浙江中部典型黑色岩系分布区土壤-作物富硒特征与重金属风险评价

富硒土地是生产富硒农产品的宝贵资源,黑色岩系形成的土壤通常富含硒和重金属元素。为了指导这类富硒土地资源的安全开发利用,选择浙江中部典型黑色岩系分布区,通过调查土壤-作物中硒和重金属的浓度及生物有效性,评价农产品富硒率,识别作物重金属超标风险。结果显示:研究区富硒土壤占38%,足硒土壤占62%,水稻和莲子富硒率分别为85.71%和100%;受黑色岩系风化成土影响,研究区土壤镉含量介于污染筛选值和风险管控值之间的样品比例为26%,且Cd活动态和潜在活动态所占比例分别为57%和40%,水稻籽实中Cd超标率为31%,莲子Cd含量均不超标。基于土壤重金属总量和形态的风险评价表明,富硒土壤开发利用的风险区主要位于西皮山岗和腰塘边一带,建议禁止种植农产品,其他黑色岩系发育的富硒丘陵地区,虽然土壤镉含量较高,但因土壤Cd的生物有效性和水稻中Cd的超标率较低,应加以保护和合理开发利用。     

北京大清河流域生态涵养区富硒土壤资源分布特征和来源解析

北京是典型的硒缺乏地理分布区,但近些年研究成果表明局部地区土壤达到富硒水平,掌握该区富硒分布特征对于开展北京地区的富硒环境研究和开发利用富硒土地资源具有重要意义。本文以北京大清河流域生态涵养区1615km~2地球化学调查数据为基础,采用原子荧光光谱(AFS)等方法测定了研究区1297件表层土壤、25组玉米及对应根系土壤和15件岩石中Se等地球化学指标;利用相关分析、多元统计分析方法,结合GIS技术,研究土壤和农作物中硒含量特征、富硒成因来源以及土壤硒与碳铁磷等其他元素的关系,评价富硒土地的安全性。结果表明:研究区土壤硒含量区间为0.055～0.465mg/kg,背景值为0.257mg/kg,呈现富硒特征,厘定出360.4km~2富硒土地资源。当地种植的玉米硒含量变化范围为0.028～0.70mg/kg,几何均值为0.20mg/kg,80%的玉米样本为富硒农产品,且土壤富硒与作物富硒空间分布一致,指示土壤硒是作物体内硒的重要供给来源。研究认为,地质背景和成土母质是研究区富硒土地资源分布的主控因素,河流相沉积的暗色岩系是重要的土壤硒来源。富硒土地整体环境质量清洁安全,仅3.23km~2(面积占比0.2%)土壤重金属(镉汞铅)含量超风险管控值,在土地开发过程中需重点关注。     

江苏土壤硒分布特征及富硒土地资源开发利用潜力

基于江苏1∶25万多目标区域地球化学调查的土壤Se含量数据,结合相关农业地质环境调查研究资料,总结土壤中Se分布的基本特点与规律,分析江苏有限富硒土地资源的开发利用潜力与对策。结果显示：在均匀覆盖全省的24 186个表层土壤样品中,富硒土壤（Se含量≥0.4 mg/kg）占比＜3%;全省土壤Se分布不均匀,耕层土壤富硒趋势相对明显,其中宜溧地区是全省富硒土壤分布最集中的地段,属于原岩风化残积型富硒土壤,当地已产出天然富硒大米与茶叶;全省富硒土壤有6个成因类型,成土母质与土壤类型差异是导致Se分布不均匀的重要因素;全省富硒土地资源开发利用潜力较大,开发过程中要做好生态富硒产业与重金属污染防治等统筹兼顾的5项规划,并尽早解决土壤-植物系统Se分布迁移的控制因素等4个技术瓶颈。     

