《富硒土壤》编制说明

广西地方标准《富硒土壤（征求意见稿）》编制说明一、任务来源根据《广西农业地质服务“三农”工作方案》和《广西土地质量地球化学评价总体设计》的安排部署，2014年12月30日，自治区地矿局向自治区原质量技术监督局提出立项申请开展《富硒土壤》地方标准项目，自治区原质量技术监督局于2015年4月18日将《富硒土壤》列为2015年第三批地方标准制定计划，序号为2015-0302。《富硒土壤》地方标准编制列入广西“十三五”土地质量地球化学评价项目，自治区国土资源厅2015年5月下达了“广西富硒土壤标准研究与制定项目任务书”（桂国土资发〔2015〕44号），2016年5月，批复了项目设计书（桂国土资函〔2016〕760号）。项目任务是在已开展1:25万多目标区域地球化学调查和1:5万土地质量地球化学评价工作大量地球化学元素分析测试数据的基础上，补充其余地区大宗农作物样品采集和分析测试，对我区土壤硒含量进行科学分级，制定出符合我区地方特色的富硒土壤标准，为规范我区富硒产业发展和市场监管提供依据。二、编制背景、目的和意义广西1：25万多目标区域地球化学调查发现全国最大面积连片富硒土地资源，引起自治区党委、政府高度重视。2012年4月5日，原自治区党委副书记危朝安作出重要批示“建议地勘部门加强与农业部门配合，加强我区地球化学调研成果的转化工作。这既是推动我区现代特色农业发展的一大举措，也是地勘单位经济增长的新的工作着力点和增长点。农业部门应进一步加强与之联系。”2013年3月，自治区地质矿产勘查开发局、原自治区国土资源厅、农业厅联合发布《广西农业地质服务“三农”工作方案》（以下简称《方案》），部署我区2013～2016年土地质量地球化学调查评价有关工作。2015年4月29日，三部门联合向自治区党委、自治区人民政府汇报了广西农业地质服务“三农”工作进展情况（桂国土资报〔2015〕78号），危朝安副书记再次做出重要批示：“三部门密切配合，工作成效明显，拟赞成下一步工作。”2013-2020年，我区共计开展99个县（市、区）1:5万土地质量地球化学评价工作，调查面积10万km2，目前已完成评价面积8.79万km2。目前，硒对人体的重要作用已越来越被人们所接受，自治区党委、政府高度重视富硒农业的发展，区内各界人士对富硒土壤及富硒农作物的开发热情也日益高涨，开发利用我区丰富的土壤硒资源，生产富硒农作物，对促进我区农业结构调整、发展特色优势产业、增加农民收入具有重大意义。为规范我区富硒产业健康发展，合理开发利用富硒土地资源急需尽快建立富硒土壤标准。三、编制原则与依据（一）本标准按照《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》（GB/T1.1-2020）给出的规则起草。（二）本标准的编写以广西1:25万多目标区域地球化学调查和1:5万土地质量地球化学评价工作所获得的土壤、农作物硒含量数据资料、相关文献资料为基础依据。数据真实、可靠、有代表性。（三）本标准编制遵循“科学、适度、可行”原则，充分考虑标准前瞻性的同时，最大程度实现优质、安全、高效的目标，通过充分听取各方意见，确保标准可以作为政府部门监督、指导生产的依据，在实际应用上切实可行，保障富硒土壤安全合理开发利用。（四）标准的起草规范性引用标准主要有：《区域地球化学样品分析方法第14部分：硒量测定氢化物发生-原子荧光光谱法》（DZ/T0279.14-2016）、《区域地球化学样品分析方法第34部分：pH值的测定离子选择电极法》（DZ/T0279.34-2016）、《多目标区域地球化学调查规范（1:250000）》（DZ/T0258-2014）、《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T0295-2016）。