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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (1): 229-237    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1166
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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
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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。
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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 words： alkaline 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
高 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
高 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/%
低 <0.9 5007 0.22 10.63 5.63
一般 0.9~1.2 2995 0.30 14.27 5.04
高 >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/%
低 <1 1959 0.155 8.266 6.437
一般 1~1.8 4105 0.254 12.520 5.198
高 >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
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