GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF SELENIUM IN THE SOIL-CROP SYSTEM OF KESHAN COUNTY, HEILONGJIANG PROVINCE
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摘要:
黑龙江省克山县是我国克山病区.通过分析土壤表层（0~20 cm）样品809件，深层（150~200 cm）样品205件，对不同类型土壤中微量元素Se的含量、有效态含量、农作物籽实Se含量特征进行了研究.结果显示：土壤表层Se元素含量平均为0.249×10-6，低于全国平均值，高于世界、和东北平原黑龙江省土壤平均值，土壤表层Se含量以足硒为主要特征，足硒土壤面积达93.95%；土壤深层Se含量平均为0.167×10-6，明显低于土壤表层，Se含量不足或缺Se土壤面积占62.62%；不同类型土壤表层Se含量由高到低顺序为黑钙土=草甸土>黑土>暗棕壤，深层Se含量由高到低依次为暗棕壤>黑土>草甸土>黑钙土，与土壤表层高低顺序相反；不同土地利用类型Se含量显示建设用地和耕地Se含量较高，林地和水利用地含量较低，反映Se含量受人类活动影响明显；玉米、大豆、水稻主要农作物籽实Se含量平均为0.033×10-6，呈低Se特征.
Abstract:Keshan County in Heilongjiang Province is the place after which the endemic Keshan disease was named. By analyzing 809 topsoil samples(0-20 cm) and 205 deep-soil samples(150-200 cm), the paper studies the characteristics of selenium(Se) content in soil and crop seeds and available Se content by different soil types. The results show that the average Se content in surface soil is 0.249×10-6, lower than the national average and higher than that of the world and Heilongjiang Province in Northeast China Plain, mainly characterized by Se-sufficiency, with the area accounting for 93.95%. The average Se content in deep soil is 0.167×10-6, obviously lower than that in surface soil, with the Se-low and Se-deficient soil areas making up 62.62%. The Se content in surface layer of different soil types from high to low is chernozem and meadow soil(the same), followed by black soil and dark brown soil. On the contrary, the Se content in deep layer is dark brown soil, black soil, meadow soil and chernozem in order. The Se content of different land use types show that the Se content in construction land and cultivated land is high, that in forest land and water conservancy land low, indicating the Se content is obviously affected by human activities. The Se content in seeds of main crops such as maize, soybean and rice is 0.033×10-6 averagely, showing the characteristics of low-Se.
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Key words:
- soil /
- Se content /
- crop seed /
- geochemistry /
- Keshan County /
- Heilongjiang Province
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表 1 研究区与其他地区土壤表层Se含量对比
Table 1. Topsoil Se contents in the study area and other areas
地区 样品数 最小值/10-6 最大值/10-6 平均值/10-6 标准差 变异系数(CV) 数据来源 克山县 809 0.098 0.460 0.249 0.046 0.185 本文 黑龙江省 400 0.008 0.660 0.147 文献[19] 黑龙江省松嫩平原南部 0.204 文献[20] 吉林省西部 0.117 文献[21] 东北平原 0.010 5.300 0.184 文献[22] 中国东北 0.015 0.540 0.108 文献[23] 青藏高原克山病区 0.050 0.260 0.130 文献[24] 黑龙江省克山病区 0.189 文献[4] 全国土壤 0.290 文献[25] 世界土壤 0.200 文献[26] 
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表 2 不同类型土壤表层和深层Se含量
Table 2. Se contents in surface soil and deep soil by soil types
土壤类型 成土母质 样品数 最小值/10-6 最大值/10-6 平均值/10-6 标准差 变异系数（CV） 富集系数 富集程度 表层 全区 809 0.098 0.460 0.249 0.046 0.185 1.491 弱富集 暗棕壤 花岗岩和玄武岩风化物 40 0.11 0.33 0.191 0.04 0.211 1.098 自然状态 草甸土 冲积洪积物 258 0.14 0.46 0.254 0.05 0.200 1.543 强烈富集 黑钙土 火山岩风化物、淤积物 7 0.23 0.31 0.254 0.03 0.120 2.016 强烈富集 黑土 黄土状土 504 0.1 0.39 0.251 0.04 0.160 1.471 弱富集 深层 全区 205 0.070 0.340 0.167 0.037 0.222 暗棕壤 花岗岩和玄武岩风化物 8 0.070 0.240 0.173 0.052 0.301 草甸土 冲积洪积物 69 0.095 0.260 0.162 0.035 0.216 黑钙土 火山岩风化物、淤积物 2 0.087 0.160 0.124 0.052 0.419 黑土 黄土状土 126 0.098 0.340 0.170 0.037 0.218 注:1)因为分析数据服从正态分布, 文中平均值均指算术平均值. 2)CV≥0.5为高分异型, 0.2 < CV≤0.5为中分异型, CV≤0.2为弱分异型. 3)环境富集系数≤0.6, 发生显著贫化; 0.6 < 环境富集系数≤0.85, 发生弱贫化; 0.85 < 环境富集系数≤1.15, 自然状态; 1.15 < 环境富集系数≤1.50, 发生弱富集; 环境富集系数>1.5, 发生强烈富集.
