摘 要：土壤中硒元素的研究工作在我國(guó)已開(kāi)展30多年，并取得了豐碩的成果，硒作為有益的微量元素越來(lái)越受到重視。通過(guò)閱讀大量的文獻(xiàn)資料，本文總結(jié)了影響土壤硒元素聚集的因素，主要有土壤中有機(jī)質(zhì)含量、土壤類型和質(zhì)地、土壤pH值和Eh、地形地貌等，不同的地理環(huán)境下影響土壤硒聚集因素的權(quán)重不同;并對(duì)貴州地區(qū)農(nóng)作物富硒現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，形成了以開(kāi)陽(yáng)縣為代表的富硒大米、菜籽油等數(shù)十個(gè)農(nóng)產(chǎn)品和鳳岡富硒茶;同時(shí)結(jié)合貴州地質(zhì)背景和土壤養(yǎng)分等因素對(duì)發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品的潛力進(jìn)行綜合分析，貴州分布廣泛的富硒巖層及土壤的理化性質(zhì)有利于硒元素的吸附和固定，富硒土壤分布較廣，為發(fā)展天然富硒等特色農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供基本條件。

　　關(guān)鍵詞：富硒農(nóng)產(chǎn)品;潛力分析;富集因素;地質(zhì)背景;土壤

　　硒是人體和動(dòng)物生長(zhǎng)必需的生命元素之一，具有雙重生物學(xué)功能，環(huán)境中硒過(guò)剩或缺乏，都會(huì)對(duì)生物健康造成不良的生態(tài)效應(yīng)，糧食中正常含硒量在0.1～1.0 mg·kg-1之間[1]。目前，全球包括中國(guó)在內(nèi)共有29個(gè)國(guó)家存在硒缺乏問(wèn)題，硒由巖石-土壤-植物到生物體內(nèi)的傳輸是一條緊密相關(guān)的生態(tài)鏈，而土壤富硒是農(nóng)作物在自然界中天然富硒的基礎(chǔ)和先決條件。

　　貴州作為典型的山地農(nóng)業(yè)省，擁有得天獨(dú)厚的自然條件，是我國(guó)生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)潛力很大，但其發(fā)展不充分的問(wèn)題仍比較突出，主要是耕地少、散、薄、弱的問(wèn)題，尤其是農(nóng)產(chǎn)品附加值低。富硒土壤是一種重要的農(nóng)業(yè)自然資源，受到社會(huì)廣泛的重視。從全國(guó)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，貴州屬于土壤中硒含量高的地區(qū)[2]，其中開(kāi)陽(yáng)縣被譽(yù)為中國(guó)十大富硒之鄉(xiāng)。目前貴州正在實(shí)施1∶5萬(wàn)耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，為貴州農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和農(nóng)產(chǎn)品種植調(diào)整提供了理論支持。

　　本文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料總結(jié)土壤硒元素聚集的影響因素，并結(jié)合貴州地質(zhì)背景和土壤養(yǎng)分等因素進(jìn)行綜合分析，旨在探討貴州發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品的潛力，為富硒農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

　　1 巖層和土壤硒元素特征

　　硒是一種分散元素，在地殼中分布相當(dāng)零散，含量很不均勻，地殼中硒平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05～0.09 mg·kg-1[3]。巖石中的硒是土壤硒的最重要來(lái)源，各類巖石因其形成時(shí)代、物質(zhì)來(lái)源、巖性的不同，含硒量差異頗大，研究表明：板巖>黏土巖>基性、超基性巖>堿性巖>玄武巖>花崗巖>紫色砂巖>石灰?guī)r，即變質(zhì)巖、巖漿巖到沉積巖硒豐度依次下降;在巖漿系列中，則由酸性巖至超基性巖含量遞增，說(shuō)明巖漿活動(dòng)是硒最主要的物質(zhì)來(lái)源，斷裂構(gòu)造帶來(lái)的地幔物質(zhì)以及變質(zhì)作用都極大地豐富硒的區(qū)域背景值，而成巖作用對(duì)硒的聚散影響不大[4]。不同地區(qū)巖石中硒含量存在一定的差異性，江蘇宜溧地區(qū)石煤>含煤頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖>風(fēng)化煤巖>黑色粉砂巖>黑色泥巖>灰?guī)r>酸性巖>石英砂巖>安山巖[5]，安徽石臺(tái)地區(qū)為含煤巖系>硅質(zhì)巖類>碳酸巖類>砂巖類>泥巖類>含礫泥巖類[6]，貴州不同基巖土壤硒含量呈現(xiàn)煤礦層(0.11～5.1 mg·kg-1)>碳酸鹽巖(0.06～0.83 mg·kg-1)>砂頁(yè)巖(0.03～0.19 mg·kg-1) 的特征[7]。由此可見(jiàn)，黑色巖系及煤層是土壤硒的重要來(lái)源。研究者對(duì)巖石形成的時(shí)代統(tǒng)計(jì)表明巖層形成的年代越老，土壤中硒含量越高，時(shí)代越新硒含量越低[8]，內(nèi)生巖漿變質(zhì)作用加劇了硒的富集[9]，如湖北恩施[10]、陜西紫陽(yáng)[11]。研究認(rèn)為富硒地層形成時(shí)期巖漿活動(dòng)比較頻繁，特別是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中火山噴發(fā)物和與火成巖活動(dòng)有關(guān)的金屬硫化物提供了地層中硒的最初來(lái)源，同時(shí)受巖漿熱液、陸源碎屑和有機(jī)質(zhì)的共同作用使得硒進(jìn)一步富集，在巖石風(fēng)化成土過(guò)程中，部分硒被釋放進(jìn)入土壤，成為土壤硒的最主要來(lái)源[12]。因此地質(zhì)背景是控制表土硒含量分布的最主要因素，基巖的含硒量與大地構(gòu)造背景、地層形成年代、巖性及形成環(huán)境密切相關(guān)。

