代表性农作物与土壤Se有何特征

　　摘要：通过野外调查、样品采集与数据分析，对四川省巴中市各区县代表性作物及产地根系土壤Se元素含量和作物对Se的富集特征进行分析。结果表明，巴中地区平均硒含量为0.165μg/g，高于四川地区土壤平均值。巴中市各县区中土壤平均含硒量最高的是通江县(0.0189μg/g)，最低的是南江县(0.0072μg/g)。不同土壤类型硒含量大小顺序为黄棕壤>黄壤>紫色土。不同耕作程度土壤硒含量大小顺序为水耕>旱作>水旱。经检测，巴中富硒作物有木耳、茶叶、水稻。茶叶对硒的富集系数最大，为24.48%，其次是水稻，为14.31%，番茄富集系数最小，为0.24%。巴中市代表性作物中木耳、茶叶、水稻属于富硒作物，茶叶、水稻对硒富集能力最强，可在巴中富硒地区广泛种植以获得富硒农产品。

　　关键词：Se元素;土壤;作物富硒;富集特征;巴中

　　硒同时是是谷胱甘肽过氧化物酶的主要成分，具有抗过氧化物的作用，破坏自由基，对人体氧化过程中产生的有毒物质进行分解[3-4]。因此，研究硒资源对人体健康具有重要意义。随着对硒生理功能等认识的逐步加深，补硒理念开始被大多数人所接受[5]。Finley等研究发现，进食生物硒为最安全有效的补硒途径[6]。人们对富硒食品的需求日益增长，利用富硒地区硒资源开发，种植天然富硒农作物，对满足人们、特别是缺硒地区居民的补硒需求具有重要意义。巴中市地处四川省东北高硒地区边缘，且紧挨富硒地区四川省万源市，因此研究其土壤中可能存在的丰富硒资源和农作物中富硒状况对开展巴中市特色农业种植具有指导意义，对推广巴中市富硒农产品、发展当地富硒产业和促进当地经济发展具有重要作用。国内已有专家学者对我国硒资源进行普查，结果为我国从东三省起斜穿至云贵高原，2/3以上地区缺硒，其中50%为严重缺硒区[7]。有研究证实，我国境内湖北省恩施州、陕西省紫阳县、贵州省开阳县和安徽省石台县为4处高硒区，浙江省龙游县、山东省枣庄市、四川省万源市、江西省丰城市等为相对富硒区[8-9]。仝双梅等对贵州省开阳县富硒岩石出露区出产的农作物进行研究，筛选了当地可供开发种植的富硒农作物[5]。赵妍等对江苏省茶园土壤硒分布特性及其有效性进行了研究，得出可通过改善土壤环境条件来提高土壤硒有效性并提高茶叶中硒含量[10]。刘婷等对陕西省安康市10个地区主要农作物硒含量进行了系统分析，得出安康作物硒含量普遍高于我国平均水平，具有很大的开发利用价值[8]。郭宇等对湖北省恩施地区典型农业活动区土壤中硒含量进行调查，初步研究了Se在土壤-植物体系中的迁移转化规律[11]。姜超强等研究了不同土壤硒含量下水稻的富硒情况[12]。巴中市正好处于川东北高硒地区的边缘，同时紧挨万源市，目前对巴中地区土壤Se元素的研究鲜有报道，特别是对该地区农作物硒含量与硒的富集特征研究几乎没有。本研究对巴中市主要农产品及产地土壤硒元素的地球化学特征进行了分析，考察其所产生的生态效应，筛选出富硒经济作物类型，旨在理清巴中市境域内农作物Se分布特征，趋利避害，兼顾发展利用与生态保护，合理实施农业特色种植与产业经济结构调整。