富硒土地资源研究进展与评价方法

硒是重要的生命必需元素,开发富硒农产品是提升我国人体硒摄入水平的安全有效途径,富硒土地资源评价与利用规划是土地质量地球化学调查成果服务于特色农产品发展与脱贫攻坚的重要切入点。本文评述了近年来在土壤和作物硒含量、土壤硒成因来源、土壤硒赋存形态及其生物有效性影响因素、土壤-作物系统硒吸收运移、硒与重金属镉等元素之间的相互作用等调查研究成果。针对我国土壤硒背景值约0.20mg/kg,远低于世界土壤背景值0.40mg/kg,整体上处于低硒水平的实际情况,认为采用0.40mg/kg Se作为富硒土壤标准具有较强的科学依据;多数情况下土壤硒主要来源于成土地质背景,部分地区与人为活动密切有关;富硒土壤可分为地质高背景、次生富集作用、人为输入及其多种作用的叠加成因,元素地球化学性质决定了硒与镉等重金属元素共生的普遍性;土壤硒成因来源以及pH、Eh、有机质、铁铝氧化物等土壤理化条件决定了硒和重金属赋存形态与生物有效性,进而影响到富硒土地的可利用性,成为制定富硒土壤地方标准的理论基础与考虑因素;不同作物种类对硒吸收富集能力不同,筛选适应当地农田生态环境、富硒低镉的农作物具有实际意义;现有的部分富硒农产品标准未充分考虑人体补硒目的,并存在标准间协调性差等问题,急需加强富硒农产品标准的制定。本文提出,富硒土地资源评价不仅需要考虑土壤硒和重金属含量,而且需综合土壤硒成因来源及其生物有效性、土壤-作物系统硒迁移累积、硒与重金属镉等元素之间的相互作用机制,以及当地气候、土壤和景观条件下作物种植的适宜性,依据富硒土地资源可利用性进行分类分区、科学规划和合理种植管理。同时建议,为满足富硒土地资源调查评价与可利用性分析、富硒农产品健康效应研究的需要,需要加强土壤和作物硒含量及其形态的提取分离与分析测试方法技术研究与应用。     

承德市富硒土壤区镉的地球化学特征及生态风险评价

硒是人体必需的生命元素,开发富硒农产品是提升人体硒摄入的安全有效途径,富硒土地资源是开发富硒农产品的基础。然而,近年来全国开展的多目标地球化学调查发现,富硒土壤中重金属元素镉通常较高,不利于富硒土地开发利用,因此,研究富硒土壤区镉的地球化学特征和生态风险状况对于富硒土地开发具有重要的指导意义。文章对承德市富硒土壤区表层土壤中主要的重金属元素镉的地球化学特征及生态风险进行评价,旨在为承德市富硒土地开发利用提供科学依据。采用“七步提取法”研究了表层土壤镉的形态特征。同时,配套分析了苹果、玉米样品中的重金属元素镉的含量,以了解其生物有效性。结果显示:承德市富硒土壤区表层土壤镉在全区均较富集,在新积土和中性粗骨土、水田中显著富集。研究区圈定了4处镉轻度污染土壤,均在表层土壤镉的高值区。表层土壤镉形态平均含量大小顺序为:水溶态 < 离子交换态 < 强有机结合态 < 腐殖酸结合态 < 铁锰氧化物结合态 < 碳酸盐结合态 < 残渣态,生态风险相对较低。表层土壤镉未对苹果和玉米样品产生影响,苹果和玉米中镉均不超标。承德市富硒土壤区表层土壤镉的生态风险较低,暂不影响承德市富硒土地开发利用。     

宁夏石嘴山地区富硒土壤及其利用前景

通过对宁夏石嘴山地区8 835件土壤样品及240套农作物—根系土样品Se分布及其相关调查数据的统计分析,总结了当地富硒土壤的元素地球化学特征,探讨了其开发利用前景及相关问题。结果表明：(1)圈定的富硒土地总面积约705 km²(根据宁夏地方标准,土壤Se含量≥0.222×10^-6为富硒土壤),土壤Se平均含量与全国平均值相当,而土壤有效Se含量相对较高,在土壤全Se中占比5%左右;(2)富硒土壤pH大于7.5,有机质含量小于10.26%,无重金属污染,Se与有机质、B、Mn、Mo、Cu、Zn呈显著正相关性,与pH呈负相关性;(3)土壤有效Se与全Se的相关系数为0.39,与有机质、阳离子交换量、N的相关系数为0.33～0.5;(4)富硒土壤中抽检到富硒小麦等10类富硒农产品,其中小麦吸收土壤Se的能力最强,平均生物富集系数为0.174;(5)本区特有的富硒土壤资源具有极高开发利用价值,应加强特色富硒作物(小麦、稻米、枸杞、葡萄等)的研发力度及相关富硒标准的研制,通过综合研究、科学规划以促进当地富硒土地资源的合理开发利用。     

