吴 炜，米振华、2，刘永旭

（1.江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌330001；2.东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室，江西 南昌330013）

硒是人体所必需的微量元素之一，在预防心血管疾病、增强人体免疫力、抗肿瘤以及抗衰老等领域具有明显的生物功效，适量的硒还可以达到延年益寿的作用。自然界中土壤是植物、动物和人体硒的主要来源之一。土壤中硒含量受多种因素影响，在不同地区，影响因素及其影响程度差异较大。

1 研究区概况

研究区位于江西省赣州市中东部六县，面积约2521平方千米，包括崇义、信丰、赣县、兴国、于都、瑞金六县；主要土地类型为林地和水田，其次为园地和旱地。研究区内地貌以低山丘陵为主，红壤、黄棕壤、水稻土广泛分布；区内地层出露有二叠系、震旦系、青白口系、侏罗系和泥盆系等。

2 样品采集及分析测试

2.1 样品采集及处理

研究区内，本次共采集表层土壤样品22 300余件、土壤垂直剖面17条。土壤样点分布在代表性地块内，主要以农用地和果园等可开发利用土地类型为主。利用3～6个子样混合组成一件重量为1.5 kg[1]的土壤样品，野外采集的土壤样品及时简单处理登记后置于室内通风良好的场地进行晾晒风干。制样时利用2 mm的孔径筛全部过筛均匀混合后，称取50 g样品置于干净的自封袋中，编号后送至国土资源部西安矿产资源监督检测中心进一步处理和分析化验。

2.2 样品测试分析

土壤样品分析测试了As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni、N、P、K2O、B、Mo、Mn、S、Se、Co、V、pH值、有机质（Corg）等项目。

3 土壤硒含量影响因素探讨

3.1 成土母质对土壤硒含量影响

成土母质(岩)、土地利用类型、土壤有机质、土壤成因、矿物成分等都会影响土壤中硒的含量和分布，其中成土母质的组成和性质是影响的关键。即使来自同一母岩，后期差异化的成土环境，也会导致形成的土壤硒含量差异较大，判断不同土壤硒含量高低不能仅靠母岩类型来判断，而要综合各种影响因素。

通过对调查区不同地质背景的土壤进行分析（见图1），初步发现调查区二叠系上统乐平组地质单元发育的土壤中硒最为富集，平均值0.85 mg/kg；其次为震旦系上统老虎塘组、青白口系上统神山组、侏罗系下统水北组、泥盆系上统，均达到富硒标准（0.4 mg/kg）。以上几组地层岩性主要为板岩、含炭质板岩、千枚岩，含碳千枚岩，主要由粘土岩类变质形成，都具有颜色较深、粘土矿物含量高、有机质含量相对较高等特点。

图1 研究区不同地质单元土壤硒含量对比

硒元素主要富集于石煤、页岩、炭质页岩夹煤层、板岩、千枚岩等黑色岩系为成土母质的地质单元内，这与国内一些专家研究结果基本一致[2-3]。这些岩性具有矿物颗粒细小、黏粒含量高，颜色深，有机质含量高的特点，黑色岩系可能更有利于硒的富集。

3.2 土地利用类型对土壤硒含量影响

土地利用类型也会在一定程度影响土壤硒元素含量。通过研究区内几种主要 （样本数＞1 000件）土地利用类型表层土壤硒含量进行统计分析（见表1），可以看出林地硒含量最高，平均含量为0.43 mg/kg，可能原因是林地生态系统相较于其他土地类型受人为干扰较小，富硒母岩经风化作用直接原地堆积形成土壤硒的来源，通过植物吸收后存在于枝干和枝叶中，再通过枯枝败叶返回地表，然后经过腐植化过程和有机质矿化过程，形成土壤-植物-土壤的反复循环，从而达到硒元素在土壤中的累积效果，最终导致林地系统土壤硒含量偏高[4]。由于不同地区的植被、地形、海拔和气候等不同，林地土壤的硒元素含量波动范围也有较大差别。

表1 不同土地利用类型土壤Se含量（mg/kg）统计

园地中土壤硒含量较高，平均含量为0.38 mg/kg。水田和旱地土壤硒含量接近，分别为0.25 mg/kg和0.26 mg/kg； 主要原因可能是在农田生态系统中，长期的农作物耕种和采摘会导致水田和旱地土壤中有机质被大量消耗，从而加快土壤中有机结合态的硒元素迁移和吸收，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长期的淹水和人工浇水，也会导致硒元素下渗流失，从而造成表层土壤硒元素含量偏低。

