GEOCHEMISTRY OF SELENIUM IN SOIL-CROP SYSTEM OF NEHE CITY, HEILONGJIANG PROVINCE
-
摘要:
根据东北黑土地1：25万土地质量地球化学调查资料，采集黑龙江省讷河市表层土壤（0~20 cm）样品1627组，深层（150~200 cm）样品415组.对不同类型土壤微量元素Se的全量、有效态含量、农作物籽实Se含量，以及Se在剖面中的分布特征进行了分析研究.结果显示：1）表层土壤Se元素含量平均为0.239×10-6，低于全国和世界土壤平均值，高于黑龙江省和东北平原平均值，表层土壤Se含量以足硒为主要特征，足硒土地面积达84.21%；2）不同类型土壤硒含量有一定差异，黑土、黑钙土、草甸土Se含量高于暗棕壤、沼泽土和新积土；3）不同土地利用类型Se含量表现为交通用地、建设用地和耕地Se含量高于林地、草地和水利用地，反映出与人类活动强度关系密切；4）在土壤剖面中Se含量随深度增加呈现降低的趋势，表层土壤Se含量最高；5）玉米、大豆、水稻主要农作物籽实Se元素平均含量0.035×10-6，呈低Se特征，可依靠农业科技开发富硒产品，提高粮食质量.
Abstract:According to the 1:250 000 scale land quality geochemical survey data of black soil in Northeast China, 1627 groups of surface soil (0-20 cm) samples and 415 groups of deep soil (150-200 cm) samples are collected from Nehe City of Heilongjiang Province to study the Se total content, available content in different types of soil, Se content in crop seeds and distribution characteristics in soil profiles. The results are shown as follows:1) The average Se content in topsoil is 0.239×10-6, which is lower than that of China and world, and higher than that of Heilongjiang Province and Northeast China Plain. It is characterized by Se sufficiency, and the Se-sufficient land area reaches 84.21%. 2) The Se contents vary in different types of soil. The Se contents in black soil, chernozem and meadow soil are higher than those in dark brown soil, bog soil and alluvial soil. 3) In terms of land use types, the Se contents in traffic land, construction land and cultivated land are higher than those in forest, grassland and water conservancy land, reflecting its close relation with human activity intensity. 4) The Se content in soil profiles decreases with the increase of depth, and that in topsoil is the highest. 5) The average Se content in main crop seeds of corn, soybean and rice is 0.035×10-6, characterized by low Se. The agricultural technology can be applied to develop Se-rich products and improve grain quality.
-
Key words:
- soil /
- crop /
- Se /
- geochemistry /
- Nehe City of Heilongjiang Province
-
-
表 1 研究区与其他地区表层土壤Se含量
Table 1. Se contents in topsoil of the study area and other areas
不同土壤 样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数（Cv） 讷河市 1627 0.034 0.490 0.239 0.058 0.243 黑龙江省 0.008 0.660 0.147 黑龙江省松嫩平原南部 0.204 吉林省西部 0.117 东北平原 0.184 全国土壤平均值 0.290 世界土壤平均值 0.200 含量单位：10-6. 
下载: 导出CSV
表 2 表层土壤Se含量等级
Table 2. Grading of Se content in topsoil
含量分级 缺乏 边缘 中等 高 过剩 划分标准 ≤0.125 >0.125~0.175 >0.175~0.40 >0.40~3.0 >3.0 Se效应 Se不足 潜在Se不足 足Se 富Se Se中毒 变化范围 0.034~0.120 0.130~0.170 0.180~0.400 0.410~0.490 样品个数 47 201 1371 9 所占比例 2.88% 12.35% 84.21% 0.55% 含量单位：10-6.
下载: 导出CSV
表 3 不同类型土壤表层Se含量特征
Table 3. Characteristics of Se content by types of topsoil
类型 成土母质[15] 样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数（Cv） 暗棕壤 花岗岩和玄武岩风化物 185 0.078 0.280 0.184 0.043 0.234 草甸土 冲积洪积物 491 0.086 0.490 0.232 0.069 0.297 黑钙土 火山岩风化物、淤积物 118 0.034 0.34 0.262 0.045 0.172 黑土 黄土状母质 806 0.062 0.420 0.254 0.046 0.181 沼泽土 河湖黏土沉积物 20 0.130 0.250 0.188 0.032 0.170 新积土 河湖沉积物 7 0.110 0.170 0.147 0.021 0.143 注：因分析数据服从正态分布，文中的平均值均为算术平均值. 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.含量单位：10-6.
下载: 导出CSV
表 4 不同类型土壤表层Se含量等级
Table 4. Grading of Se content by types of topsoil
含量分级 缺乏 边缘 中等 高 过剩 划分标准 ≤0.125 0.125~0.175 0.175~0.40 0.40~3.0 >3.0 Se效应 Se不足 潜在Se不足 足Se 富Se Se中毒 暗棕壤 0.078~0.12 0.13~0.17 0.18~0.28 样品数 18 60 107 所占比例 9.73% 32.43% 57.83% 草甸土 0.086~0.12 0.13~0.17 0.18~0.40 0.41~0.49 样品数 24 85 374 8 所占比例 4.88% 17.31% 76.17% 1.63% 黑钙土 0.034 0.14~0.17 0.18~0.34 样品数 1 3 114 所占比例 0.85% 2.54% 96.61% 黑土 0.062~0.120 0.130~0.170 0.18~0.40 0.42 样品数 3 41 762 1 所占比例 0.37% 5.08% 94.42% 0.12% 沼泽土 0.13~0.16 0.18~0.25 样品数 6 14 所占比例 30% 70.0% 新积土 0.11 0.13~0.17 样品数 1 6 所占比例 14.29% 85.71% 含量单位：10-6.