标准编制过程主要参考如下资料：《富硒稻谷》（GB/T22499-2008）；《天然富硒食品硒含量分类标准》（HB001/T-2013）；《中国居民膳食营养素参考摄入量速查手册》（2013年版）中国营养学会编著；《广西居民膳食营养与健康状况报告》（2010-2015年）唐振柱主编。四、编制过程（一）收集汇总资料2015年，广泛收集广西区内农业生产状况资料和国内外富硒土壤相关研究成果资料。2016年—2018年1月，在陆续完成的广西1:25万多目标区域地球化学调查和1:5万土地质量地球化学评价项目工作的基础上，汇总数据及成果资料。其中样品主要涉及2007-2015年开展的1:25万多目标区域地球化学调查、2013-2018年开展的土地质量地球化学评价中的表层土壤样、农作物样及根系土样（表1），土壤样品基本覆盖广西区内主要地层类型，农作物既包含大宗粮食类作物，同时选取了各县区的特色优势农作物。表1样本构成表（单位：件）类别表层土根系土农作物1:5万土地质量地球化学评价188269871587151:25万多目标区域地球化学调查9191小计18862988068806合计197435*8806注*表层土+根系土的样本数统称为表层土所有样品均由具备地质实验测试甲级资质及中国地质调查局颁发的生态地球化学调查样品测试能力考核（五十二种元素）资质证书的分析测试单位承担检测。上述工作获得的丰富的土壤及农作物样品第一手野外调查资料、地球化学元素特别是硒元素分析测试数据为本项目工作提供了坚实的基础。（二）综合研究，起草标准初稿2018年1月-2018年6月，通过对已完成的项目成果、数据资料的汇总整理、分析研究，结合广泛查阅、收集到的相关标准和文献资料，进行交叉、综合验证，着手起草标准主要内容。2018年6月，经过标准起草工作小组成员的充分讨论及多次修改完善，完成了广西《富硒土壤》地方标准的初稿及编制说明。（三）征求意见1.2018年7月13日，编制小组在崇左召开座谈研讨会，邀请中国地质调查局、中国地质大学（北京）、原自治区国土资源厅、自治区地矿局、广西地质调查院等相关部门技术专家对《富硒土壤》标准征求意见。2.2019年1月7日，编制小组在南宁召开座谈研讨会，邀请中国地质大学（北京）、自治区地矿局、广西地质调查院等相关部门技术专家对《富硒土壤》标准再次征求意见。3.2019年7月23日，编制小组在南宁召开座谈研讨会，邀请自治区地矿局、广西地质调查院、广西地质矿产测试研究中心灯相关部门专家再次对《富硒土壤》标准征求意见。2020年6月12日，编制小组在南宁召开座谈研讨会，邀请自治区地矿局、广西地质调查院等相关部门专家对《富硒土壤》标准征求意见。2020年12月24日，自治区地矿局在南宁召开评审会对《广西富硒土壤标准研究与制定成果报告》进行评审，邀请中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、中国地质调查局、中国科学院南京土壤研究所、北京科技大学、广西壮族自治区地质矿产测试研究中心等相关部门专家对《富硒土壤》标准征求意见。（四）送审（五）报批五、标准值的确定（一）相关标准及文献收集目前国内富硒土壤相关标准多为地方标准，浙江省衢州市2012年发布《富硒土壤评价标准》，宁夏回族自治区2016年发布《宁夏富硒土壤标准》（DB64/T1220-2016），广西2017年发布《农作物产地土壤硒元素丰缺评价规范》，黑龙江省2018年发布《富硒土壤评价要求》，内蒙古自治区2018年发布《富硒土壤调查评价》，河南省2019年12月发布地方标准《富硒土壤硒含量要求》（DB41/T1871-2019）；湖北省2019年完成《土壤硒含量等级评价标准（送审稿）》。