吳 煒，米振華、2，劉永旭

（1.江西省煤田地質(zhì)勘察研究院，江西 南昌330001；2.東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌330013）

硒是人體所必需的微量元素之一，在預(yù)防心血管疾病、增強(qiáng)人體免疫力、抗腫瘤以及抗衰老等領(lǐng)域具有明顯的生物功效，適量的硒還可以達(dá)到延年益壽的作用。自然界中土壤是植物、動(dòng)物和人體硒的主要來源之一。土壤中硒含量受多種因素影響，在不同地區(qū)，影響因素及其影響程度差異較大。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于江西省贛州市中東部六縣，面積約2521平方千米，包括崇義、信豐、贛縣、興國(guó)、于都、瑞金六縣；主要土地類型為林地和水田，其次為園地和旱地。研究區(qū)內(nèi)地貌以低山丘陵為主，紅壤、黃棕壤、水稻土廣泛分布；區(qū)內(nèi)地層出露有二疊系、震旦系、青白口系、侏羅系和泥盆系等。

2 樣品采集及分析測(cè)試

2.1 樣品采集及處理

研究區(qū)內(nèi)，本次共采集表層土壤樣品22 300余件、土壤垂直剖面17條。土壤樣點(diǎn)分布在代表性地塊內(nèi)，主要以農(nóng)用地和果園等可開發(fā)利用土地類型為主。利用3～6個(gè)子樣混合組成一件重量為1.5 kg[1]的土壤樣品，野外采集的土壤樣品及時(shí)簡(jiǎn)單處理登記后置于室內(nèi)通風(fēng)良好的場(chǎng)地進(jìn)行晾曬風(fēng)干。制樣時(shí)利用2 mm的孔徑篩全部過篩均勻混合后，稱取50 g樣品置于干凈的自封袋中，編號(hào)后送至國(guó)土資源部西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)一步處理和分析化驗(yàn)。

2.2 樣品測(cè)試分析

土壤樣品分析測(cè)試了As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni、N、P、K2O、B、Mo、Mn、S、Se、Co、V、pH值、有機(jī)質(zhì)（Corg）等項(xiàng)目。

3 土壤硒含量影響因素探討

3.1 成土母質(zhì)對(duì)土壤硒含量影響

成土母質(zhì)(巖)、土地利用類型、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤成因、礦物成分等都會(huì)影響土壤中硒的含量和分布，其中成土母質(zhì)的組成和性質(zhì)是影響的關(guān)鍵。即使來自同一母巖，后期差異化的成土環(huán)境，也會(huì)導(dǎo)致形成的土壤硒含量差異較大，判斷不同土壤硒含量高低不能僅靠母巖類型來判斷，而要綜合各種影響因素。

通過對(duì)調(diào)查區(qū)不同地質(zhì)背景的土壤進(jìn)行分析（見圖1），初步發(fā)現(xiàn)調(diào)查區(qū)二疊系上統(tǒng)樂平組地質(zhì)單元發(fā)育的土壤中硒最為富集，平均值0.85 mg/kg；其次為震旦系上統(tǒng)老虎塘組、青白口系上統(tǒng)神山組、侏羅系下統(tǒng)水北組、泥盆系上統(tǒng)，均達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)（0.4 mg/kg）。以上幾組地層巖性主要為板巖、含炭質(zhì)板巖、千枚巖，含碳千枚巖，主要由粘土巖類變質(zhì)形成，都具有顏色較深、粘土礦物含量高、有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高等特點(diǎn)。

圖1 研究區(qū)不同地質(zhì)單元土壤硒含量對(duì)比

硒元素主要富集于石煤、頁巖、炭質(zhì)頁巖夾煤層、板巖、千枚巖等黑色巖系為成土母質(zhì)的地質(zhì)單元內(nèi)，這與國(guó)內(nèi)一些專家研究結(jié)果基本一致[2-3]。這些巖性具有礦物顆粒細(xì)小、黏粒含量高，顏色深，有機(jī)質(zhì)含量高的特點(diǎn)，黑色巖系可能更有利于硒的富集。

