文章编号：1006 -446X (2017) 05 -0009 -06
四川兴文地区硒的地球化学特征及生物效应
张华郑勇军徐克全时章亮金立新邓欢包雨函
(四川省地质调查院，四川成都610081)
摘要：四川兴文土地质量调查显示：兴文县表层土壤中硒质量分数为0.075 ~ 2.540 mg/kg，平 均值为0.43 mg/kg，富硒土地面积占调查面积53. 25%，合计734. 75 km2。全区大米硒质量分数
平均值为0.064 mg/kg，硒含量处于较为富足水平。水稻中的硒元素含量与根系土中硒元素呈明 显正相关关系。根系土中水溶态硒和离子交换态硒含量高时，土壤容易产出富硒作物。
关键词：兴文；富硒；硒形态
中图分类号：R 153. 6 文献标识码：A
Geochemistic Charactristics and Biological Effects
of Selenium - Rich Soil in Sichuan xingwen
ZHANG Hua, ZHENG Yongjun, XU Kequan, SHI Zhangliang, JIN Lixin, DENG Huan, BAO Yuhan
(Sichuan Geological Survy, Sichuan Chengdu 610081, China)
Abstract ：The results showed that the content of selenium in the surface soil of Xingwen County was
0.075 ~ 2.540 mg/kg,the average value was 0.43 mg/kg,and the area of selenium- enriched land was734. 75 square kilometers,accounting for53. 25% of of the survey area.The average content of Se in the rice was0.064 mg/kg,and the selenium content was at a relatively high level.There was a positive correlation between the content of selenium in rice and root soil.When the water - soluble and ion - exchangeable selenium is higher in the root soil,it is easy to produce selenium- rich crops.
Key words ：xingwen；selenium- enriched; Selenium speciation
硒是人体必需的微量元素，大量研究表明，含硒蛋白及含硒酶能够抗氧化、抗癌、提高机体 免疫力[1_3]，此外，还有促生长[4]、提高雄性动物繁殖性能等功能[5]。而硒在大陆地壳中含量 很低，世界上绝大多数土壤硒质量分数为〇. 1 ~ 2.0 ng/kg，平均0.2 ng/kg，世界上共有40多个 国家和地区缺硒，
我国3/4以上的国土面积缺硒[6_7]，这些地区约有1亿多人口的膳食结构中硒 含量不足，造成人体处于低硒状态。在低硒和缺硒地区补硒成为人们防治疾病、保障健康的热门 话题[8^°]。因此，笔者根据四川兴文地球化学调查成果，对兴文表层土壤硒的地球化学特征进 行研究，进一步探讨了农作物根系土中硒总量以及不同形态硒与对应农作物中硒总量之间的关 系，为当地开发富硒农产品提供一定的理论依据。
收稿日期：2017 —02 —24
作者简介：张华（1982—），男，工程师，主要从事生态地球化学、农业地质调查、地球化学勘查。E-mail:258155276@ qq
• 9•
1样品采集、分析与评价方法
1.1研究区域概况及地质背景
兴文县属中亚热带湿润季风气候，年均降水1 333. 3 mm，降水分布极为不均，多在夏季，占全年降水的60%以上，较长的降水过程都发生在6〜7月份；属典型的四川盆地低山地貌类 型。四面环山，中间为山间盆地（平坝），区内地势相对较平坦，坝内坡度普遍小于7度，四周 坡度相对较大。中部多
为冬水田，一年只种一季水稻。土壤肥力中等-高，宜耕性好，适合种粮 食作物、经济作物和果树。
兴文县出露的地层包括寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四 系共8个系的地层，26个组（地质简图如图1) Q地层古老，构造复杂，断层较多。受珙长背 斜的影响，白垩系、侏罗系紫岩层分布在县境南北两翼，基本对称；三叠系、二叠系及志留系 地层由西向东，后又由东到西，南北对称，形成一个倒“V”字形；寒武、奥陶系位于地层核 部，志留系为轴;L、e
珍珠岩防火门芯板
图1兴文县地质背景及土壤硒地化图
能测量出质量的流量计是1.2研究方法
