Please wait a minute...
E-mail Alert Rss
 
物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (1): 229-237    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1166
  生态地质调查 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
石嘴山地区碱性土壤硒地球化学特征及生物有效性
王志强1(), 杨建锋1(), 魏丽馨2, 石天池1, 曹园园1
Geochemical characteristics and bioavailability of selenium in alkaline soil in Shizuishan area, Ningxia
WANG Zhi-Qiang1(), YANG Jian-Feng1(), WEI Li-Xin2, SHI Tian-Chi1, CAO Yuan-Yuan1
全文: PDF(1211 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

以石嘴山地区碱性土壤为研究对象,全面采集了石嘴山地区表层土壤样品,分析了土壤中硒及有效硒等地球化学指标。结果表明:研究区土壤硒的主要来源为贺兰山区黑色岩系,其次为引黄灌溉淤积;研究区硒的生物有效性处于较高水平,有效硒富集及以上的区域占全区的79.2%,面积约为777.2 km2;硒不同形态含量依次为残渣态>强有机结合态>腐殖酸结合态>离子交换态≈水溶态>碳酸盐结合态≈铁锰氧化物结合态,全硒含量有限但水溶态硒含量较高;土壤全氮及有机质含量越高,土壤全硒及有效态硒的含量越高;随着研究区土壤含盐量升高,硒活化度呈现逐步升高的趋势; pH值在7.5~9之间的灌淤土及潮土全硒含量适中,有效硒含量较高,是种植富硒农产品的优质选区。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
王志强
杨建锋
魏丽馨
石天池
曹园园
关键词 碱性土壤地球化学特征有效硒硒形态石嘴山    
Abstract

Based on the comprehensive collection of samples from the alkaline soil in the Shizuishan area, Ningxia, this study analyzes the geochemical indicators of selenium and available selenium in soil in the area.The results are as follows. The seleniumin soil in the study area is mainly originated from the black rock series in the Helan Mountain area, followed by siltation brought in by the agricultural irrigation water diverted from the Yellow River. The bioavailability of selenium in the study area is at a relatively high level, and the effective selenium enrichment and above covers 79.2% of the whole study area, with an area of about 777.2 km2. The content of different forms of selenium is in the order ofresidualselenium>strongly organic matter-bound selenium>humic acid-bound selenium>ion exchangeableselenium≈water-soluble selenium > carbonate-bound selenium≈iron manganese oxide-boundselenium. The total selenium content is limited, while thewater-soluble selenium content is relatively high. The higher the total nitrogen and organic matter content in soil, the higher the total selenium and available selenium content. As the salt content in soil in the study area increases, the bioavailability of seleniumtends to gradually increase. The irrigation-silted soiland thefluvo-aquic soil with a pH value between 7.5 and 9 have moderate total selenium content and high available selenium content, and they are high-quality areas for planting selenium-rich agricultural products.

Key wordsalkaline soil    geochemical characteristics    available selenium    selenium form    Shizuishan
收稿日期: 2021-03-23      出版日期: 2022-02-25
:  P632  
基金资助:宁夏回族自治区地勘基金项目(HZ20170040-Ⅲ);宁夏自然科学基金项目(2020AAC03451);宁夏自然科学基金项目(2021AAC03452)
通讯作者: 杨建锋
作者简介: 王志强(1968-),男,高级工程师,主要从事地球化学、土地资源、土地质量等调查工作。Email: nxw12@163.com
引用本文:   
王志强, 杨建锋, 魏丽馨, 石天池, 曹园园. 石嘴山地区碱性土壤硒地球化学特征及生物有效性[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 229-237.
