贵州发展富硒农产品的潜力分析及展望

　　摘 要：土壤中硒元素的研究工作在我国已开展30多年，并取得了丰硕的成果，硒作为有益的微量元素越来越受到重视。通过阅读大量的文献资料，本文总结了影响土壤硒元素聚集的因素，主要有土壤中有机质含量、土壤类型和质地、土壤pH值和Eh、地形地貌等，不同的地理环境下影响土壤硒聚集因素的权重不同;并对贵州地区农作物富硒现状进行了概述，形成了以开阳县为代表的富硒大米、菜籽油等数十个农产品和凤冈富硒茶;同时结合贵州地质背景和土壤养分等因素对发展富硒农产品的潜力进行综合分析，贵州分布广泛的富硒岩层及土壤的理化性质有利于硒元素的吸附和固定，富硒土壤分布较广，为发展天然富硒等特色农产品和农业种植结构的调整提供基本条件。

　　关键词：富硒农产品;潜力分析;富集因素;地质背景;土壤

　　硒是人體和动物生长必需的生命元素之一，具有双重生物学功能，环境中硒过剩或缺乏，都会对生物健康造成不良的生态效应，粮食中正常含硒量在0.1～1.0 mg·kg-1之间[1]。目前，全球包括中国在内共有29个国家存在硒缺乏问题，硒由岩石-土壤-植物到生物体内的传输是一条紧密相关的生态链，而土壤富硒是农作物在自然界中天然富硒的基础和先决条件。

　　贵州作为典型的山地农业省，拥有得天独厚的自然条件，是我国生物多样性最丰富的地区之一，发展特色农业潜力很大，但其发展不充分的问题仍比较突出，主要是耕地少、散、薄、弱的问题，尤其是农产品附加值低。富硒土壤是一种重要的农业自然资源，受到社会广泛的重视。从全国多目标地球化学调查数据来看，贵州属于土壤中硒含量高的地区[2]，其中开阳县被誉为中国十大富硒之乡。目前贵州正在实施1∶5万耕地质量地球化学调查评价工作，为贵州农业产业规划和农产品种植调整提供了理论支持。

　　本文通过大量的文献资料总结土壤硒元素聚集的影响因素，并结合贵州地质背景和土壤养分等因素进行综合分析，旨在探讨贵州发展富硒农产品的潜力，为富硒农业开发提供依据。

　　1 岩层和土壤硒元素特征

　　硒是一种分散元素，在地壳中分布相当零散，含量很不均匀，地壳中硒平均质量分数为0.05～0.09 mg·kg-1[3]。岩石中的硒是土壤硒的最重要来源，各类岩石因其形成时代、物质来源、岩性的不同，含硒量差异颇大，研究表明：板岩>黏土岩>基性、超基性岩>碱性岩>玄武岩>花岗岩>紫色砂岩>石灰岩，即变质岩、岩浆岩到沉积岩硒丰度依次下降;在岩浆系列中，则由酸性岩至超基性岩含量递增，说明岩浆活动是硒最主要的物质来源，断裂构造带来的地幔物质以及变质作用都极大地丰富硒的区域背景值，而成岩作用对硒的聚散影响不大[4]。不同地区岩石中硒含量存在一定的差异性，江苏宜溧地区石煤>含煤页岩、泥岩、粉砂岩>风化煤岩>黑色粉砂岩>黑色泥岩>灰岩>酸性岩>石英砂岩>安山岩[5]，安徽石台地区为含煤岩系>硅质岩类>碳酸岩类>砂岩类>泥岩类>含砾泥岩类[6]，贵州不同基岩土壤硒含量呈现煤矿层(0.11～5.1 mg·kg-1)>碳酸盐岩(0.06～0.83 mg·kg-1)>砂页岩(0.03～0.19 mg·kg-1) 的特征[7]。由此可见，黑色岩系及煤层是土壤硒的重要来源。研究者对岩石形成的时代统计表明岩层形成的年代越老，土壤中硒含量越高，时代越新硒含量越低[8]，内生岩浆变质作用加剧了硒的富集[9]，如湖北恩施[10]、陕西紫阳[11]。研究认为富硒地层形成时期岩浆活动比较频繁，特别是构造运动过程中火山喷发物和与火成岩活动有关的金属硫化物提供了地层中硒的最初来源，同时受岩浆热液、陆源碎屑和有机质的共同作用使得硒进一步富集，在岩石风化成土过程中，部分硒被释放进入土壤，成为土壤硒的最主要来源[12]。因此地质背景是控制表土硒含量分布的最主要因素，基岩的含硒量与大地构造背景、地层形成年代、岩性及形成环境密切相关。

　　贵州黑色岩系分布面积较广，其中寒武系牛蹄塘组分布于赫章-威宁之东，松挑-玉屏-丹寨以西地区，沿铜仁、镇远、余庆、瓮安、开阳、遵义、金沙、织金呈带状分布，且矿层露头分布广泛，呈片状分布，各地地表均有不同程度的矿化。贵州含煤面积占全省总面积的44%，含煤地层有下石炭统祥摆组(含薄煤) 、中二叠统梁山组(含薄煤或煤线)、上二叠统(含可采煤层)、上三叠统(含煤线或薄煤)、新近系翁哨组(见褐煤)和第四系(含泥炭)，其中上二叠统分布广、聚煤地质条件和含煤性最好，为主要含煤地层，含煤面积占全省总面积的42.6%，出露的区域主要分布在务川-贵阳-罗甸一线以西的六盘水、毕节、黔西南州北部和遵义等地区，其次是下石炭统祥摆组、中二叠统梁山组，其他含煤地层分布范围小[13]。由表1可知寒武系牛蹄塘组和二叠系龙潭组硒含量极高，远大于地壳硒的含量，是贵州主要的富硒地层。

