福安市耕地土壤硒锌地球化学特征研究

＊黄 景

（福建省第四地质大队 福建 352100）

1.福安市耕地现状、土壤类型及分布情况

福安市地处鹫峰山脉东南坡，太姥山脉西南部、洞宫山脉东南延伸部分，这三大山脉控制着全市的地形骨架。根据福安市土地利用现状更新调查结果，2019年初福安市耕地总面积为231.8092km2，占全市土地总面积的12.81%。主要分布在城阳镇、甘棠镇、康厝畲族乡、穆云畲族乡、上白石镇、潭头镇、湾坞镇、溪柄镇、溪潭镇和下白石镇，合计面积为152.7838km2，占全市耕地总面积的65.91%。福安市农业以水稻、茶叶、葡萄、畜牧、水产为主，享有中国茶叶之乡、南国葡萄之乡、中国绿竹之乡、中国油茶之乡等美誉，获批的农业产业强镇有社口镇、赛岐镇、穆云畲族乡，乡镇及主要特色农产品有社口茶叶，赛岐和罗江葡萄、穆阳和穆云水蜜桃、溪潭脐橙、潭头芙蓉李等。

全市耕作土壤类型以水稻土占绝对优势，面积达207.42 km2，占全市耕地总面积的89.48%，包括漂洗水稻土、潜育水稻土、渗育水稻土、淹育水稻土、盐渍水稻土和潴育水稻土6个亚类，主要土种类型有灰黄泥田、灰黄砂泥田、乌黄泥田等37种；耕作红壤面积21.92km2，占全市耕地总面积的9.46%，包括红泥沙土和红泥土2个土属，红泥砂土、灰红泥砂土、红泥土、灰红泥土4个土种；滨海盐土面积约0.56km2，占全市耕地总面积的0.24%，包括埭土和砂埭土2个土属、埭土和砂埭土2个土种；灰潮土面积约1.70km2，占全市耕地总面积的0.73%，包括耕作灰砂土1个土属，灰砂土和乌砂土2个土种；耕作紫色土面积仅约0.14km2，占全市耕地总面积的0.06%，包括猪肝土1个土属，油猪肝土1个土种，分布于溪尾镇、下白石镇、城阳镇、穆云畲族乡；耕作黄壤面积仅约0.07km2，占全市耕地总面积的0.03%，包括黄泥砂土和黄泥土2个土属，黄泥砂土、黄泥土、灰黄泥土3个土种，仅分布于上白石镇、范坑乡。

2.福安市耕地表层土壤质量地球化学特征分析

为了满足福安市农业、环境和生态建设需要，对福安市耕地表层土壤开展了1:5万农业地质调查评价工作，共计完成耕地表层土壤样品测试2100件，经福建省地质测试研究中心分析，获得了1:5万比例尺的高密度的表层土壤25项指标和多种代表性作物8种指标的高质量数据。在对福安全市表层土壤数据系统分析研究的基础上，总结规纳了本区耕地土壤地化状况：全区耕地土壤整体为强酸性-酸性。

(1)福安市耕地表层土壤质量地球化学总体特征

福安市表层土壤元素整体变异特征属于弱分异型至较强分异型，绝大部分属于弱分异型，即：

①变异系数位于25%～50%之间（弱分异型）：耕地表层土壤硫、碱解氮、全氮、氯、有机质、全钾、硒、锌、镍、汞、速效钾、全磷等元素指标变异系数在29%～49%之间，属弱分异型，含量在分布空间变化相对较小；②变异系数位于50%～75%之间（较强分异型）：耕地表层土壤铅、镉、氧化钙、硼、锰、氧化镁、全铁等元素指标变异系数在50%～67%之间，属较强分异型，含量变化大，空间分布差异中等。

元素含量水平特征与全国丰度比，全钾含量平均值与全国丰度值相当。氧化钙、氧化镁、全氮、硼、镍、铬、铁、铜、砷、锰等含量平均值远低于全国丰度值，氯、全磷、锌、硒、硫、钼等含量平均值高于全国丰度值。

(2)福安市耕地表层土壤富硒、富锌特性研究

根据福安市高标准农田建设及优势、特色农产品基地建设及农业产业结构布局建议的需要，特别是满足农业产业强镇农产品品牌可持续发展的需要，以福安市耕地表层土壤富硒、富锌为代表对其地球化学特征进行研究。