山东省淄博市博山区富硒土壤分布及发育影响因素初步探讨

以淄博市博山区土地质量调查工作为基础,研究了该区硒的地球化学特征,探讨了土壤富硒来源和影响因素。研究发现:博山区土壤中硒的背景含量远高于全国土壤背景值,达到0.43 mg·kg^(-1);研究区50.09%的土壤处于足硒状态,42.89%的土壤处于富硒状态,富硒土地资源丰富。土壤硒含量的分布受成土母质、土壤类型和有机质等影响明显,主要受成土母质控制,具有明显的继承性;广泛出露的富硒岩层(特别是煤矿层)是影响土壤含硒量高低的主要因素。     

闽侯县表层土壤及农产品硒含量特征

依据福建省闽侯县农业地质调查评价数据,研究了县域耕地和园地表层土壤硒分布特征及主要控制因素,分析了农产品硒含量特征。结果表明,表层土壤硒含量受控于地质背景,晚侏罗世潜花岗斑岩分布区土壤硒含量明显高于其他地质背景区,同时不同地貌条件、土壤类型、土地利用方式均对土壤硒含量有一定的影响。研究区大部分农产品硒含量较低,主要富硒农作物为水稻,初步评价表明稻米富硒率达78.6%,但有个别稻米样品As或Cd含量超标,开发利用富硒稻米应关注重金属超标风险。根据清洁富硒土壤分布结合农产品富硒情况,研究区划分了9处天然富硒土地潜力区。     

安徽芜湖县土壤硒元素地球化学特征与富硒土壤开发利用探讨

安徽省芜湖县土壤硒背景值含量高,足硒和富硒土壤面积占县域面积的99.53%,成片分布的富硒土壤总面积达51.19km~2。土壤硒主要来源于成土母质,具有明显的继承性。富硒土壤环境质量良好,氮、磷、钾、有机质及微量元素养分丰富。富硒土壤多呈弱酸性,硒的生态效应偏弱、农作物对硒的吸收偏差,可通过土壤改良可提升硒的生态效应。大宗农产品样品检验分析呈现多富硒,且达到绿色食品标准,该地区富硒土地资源具有良好的农业开发利用前景。     

广西八步区主要农用地土壤硒元素地球化学特征

系统采集广西八步区目前用于农业发展的土壤样品,分析其中硒元素的含量。结果表明：研究区内农业用地土壤中的硒元素平均含量为0.59 mg/kg,富硒土壤分布范围广,足硒和富硒占总面积的98.49%。其中,黄红土壤中所含有的硒元素含量最高,平均值为0.69 mg/kg;冲积、洪积土壤硒含量最低,平均值为0.40 mg/kg;硒在碱性土壤含量最高,其次为酸性土壤,最低为中性土壤。一般而言,土壤的酸碱性、成土母质等都会直接成为硒元素含量的主导因素。研究范围的土地环境质量综合等级多为三等及以上,养分等级以中等—较丰富等级为主,种植作物以玉米、水稻等农作物居多,开发富硒土地资源前景广阔。     

安徽贵池地区富硒土壤地球化学特征及开发利用潜力

为了解安徽贵池地区富硒土壤特征与潜力,服务当地富硒土地资源开发,选择贵池西部开展土壤地球化学测量试验,探讨Se、I等有益元素的富集特征、成因及潜力,Cd、As等有害元素的超标特征及成因等,结合研究区土壤中有益、有害元素特征,讨论富硒土地资源及其开发优势。发现表层和深层土壤中Se等有益元素含量总体较高,其中Se含量达到富硒土地标准的表层土壤点位占全部样品点位的76%;表层土壤中Cd含量超标的点位占48%,其他有害元素仅个别点位超标,Cd是制约该地区富硒土地资源开发的主要不利因素。在研究区圈定了61.4 km2的富硒土地资源,认为研究区东部土壤富硒的物质来源是二叠系灰岩,可以利用当地灰岩提升富硒土地资源品质,降低生态风险。     