网格化样品采集密度为1件/km2，采样布置以大致均匀、能代表小格内主要土类和尽量反 映地质背景为原则，根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T0295-2016)，单个样品为0〜20 cm土柱（除去表层浮土）3〜5点混合0采样过程中，人为避免采集肥料、排污物等可能对土 壤重金属有叠加的样品。野外采样时采用专用表格记录采样点及附近地层、岩性、土壤、地形、高度、植被、植被覆盖类型等20余项属性参数。
样品分析：土壤样品由四川省地矿局成都综合岩矿测试中心分析，砸的水溶态、离子交换 态、弱有机结合态、强有机结合态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物吸附态、残渣态及全砸采用原子 荧光光谱法(AFS)#测试过程中密码控制样测试结果的合格率、相关系数r、F检验值、中位数• 10•
等测试质量技术指标均由中国地质调查局化探样品分析质量监督检查组统计。生物样品测定方法 依据DD2005 -03和GB/T5009 -2003，采用了微波消解法和蒸馏法对样品的测试元素进行提取，最后针对不同的测试元素采用相应的分析检测方法。
2结果
2.1表层土壤中硒含量特征
表土数据显示，兴文县表层土壤中砸质量分数为0.075〜2.54 mg/kg，平均值为0.43 mg/kg，砸在表层土壤中的分布如图1所示，富砸土地面积占调查面积53.25%，合计734. 75 km2。地质 背景决定砸元素的分布，不同地层土壤中砸含量差异较大，其中以志留系龙马溪组、二叠系龙潭 -长兴组、奥陶系十字铺-宝塔-临湘-五峰组和湄潭组为地质背景的土壤砸含量较高（图2)。
2.2根系土中硒含量与水稻中的硒含量关系
2013年在兴文县全区均匀分布采集150件水稻样品，水稻中砸含量平均值为0.064 mg/kg，最高砸含量达到0.190 mg/kg，富砸率达到86. 1%，较高含量富砸大米主要分布在萸王山一带，砸含量处于较为富足水平。2014年在萸王山、麒麟、九丝几个乡镇共计采集145件水稻样品，水稻中砸含量平均值达到〇.07 mg/kg，富砸率达到90%以上。见表1。
表1富硒水稻调查统计数据单位：mg/kg 年份分布样品数含量范围平均值标准差富砸率/% 2013全县1500.015 〜0. 190.0630.26486. 1
2014獒王山、麒麟、九丝1450.03 〜0.250.0700.25693.9
将2013年采集150件水稻样品和2014年采集145件水稻样品分别与根系土进行回归分析，如图3所示。分析表明水稻中的砸元素含量与根系土中砸元素呈明显正相关关系。
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图3水稻-根系土拟合图
按照2013年数据统计分析得到回归方程为：
作物 Se = 0. 050 45 + 0. 023 82 x 根系土 Se
常量为0. 050 45说明本区内起点值很高，容易产出富砸水稻。当根系土为 〇. 4 mg/kg 时，作物砸含量约为 0. 062 0 mg /kg ( 0. 050 45 + 0. 023 82 x 0. 4 =0.059 978 mg /kg )达到富砸水稻标准，通过计算，该正态分布下土壤砸达到0.4 mg /kg 时，产出
水稻小于 〇. 04 的概率为（normcdf (0. 04, 0. 059 978, 0. 025 226 1) ans = 0. 214 2)；也就是土壤 中砸含量在0. 4以上时，水稻中富砸的概率高于1 -0. 214 2 = 78. 58%。本计算仅适用统计样本， 同理2014年计算得出土壤中砸含量在0.4以上时，水稻中富砸的概率为82. 46%。
以上计算结果与实际调查结果较为相符Q 本区内富砸土地产出水稻富砸的概率比低砸土地产 出水稻富砸的概率高出15%以上；富砸土地中产出富砸水稻平均含砸0.07 mg /kg ，比低砸区产 出水稻高约〇. 02 mg /kg 。见表20
表2
工作区实际调查水稻富硒率
—
_
-95% fifT lK lH j 95%预测区间S 0.0238004R -Sq 11.0%R -S cr (调整）10.4%
回归
95% K fflK fH j 95%预测区间 0.0252261
水稻
Se 拟合线图:0.050 45 + 0.023 82 x
根系土
Se
拟合线图
水稻 Se = 0.050 45 + 0.023 82 x 根系土
Se
2013年全道
2014年
项
目
大功率led电源------------------------------------------------------------------------低_^ 足砸区 富硒区 高砸区 低砸区 足砸区 富硒区
高硒区
W (根系土砸）
/(mg • kg "1)
0 〜0. 1750. 175 〜
0.40.4 〜1
>10 〜0. 1750. 175 〜
0.40.4 〜1
>1作物样本数
750751851111811作物富砸比例/%
4386871008090.995.7100W 水稻砸平均值）
/(mg • kg "1)
0.042
0.059
0.064
0.084
0.055
0.058
0.071
0.09
0■
1
510'
0.0.⑤S
馨
05'0.