对福安市农业地质调查评价耕地表层土壤样品数据采用皮尔逊公式计算，得出硒元素和指标间的相关性：硒元素和TFe2O3、镍、铬、砷、钼均为中度相关，结合其变异系数，推测其相关性受地质背景影响较大，另外硒元素与土壤全钾呈中度负相关。福安市富硒区面积286.9km2，占全区的15.58%，主要分布在晓阳镇、穆云乡、康厝乡、下白石镇、松罗乡以及赛岐镇、溪尾镇、湾坞乡的乡镇交界处（如图1所示）。其他大面积为硒适量区（土壤硒含量在0.175～0.4mg/kg之间），面积1482.9km2，占全区的80.55%。

图1 福安市富硒土壤分布图

锌的高值区面积982.5km2，占全区的53.37%，主要分布在赛岐镇—溪柄镇—松罗乡一线以南、社口镇—晓阳镇—穆云乡一带以及范坑乡—上白石镇—潭头镇一带，如图2所示。

图2 福安市富锌土壤分布图

①不同地质成因土壤硒、锌指标含量分布特征

评价区土壤地质成因类型主要为坡积、残坡积、冲积、坡冲积、冲洪积等五类，部分为残积物、海积物、冲-海积物。不同成因类型土壤养分、环境、质量均存在一定的差异，调查区山地、丘陵多，且河流分布多，故残坡积、坡积、坡-冲积、冲-洪积冲积等成因类型较发育。就硒元素含量而言，坡积土壤中含量最高为0.313mg/kg，其次为残坡积0.284mg/kg，冲-洪积土壤含量最低；就锌元素含量而言，冲积土壤中最高102.4mg/kg，冲-洪积次之为97.4mg/kg，坡积、残坡积和坡冲积土壤中含量接近、相对较低，由于此类土壤容易被剥蚀，土体相对不稳定，造成锌元素流失。

②不同地形地貌土壤硒、锌指标含量分布特征

在六类地形地貌的土壤中总体为滩涂、盆地、谷地土壤的各类指标高于其他类型土壤；岗地、丘陵、山地土壤含量相对较低。就硒元素含量而言（即单项指标），山地土壤中含量最高0.336mg/kg，其次为岗地0.33mg/kg，盆地土壤含量最低；就锌元素含量而言，滩涂土壤中最高123.1mg/kg，谷地、盆地次之，岗地、丘陵、山地相对较低，由于此类土壤容易被剥蚀，土体相对不稳定，造成锌元素流失。

③不同土地利用类型土壤硒、锌指标含量分布特征

本次调查工作任务为耕地调查，涉及的土地利用类型仅有水田、水浇地、旱地，不同土地利用类型土壤养分、环境、质量均存在一定的差异。在三类土地利用类型的土壤中，大量营养元素总体为水田较高、部分旱地较高，水田耕作后，稻杆等植物残体还田提高了有机质含量，同时不同作物的轮作、间作，有效地保持和提高了有机质及各类养分的利用。中量、微量营养元素含量总体均为旱地最高，硒（0.44mg/kg）、锌（98.4mg/kg）元素含量旱地均高于其他两种利用类型土壤。

④不同土壤类型硒、锌指标含量分布特征

评价区耕地土壤类型主要分为水稻土、滨海盐土、潮土、紫色土、红壤等5大类。在5类土壤类型的点位中，营养元素总体为滨海盐土的含量较高；硒元素含量红壤（0.437mg/kg）明显高于其他类型土壤，潮土及水稻土含量相对较低（0.266mg/kg）；锌元素含量为紫色土最高（144.5mg/kg）、水稻土最低（83.3mg/kg）。

(3)土壤养分地球化学特征及等级划分

土壤中养分的种类以及其含量不仅影响作物的产量，还是决定作物质量的关键因素。土壤养分的丰缺是土壤肥力的重要物质基础，能够直接反映土壤肥力的高低，了解土壤主要养分的丰缺状况，对提高作物的产量，改善作物品质，培肥地力，保持农田土壤生态系统良性循环，防治土壤退化，以及提高农业生产效益等方面具有重要意义，因福安市地域特点，现对其土壤中硒、锌养分指标地球化学特征进行分析。