WANG Zhi-Qiang, YANG Jian-Feng, WEI Li-Xin, SHI Tian-Chi, CAO Yuan-Yuan. Geochemical characteristics and bioavailability of selenium in alkaline soil in Shizuishan area, Ningxia. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(1): 229-237.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1166      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I1/229
硒含量分级 硒效应 谭见安等[11,12] 宁夏富硒土壤标准[13]
表层土壤总硒/10-6 占比/% 表层土壤总硒/10-6 占比/%
缺乏 硒反应病 <0.125 8.67 <0.116 7.58
边缘 硒不足 0.125~0.175 10.22 0.116~0.175 11.34
中等 足硒 0.175~0.4 74.47 0.175~0.222 16.30
富硒 0.4~3.0 6.63 0.222~3.0 64.80
过剩 硒中毒 ≥3.0 ≥3.0
Table 1  石嘴山地区土壤硒含量等级划分
Fig.1  石嘴山地区土壤硒含量分布特征
硒含量分级 表层土壤水溶态硒/10-9 硒效应 占比/%
缺乏 <3 硒反应病 3.06
边缘 3~6 硒不足 8.48
中等 6~8 足硒 9.26
8~20 富硒 71.31
过剩 ≥20 硒中毒 7.89
Table 2  石嘴山地区土壤水溶态硒含量等级划分及硒效应
Fig.2  石嘴山地区土壤有效硒含量分布特征
形态 最大值/10-9 最小值/10-9 平均值/10-9 标准偏差 变异系数 去除极值
后平均值/10-9
占全硒百分比
均值(去除极值)/%
水溶态 12.90 10.09 11.21 0.69 0.061 11.13 4.88
离子交换态 15.00 8.15 11.34 1.88 0.166 11.26 4.95
碳酸盐结合态 8.36 3.48 5.61 1.44 0.257 5.52 2.35
腐殖酸结合态 43.61 1.38 25.60 10.69 0.418 26.55 11.12
铁锰氧化物结合态 6.39 3.51 5.10 0.81 0.159 5.15 2.24
强有机结合态 84.12 10.62 52.36 20.12 0.384 53.90 22.39
残渣态 206.54 45.88 114.76 37.56 0.327 111.24 47.45
全量 318.00 86.00 230.53 59.77 0.259 239.31
Table 3  土壤硒形态分析结果统计
地区 全量/10-6 水溶态/10-9 水溶态占比/% 参考文献
宁夏石嘴山 0.23 11.21 4.88 本文
黑龙江海伦市 0.29 8 4.68 [17]
江西鄱阳湖 0.308 11 3.60 [15]
天津市蓟州区 0.37 15 4.6 [16]
南疆焉耆盆地 0.39 7 2.05 [18]
青海东部 0.44 11.51 3.32 [19]
安徽庐江 0.45 5 1.4 [20]
湖北恩施沙地乡 1.88 13.3 0.71 [21]
Table 4  中国部分地区土壤水溶态硒含量特征
Fig.3  土壤有效硒及全硒含量散点图
等级 全氮含量/10-6 样点数 全量硒/10-6 有效硒/10-69 硒活化度/%
<0.9 5007 0.22 10.63 5.63
一般 0.9~1.2 2995 0.30 14.27 5.04
>1.2 830 0.34 17.57 5.52
Table 5  不同氮含量有效硒特征
等级 有机质含量/10-3 样点数 全量硒/10-6 有效硒/10-9 硒活化度/%
<1 1959 0.155 8.266 6.437
一般 1~1.8 4105 0.254 12.520 5.198
>1.8 2768 0.332 15.528 5.027
Table 6  不同有机质含量有效硒特征
pH 样品数 全量硒/10-6 有效硒/10-9 硒活化度/%
7.5~8 54 0.42 13.80 3.78
8~8.5 3411 0.29 13.37 5.06
8.5~9 4622 0.25 12.23 5.22
9~9.5 584 0.14 8.45 6.30
9.5~10 108 0.14 13.08 10.09
10~10.5 53 0.08 25.46 28.38
Table 7  不同pH值有效硒特征
盐碱程度 土壤全盐量/10-3 全量硒/10-6 有效硒/10-9 硒活化度/%
无盐渍化 <1.5 0.266 11.69 4.87
轻度盐渍化 1.5~3 0.244 13.41 5.88
中度盐渍化 3~6.0 0.240 12.91 6.06
重度盐渍化 6~9.9 0.227 12.66 6.54
盐土 >9.9 0.245 16.42 7.20
Table 8  不同盐碱程度有效硒特征
土壤类型 全量硒 有效硒 硒活化度/%
均值/10-6 富硒比例/% 均值/10-9 富硒比例/%
灰钙土 0.401 87.84 7.60 29.80 2.11
新积土 0.331 70.85 9.99 61.97 3.44
灌淤土 0.262 76.40 13.63 90.69 5.33
潮土 0.257 51.02 12.99 84.17 5.75
盐土 0.252 62.32 13.00 82.13 5.52
碱土 0.213 53.33 13.92 83.33 6.60
风沙土 0.119 20.67 7.08 22.28 7.79
Table 9  不同土壤类型有效硒特征
[1] Rayman M P. The argument for increasing selenium intake[J]. Proc.Nutr.Soc., 2002,61:203-215.
[2] Williams P N, Lombi E, Sun G X, et al. Selenium characterization in the global rice supply Chain[J]. Environ. Sci. Technol., 2009,43:6024-6030.
pmid: 19731713
[3] Winkel L H E, Johnson C A, Lenz M, et al. Environmental selenium research: From microscopic processes to global understanding[J]. Environ.Sci.Technol., 2012,46:571-579.
[4] 梁东丽, 彭琴, 崔泽玮, 等. 土壤中硒的形态转化及其对有效性的影响研究进展[J]. 生物技术进展, 2017,7(5):374-380.
[4] Liang D L, Peng Q, Cui Z W, et al. Progress on selenium bioavailibility and influential factors in soil[J]. Current Biotechnology, 2017,7(5):374-380.