在《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T0295-2016）对土壤硒五级分级标准中，将Se含量>0.4～3.0×10-6划分为富硒土壤。中国地质调查局2019年11月发布的《天然富硒土地划定与标识》（试行，DD2019-10），除将一般富硒土地按pH值分类确定土壤硒标准阈值外，同时附加了重金属元素含量符合GB15618标准的条件。与富硒农作物相关的标准有：《富硒茶》（NY/T600-2002，农业部，2002）、《食用农作物产地环境质量评价标准》（HJ332-2006，国家环保总局，2006）、《富硒稻谷》（GB/T22499-2008，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会，2008）、《富硒大米》（DB34/T847-2008，安徽省质量技术监督局，2008）、《富硒食品硒含量分类标准》（DB6124.01-2010，安康市质量技术监督局，2010）、《天然富硒食品硒含量分类标准》（HB001/T-2013，中国食品工业协会花卉食品专业委员会，2013）、《富硒农作物硒含量分类要求》（DB45/T1061-2014，广西壮族自治区质量技术监督局，2014）、《富硒农产品》（DB50/T705-2016，重庆市质量技术监督局，2016）、《富硒含硒食品与相关产品含量标准》（DB61/T556-2018，，陕西省质量技术监督局，2018）、《富硒农产品硒含量要求》（DB13/T2702-2018，河北省质量技术监督局，2018）、《富硒食品含量标准》（DB36/T556-2017，江西省质量技术监督局，2017）、《湖南省富硒农产品硒含量要求》（团体，湖南省生物产业协会，2017）、《富硒农产品硒含量分类要求》（DB35/T1730-2017，福建省质量技术监督局，2017）等相关标准，为本项目广西《富硒土壤标准》的制定提供了大量的参考依据。（二）术语和定义1.土壤pH值即土壤酸碱度，土壤溶液的酸碱性强弱程度，以pH值表示。2.富硒农产品通过生长过程自然富集且硒含量达到相应标准要求的农产品。3.富硒土壤在自然生态环境而非人为添加、使用硒剂条件下，硒元素含量达到本标准规定的土壤。富硒土壤是种植天然富硒农产品的土壤基础。这里所说的富硒农产品硒含量标准中水稻使用《富硒稻谷》（GB/T22499-2008，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会，2008），其他农产品使用《天然富硒食品硒含量分类标准》（HB001/T-2013，中国食品工业协会花卉食品专业委员会，2013）。4、数据预处理为了更清晰、直观地反映土壤pH值、硒含量以及农作物硒含量间的对应关系，将土壤样品以pH值或硒含量的一定间隔分组，计算相应区间内土壤pH值平均值、土壤Se平均值以及农作物硒平均值、农作物富硒率等参数，作为线性拟合回归方程的数据基础。（三）土壤硒含量特征获取的197435件表层土壤样品，数量庞大，硒含量最小值0.01（mg/kg），最大值20（mg/kg），极差悬殊，变异系数达77.8%，离散程度较高。（a）算术值（非正态）（b）几何值（正态分布）（C）对数平均值（正态分布）图1表层土壤样硒含量正态分布检验图将原始数据和其对数变换几何值分别进行数据频率分布形态检验（图1），从图中可以看出，原始数据不呈正态分布，对数变换的几何值呈正态分布，因此，后续的数理统计，将统一用几何值进行计算。（四）土壤硒元素的生态效应1.