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重庆紫色土硒分布、迁移富集及影响因子研究

童建川  
【摘要】: 硒是人和动物必需的微量元素,同时,也是植物重要的营养组成成分。环境中硒含量的高低直接影响着各种生物机体的健康,硒过量或缺乏均会导致机体产生疾病;适量的硒不仅能促进作物代谢生长、提高作物产量和品质,也对动物及人体的多种疾病起到预防、免疫和抗癌作用。土壤作为生态环境的枢纽,硒的含量和形态直接影响着植物对硒的吸收,而植物中无论是缺硒还是过量,都会影响动物的生长、发育和繁殖,并通过食物链影响人类的健康;在土壤-植物-动物-人类整个系统中,动植物所需的硒最终来源于土壤和水体,而土壤水溶性硒又是决定系统硒营养水平的关键。 紫色岩石及紫色土是重庆地区主要的成土母岩和土壤类型,也是该地区农业用地主要土壤类型。据有关文献,重庆紫色土区域处于我国低硒分布带,又是缺硒反应病(如克山病)的集中区。但目前,对该地区紫色土低硒特征形成的原由、不同地层紫色母岩对紫色土硒的影响以及紫色土中水溶性硒等的系统研究甚少,特别以紫色土壤剖面为研究对象探讨硒在剖面中的迁移富集规律等研究还未见报道。同时,由于分析测定方法上的各异,以往对该地区紫色土硒的研究结论极不一致。因此,本文以重庆市范围紫色土剖面作为主要研究对象,在确立土壤水溶性硒的分析测定方法的基础上,通过对各地层紫色母岩及其所发育的各种紫色土壤的系统研究,全面分析讨论该地区紫色母岩全硒含量分布特点,以及紫色土中全硒和水溶性硒的含量水平、分布状况、迁移、富集特征及其影响因素,发现了硒在紫色土母岩和土壤中存在的一些规律和突出特点。具体研究结果如下: (1)供试紫色母岩中全硒含量水平在0.012~0.090mg/kg之间,均值0.041mg/kg:各地层母岩全硒含量差异明显,变异系数达62%,其全硒含量顺序为:侏罗系遂宁组(J_2sn)>侏罗系自流井组(J_(1-2)z)>侏罗系蓬莱镇组(J_3P)>侏罗系沙溪庙组(J_2s)。同一地层母岩,泥岩含量大于砂岩,该研究结论与以往分析结果基本一致; (2)供试紫色土壤全硒水平在0.077~0.566mg/kg范围,平均值0.194mg/kg,其中旱地土含量为0.174mg/kg,水稻土为0.226mg/kg,属于低硒偏中等土壤类型,总体上紫色土呈现富集态势,此研究结果与以往研究不尽一致:不同地层紫色母岩发育土壤中全硒含量随地层的增加而增大,具体变化顺序为:蓬莱镇组(J_3p)<遂宁组(J_3sn)<沙溪庙组(J_2s)<自流井组(J_(1-2)z);全硒在重庆紫色土范围的整体分布为:渝西地区>渝中地区>渝东北地区,总体上,全硒以块状分布;渝西地区由北向南,呈增加趋势;渝东北地区以西北至东南,硒含量逐渐增加;相对而言,土壤硒较高地区主要集中于水成景观区域; (3)在适量硝酸存在的条件下,以Fe~(3+)作为固定剂,沸水浴浓缩土壤水提取液,浓缩液经再硫酸一硝酸消化,用氢化物原子荧光光度计测定水溶性硒:水溶性硒测定值较直接提取测定法增大40%以上,加标回收率在98~102%之间,变异系数≤0.3%; (4)供试紫色土壤水溶性硒含量变幅在0.40~5.89μg/L,均值2.53μg/L,占全硒量百分比为0.1%~3.7%,均值为1.7%,此结论与以往研究基本一致。不同地层紫色母岩发育土壤中水溶性硒含量与地层间相关性不强; (5)供试紫色土壤剖面全硒与水溶性硒均随土体深度的加深而减少,表现极强的表层富集特征,剖面变化顺序为:表土层>心土层>底土层。紫色土中硒主要来源于外源硒的加入,并长期处于吸附累积趋势,但关于外源硒的来源仍待进一步研究; (6)紫色土全硒与水溶性硒间同土壤发育程度呈现相逆的变化规律,土壤发育程度由浅至深,全硒含量逐渐增加,水溶性硒水平却减少;在同一发育程度基础上,全硒含量随地层的增长亦增加,即为:蓬莱镇组(J_3P)<遂宁组(J_2sn)<沙溪庙组(J_2S)<自流井组(J_(1-2)z),而水溶性硒含量与地层间未发现类似规律; (7)本研究分析知:有利于紫色土硒富集滞留的生物地球化学因子,同时也是限制硒淋溶解吸的因子。成土母岩、土壤pH值、有机质、土壤全氮磷钾、金属氧化物、土壤质地及土地利用方式等是重庆地区紫色土硒含量水平、分布和迁移富集特征的重要因素,其中成土母岩是该地区紫色土低硒性质最主要的原因,其次为土壤理化性质以及耕作制度。


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