[5] Tan J, Zhu W, Wang W, et al. Selenium in soil and endemic diseases in China[J]. Sci.Total Environ., 2002,284:227-235.
[6] Nedjimi B B B, Mansouri A, Tahtat D, et al. Selenium content in wheat and estimation of the selenium daily intake in different regions of Algeria[J]. Appl.Radiat. Isotopes, 2013,71:7-10.
[7] Shardendu U, Salhani N, Boulyga S F, et al. Phytoremediation of selenium by two helophyte species in subsurface flow constructed wetland[J]. Chemosphere, 2003,50:967-973.
pmid: 12531701
[8] 张艳玲, 潘根兴, 胡秋辉. 江苏省几种低硒土壤中硒的形态分布及生物有效性[J]. 植物营养与肥料学报, 2002,8(3):355-359.
[8] Zhang Y L, Pan G X, Hu Q H. Selenium fraction and bio-availability in some low-Se soils of central Jiangsu Province[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2002,8(3):355-359.
[9] 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.
[9] Liang R Y, He J, Shi Y J, et al. Bioavailability and profile distribution of selenium in soils of typical Se-enriched agricultural base[J]. Environmental Chemistry, 2017,36(7):1588-1595.
[10] 侯青叶, 杨忠芳, 余涛, 等. 中国土壤地球化学参数[M]. 北京: 地质出版社, 2020.
[10] Hou Q Y, Yang Z F, Yu T, et al. Soil geochemical dataset of china[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2020.
[11] 谭见安. 环境生命元素与克山病[M]. 北京: 中国医药科技出版社, 1996.
[11] Tan J A. Environmental life elements and Keshan disease [M]. Beijing: China Medical Science Press, 1966.
[12] 中华人民共和国地方病与环境图集编纂委员会. 中华人民共和国地方病与环境图集[M]. 北京: 科学出版社, 1989.
[12] Endemic disease and environment atlas compilation committee of People’s Republic of China. Endemic diseases and environment atlas of People’s Republic of China [M]. Beijing: Science Press, 1989.
[13] DB 64/T 1220—2016 宁夏富硒土壤标准[S]. 银川: 宁夏人民教育出版社, 2018.
[13] DB 64/T 1220—2016 Standard for selenium-enriched soil in Ningxia[S]. Yinchuan: Ningxia People's Education Publishing House, 2018.
[14] 张元培, 胡晓明, 吴颖, 等. 湖北省天门市农作物种植区土壤中硒富集影响因素[J]. 资源环境与工程, 2015,29(6):822-824.
[14] Zhang Y P, Hu X M, Wu Y, et al. Soil selenium enrichment factors of crop planting areas in Tianmen,Hubei province[J]. Resources Environment & Engineering, 2015,29(6):822-824.
[15] 魏然, 侯青叶, 杨忠芳, 等. 江西省鄱阳湖流域根系土硒形态分析及其迁移富集规律[J]. 物探与化探, 2012,36(1):109-113.
[15] Wei R, Hou Q Y, Yang Z F, et al. An analysis of speciation of selenium asits transformation and enrichment in root soil of Poyang lake basin, Jiangxi Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2012,36(1):109-113.
[16] 谢薇, 杨耀栋, 侯佳渝, 等. 天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素[J]. 环境化学, 2019,38(10):2306-2316.
[16] Xie W, Yang Y D, Hou J Y, et al. Bioavailability of selenium and its influencing factors in soil of Jizhou district,Tianjin[J]. Environmental Chemistry, 2019,38(10):2306-2316.
[17] 张立, 刘国栋, 吕石佳, 等. 黑龙江省海伦市农耕区土壤硒分布特征及影响因素[J]. 现代地质, 2019,33(5):1046-1054.
[17] Zhang L, Liu G D, Lyu S J, et al. Distribution characteristics of selenium cultivated soil and its influencing factors in Hailun County of Heilongjiang Province[J]. Geoscience, 2019,33(5):1046-1054.
[18] 赵禹, 白金, 刘拓, 等. 南疆焉耆盆地土壤—小麦系统硒耦合关系及生物有效性[J]. 地质通报, 2020,39(12):1960-1970.
[18] Zhao Y, Bai J, Liu T, et al. Se coupling relation and biological effectiveness study of the soilwheat system in Yanqi Basin, southern Xinjiang[J]. Geological Bulletin of China, 2020,39(12):1960-1970.
[19] 张亚峰, 苗国文, 马强, 等. 青海东部碱性土壤中硒的形态特征[J]. 物探与化探, 2019,43(5):1138-1144.
[19] Zhang Y F, Miao G W, Ma Q, et al. Distribution characteristics of Se speciation of alkaline soil in eastern Qinghai[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019,43(5):1138-1144.