农作物及其根系土Se含量特征研究区采集了水田、旱地、园地、林地等主要土地利用类型产出的6大类、57种农产品8806件（表2、表3），包括了粮食类、蔬菜类、水果类等广西的主产农作物，具有广泛的代表性。表2农产品种类及其富硒含量标准（mg/kg）农作物种类富硒含量标准粮食水稻早稻、晚稻0.04《富硒稻谷》（GB/T22499-2008）玉米早季玉米、晚季玉米0.02-0.28《天然富硒食品硒含量分类标准》（HB001/T-2013）蔬菜豆类黄豆、四季豆、豆角、荷兰豆、0.01-0.9根茎类莲藕、胡萝卜叶菜类白菜、芥菜、菜心、包菜、空心菜、苦麦菜、青菜、生菜、油麦菜、菜花、韭菜、桑叶调味类大蒜、香葱、辣椒瓜果类西红柿、茄子、白瓜、冬瓜、南瓜、丝瓜、节瓜、苦瓜、黄瓜、葫芦薯类木薯、红薯、淮山、芋头茶叶茶叶茶叶、罗汉果0.05-5.0水果浆果百香果、葡萄0.01-0.48其他水果荔枝、龙眼、柑橘、脐橙、马蹄、甘蔗、香蕉、火龙果、芒果、西瓜油料油茶果油茶果、油茶籽0.005-0.51坚果类花生0.02-0.28调味品调味品八角0.01-1.0合计15类57种计算各大类农产品的Se平均值、根系土Se平均值、根系土pH值平均值；将所有农作物样品参照GB/T22499-2008、HB001/T-2013的农作物富硒标准，计算富硒率，各参数见表3。表315大类农产品Se含量参数统计表农作物品种样本数（个）农作物Se（mg/kg）富硒样本（个）富硒率（%）调味品290.02129100油料6030.08159698.8粮食51900.064433283.5#水稻40150.066322980.4玉米11750.058110393.9茶叶1070.0726560.7蔬菜8710.01522225.5水果20060.01039819.8平均值0.031合计8806564264.1从表3可见，各类农产品Se含量差异非常显著，其中油料、水稻、玉米、茶叶硒含量最高，且含量变异性较大，这三类产品的富硒率在80%以上；茶叶类富硒率为60%；蔬菜类富硒率为26%,水果富硒率20%；调味品类（八角）的Se含量大幅低于全部作物的平均值，富硒率却高达100%。2.土壤硒总量对农作物硒的影响将8806件根系土样品，以根系土Se含量按对数的0.05间隔取平均值，对农作物Se也取平均值并计算相应区间的富硒率；以根系土Se为自变量分别对农作物Se及其富硒率做散点图（图2）。对比农作物Se总量和富硒率可以看出，农作物Se总量与土壤Se总量呈显著的正相关，农作物富硒率与土壤Se总量也呈显著的正相关。图2土壤Se与农作物Se及富硒率散点图农作物富硒程度一方面与农作物对硒的吸收程度有关，一方面也与土壤Se的总量或生物活性有关。土壤Se作为农作物Se的主要物质来源，其含量的高低直接决定了土壤对农作物提供硒的能力的强弱。研究表明，在土壤酸碱性和有机质等理化性质相当的条件下，土壤Se总量越高，有利于农作物吸收的活性成分也越多，越有利于农作物对Se的吸收富集，水稻、玉米、甘蔗等大宗农作物Se的生物富集系数高的特性也表明了这一点，只要在土壤Se总量较高的地区种植，就可以产出富硒农作物。3.土壤酸碱度对土壤及农作物富硒特征的影响将8806件根系土样品，以根系土pH值按0.1间隔取平均值，同时也对农作物Se、根系土Se取平均值，计算相应区间的富硒率，以pH值为自变量分别对其他参数做散点图（图3）。图3土壤酸碱度与农作物富硒特征关系图由图3可见，农作物硒含量、富硒率则总体均呈现随土壤pH值的升高而增大，表现为在土壤pH值＜6.5的酸性环境，农作物硒含量、富硒率随着酸性减弱而快速增大；在土壤pH值>6.5的中性-碱性环境，作物硒含量在0.04-0.06（mg/kg）之间窄幅波动，富硒率在55%-75%之间波动。