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表 3 不同利用类型土壤表层Se含量
Table 3. Topsoil Se content by land use types
土地利用类型 样品数 最小值/10-6 最大值/10-6 平均值/10-6 标准差 变异系数 草地 29 0.16 0.34 0.244 0.049 0.201 建设用地 35 0.2 0.35 0.266 0.038 0.143 耕地 655 0.13 0.46 0.252 0.044 0.175 林地 69 0.098 0.39 0.224 0.055 0.246 水域及水利用地 21 0.16 0.3 0.216 0.044 0.204
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表 4 不同类型土壤Se含量等级
Table 4. Grading and percentage of Se content by soil types
土壤Se生态效应划分 含量分级 缺乏 边缘 适量 高 过剩 Se含量 ≤0.125 >0.125~0.175 >0.175~0.40 >0.40~3.0 >3.0 生态效应 Se不足 潜在Se不足 足Se 富Se Se中毒 表层 全区 0.098~0.12 0.13~0.17 0.18~0.39 0.41~0.46 样品数 3 44 760 2 占例 0.37% 5.43% 93.95% 0.25% 暗棕壤 0.11 0.13~0.17 0.18~0.33 样品数 1 14 25 占例 2.50% 35.00% 62.50% 草甸土 0.14~0.17 0.18~0.38 0.41~0.46 样品数 14 242 2 占例 5.43% 93.80% 0.78% 黑钙土 0.23~0.31 样品数 7 占例 100.00% 黑土 0.098~0.12 0.13~0.17 0.18~0.39 样品数 2 16 486 占例 0.40% 3.17% 96.43% 深层 全区 0.07~0.12 0.13~0.17 0.18~0.34 样品数 24 105 77 占例 11.65% 50.97% 37.38% 含量单位: 10-6.
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表 5 不同酸碱度土壤表层Se含量特征
Table 5. Topsoil Se content by pH values
土壤酸碱度 pH 样本数 最小值/10-6 最大值/10-6 均值/10-6 标准差 变异系数（CV） 酸性 5.0~6.5 491 0.10 0.38 0.242 0.047 0.194 中性 6.5~7.5 265 0.14 0.46 0.258 0.043 0.167 碱性 7.5~8.5 55 0.20 0.41 0.265 0.042 0.158
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表 6 土壤表层Se元素有效态含量
Table 6. Available Se content in topsoil
Se元素含量 样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数（CV） 活化系数 全Se含量/10-6 809 0.10 0.46 0.249 0.05 0.200 Se有效态/10-9 3 0.235 3.01 1.488 1.149 0.772 0.60%
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[1] 王敬国.生物地球化学:物质循环与土壤过程[M].北京:农业大学出版社, 2017:385-392.
[2] 邵国璋, 关光伟.黑龙江省土壤硒(Se)元素背景值与地方性疾病的关系[J].中国环境监测, 1993, 9(2):61-62. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-IAOB199302028.htm
[3] 张丽珊, 朱岩, 可夫, 等.东北大骨节病病区主要土壤腐殖酸硒与大骨节病关系的研究[J].应用生态学报, 1990, 1(4):333-337. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYSB199004007.htm
[4] 谭见安.环境生命元素与克山病:生态化学地理研究[M].北京:中国医药科技出版社, 1996:265.
[5] 环境与地方病组.克山病与自然环境和硒营养背景[J].营养学报, 1982, 4(3):175-182. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYXX198203000.htm
[6] 彭安, 王子健, Whanger P D, 等.硒的环境生物无机化学[M].北京:中国环境科学出版社, 1995:239.
[7] 尹昭汉, 崔剑波, 马晓丽, 等.东北地区生态环境中的Se及其生态效应[J].应用生态学报, 1995, 6(3):308-312. doi: 10.3321/j.issn:1001-9332.1995.03.006
[8] 尹昭汉, 鞠见山, 马晓丽, 等.硒(Se)的生物地球化学及其生态效应[J].生态学杂志, 1989, 8(4):45-50. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXZ198904010.htm
[9] 宫丽, 马光.硒元素与健康[J].环境科学与管理, 2007, 32(9):32-35. doi: 10.3969/j.issn.1673-1212.2007.09.010
[10] Zhang X L, Ren S F, Li W C, et al. Study on correlation between humic acid and selenium in Kaschin-Beck disease areas[J]. Journal of Environmental Sciences, 1991, 3(4):102-107. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HJKB199104013.htm
[11] Rotruck J T, Pope A L, Ganther H E, et al. Selenium:Biochemical roleas a component of glutathione peroxidase[J]. Science, 1973, 179(4073):588-590. doi: 10.1126/science.179.4073.588
[12] Schwarz K, Foltz C M. Selenium as an integral part of factor 3 against dietary necrotic liver degeneration[J]. Journal of the American ChemicalSociety, 1957, 79(12):3292-3293. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1753-4887.1978.tb03701.x/full
[13] 王松山, 梁东丽, 魏威, 等.基于路径分析的土壤性质与硒形态的关系[J].土壤学报, 2011, 48(4):823-830. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRXB201104018.htm
[14] 李杰, 杨志强, 刘枝刚, 等.南宁市土壤硒分布特征及其影响因素探讨[J].土壤学报, 2012, 49(5):1012-1020. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRXB201205021.htm
[15] 李永华, 王五一, 杨林生, 等.陕南土壤中水溶态硒、氟的含量及其在生态环境的表征[J].环境化学, 2005, 24(3):279-283. doi: 10.3321/j.issn:0254-6108.2005.03.012
[16] Shand C A, Eriksson J, Dahlin A S, et al. Selenium concentrations in national inventory soils from Scotland and Sweden and their relationship with geochemical factors[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2012, 121:4-14. doi: 10.1016/j.gexplo.2012.06.001
[17] Wang M C, Chen H M. Forms and distribution of selenium at different depths and among particle size fractions of three Taiwan soils[J]. Chemosphere, 2003, 52(3):585-593. doi: 10.1016/S0045-6535(03)00240-6
[18] 孙建纯.地方病防治指南[M].北京:人民卫生出版社, 1999:130-131.