[20] 杨奎, 李湘凌, 张敬雅, 等. 安徽庐江潜在富硒土壤硒生物有效性及其影响因素[J]. 环境科学研究, 2018,31(4):715-724.
[20] Yang K, Li X L, Zhang J Y, et al. Selenium bioavailability and the Influential Factors in potentially selenium enriched soils in Lujiang County, Anhui Province[J]. Research of Environmental Sciences, 2018,31(4):715-724.
[21] 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.
[21] Wang R, Yu T, Yang Z F, et al. Bioavailability of soil selenium and its influencing factors in selenium-enriched soil[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2018,27(7):1647-1654.
[22] Winkel L H E, Johnson C A, Lenz M, et al. Environmental selenium research: From microscopic processes to global understanding[J]. Environ.Sci.Technol., 2012,46:571-579.
[23] 杨忠芳, 余涛, 侯青叶, 等. 海南岛农田土壤Se的地球化学特征[J]. 现代地质, 2012,26(5):837-849.
[23] Yang Z F, Yu T, Hou Q Y, et al. Geochemical characteristics of soil selenium in farmland of Hainan Island[J]. Geoscience, 2012,26(5):837-849.
[24] 马玉兰. 宁夏测土配方施肥技术[M]. 银川: 宁夏人民出版社, 2008.
[24] Ma Y L. Soil testing and formulated fertilization technology in Ningxia [M]. Yinchuan: Ningxia People’s Publishing House, 2008.
[1] 徐云峰, 郝雪峰, 秦宇龙, 王显锋, 熊昌利, 李名则, 武文辉, 詹涵钰. 四川岔河地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向[J]. 物探与化探, 2021, 45(3): 624-638.
[2] 李欢, 黄勇, 张沁瑞, 贾三满, 徐国志, 冶北北, 韩冰. 北京平原区土壤地球化学特征及影响因素分析[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 502-516.
[3] 吴松, 陈政, 李元彬, 黄钊, 张林, 许胜超, 王开贵. 云南省者竜—嘎洒地区Cr、Ni地球化学特征及土壤污染风险防控建议[J]. 物探与化探, 2021, 45(2): 517-527.
[4] 陶春军, 史春鸿, 张笑蓉, 管后春, 贾十军. 淮北平原覆盖区土壤采样密度及其环境质量研究——以1∶5万高炉集幅为例[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 200-206.
[5] 韩伟, 王乔林, 宋云涛, 彭敏, 王成文. 四川省沐川县北部土壤硒地球化学特征与成因探讨[J]. 物探与化探, 2021, 45(1): 215-222.
[6] 赵秀芳, 张永帅, 冯爱平, 王艺璇, 夏立献, 王宏雷, 杜伟. 山东省安丘地区农业土壤重金属元素地球化学特征及环境评价[J]. 物探与化探, 2020, 44(6): 1446-1454.
[7] 田建民, 徐争启, 尹明辉, 李涛, 孙康. 临沧地区富铀花岗岩体地球化学特征及其地质意义[J]. 物探与化探, 2020, 44(5): 1103-1115.
[8] 王小高, 王英超, 程宝成, 杨永千, 王杰, 陈鹏. 河南省西簧钒矿岩石地球化学特征及矿床成因[J]. 物探与化探, 2020, 44(5): 1116-1124.
[9] 陆伟彦, 杜明龙, 纪山青, 刘川, 孟祥元, 邢仕, 刘子江. 河北省卢龙县亮甲峪测区地球化学异常及找矿意义[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 719-726.
[10] 余飞, 张风雷, 张永文, 王锐, 王佳彬. 重庆典型农业区土壤硒地球化学特征及影响因素[J]. 物探与化探, 2020, 44(4): 830-838.
[11] 唐世琪, 万能, 曾明中, 杨柯, 刘飞, 彭敏, 李括, 杨峥. 恩施地区土壤与农作物硒镉地球化学特征[J]. 物探与化探, 2020, 44(3): 607-614.
[12] 和成忠, 武睿, 郭军, 邹祖建, 李权衡, 马一奇. 云南待补镇—德泽镇一带地球化学特征及异常评价[J]. 物探与化探, 2020, 44(2): 235-244.
[13] 翁望飞, 王德恩, 王邦民, 丁勇, 王拥军. 安徽省祁门—黟县地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 1-12.
[14] 王卫星, 曹淑萍, 李攻科, 张亚娜. 津北水土环境氟地球化学特征及其环境质量评价[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 207-214.
[15] 周亚龙, 郭志娟, 王成文, 陈杰, 彭敏, 成杭新. 云南省镇雄县土壤重金属污染及潜在生态风险评估[J]. 物探与化探, 2019, 43(6): 1358-1366.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址:北京市学院路29号航遥中心 邮编:100083
电话:010-62060192;62060193 E-mail:whtbjb@sina.com