贵州省六枝特区土壤硒分布特征及评价研究

本次研究在贵州省耕地质量地球化学调查评价的基础上,结合本单位承担的调查项目,优选出硒资源潜力丰富的六枝特区耕地为研究对象,根据研究区富硒土壤划分根据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295-2016)和贵州省富硒土壤评价分级标准(试行)”,采用多种地球化学分析测试方法对研究区进行了硒含量及分布特征评价,结合五种农作物硒含量分析结果,初步查明了研究区内基岩和各类土壤硒背景值,根据硒含量初步划定了区内不同富硒区范围,为富硒土壤资源的开发利用提供了参考依据。结果表明:研究区土壤硒含量值处于004753 mg/kg之间,平均含量054 mg/kg,总体接近背景值。研究区基岩硒含量值有一定差异,表现为二叠系上统含煤岩系中硒含量最高,平均值098 mg/kg,高于周缘耕地土壤硒含量,指示出该地层可能提供部分硒;侏罗系粘土岩分布区中硒含量最低,平均值020 mg/kg,低于区域耕地土壤硒含量。综合解读分析测试数据,初步圈定区内富硒土壤面积约7236万亩,占全区耕地面积的7379%,其中可开发面积约6729万亩,具有发展富硒产业的良好基础,本次研究对于调整区内富硒农作物种植结构、发展特优农作物种植,增加就业和脱贫攻坚战略目标具有重大意义。     

苏南局部富硒土壤及其天然富硒茶叶初步研究

硒(Se)是对人体健康有重要影响的微量元素,不同地区土壤中硒含量分布是不均匀的,依据局部富硒土壤线索开发天然富硒食品是农业地质环境研究的一个重要方向。江苏省1∶25万区域土壤地球化学调查资料显示,尽管全省表层土壤总体相对贫硒,但在江苏南部溧阳—宜兴一带局部低山丘陵地区存在较大面积的富硒土壤,并据此线索在当地新发现了天然富硒茶叶。初步研究表明当地富硒土壤的形成与特定地质背景有关,生产天然富硒茶叶的土壤环境相对优越。     

广西百色市不同成土母质地区富硒土壤标准探讨

成土母质是土壤形成的基础,是影响土壤硒含量的最重要因素,不同成土母质形成的土壤硒含量有明显差异性,不同成因类型的富硒土壤生产出的农产品富硒程度也不同。依据广西百色市凌云县、田阳区、右江区和德保县的土地质量地球化学评价数据,以评价区不同成土母质类型为切入点,探讨不同成土母质类型下适合百色市发展富硒水稻产业的富硒土壤标准。结果表明：评价区土壤硒含量平均值为0.51 mg/kg,硒资源丰富。通过不同成土母质富硒率对比,发现当碎屑岩地区土壤硒含量达到0.24 mg/kg时,水稻籽实富硒率为72.7%,建议以此作为百色市碎屑岩地区的富硒土壤标准值,为当地土地区划利用、发展富硒水稻产业提供建议。     

陕西关中富硒土壤研究及开发利用——以三原—阎良地区为例

通过对三原—阎良地区土壤与农作物采样分析研究,发现该地区土壤环境总体清洁,足硒—富硒土壤占调查区总面积的94.62%,富硒土壤分布广,具备了开发富硒农产品的基本土壤条件;大宗粮食作物均达富硒水平,其中油菜富硒率100%,小麦富硒率99.4%,玉米富硒率88.1%,大部分蔬菜也都达到了富硒蔬菜的标准,适合种植富硒大宗粮食作物和蔬菜;农作物硒与土壤硒整体相关性较好,玉米硒含量与根系土硒含量相关系数为0.788,小麦硒含量与根系土硒含量相关系数为0.612,富硒产业发展前景好。三原—阎良地区是陕西省关中地区重要的粮食、蔬菜产地,建议选择示范点开展富硒农产品种植试点,为关中地区富硒资源开发利用提供科学依据,在此基础上打造建设一批富硒粮食、蔬菜产业基地,更好地支撑服务乡村振兴战略和精准脱贫攻坚战。     

土壤硒含量影响因素及富硒土地资源区划研究——以湖北恩施沙地为例

硒是人体必需的微量元素之一。为了研究土壤硒含量分布特征及其主要影响因素,并对富硒土地资源进行安全利用区划,本研究在恩施市沙地乡系统地采集并分析化验了199件表层土壤样,60件农作物样。分析了玉米籽实及对应的表层土壤中硒含量等地球化学参数的相关性,建立了玉米籽实硒元素吸收模型。结果表明：研究区表层土壤硒含量变化范围为019~1557 mg·kg-1,算术平均值为188 mg·kg-1,远超过湖北省及全国表层土壤硒含量水平,足硒、富硒土壤面积占研究区总面积的8443%;表层土壤硒含量分布受控于地质背景,不同地质背景的表层土壤硒含量分布存在较大差异,二叠系茅口组地层表层土壤硒含量显著高于其他地层分布区域;土壤有机碳含量及海拔高度是影响研究区表层土壤硒含量的重要因素;农作物硒含量变化范围较大,其中处于富硒水平的农作物所占比例最大,为4322%;研究区富硒土地面积和潜在富硒土地面积分别占研究区总面积的6533%和2312%。     

