郭永福，何承真，王金元，任文林，周國正，周忠清

(貴州省煤田地質(zhì)局159隊，貴州 貴陽 550081)

硒是人體必需微量元素之一，硒的缺乏與過剩都會影響人體健康(李軍 等，2011)。食物硒含量直接決定了人體硒的營養(yǎng)水平，而土壤中的硒又是植物吸收利用的直接來源(陳顯著 等，2016)，不同地區(qū)影響硒水平的因素有所不同(周墨 等，2018)。湖北恩施是目前已發(fā)現(xiàn)的全世界硒含量最高地區(qū)(王鴻發(fā) 等，1996；朱建明 等，2004)，隨著調(diào)查的擴大及深入，在全國范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了陜西紫陽縣、湖南桃源及貴州開陽等富硒地區(qū)。開陽縣富硒的報道最早見于2001年汪境仁為開陽縣所做1∶25萬土地調(diào)查，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)開陽縣耕地土壤硒含量平均值為0.61 mg/kg(汪境仁 等，2001)，遠高于貴州省耕地硒含量平均值(王甘露 等，2003)。此后，李娟(李娟 等，2004)和任海利(任海利 等，2012)研究了開陽縣富硒地層和土壤的地球化學特征，其結(jié)果表明開陽縣燈影組、牛蹄塘組等地層富集硒元素，土壤中硒的背景值高，其含量遠高于全國土壤背景值。本次研究通過劃分開陽縣耕地土壤中硒地球化學等級，對開陽縣耕地土壤及農(nóng)作物中硒的含量進行統(tǒng)計分析，探索影響開陽縣硒元素富集的因素，可以為合理開發(fā)利用當?shù)刎S富的硒資源、變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢和發(fā)展地方經(jīng)濟提供有力地理論支持。

1 研究區(qū)概況

2 樣品采集和分析測試

2.1 樣品采集

2.2 樣品測試

表層土壤樣品和農(nóng)作物樣品測試在國土資源部成都綜合巖礦測試中心完成。耕地表層土壤及根系土樣Se元素采用原子熒光光譜法(AFS)測試，樣品檢出限0.01 mg/kg，Se元素總報出率均為100%?；痉治鐾瓿珊?，對部分特高和特低試樣進行異常點重復性檢驗，異常點重復性檢驗合格率≥85%。農(nóng)作物樣品Se元素分析采用GB 5009.93-2010規(guī)定的原子熒光光譜法(AFS)測試，樣品檢出限0.005 mg/kg。

3 耕地土壤和農(nóng)作物硒地球化學特征

開陽縣耕地表層土壤Se元素全部測試數(shù)據(jù)原始參數(shù)統(tǒng)計最大植、最小值、平均值、中位值、標準離差、變異系數(shù)，采用拉伊達法(平均值±3倍標準差)反復剔除離群樣品，剔除離群樣品后分別統(tǒng)計剩余樣品數(shù)、樣品離群率、背景值三個參數(shù)。農(nóng)作物樣品全部測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計最大植、最小值和平均值。

3.1 表層土壤硒地球化學特征

表1 開陽縣耕地表層土壤和Se地球化學參數(shù)表(剔除離群樣品后統(tǒng)計值)Table 1 Se geochemical parameters of cultivated land surface soil and crops in Kaiyang county (statistical value after removing outlier samples)

目前全國先后有湖北恩施、廣西永福、陜西紫陽、湖南新田、青海平安和四川萬源等地報道了富硒耕地資源調(diào)查成果，而本次表層土壤多目標區(qū)域地球化學調(diào)查，貴州省耕地調(diào)查辦工室通過“貴州省富硒土壤評價分級標準討論意見”給出貴州省耕地土壤特色元素Se分級標準(表2)。

表2 耕地表層土壤硒地球化學等級劃分(來源貴州省富硒土壤評價分級標準討論意見)Table 2 Classification of selenium geochemical grades in the topsoil