下载: 导出CSV
表 5 不同土地利用类型土壤表层Se含量特征
Table 5. Characteristics of Se content in topsoil by types of land use
土地利用类型 样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 草地 68 0.110 0.490 0.226 0.074 0.327 城镇村及工矿用地 85 0.11 0.420 0.250 0.048 0.192 耕地 1226 0.034 0.460 0.247 0.054 0.219 交通运输用地 12 0.17 0.330 0.254 0.056 0.220 林地 128 0.062 0.410 0.185 0.06 0.324 其他用地 31 0.110 0.320 0.210 0.05 0.238 水域及水利用地 77 0.086 0.330 0.199 0.057 0.286 含量单位：10-6.
下载: 导出CSV
表 6 深层土壤Se元素含量
Table 6. Se contents in deep soil
土壤类型 样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 环境富集系数 富集程度 全区 415 0.018 0.032 0.126 0.034 0.270 1.897 强烈富集 暗棕壤 47 0.056 0.21 0.124 0.033 0.266 1.484 弱富集 草甸土 129 0.034 0.2 0.123 0.034 0.276 1.886 强烈富集 黑钙土 24 0.018 0.15 0.096 0.037 0.385 2.729 强烈富集 黑土 207 0.052 0.32 0.132 0.032 0.242 1.924 强烈富集 沼泽土 6 0.097 0.16 0.128 0.026 0.203 1.469 弱富集 新积土 2 0.09 0.11 0.100 0.01 0.100 1.470 弱富集 注：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，发生强列富集.含量单位：10-6.
下载: 导出CSV
表 7 不同类型土壤的土地利用情况
Table 7. Land use of different types of soil
土壤类型 建设用地 耕地 林地 草地 水域及水利用地 其他用地 环境富集系数 富集程度 暗棕壤 1.82 58.82 28.94 5.76 0.60 4.06 1.484 弱富集 草甸土 5.60 70.73 5.89 9.29 5.94 2.55 1.886 强烈富集 黑钙土 6.79 84.26 3.58 1.70 0.81 2.86 2.729 强烈富集 黑土 5.90 86.01 4.46 2.20 0.82 0.61 1.924 强烈富集 沼泽土 0.13 50.94 36.24 3.10 0.05 9.54 1.469 弱富集 新积土 1.82 37.17 24.04 12.32 24.65 1.470 弱富集 土地利用程度单位：%.
下载: 导出CSV
表 8 表层土壤Se元素有效态含量
Table 8. Available Se content in topsoil
样品数 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数（Cv） 活化系数 6 0.976 9.890 3.964 2.909 0.734 1.66% 含量单位：10-9.
下载: 导出CSV
-
[1] 王敬国.生物地球化学[M].北京:中国农业大学出版社, 2017:385-388.
[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. http://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.ixueshu.com/document/4eb12ee3a8f9232f2c656e85e777c150318947a18e7f9386.html
[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] 中国科学院地理研究所化学地理室环境与地方病组.克山病与自然环境和硒营养背景[J].营养学报, 1982, 4(3):175-182. http://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, 鞠山见, 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. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFD1989-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 role as 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 Chemical Society, 1957, 79(12):3292-3293. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19581400893
[13] 熊毅, 李庆逵.中国土壤[M]. 2版.北京:科学出版社, 1987:517-536.
[14] Yu T, Yang Z F, Lv Y Y, et al. The origin and geochemical cycle 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
[15] 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. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trxb201605017
[16] 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
[17] 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. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jlnydxxb201502009
[18] 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. doi: 10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.147
[19] 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
[20] 代慧敏, 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. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=trxb201506015
[21] 付强, 王冬艳, 李月芬, 等.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. doi: 10.3969/j.issn.1004-5589.2014.01.010
[22] 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. doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2005.01.019
[23] 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):43-48. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hljnykx201609011
[24] 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. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cjlyzyyhj201807024
[25] 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. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hjhx201707017
[26] 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. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb16060056
[27] 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. doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2010.06.023
[28] 张哲寰, 宋运红, 赵君, 等.黑龙江省讷河市土壤某些元素地球化学特征[J].地质与资源, 2019, 28(4):378-382. doi: 10.3969/j.issn.1671-1947.2019.04.011 http://manu25.magtech.com.cn/Jweb_dzyzy/CN/abstract/abstract8363.shtml
[29] 杨立国, 马志超, 王鑫.内蒙古通辽市科尔沁区土壤硒地球化学特征[J].地质与资源, 2019, 28(4):383-388. doi: 10.3969/j.issn.1671-1947.2019.04.012 http://manu25.magtech.com.cn/Jweb_dzyzy/CN/abstract/abstract8364.shtml
-
图(3)
表(8)
计量
- 文章访问数: 533
- PDF下载数: 157
- 施引文献: 0