　　全球大多数土壤全硒平均质量分数为0.2 mg·kg-1，中国土壤硒元素背景值为0.29 mg·kg-1[21]，贵州土壤硒元素背景值为0.298 4 mg·kg-1[22]，标准规定硒含量大于0.4小于等于3.0 mg·kg-1为富硒土壤。由表2可以看出，贵州硒含量平均值略低于0.4 mg·kg-1，各地区的硒含量存在差异性，但均值多大于0.4 mg·kg-1，说明土壤富硒状况良好。

　　2 土壤硒元素富集的影响因素

　　土壤中硒除了受成土母岩的直接影响外，还与表生环境中硒的迁移循环过程有关，导致不同环境土壤中的硒含量差异也很大，因此分析土壤硒富集的影响因素对发展富硒农作物具有重要意义。

　　2.1 土壤有机质

　　表层土壤中硒元素的富集与有机质的关系密切，大多呈正相关关系，如西藏[35]、香港[36]、海南[37]等土壤中硒的含量与有机质含量呈(极)显著正相关。浙江嘉善县内无基岩出露，更无高硒岩层分布，土壤富硒不是直接由高硒岩层所引起，而土壤硒与有机碳呈良好的相关关系，表明有机质对硒具有较强的吸附能力，对土壤富硒起了关键作用[38]。贵州土壤有机质平均含量为40.6 g·kg-1[39];贵州耕地土壤有机质含量集中在26～42 g·kg-1，平均含量为35.38 g·kg-1[40];贵州稻田土壤的有机质含量为11.10～164.60 g·kg-1，平均含量35.28 g·kg-1[41];清镇茶园黄壤有机质含量57.36 g·kg-1，平坝水稻土有机质含量77.49 g·kg-1，关岭县旱地石灰土有机质含量44.20 g·kg-1[42];优质高产茶园有机质含量应达20～40 g·kg-1[43]。土壤有机质含量丰缺判定依据全国第二次土壤普查肥力评价标准，等级划分和对应含量数值依次为一级>40 g·kg-1、二级30～40 g·kg-1、三级20～30 g·kg-1、四级10～20 g·kg-1、五级6～10 g·kg-1、六级<6 g·kg-1[44]。由此可见，贵州土壤有机质达二级以上水平，有利于土壤吸附和硒元素固定，适合种植富硒茶。

　　有机质对土壤硒的生态效应具有双重性，当它作为有机-无机复合体黏粒并且吸附阴离子时，会有利于硒的循环;当它只是作为阴离子的环境宿体时，则可能成为屏障从而影响硒的传输。试验表明有机质对硒的影响主要表现为固定[45]，土壤有机质对硒的吸附解析更大程度上与有机质的组分含量相关，因此可通过调节土壤中有机质含量达到调节土壤中硒含量的目的[46]。

　　2.2 土壤类型及质地

　　不同土壤类型代表着土壤发育或熟化程度的差异性，土壤熟化程度越高，土壤全硒量也较高，其原因可能是土壤在不断耕作和熟化过程中土壤有机质不断地增加，从而将硒吸附和固定在表层土壤中。不同土壤类型中硒含量大小为：贵州红壤>黄壤>水稻土>石灰土>紫色土>黄棕壤土;安徽石台地区黄棕壤土>黄壤>红壤>水稻土>石灰土;开阳县水稻土中黄胶泥田土>黄泥田土>红泥田土>眼泥田土[25]。贵州黄壤面积最大，其次为石灰土和水稻土，分别占土壤总面积的46.4 %、17.5 %和9.7 %，熟化土壤占比较大，有利于硒的富集。

　　在土壤质地方面，土壤颗粒的存在对硒有一定的吸附作用，土壤大致分为砂土、壤土和黏土三类，其中黏土对硒有明显的富集作用，粉粒和砂粒与硒形态的相关性较小[47]。西藏[35]、香港[36]、南宁市[48]、汕头市[49]土壤中硒的含量与粉粒、黏粒含量呈(极)显著正相关;青海高原[50]砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土中土壤硒含量随土壤质地黏度的增大而增加;黑龙江方正县[51]土壤中全硒量与粉粒和黏粒呈正相关而与砂粒呈负相关。由此可见，土壤中黏粒含量越高，土壤的保肥性越好，能有效地减少硒的迁移，所以黏性土壤中的含硒量往往高于砂性土壤。贵州壤土面积最大，占耕地面积的46.4%;黏土面积占23.4%;砂土面积占14.7%;砾质土占7.3%;砾石土占8.2%。已有研究报道，黔中表土层黄壤黏粒含量范围为33.23%～42.86%，平均值为33.88%，石灰土黏粒含量范围为18%～23.94%，水稻土黏粒含量范围为17.11%～23.33%[53];清镇茶园黄壤黏粒含量77.6%，平坝水稻土黏粒含量39.0%，关岭县旱地石灰土黏粒含量56.6%。贵州土壤黏土和壤土分布面积广，有利于对硒的吸附和固定，但不同地區含量差异较大，导致土壤保肥能力的不同。

　　推荐阅读：《土壤与作物》(季刊)创刊于2012年3月，黑龙江省科学院主管，中国科学院东北地理与农业生态研究所主办，是我国又一个有关土壤学、农业生态学及其相关基础学科的综合性学术期刊。

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文章名称： 贵州发展富硒农产品的潜力分析及展望

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