開陽縣耕地土壤硒(Se)地球化學等級總體上以二級、三級、含硒土壤為主(圖1)，占耕地面積比例達88.37%。二級土壤面積52.18萬畝，占耕地面積49.94%，分布面積大；三級土壤面積24.11萬畝，占耕地面積23.07%；含硒土壤面積16.16萬畝，占耕地面積15.46%，開陽縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)皆有分布；過剩土壤面積0.12萬畝，占耕地面積0.11%，主要分布在禾豐北部的田沖村；特級土壤面積2.54萬畝，占耕地面積2.43%，主要分布在禾豐、南江、馮三和楠木渡一帶，其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)有零星分布；一級土壤面積9.22萬畝，占耕地面積8.83%，主要分布在龍崗、高寨、毛云、雙流、楠木渡、馮三等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)有零星分布；低硒土壤面積0.17萬畝，占耕地面積0.16%，主要分布在花梨、南龍、南江和米坪。富硒耕地包括二等、三等、四等和五等耕地，面積88.05萬畝，占耕地面積比例為84.27%。

圖1 開陽縣耕地土壤硒地球化學等級圖Fig.1 Geochemical grade of selenium in cultivated soil in Kaiyang county1—過剩(Se≥3 mg/kg)；2—特級(1.2

3.2 農(nóng)產(chǎn)品富硒特征

開陽縣農(nóng)產(chǎn)品富硒評價重點評價農(nóng)產(chǎn)品的富硒特性。評價依據(jù)是農(nóng)產(chǎn)品富硒行業(yè)標準(供銷合作行業(yè)富硒茶標準(GH/T1090-2014))、地方標準(重慶市富硒農(nóng)產(chǎn)品標準(DB50/T 705-2016)，江西省富硒食品硒含量分類標準(DB36/T 566-2017)，陜西省富硒雙低菜籽油標準(DB61/T 508.6-2011))和國家標準(富硒稻谷國家標準(GB/T 22499-2008))規(guī)定的富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量標準，見表3。

表3 開陽縣農(nóng)產(chǎn)品硒含量及農(nóng)產(chǎn)品富硒標準要求Table 3 Se content in the agricultural products of Kaiyang county and standard requirements of Se-rich angricultural products

根據(jù)這些標準，開陽縣21件茶葉樣品有19件達到重慶市富硒茶地方標準，3件達到富硒茶供銷合作行業(yè)標準(表3)。油菜籽全部達到重慶市和陜西省富硒油菜籽地方標準。枇杷、李子樣品中，2件枇杷、3件李子樣品達到重慶市富硒水果地方標準和江西省富硒水果地方標準，全部枇杷樣品Se≥0.007mg/kg，非常接近富硒水果地方標準。開陽縣40件水稻樣品有16件達到重慶市富硒水稻地方標準和富硒稻谷國家標準，2件達到江西省富硒稻谷地方標準。開陽縣33件玉米有15件達到重慶市富硒玉米地方標準。

4 硒含量影響因素分析

4.1 表層土壤硒含量影響因素分析

開陽縣成土母巖種類繁多，地球化學環(huán)境復雜多變。前人對貴州省富硒地層研究發(fā)現(xiàn)，寒武系牛蹄塘組和二疊系的龍?zhí)督M為富集Se元素的地層(陳武 等，2015)。將開陽縣地層界限疊加到開陽縣耕地土壤硒含量的等值線圖上(圖2)發(fā)現(xiàn)，硒含量與地層吻合度較高。震旦系、寒武系、石炭系、二疊系地層巖石發(fā)育的土壤明顯富硒，而新元古界下江群、南華系、奧陶系、三疊系地層發(fā)育的土壤硒含量明顯要低于其他地層。大量的研究表明，土壤中硒元素的含量與成土母質(zhì)硒含量有關(guān)(趙成義，2004)。根據(jù)開陽縣主要成土母巖發(fā)育的土壤硒元素含量統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)(表4)，樣品成土母巖為碳酸鹽巖占采樣總數(shù)的74.22%，樣品硒平均含量為0.6 mg/kg，成土母巖為碎屑巖的樣品占表土總樣品數(shù)的25.71%，樣品硒平均含量為0.55 mg/kg，成土母巖為變質(zhì)巖的樣品硒含量平均為0.34 mg/kg。由此可見開陽縣表土富硒含量與成土母巖的類型相關(guān)。