3.2 土地利用類型對(duì)土壤硒含量影響

土地利用類型也會(huì)在一定程度影響土壤硒元素含量。通過研究區(qū)內(nèi)幾種主要 （樣本數(shù)＞1 000件）土地利用類型表層土壤硒含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見表1），可以看出林地硒含量最高，平均含量為0.43 mg/kg，可能原因是林地生態(tài)系統(tǒng)相較于其他土地類型受人為干擾較小，富硒母巖經(jīng)風(fēng)化作用直接原地堆積形成土壤硒的來源，通過植物吸收后存在于枝干和枝葉中，再通過枯枝敗葉返回地表，然后經(jīng)過腐植化過程和有機(jī)質(zhì)礦化過程，形成土壤-植物-土壤的反復(fù)循環(huán)，從而達(dá)到硒元素在土壤中的累積效果，最終導(dǎo)致林地系統(tǒng)土壤硒含量偏高[4]。由于不同地區(qū)的植被、地形、海拔和氣候等不同，林地土壤的硒元素含量波動(dòng)范圍也有較大差別。

表1 不同土地利用類型土壤Se含量（mg/kg）統(tǒng)計(jì)

園地中土壤硒含量較高，平均含量為0.38 mg/kg。水田和旱地土壤硒含量接近，分別為0.25 mg/kg和0.26 mg/kg； 主要原因可能是在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，長(zhǎng)期的農(nóng)作物耕種和采摘會(huì)導(dǎo)致水田和旱地土壤中有機(jī)質(zhì)被大量消耗，從而加快土壤中有機(jī)結(jié)合態(tài)的硒元素遷移和吸收，降低土壤中硒元素含量。另一方面，水田土和旱地土由于需要長(zhǎng)期的淹水和人工澆水，也會(huì)導(dǎo)致硒元素下滲流失，從而造成表層土壤硒元素含量偏低。

土地利用類型對(duì)土壤中硒含量的影響是多方面綜合的結(jié)果。不同耕作方式和各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)都會(huì)對(duì)土壤硒含量產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，具體影響機(jī)制和大小還有待進(jìn)一步研究和總結(jié)。

3.3 土壤酸堿度對(duì)硒含量影響

通過對(duì)調(diào)查區(qū)土壤樣品硒含量與PH值進(jìn)行相關(guān)性分析（見圖2），調(diào)查區(qū)林地和園地土壤硒元素含量與PH值呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān)，酸性土壤中硒元素更易與土壤中的粘土結(jié)合固定。水田和旱地土壤硒元素含量與PH值相關(guān)性則不大，原因可能是水田和旱地在人為活動(dòng)和長(zhǎng)期的農(nóng)耕生產(chǎn)的影響下，加之水動(dòng)力沖刷作用造成水田和旱地土壤不同區(qū)域PH值差異明顯，從而導(dǎo)致硒含量分布不均，最終表現(xiàn)出無明顯的相關(guān)性。

圖2 調(diào)查區(qū)土壤硒元素含量與PH值相關(guān)關(guān)系

3.4 有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒含量影響

有機(jī)質(zhì)含量可以用來評(píng)價(jià)土壤肥力，其對(duì)土壤中硒元素也具有較強(qiáng)的吸附能力和固結(jié)作用，土壤硒元素富集程度往往與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)。

土壤有機(jī)質(zhì)主要通過兩種方式影響土壤有效硒含量的變化。一方面土壤有機(jī)質(zhì)能夠使得土壤有機(jī)硒分解加快，主要通過形成有機(jī)--無機(jī)復(fù)合體茹粒，吸附陰離子，加速進(jìn)行硒元素的循環(huán)，繼而增強(qiáng)土壤有效硒的含量；另一方面附著在土壤有機(jī)質(zhì)上的陰離子也會(huì)使得硒元素被固定從而導(dǎo)致硒的流失速率降低[5]。

土壤硒元素也可通過與土壤中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)物腐殖質(zhì)締合，從而快速固定。在有機(jī)質(zhì)腐質(zhì)化過程中生成的胡敏酸也會(huì)一直在一定程度抑制植物對(duì)土壤中硒元素的吸收，最終導(dǎo)致硒元素在土壤中富集。

