Distribution Characteristics of Soil Selenium Content and Its Influencing Factors in Sanjiang County, Guangxi

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.02.25

Abstract

Abstract:

Taking the soil of Sanjiang County in Guangxi as the research object, 2,751 samples of surface soil and 180 soil vertical profile samples were collected to determine the content of selenium in soil. The characteristics and influencing factors of soil selenium content were studied by using multivariate statistical analysis, geostatistical method, GIS spatial analysis technique and Pearson correlation analysis. The results showed that the average selenium content in the surface soil of the study area was 0.63 mg/kg and varied from 0.10 to 14.41 mg/kg. The soil is rich in selenium resources, and the area of selenium-full and selenium-rich soil was up to 95.87%. The distribution of selenium content in the soil is controlled by the geological background. The selenium content of the surface soil formed by different parent rocks is quite different. The Cambrian has the highest selenium content in soil with black rock series as parent material, with an average content of 2.58 mg/kg, the variation range is 0.31-14.41 mg/kg. Among different soil types, yellow soil has the highest selenium content, with an average content of 0.75 mg/kg, varying from 0.24 to 2.07 mg/kg, and paddy soil has the lowest selenium content, with an average content of 0.51 mg/kg. The soil selenium content of different land use types is quite different. Except for paddy fields, which are the basic natural state, all other land types are enriched. The selenium content of the surface soil in the study area is generally controlled by the selenium content of the deep soil, and the selenium content of the surface soil has secondary enrichment during the soil formation process. At the same time, soil pH, Corg, P, S, Al₂O₃, TFe₂O₃ and CIA also have a certain influence on the distribution of soil selenium content.

Key words: soil selenium content, distribution characteristics, soil parent material, influencing factors, Sanjiang County, Guangxi

CLC Number:

P595
X142

LUO Haiyi, LUO Xianrong, LIU Panfeng, MA Mingliang, ZHUO Yinyi. Distribution Characteristics of Soil Selenium Content and Its Influencing Factors in Sanjiang County, Guangxi[J]. Geoscience, 2022, 36(02): 645-654.

Figures/Tables 11

Fig.1 Geological map and lithology of the study area

Table 1 Precision and accuracy for analysis method of various indicators

指标	分析方法	检出限/%	准确度 Δlg $C ¯ G B W$	精密度 RSD/%
P	XRF	5.00^*	0.006	5.07
S	ICP-AES	30.00^*	0.005	4.50
Se	AFS	0.01^*	0.006	6.01
Al₂O₃	XRF	0.05	0.005	3.87
CaO	ICP-AES	0.04	0.004	4.00
Corg	红外碳硫法	0.10	0.005	5.19
K₂O	ICP-AES	0.04	0.005	3.71
MgO	ICP-AES	0.04	0.004	3.66
Na₂O	ICP-AES	0.03	0.005	4.01
TFe₂O₃	XRF	0.05	0.003	3.67
pH	ISE	0.10^**	0.003	3.88

Table 1 Precision and accuracy for analysis method of various indicators

指标	分析方法	检出限/%	准确度 Δlg $C ¯ G B W$	精密度 RSD/%
P	XRF	5.00^*	0.006	5.07
S	ICP-AES	30.00^*	0.005	4.50
Se	AFS	0.01^*	0.006	6.01
Al₂O₃	XRF	0.05	0.005	3.87
CaO	ICP-AES	0.04	0.004	4.00
Corg	红外碳硫法	0.10	0.005	5.19
K₂O	ICP-AES	0.04	0.005	3.71
MgO	ICP-AES	0.04	0.004	3.66
Na₂O	ICP-AES	0.03	0.005	4.01
TFe₂O₃	XRF	0.05	0.003	3.67
pH	ISE	0.10^**	0.003	3.88