表4 開陽縣各地層背景耕地土壤硒含量統(tǒng)計Table 4 Statistics of Soil Selenium Content in Background Cultivated Land of Different Layers in Kaiyang county

圖2 疊加地層界線的硒含量等值線圖Fig.2 Contour map of selenium content superimposed on stratigraphic boundaries1—地層代號；2—鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線；3—村寨界線

根據(jù)野外采樣記錄及樣品測試分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計各土壤類型樣品硒含量范圍及其硒含量平均值發(fā)現(xiàn)(表5)，開陽縣耕地的黃壤、水稻土、石灰土和潮土硒含量均值與開陽縣耕地土壤硒含量的均值非常接近，而粗骨土硒含量均值略低(0.47 mg/kg)。開陽縣耕地不同土壤類型硒含量分析結(jié)果表明，土壤類型差異對耕地土壤硒地球化學特征影響較小。

表5 開陽縣不同土壤類型和耕地利用方式土壤Se元素地球化學特征Table 5 Geochemical characteristics of Se element in different soil types and different cultivated land utilization modes in Kaiyang county

不同的耕地利用方式所采用的耕作和管理措施存在差異，這些差異對土壤硒含量可能有一定的影響。經(jīng)統(tǒng)計開陽縣野外調(diào)查記錄卡中不同地類的土壤硒含量發(fā)現(xiàn)，開陽縣旱地、水田、果園、茶園的硒平均含量均達到富硒標準，其中以茶園的硒含量最高，平均為0.75 mg/kg(表5)。

4.2 農(nóng)產(chǎn)品硒含量影響因素分析

根系土硒(Se)養(yǎng)分豐缺等級以一級、二級、三級和含硒為主，其余3類占比不足10%。通過表1和表6發(fā)現(xiàn)，開陽縣農(nóng)作物根系土硒含量的均值與開陽縣耕地表層土壤硒含量均值接近。前人對開陽硒資源的研究表明，開陽縣農(nóng)作物硒含量與表土硒含量大致呈正相關(guān)，即表土硒含量高植物樣品中硒含量也相應(yīng)較高(仝雙梅 等，2013；李娟 等，2004)。本次采集的樣品中，21件茶葉達到富硒標準，其周圍根系土均為富硒土壤。26件油菜籽樣品全部達到富硒標準，富硒油菜籽根系土和周邊小范圍內(nèi)耕地土壤均富硒的有19件。33件玉米樣品中，15件玉米樣品富硒，富硒玉米根系土和周邊小范圍內(nèi)耕地土壤均富硒的有14件，根系土不富硒但周邊小范圍內(nèi)耕地土壤富硒的有1件。40件水稻樣品，16件達到富硒標準，富硒水稻根系土和周邊小范圍內(nèi)耕地土壤均富硒的有14件。20件李子樣品，3件達到富硒標準，其中2件樣品根系土也富硒。20件枇杷樣品，均未達到富硒標準，枇杷的根系土和周邊耕地土壤富硒和不富硒土壤均有分布。由此可見，農(nóng)產(chǎn)品富硒情況與根系土富硒情況及作物種類有關(guān)。

表6 開陽縣農(nóng)作物根系土Se含量及地球化學等級統(tǒng)計表Table 6 Statistics of root soil Se and geochemical grade of the agricultural products in Kaiyang county

5 結(jié)論