土地利用类型对土壤中硒含量的影响是多方面综合的结果。不同耕作方式和各种农业生产活动都会对土壤硒含量产生深远影响，具体影响机制和大小还有待进一步研究和总结。

3.3 土壤酸碱度对硒含量影响

通过对调查区土壤样品硒含量与PH值进行相关性分析（见图2），调查区林地和园地土壤硒元素含量与PH值呈现一定的负相关，酸性土壤中硒元素更易与土壤中的粘土结合固定。水田和旱地土壤硒元素含量与PH值相关性则不大，原因可能是水田和旱地在人为活动和长期的农耕生产的影响下，加之水动力冲刷作用造成水田和旱地土壤不同区域PH值差异明显，从而导致硒含量分布不均，最终表现出无明显的相关性。

图2 调查区土壤硒元素含量与PH值相关关系

3.4 有机质对土壤硒含量影响

有机质含量可以用来评价土壤肥力，其对土壤中硒元素也具有较强的吸附能力和固结作用，土壤硒元素富集程度往往与有机质含量呈正相关。

土壤有机质主要通过两种方式影响土壤有效硒含量的变化。一方面土壤有机质能够使得土壤有机硒分解加快，主要通过形成有机--无机复合体茹粒，吸附阴离子，加速进行硒元素的循环，继而增强土壤有效硒的含量；另一方面附着在土壤有机质上的阴离子也会使得硒元素被固定从而导致硒的流失速率降低[5]。

土壤硒元素也可通过与土壤中有机质产物腐殖质缔合，从而快速固定。在有机质腐质化过程中生成的胡敏酸也会一直在一定程度抑制植物对土壤中硒元素的吸收，最终导致硒元素在土壤中富集。

从图3可以看出，无论在农田生态系统还是林地生态系统，土壤有机质含量和硒含量均呈现明显的正相关，与前人研究一致，有机质含量高的土壤更易富集硒元素。

图3 调查区土壤硒元素含量与有机质相关关系

3.5 土壤成因对土壤硒含量影响

不同土壤成因主要通过影响硒元素的迁移过程进而导致富集的差异。残积土主要是基岩风化后未被搬运而残留在原地的松散岩屑和土形成的堆积物，往往继承了母岩的硒元素；坡积土主要是基岩风化物和残积物在重力和水流作用下在斜坡的中下部及坡麓造成的堆积物，土壤硒元素含量主要跟母岩和水流冲刷程度有关；冲积土和洪积土都是水流作用下沉积在河流两岸的沉积物，土壤硒元素往往由于冲刷和垂向渗透作用下流失，不易富集。

调查区的土壤样品成因主要为冲积和坡积（见表2），样品数占总样品数达93.2%。坡积土硒含量为0.38 mg/kg，范围在0.01～7.456之间，总体偏差和变异系数最大。其原因可能是不同坡积物受地形和气候降雨条件影响较大；洪积土硒含量为0.276 mg/kg，范围在0.089～0.976之间，总体标准偏差和变异系数最小。其原因可能是洪积物主要为洪水一次性沉积，母质主要来自于同一片山区高地，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）统计

3.6 土壤矿物成分对土壤硒含量的影响

矿物成分作为土壤的主要成分，含量也会直接影响土壤硒元素的富集和迁移。本次选取了调查区135件土壤样进行矿物成分分析，通过散点图和相关系数（Person系数）进行相关性分析。

从图4和表3可以看出，调查区土壤硒含量与Al2O3、TFe2O3、Ti呈显著正相关（P＜0.01），与MgO、SiO2呈显著负相关（P＜0.01），与CaO（P＜0.01）也具有正相关性。土壤中的Si02含量高低往往可以指示土壤的淋滤程度，土壤Si02含量越高则说明土壤受淋滤的程度越高，则更加容易导致土壤硒元素的淋失。

图4 调查区土壤硒元素含量与矿物成分相关关系

表3 不同矿物成分与硒元素含量相关系数统计（n=135）

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

4 结语

1）成土母质是最重要的原因，碳质页岩和含煤层系形成的土壤硒含量最高。

2）林地由于人为活动影响小，主要为残积土，大部分继承了母岩的硒含量，硒元素流失迁移少，土壤硒元素含量均值最大；水田和旱地因长期的淋浴和渗透作用，硒元素被农作物吸收或者随水迁移，导致土壤的硒含量均值偏低。

3）水田和旱地长时间的高含水量和农业活动也导致PH值对土壤富硒影响不均。而在林地和园地表现出一定的负相关性，表明硒元素更易在中性至酸性土壤富集。

4）调查区土壤硒含量与Al2O3、TFe2O3、Ti等矿物成分呈显著正相关（P＜0.01），与MgO、SiO2呈显著负相关（P＜0.01），与CaO（P＜0.01）也具有正相关性，原因跟土壤的淋滤程度有关。