[19] 迟凤琴, 徐强, 匡恩俊, 等.黑龙江省土壤硒分布及其影响因素研究[J].土壤学报, 2016, 53(5):1262-1274. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRXB201605017.htm
[20] 夏学齐, 杨忠芳, 薛圆, 等.黑龙江省松嫩平原南部土壤硒元素循环特征[J].现代地质, 2012, 26(5):850-858, 864. doi: 10.3969/j.issn.1000-8527.2012.05.002
[21] 龚河阳, 李月芬, 汤洁, 等.吉林省西部土壤硒含量、形态分布及影响因素[J].吉林农业大学学报, 2015, 37(2):177-184, 190. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JLNY201502011.htm
[22] 戴慧敏, 宫传东, 董北, 等.东北平原土壤硒分布特征及影响因素[J].土壤学报, 2015, 52(6):1356-1364. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRXB201506015.htm
[23] 程伯容, 鞠山见, 岳淑嫆, 等.我国东北地区土壤中的硒[J].土壤学报, 1980, 17(1):55-61. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRXB198001005.htm
[24] Zhang B J, Yang L S, Wang W Y, et al. Environmental selenium in the Kaschin-Beck disease area, Tibetan Plateau, China[J]. Environmental Geochemistry and Health, 2011, 33(5):495-501. doi: 10.1007/s10653-010-9366-y
[25] 熊毅, 李庆逵.中国土壤[M]. 2版.北京:科学出版社, 1987:517-536.
[26] Yu T, Yang Z F, Lv Y Y, et al. The origin and geochemicalcycle of soil selenium in a Se-rich area of China[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2014, 139:97-108. doi: 10.1016/j.gexplo.2013.09.006
[27] 廖启林, 金洋, 吴新民, 等.南京地区土壤元素的人为活动环境富集系数研究[J].中国地质, 2005, 32(1):141-147. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI200501019.htm
[28] 廖启林, 华明, 张为, 等.人为活动对江苏土壤元素含量分布的影响[J].地质学刊, 2012, 36(2):147-156. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSDZ201202010.htm
[29] 王祖伟, 徐利淼, 张文具.土壤微量元素与人类活动强度的对应关系[J].土壤通报, 2002, 33(4):303-305. doi: 10.3321/j.issn:0564-3945.2002.04.017
[30] 张哲寰, 赵君, 戴慧敏, 等.黑龙江省讷河市土壤-作物系统Se元素地球化学特征[J].地质与资源, 2020, 29(1):38-43. http://manu25.magtech.com.cn/Jweb_dzyzy/CN/abstract/abstract10147.shtml
[31] 孙梓耀, 王菲, 崔玉军.黑龙江省松嫩平原南部土壤硒元素的有效性与生态效应[J].黑龙江农业科学, 2016(9):43-49. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HLJN201609012.htm
[32] 王锐, 余涛, 杨忠芳, 等.富硒土壤硒生物有效性及影响因素研究[J].长江流域资源与环境, 2018, 27(7):1647-1654. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJLY201807024.htm
[33] 梁若玉, 和娇, 史雅娟, 等.典型富硒农业基地土壤硒的生物有效性与剖面分布分析[J].环境化学, 2017, 36(7):1588-1595. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJHX201707017.htm
[34] 安梦鱼, 张青, 王煌平, 等.土壤植物系统硒累积迁移的影响因素及调控[J].中国农学通报, 2017, 33(11):64-68. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNTB201711012.htm
[35] 孙朝, 侯青叶, 杨忠芳, 等.典型土壤环境中硒的迁移转化影响因素研究——以四川省成都经济区为例[J].中国地质, 2010, 37(6):1760-1768. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201006024.htm
[36] 付强, 王冬艳, 李月芬.吉林中部黑土区土壤硒元素土壤地球化学研究[J].世界地质, 2014, 33(1):102-111. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJDZ201401011.htm
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