　　貴州黑色巖系分布面積較廣，其中寒武系牛蹄塘組分布于赫章-威寧之東，松挑-玉屏-丹寨以西地區(qū)，沿銅仁、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、余慶、甕安、開(kāi)陽(yáng)、遵義、金沙、織金呈帶狀分布，且礦層露頭分布廣泛，呈片狀分布，各地地表均有不同程度的礦化。貴州含煤面積占全省總面積的44%，含煤地層有下石炭統(tǒng)祥擺組(含薄煤) 、中二疊統(tǒng)梁山組(含薄煤或煤線)、上二疊統(tǒng)(含可采煤層)、上三疊統(tǒng)(含煤線或薄煤)、新近系翁哨組(見(jiàn)褐煤)和第四系(含泥炭)，其中上二疊統(tǒng)分布廣、聚煤地質(zhì)條件和含煤性最好，為主要含煤地層，含煤面積占全省總面積的42.6%，出露的區(qū)域主要分布在務(wù)川-貴陽(yáng)-羅甸一線以西的六盤水、畢節(jié)、黔西南州北部和遵義等地區(qū)，其次是下石炭統(tǒng)祥擺組、中二疊統(tǒng)梁山組，其他含煤地層分布范圍小[13]。由表1可知寒武系牛蹄塘組和二疊系龍?zhí)督M硒含量極高，遠(yuǎn)大于地殼硒的含量，是貴州主要的富硒地層。

　　全球大多數(shù)土壤全硒平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2 mg·kg-1，中國(guó)土壤硒元素背景值為0.29 mg·kg-1[21]，貴州土壤硒元素背景值為0.298 4 mg·kg-1[22]，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硒含量大于0.4小于等于3.0 mg·kg-1為富硒土壤。由表2可以看出，貴州硒含量平均值略低于0.4 mg·kg-1，各地區(qū)的硒含量存在差異性，但均值多大于0.4 mg·kg-1，說(shuō)明土壤富硒狀況良好。

　　2 土壤硒元素富集的影響因素

　　土壤中硒除了受成土母巖的直接影響外，還與表生環(huán)境中硒的遷移循環(huán)過(guò)程有關(guān)，導(dǎo)致不同環(huán)境土壤中的硒含量差異也很大，因此分析土壤硒富集的影響因素對(duì)發(fā)展富硒農(nóng)作物具有重要意義。

　　2.1 土壤有機(jī)質(zhì)

