况

区内土壤类型主要有黄壤、黄棕壤、石灰土、紫色土、水稻土5个土类。受地形、气候、植被与成土母质(母岩)的影响，在地势平缓处，多分布着黄壤、黄棕壤等地带性土壤，其面积占调查区土壤总面积的45.20%；在坡度较大、侵蚀较重的地方，土壤性质受母岩影响较大，形成石灰土、紫色土等岩性土壤，其面积约调查区土壤总面积的29.92%；水稻土则是受人为因素影响，强烈水耕熟化形成，占调查土壤面积的24.88%。

区内调查评价耕地面积315.81 km2。其中：旱地193.90 km2，占评价耕地面积的61.40%；水田110.54 km2，占35.00%；园地11.37 km2，占3.60%；区内大宗农作物主要为水稻、玉米。

2 样品采集及测试

2017—2019年，在研究区内开展了1∶50000耕地质量地球化学调查。实际采集3142件表层土壤样品，平均点密度为9.75件/km2。另采集82件农作物样，其中水稻样33件、玉米样33件、茶叶样16件。

样品测试分析由四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心完成，土壤硒元素采用原子荧光光谱法(AFS)测定。以国家一级土壤标准物质(GBW系列)进行准确度、精密度监控，采用外部质量控制和内部质量监控相结合的方法控制分析质量，测试数据质量可靠。

3 硒元素分布特征

通过地质背景特征、土地利用类型、土壤类型分析发现(表3、表4、表5)，研究区硒元素含量与地层相关性较好，硒元素全量高值区主要分布在二叠系、三叠系地层分布区域，其中二叠系合山组含煤炭质页岩分布区平均含量最高，达1.18 mg/kg，低值区主要分布在侏罗系、泥盆系区域，其中侏罗系自流井组地层分布区域平均含量最低，为0.32 mg/kg。研究区硒元素含量受土地利用类型有一定影响，在旱地、林地、园地等干旱耕地含量略高，其中果园最高，为0.83 mg/kg。在水田地平均值略低，为0.64 mg/kg。研究区硒元素含量受土壤类型影响明显，在黄棕壤中最高，为0.87 mg/kg，在侏罗系紫色土中平均值略低，为0.37 mg/kg。

表2 花溪区耕地土壤地球化学参数表 (mg/kg)

表3 花溪区各成土母岩耕地土壤地球化学参数表 (mg/kg)

表4 花溪区各土地利用方式耕地土壤地球化学参数表 (mg/kg)

表5 花溪区各土壤类型耕地土壤地球化学参数表 (mg/kg)

4 硒元素地球化学等级评价

本次土壤中硒分级标准是贵州省耕调项目办公室按照现行规范再结合贵州省实际硒元素特征划分的，等级标准与图示见表6。其中硒元素等级为特级、一级、二级和三级的耕地为富硒耕地，含硒和低硒未达到富硒标准，过剩为超过富硒标准。

表6 耕地土壤硒元素地球化学等级评价表 (mg/kg)

评价结果显示(图2)，研究区耕地土壤硒元素总体表现为西高东低、北高南低。富硒耕地面积41.046 6万亩，占比86.65%；硒元素过剩等级耕地面积为0.113 5万亩，占比0.24%；硒元素含硒等级面积为6.013 0万亩，占比12.69%；硒元素低硒等级面积为0.197 8万亩，占比0.42%。

富硒耕地大面积分布于久安、麦坪、石板、党武、湖潮、燕楼、青岩等乡镇，富硒耕地资源丰富。富硒耕地区域与地质图对比(图1)，基本与二叠系及三叠系地层分布区域吻合。

图2 花溪区耕地土壤硒等级图

5 结论

(1)研究样品包括3142件表层土壤样品，其采集及分析测试均严格遵照标准，通过验收，质量合格。

(2)区内硒元素含量平均值高值区按地层分布于二叠系地层分布区域，按土地利用类型分布于旱地、园地类型，按土壤类型分布于黄棕壤类型；低值区按地层分布于侏罗系、石炭系和泥盆系地层分布区域，按土地利用类型分布于水田类型，按土壤类型分布于紫色土类型；结合全区变异系数、偏度及峰度等指标，硒元素含量分布较稳定，有少量极值存在。

(3)区内硒元素含量平均值较高，为0.71 mg/kg，因花溪区出露地层广，土壤类型多等原因，在全区范围内分布存在一定的变化和极值。富硒耕地面积41.046 6万亩，占全区耕地土壤面积86.65%，区内富硒耕地资源丰富，有较大的开发价值。

(4)本次采集的农作物中：水稻样33件，富硒18件，富硒比例48%；玉米样33件，富硒9件，富硒比例24%。农作物整体富硒情况较好，下一步应充分发挥富硒耕地优势，增加富硒农产品调查，选择适宜本地的优质特色农产品，发展地方特色产业，提高农产品附加值。

(5)硒元素能提高人体免疫力，对多种癌症具有明显的抑制和防护的作用，具有抗氧化的功效，减轻和缓解重金属毒性的作用，因此，补硒已经成为大众追寻健康的一种潮流。同时，花溪区少量区域富硒耕地也伴生镉元素，但含量较低，在安全利用范围，可通过农艺调整、风险控制加以利用。