Table 2 Comparison of soil selenium content in different geological backgrounds

地区	地质背景	Se平均含量/ (mg/kg)	变化范围/ (mg/kg)
湖北恩施市	碎屑岩、碳酸盐岩, 发育有黑色岩系	1.49^[21]	0.16~23.74
广西武鸣县	碳酸盐岩	0.89^[22]	0.07~9.04
广西横县	碳酸盐岩	0.67^[23]	0.03~2.62
贵州龙里县	碳酸盐岩	0.65^[24]	0.02~6.51
广东普宁县	火山碎屑岩	0.63^[25]	0.16~2.01
广东揭西县	碎屑岩	0.53^[26]	0.16~1.61
江西赣南地区	碎屑岩	0.44^[27]	0.05~3.69
青海省东部	火山岩、碎屑岩	0.418^[28]	0.089~0.782
福建寿宁县	火山碎屑岩	0.35^[29]	0.13~0.92
汉江平原沙洋地区	第四系冲积物	0.33^[30]	0.07~1.48
广西丰城市	碎屑岩	0.33^[31]	0.13~0.69
黑龙江省海伦市	火山岩、碎屑岩	0.29^[32]	0.02~0.87
宁夏青铜峡	第四系冲积物、洪积物	0.226^[33]	0.057~0.95
东北平原	第四系冲积物	0.184^[34]	0.01~5.3
研究区	碎屑岩,发育有黑色岩系	0.63	0.10~14.41

Fig.2 Distribution of selenium content in the surface soil

Table 3 Classification standard and area statistics of soil selenium content in the study area

等级	标准值/(mg/kg)	生态效应	面积/km²	占比/%
过剩	>3.0	硒中度	25.33	4.08
高	0.4~3	富硒	471.55	76.04
中等	0.017 5~0.40	足硒	122.99	19.83
边缘	0.125~0.175	潜在硒不足	0.24	0.04
缺乏	<0.125	硒不足	0	0

Table 4 Statistics of selenium content in different geological units

地层	母质	样品数/ 件	最大值/ (mg/kg)	最小值/ (mg/kg)	平均值/ (mg/kg)	标准差	剔除后平均值/ (mg/kg)	EF
清溪组	黑色碳质页岩、砂岩	79	14.40	0.31	2.58	3.27	0.72	1.76
陡山沱组	黑色页岩	30	8.83	0.31	2.32	2.41	0.53	1.29
老堡组	硅质岩	102	13.60	0.31	1.57	2.21	0.57	1.39
长安组	板岩、泥岩	1 065	3.89	0.11	0.54	0.27	0.48	1.17
富禄组	砂岩、泥岩	525	12.30	0.14	0.54	0.58	0.47	1.15
黎家坡组	泥岩	692	3.04	0.16	0.50	0.23	0.46	1.12
合桐组	千枚岩	36	1.01	0.26	0.47	0.15	0.46	1.12
拱洞组	板岩、石英砂岩	222	1.13	0.15	0.40	0.14	0.40	0.98

Table 5 Statistics of selenium content in different types of soil

土壤类型	样品数/件	最大值/ (mg/kg)	最小值/ (mg/kg)	平均值/ (mg/kg)	标准差	剔除后平均值/ (mg/kg)	EF
红壤	1 452	14.40	0.11	0.73	1.17	0.50	1.22
黄壤	86	2.07	0.24	0.75	0.44	0.61	1.49
水稻土	1 212	9.75	0.15	0.51	0.48	0.44	1.07

Table 6 Statistics of soil selenium content in different land use types

土地利用类型	样品数/件	平均值/ (mg/kg)	最大值/ (mg/kg)	最小值/ (mg/kg)	标准差	剔除后平均值/ (mg/kg)	EF
茶园	91	0.85	2.41	0.32	0.37	0.65	1.59
灌木林地	123	0.95	14.40	0.25	1.67	0.61	1.49
果园	20	0.74	2.71	0.42	0.50	0.59	1.44
旱地	128	0.75	6.37	0.26	0.58	0.57	1.40
其他草地	11	1.89	12.30	0.40	3.47	0.66	1.62
其他林地	30	1.18	8.83	0.37	1.55	0.62	1.52
其他园地	39	1.08	13.50	0.34	2.05	0.70	1.70
水田	2 176	0.55	11.40	0.11	0.73	0.44	1.08
有林地	133	1.14	13.60	0.28	1.51	0.63	1.53

Fig.3 The vertical changes of soil selenium content

Fig.4 The scatter plot of the top and deep soil selenium content

Table 7 The correlation between the top soil selenium content and the content of other elements in the study area

元素	样品数/件	P	S	Al₂O₃	Corg	TFe₂O₃	pH	CIA
Se	2 751	0.459^**	0.325^**	-0.163^**	0.214^**	0.149^**	-0.170^**	0.215^**

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