①土壤中微量元素锌地球化学特征

锌元素是植物必需的微量元素，其作为植物体内一些酶的组成成分，参与植物的呼吸过程和氧化还原过程，与叶绿素和生长素的合成有关。锌还参与碳水化合物的转化。因此，土壤中维持一定量的锌浓度，能提高籽实产量和颗粒重，提高植物的抗寒性和耐盐性。当植物缺锌时，光合作用减弱、生长受到抑制、产量降低。

福安市耕地表层土壤锌元素含量在18.9～538.4mg/kg之间，均值82.4mg/kg，中值73.3mg/kg，略高于福建省丰度值（77.2mg/kg），表明评价区土壤锌元素含量相对较高；变异系数约为45%，表明区内土壤中锌含量分布较均匀，含量值集中在39.36～155.67mg/kg之间（如图3所示）。

图3 锌元素（Zn）含量分布直方图

确定了福安市耕地锌元素地球化学等级以一等（丰富，＞84～200mg/kg）为主，占全市调查评价耕地比例为38.24%；锌元素二等（较丰富，＞71～84mg/kg），占调查评价面积的15.96%；锌元素三等（中等，＞62～71mg/kg），占调查评价面积的13.01%。

②土壤中微量元素硒地球化学特征

硒是一种对动植物以及微生物比较重要的微量元素，硒可以促进作物生长，提高产量，对提升品质有积极的影响，对植物有抗逆性作用；硒是人体必需的微量元素，硒的高抗氧化作用，适量补充能起到增强免疫力、防止器官老化与病变、延缓衰老、增强免疫、抵御疾病、抵抗有毒害重金属、减轻放化疗副作用、防癌抗癌的作用，人类主要通过食物摄取，硒还可以与其他的一些重金属元素有拮抗作用，所以食用富硒食品既可以增强体质，达到预防疾病的目的，还可以预防人体重金属元素中毒。

福安市耕地表层土壤硒元素含量在0.070～1.226mg/kg之间，均值0.283mg/kg，中值0.257mg/kg，变异系数约为42%，表明区内土壤中硒元素含量分布总体较均匀，含量值集中在0.13～0.53mg/kg之间（如图4所示）。

图4 硒元素（Se）含量分布直方图

土壤酸碱度（pH）被认为是影响土壤硒含量的重要因素之一，通过控制土壤元素的活性（生物有效性）进而影响作物中硒的含量。一般的，亚硒酸盐与吸附质间的亲和力较强，易受黏粒矿物和倍半氧化物固定，而硒酸盐与吸附质的亲和力较弱，溶解度大，因此pH越高，土壤中的硒越容易淋失。

评价区内表层土壤中硒含量与土壤中pH值呈现负相关，线性回归分析：y=-0.0137x+0.353，R2=0.0021（图5）。表明在评价区范围内，随着表层土壤酸性的增强，土壤硒含量有增加的趋势。这与其他地区的相关结论是一致的。此外，土壤pH对土壤硒的甲基化也有影响，在一定pH范围内土壤硒的甲基化随着pH的增加而加强，产生易挥发的二甲基化合物，从而使硒的移动性和从表土中溢出的可能性增加。

图5 土壤pH与硒含量散点关系图

土壤全铁对土壤硒的积累也起到积极作用，土壤的铁铝氧化物对土壤中硒具有极强的吸附性作用，使硒在土壤中的迁移能力降低，从而全铁含量高，土壤硒含量也高。通过分析本区土壤硒元素含量与全铁含量关系，发现两者呈显著线性正相关性（图6），线性回归分析：y=0.057x+0.1763，R2=0.3131。表明区内硒元素含量与全铁含量有正相关性，全铁含量越高，硒元素含量越高。

图6 土壤全铁与硒含量散点关系图

确定了福安市耕地硒元素地球化学等级以“适量”等级（＞0.175～0.4mg/kg）为主，占福安市调查评价耕地比例为69.11%；其次为“高”等级（＞0.4～3.0mg/kg），占比14.22%；硒边缘（＞0.125～0.175mg/kg），福安市硒边缘耕地分布面积为6.56km2。

3.结论

福安市耕地表层土壤质量地球化学特征研究结合地方农业特点，侧重于该地区富硒、富锌元素评价了福安市耕地表层土壤的总体特征，以及不同地质成因、不同地形地貌、不同土地利用类型、不同土壤类型条件下的硒、锌指标含量分布。评价结果对福安市耕地规划、富硒富锌等优质土地开发、农产品种植结构调整、高标准农田建设等提供科学依据。