U
20.0.
0.
⑤
S ®
芩
05
0.•
12
•
0.04 0.08 0.12 0.005 0 0.007 5 0.010 0 0.05 0.06 0.07
2. 3
根系土中硒元素赋存形态与作物中&含量关系
Se 元素在土壤中的赋存形式一般以水溶态、离子交换态、碳酸结合态、腐植酸结合态、铁
锰结合态、强有机结合态、残羞态七种形态存在3本次调查对采集的29件植物根系J ;( 19件水 稻、10件3米）S e 的7种形态分析结果表明，根系土中Se 主要以残渣态占61%，有机结合态其 次，而水溶态、离子交换态合计仅占3. 7%；有机结合态（包括强有机结合态、腐植酸结合态) S 〜吸收率较水溶态、离子交换态知低，但是总量较水溶态、离子交换态
土壤中Se 元素不同形态与作物S,e 含量关系分析如图4显示，水稻S e 与根系土中水溶态Se 和离乎交换态Se 含量靡相关关系最为明显。说明随着土壤中水溶态Se 和离子交换态Se 含量裔
时，；i 壤容易产出富Se 水稻。，
将本区采集的植物根系土不同形态Se 与植物中Se 含量对比发现（图5) : (1)品种上:，水稻
较玉米容易富知；（2)区域内不同地质背景&元素总量差异较大，作物利用率较高'的水溶态、
离子态
Se 差异并不明显；（3)樊王山镇志留系龙马溪组和仙峰二霉系地层黑含煤质岩层中Se 含量总：量最高，但主要是以残渣态形式存在，作物吸收相对不高，极高Se 地K 作物含Se 焉并不 是明显高；（
4)九丝侏罗系低Se &：i 壤中Se .含量较为一般，但是水溶态、离乎交换态S e^L U 萁它地区差异不大，这是该区能产出倉Se 水稻的重要原因
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•
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0
麂王山两江-新风燹王山水泸坝九丝低硒区
无感电阻
焚王山第四系焚王山永寿仙峰
第四系-龙马溪组第四系侏罗系龙马溪组二叠0.12
0.10 0.08 0.06 0.04 0.02
1234567891011121314151617181920212223242526272829~〇'°^图5不同区域作物与根系土不同形态Se含量对比图（m^kg)
™碳酸盐结合态（左）I----1残淹态(左）«*»腐殖酸结合态（左）■■铁锰结合态（左）
水溶态（右）离子交换态（右）
:：强有机结合态（左）
作物Se(右)绿水稻黄玉米
3结论
(1)兴文县土壤富硒状况良好，表层土壤中硒含量为0.075 -2. 54 m#kg，平均值为0.43 mg/kg，富硒土地面积占调查面积53. 25%，合计734. 75 km*s地质背景对土壤中硒含量起决定
作用。
水稻中的硒元素含量与根系土中硒元素呈明显正相关关系。
作物硒与根系；t中水溶态硒和离子交换态硒含纛|E相关关系最为明显。土壤中水溶态硒和离 子交换态硒含量髙时，土壤容易产.出富硒作物。
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