滇中易门地区富硒土壤物质来源及其天然富硒野生菌初步研究

不同地区、不同层位土壤中硒含量分布不均匀,依据局部富硒土壤线索开发不同的天然富硒食品是发展当地特色农业研究的一个重要方向。云南省1∶25万昆明—玉溪多目标地球化学调查及云南1∶5万二街幅等四幅区域地质调查项目资料显示,尽管云南省表层土壤总体相对贫硒,但在滇中易门普家村—铜厂乡—西山村—狮子山—禄丰土官镇一带局部低山丘陵地区存在约400 km~2的富硒土壤,土壤硒平均含量达0.54μg/g,而普家村菜子山一带土壤硒含量最高达136μg/g;各地球化学剖面均显示出硒元素呈现出表聚性规律,硒元素在表层土壤中均大于深层土壤,而深层土壤硒含量则大于母岩硒含量,不同的基岩岩性硒含量表现出炭质板岩大于泥质板岩大于粉砂质板岩大于白云岩,与炭质、黏土质、泥质、有机质呈正相关性。并据此线索在当地新发现了大批天然富硒微生物(野生菌)及蔬菜。初步研究表明当地富硒土壤的形成与特定地质背景有关,而生产天然富硒野生菌及蔬菜的土壤环境相对优越。     

浙北平原区土壤硒地球化学研究

基于嘉善县基本农田质量调查和嘉善县富硒土地资源专项调查中高密度的土壤硒数据及其它测试指标,对浙北嘉善表层土壤硒的含量、分布及影响因素进行了初步研究。分析结果显示,嘉善土壤总量硒平均值为0.33mg/kg,在干窑——姚庄一带存在约57km~2的富硒土壤(Se≥0.40mg/kg);不同土属硒含量差别不大;硒在土壤剖面中分布的总体趋势是硒在表土层聚集;嘉善富硒土壤以有机结合态和腐植酸态两种形态为主,残渣态也占有一定比例。结合全量硒与有机碳的相关性分析和富硒土壤的硒形态分析等结果,本研究认为高硒背景与有机质吸附对嘉善富硒土壤的形成起到了关键作用,改变了嘉善缺硒的认识。     

青海省富硒土壤标准探讨

基于青海省开展的土地质量地球化学调查数据,通过分析土壤pH范围和Se含量特征,掌握青海省土壤酸碱性和土壤Se背景值,建立小麦、油菜籽、豌豆、大蒜、牧草等作物与根系土Se的富集模型,结合人群Se摄入推荐量和青海省富硒农畜产品Se含量标准值,推算青海省富Se土壤推荐值。建议青海省碱性土壤以0.23×10^-6作为富硒土壤下限值,中酸性土壤以0.25×10^-6作为富硒土壤下限值。本次研究对青海省富硒土壤地方标准的制定及指导富硒产业发展具有重要意义。     

浙北嘉善地区土壤硒的含量、分布及其影响因素初探

基于嘉善县基本农田质量调查和嘉善县富硒土地资源专项调查中高密度的土壤硒数据及其他测试指标,对浙北嘉善表层土壤硒的含量、分布及影响因素进行了初步研究。分析结果显示,嘉善土壤总量硒平均值为0.33 mg/kg,在干窑—姚庄一带存在约57 km2的富硒土壤[w(Se)≥0.40 mg/kg];不同土属硒质量分数差别不大;硒在土壤剖面中分布的总趋势是硒在表土层聚集;嘉善富硒土壤以有机结合态和腐殖酸态两种形态为主,残渣态也占有一定比例。结合全量硒与有机碳的相关性分析和富硒土壤的硒形态分析等结果,认为高硒背景与有机质吸附对嘉善富硒土壤的形成起到了关键作用,改变了嘉善缺硒的认识。