综上所述，土壤酸碱度对土壤Se总量、农作物硒含量、富硒率变化的影响非常深刻，在土壤pH＜6.5和pH≥6.5的两大酸碱度区间的差异性也十分明显，这为后续将土壤按两大酸碱度区间分别研讨土壤和农作物富硒特征，进而划定土壤富硒标准的重要基础。（五）富硒土壤指标的确定1.农作物生态效应指标前述土壤酸碱度的变化，影响土壤Se的聚集和农产品吸收Se的能力的差异性非常显著；而土壤Se总量的高低也决定了土壤所能供给农产品吸收Se的资源量的贫富。因此，本研究将农作物的生态效应指标--富硒率作为土壤富硒标准的评判指标，即以酸性土壤（pH＜6.5）、中性-碱性土壤（pH≥6.5）二个土壤类型的农作物平均富硒率，分别划定富硒土壤标准。本标准选定包含粮食、茶叶、蔬菜、水果、油料、调味品等6大类的57个品种，共8806件样本进行作物富硒率的统计，这些品种具有广泛的代表性和突出显现数理统计的规律性。（1）酸性土壤（pH＜6.5）富硒标准的划定该类型土壤的农作物样本数为6645件，配套根系土6645件，将根系土Se对数变换后，按平均值加减3倍标准差剔除首尾极端离群值后，样本量为6622件，其中富硒农产品为4234件，总富硒率为64.0%。以根系土Se含量按对数的0.05间隔取平均值，同时也对农作物Se取平均值、并计算相应间隔内的农作物富硒率。全部表层土pH＜6.5的样本数为168565件，以根系土相同的对数间隔取平均值，以该序列表层土Se为自变量，该区间农作物富硒率为因变量，做散点图（图4），经拟合得倒数曲线方程：Y=72.564-4.023/X（R2=0.566）土壤Se总量与农作物富硒率呈波浪式上升的显著正相关，在农作物平均富硒率为64%时，由曲线方程得出土壤Se为0.47mg/kg，即酸性土壤（pH＜6.5）富硒标准值取值为0.5mg/kg。图4酸性土壤Se总量与农作物富硒率关系图（2）中-碱性土壤（pH≥6.5）富硒标准的划定该类型土壤的农作物样本为2160件，将根系土Se对数变换后，按平均值加减3倍标准差剔除首尾极端离群值后，农作物样本量为2145件，其中富硒农产品为1378件，总富硒率为64.0%。以根系土Se含量按对数的0.05间隔取平均值，同时也对农作物Se取平均值、并计算相应间隔内的农作物富硒率。该类型全部表层土（pH≥6.5）的样本数为28870件，以根系土相同的对数间隔取平均值，以该序列表层土Se为自变量，该区间农作物富硒率为因变量，做散点图（图5），经拟合得倒数曲线方程：Y=84.442-8.067/X（R²=0.688）土壤Se总量与农作物富硒率的曲线方程显著正相关，在平均富硒率64%时，由曲线方程得出土壤Se为0.39mg/kg，即中性-碱性土壤（pH≥6.5）富硒标准值为0.4mg/kg。图5中性-碱性土壤Se总量与农作物富硒率关系图2.土壤富硒上限指标在适度范围，硒元素是人体必需的微量营养元素，对机体的免疫功能和防御机能有重要影响，但是过量的硒会引起中毒。《中国居民膳食营养素参考摄入量》（2013）中推荐成人硒摄入量为60μg/d，可耐受最高摄入量400μg/d。中国居民平衡膳食宝塔（CBDP）（2016年）推荐的成人每人每日摄入的各类食物标准为：成人每人每日吃谷类300～500g，蔬菜400～500ｇ，水果100～200ｇ。此外，根据广西疾病防控中心关于《广西居民膳食营养与健康状况报告》（2010-2015），广西成人膳食日均摄入量：粮谷及薯类292.3g，蔬菜312.7g，水果140.5g。表4广西居民膳食硒摄入量统计表地区膳食分类平均摄入量（g/d）农作物硒含量硒最高摄入量（μg）硒平均摄入量（μg）小计（μg）最大值平