　　表層土壤中硒元素的富集與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系密切，大多呈正相關(guān)關(guān)系，如西藏[35]、香港[36]、海南[37]等土壤中硒的含量與有機(jī)質(zhì)含量呈(極)顯著正相關(guān)。浙江嘉善縣內(nèi)無(wú)基巖出露，更無(wú)高硒巖層分布，土壤富硒不是直接由高硒巖層所引起，而土壤硒與有機(jī)碳呈良好的相關(guān)關(guān)系，表明有機(jī)質(zhì)對(duì)硒具有較強(qiáng)的吸附能力，對(duì)土壤富硒起了關(guān)鍵作用[38]。貴州土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為40.6 g·kg-1[39];貴州耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量集中在26～42 g·kg-1，平均含量為35.38 g·kg-1[40];貴州稻田土壤的有機(jī)質(zhì)含量為11.10～164.60 g·kg-1，平均含量35.28 g·kg-1[41];清鎮(zhèn)茶園黃壤有機(jī)質(zhì)含量57.36 g·kg-1，平壩水稻土有機(jī)質(zhì)含量77.49 g·kg-1，關(guān)嶺縣旱地石灰土有機(jī)質(zhì)含量44.20 g·kg-1[42];優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)茶園有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)達(dá)20～40 g·kg-1[43]。土壤有機(jī)質(zhì)含量豐缺判定依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查肥力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)劃分和對(duì)應(yīng)含量數(shù)值依次為一級(jí)>40 g·kg-1、二級(jí)30～40 g·kg-1、三級(jí)20～30 g·kg-1、四級(jí)10～20 g·kg-1、五級(jí)6～10 g·kg-1、六級(jí)<6 g·kg-1[44]。由此可見(jiàn)，貴州土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)二級(jí)以上水平，有利于土壤吸附和硒元素固定，適合種植富硒茶。

　　有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒的生態(tài)效應(yīng)具有雙重性，當(dāng)它作為有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體黏粒并且吸附陰離子時(shí)，會(huì)有利于硒的循環(huán);當(dāng)它只是作為陰離子的環(huán)境宿體時(shí)，則可能成為屏障從而影響硒的傳輸。試驗(yàn)表明有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的影響主要表現(xiàn)為固定[45]，土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的吸附解析更大程度上與有機(jī)質(zhì)的組分含量相關(guān)，因此可通過(guò)調(diào)節(jié)土壤中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到調(diào)節(jié)土壤中硒含量的目的[46]。

　　2.2 土壤類型及質(zhì)地

　　不同土壤類型代表著土壤發(fā)育或熟化程度的差異性，土壤熟化程度越高，土壤全硒量也較高，其原因可能是土壤在不斷耕作和熟化過(guò)程中土壤有機(jī)質(zhì)不斷地增加，從而將硒吸附和固定在表層土壤中。不同土壤類型中硒含量大小為：貴州紅壤>黃壤>水稻土>石灰土>紫色土>黃棕壤土;安徽石臺(tái)地區(qū)黃棕壤土>黃壤>紅壤>水稻土>石灰土;開(kāi)陽(yáng)縣水稻土中黃膠泥田土>黃泥田土>紅泥田土>眼泥田土[25]。貴州黃壤面積最大，其次為石灰土和水稻土，分別占土壤總面積的46.4 %、17.5 %和9.7 %，熟化土壤占比較大，有利于硒的富集。

　　在土壤質(zhì)地方面，土壤顆粒的存在對(duì)硒有一定的吸附作用，土壤大致分為砂土、壤土和黏土三類，其中黏土對(duì)硒有明顯的富集作用，粉粒和砂粒與硒形態(tài)的相關(guān)性較小[47]。西藏[35]、香港[36]、南寧市[48]、汕頭市[49]土壤中硒的含量與粉粒、黏粒含量呈(極)顯著正相關(guān);青海高原[50]砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土中土壤硒含量隨土壤質(zhì)地黏度的增大而增加;黑龍江方正縣[51]土壤中全硒量與粉粒和黏粒呈正相關(guān)而與砂粒呈負(fù)相關(guān)。由此可見(jiàn)，土壤中黏粒含量越高，土壤的保肥性越好，能有效地減少硒的遷移，所以黏性土壤中的含硒量往往高于砂性土壤。貴州壤土面積最大，占耕地面積的46.4%;黏土面積占23.4%;砂土面積占14.7%;礫質(zhì)土占7.3%;礫石土占8.2%。已有研究報(bào)道，黔中表土層黃壤黏粒含量范圍為33.23%～42.86%，平均值為33.88%，石灰土黏粒含量范圍為18%～23.94%，水稻土黏粒含量范圍為17.11%～23.33%[53];清鎮(zhèn)茶園黃壤黏粒含量77.6%，平壩水稻土黏粒含量39.0%，關(guān)嶺縣旱地石灰土黏粒含量56.6%。貴州土壤黏土和壤土分布面積廣，有利于對(duì)硒的吸附和固定，但不同地區(qū)含量差異較大，導(dǎo)致土壤保肥能力的不同。

　　推薦閱讀：《土壤與作物》(季刊)創(chuàng)刊于2012年3月，黑龍江省科學(xué)院主管，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所主辦，是我國(guó)又一個(gè)有關(guān)土壤學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)及其相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的綜合性學(xué)術(shù)期刊。