從圖3可以看出，無論在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)還是林地生態(tài)系統(tǒng)，土壤有機(jī)質(zhì)含量和硒含量均呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，與前人研究一致，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤更易富集硒元素。

圖3 調(diào)查區(qū)土壤硒元素含量與有機(jī)質(zhì)相關(guān)關(guān)系

3.5 土壤成因?qū)ν寥牢坑绊?/h3>

不同土壤成因主要通過影響硒元素的遷移過程進(jìn)而導(dǎo)致富集的差異。殘積土主要是基巖風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留在原地的松散巖屑和土形成的堆積物，往往繼承了母巖的硒元素；坡積土主要是基巖風(fēng)化物和殘積物在重力和水流作用下在斜坡的中下部及坡麓造成的堆積物，土壤硒元素含量主要跟母巖和水流沖刷程度有關(guān)；沖積土和洪積土都是水流作用下沉積在河流兩岸的沉積物，土壤硒元素往往由于沖刷和垂向滲透作用下流失，不易富集。

調(diào)查區(qū)的土壤樣品成因主要為沖積和坡積（見表2），樣品數(shù)占總樣品數(shù)達(dá)93.2%。坡積土硒含量為0.38 mg/kg，范圍在0.01～7.456之間，總體偏差和變異系數(shù)最大。其原因可能是不同坡積物受地形和氣候降雨條件影響較大；洪積土硒含量為0.276 mg/kg，范圍在0.089～0.976之間，總體標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)最小。其原因可能是洪積物主要為洪水一次性沉積，母質(zhì)主要來自于同一片山區(qū)高地，土壤硒元素含量值接近。

表2 不同成因土壤土壤Se含量（mg/kg）統(tǒng)計(jì)

3.6 土壤礦物成分對(duì)土壤硒含量的影響

礦物成分作為土壤的主要成分，含量也會(huì)直接影響土壤硒元素的富集和遷移。本次選取了調(diào)查區(qū)135件土壤樣進(jìn)行礦物成分分析，通過散點(diǎn)圖和相關(guān)系數(shù)（Person系數(shù)）進(jìn)行相關(guān)性分析。

從圖4和表3可以看出，調(diào)查區(qū)土壤硒含量與Al2O3、TFe2O3、Ti呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），與MgO、SiO2呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與CaO（P＜0.01）也具有正相關(guān)性。土壤中的Si02含量高低往往可以指示土壤的淋濾程度，土壤Si02含量越高則說明土壤受淋濾的程度越高，則更加容易導(dǎo)致土壤硒元素的淋失。

圖4 調(diào)查區(qū)土壤硒元素含量與礦物成分相關(guān)關(guān)系

表3 不同礦物成分與硒元素含量相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)（n=135）

Se：mg/kg；Al2O3：%；CaO：%；MgO：%；SiO2：%；TFe2O3：%；Ti：mg/kg

4 結(jié)語

1）成土母質(zhì)是最重要的原因，碳質(zhì)頁巖和含煤層系形成的土壤硒含量最高。

2）林地由于人為活動(dòng)影響小，主要為殘積土，大部分繼承了母巖的硒含量，硒元素流失遷移少，土壤硒元素含量均值最大；水田和旱地因長(zhǎng)期的淋浴和滲透作用，硒元素被農(nóng)作物吸收或者隨水遷移，導(dǎo)致土壤的硒含量均值偏低。

3）水田和旱地長(zhǎng)時(shí)間的高含水量和農(nóng)業(yè)活動(dòng)也導(dǎo)致PH值對(duì)土壤富硒影響不均。而在林地和園地表現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)性，表明硒元素更易在中性至酸性土壤富集。

4）調(diào)查區(qū)土壤硒含量與Al2O3、TFe2O3、Ti等礦物成分呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），與MgO、SiO2呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與CaO（P＜0.01）也具有正相關(guān)性，原因跟土壤的淋濾程度有關(guān)。