　　1材料与方法

　　1.1试验区概况

　　巴中市位于四川盆地东北部，地处大巴山系米仓山南麓，全国第二大苏区———川陕革命根据地的中心和首府，素有“红军之乡”“四川盆地北缘主要农作物基因库”等美誉[13]。下辖巴州区、恩阳区、通江县、南江县、平昌县，地处中国秦岭—淮河南北分界线南，东邻四川省达州市，南接四川省南充市，西抵四川省广元市，北接陕西省汉中市，面积12325km2，属于亚热带大陆性湿润季风气候。该地区既是国家粮食储备基地，又是商品粮输出基地，骨干经济作物中的茶叶、金银花、食用菌、中药材、蔬菜、水果等已形成规模优势。巴中市气候温和，多年平均气温17.1℃，无霜期长，雨量充足，光热较好，主要的4种土壤类型有水稻土、紫色土、黄壤、冲积土。可见巴中市拥有有利于农业生产发展的气候条件与土壤条件。

　　1.2样品采集与测定

　　对巴中市344份作物土壤样品硒含量及21种作物硒元素富集特征进行研究，采用实地采样法和室内测定法。在巴中市境内，针对不同物种和不同地区设立典型调查样地。确保样株具有充分的代表性，选择样株的同时考虑群体密度、植株长相、植株长势、生育期等一致性，采样时避开株体过大过小、遭受病虫害或机械损伤以及田边路旁的植株，并采集到农作物相应的根系土壤。采样按照蛇形路线多点采取，组成混合样。样品采集后立即将植株样品根据需要按不同部位(根、茎、叶、籽粒)分开，以免养分转移。所有采集样品进行风干，必要时用油纸或报纸摊开，避免腐烂。硒元素采用原子荧光分析方法进行测定。样品分析严格按照DD2005—01《多目标区域地球化学调查规范(试行)》进行[14]。在主要作物元素富集特征研究方面，采集了巴中市富有特色的产品21种共计56件样品，包括粮油作物、茶叶、蔬菜、水果、食用菌、川明参、金银花等。最后将所得资料回笼、分类、整理，并录入计算机，建立详实的基础数据库。

　　1.3统计分析

　　利用Excel2007和SPSS16.0对所得数据分类汇总并进行统计分析。

　　2结果与分析

　　2.1巴中土壤Se含量特征

　　土壤中硒的含量水平直接决定植物、动物和人体内硒的含量状况。表1为巴中市不同地区土壤Se含量特征，根据谭见安《中华人民共和国地方病与环境图集》的划分标准可知，整个巴中地区平均硒含量为0.165μg/g，属于潜在硒不足(表2)。巴中地区不同区县土壤硒含量差异显著。南江县平均硒含量最高，为0.192μg/g，其次为通江县，为0.167μg/g，平昌县平均硒含量最低，为0.142μg/g。除南江县为足硒水平外，其他3个地区都为潜在硒不足。四川省土壤硒含量平均值为0.095μg/g，巴中市各县域土壤硒含量均高于四川省平均值，表明巴中市土壤较四川省而言具有较高的硒含量。变异系数表示调查区内土壤Se分布的离散程度，由表1、表2可知，通江县和南江县土壤硒分布属分异，其土壤硒含量分布较为离散，最大值与最小值差异显著;巴州区和平昌县属基本均匀，土壤硒含量分布较均匀，含量大小起伏变化较小;整个巴中地区土壤硒分布属不均匀。按土壤类型可将研究区内土壤分为黄壤、黄棕壤、紫色土3类。如表3所示，巴中不同土壤类型硒含量不同，黄棕壤的平均硒含量最高，为0.172μg/g，其次是黄壤，平均值为0.159μg/g，硒含量最低的土壤类型为紫色土，平均值为0.148μg/g，这3种类型的土壤都属潜在硒不足。与全国背景值比较，只有黄棕壤的硒含量高于全国背景值，黄壤和紫色土均低于全国背景值。黄棕壤硒含量的最大值为1.15μg/g，属富硒水平，其所处采样点为通江县空山乡龙池村，主要种植作物为土豆;黄壤硒含量最大值为0.633μg/g，属富硒水平，采样点为南江县下两乡元顶子村，主要种植茶;紫色土硒含量最大值为0.352μg/g，也属富硒水平，采样点位于南江县关田乡西坪村水稻田。根据变异系数可知，黄壤和黄棕壤的硒含量分布不均匀，紫色土硒含量分布基本均匀。按耕作程度将研究区内土壤分为旱作、水耕、水旱3种类型。如表4所示，耕作程度不同，土壤硒含量也不同。水耕土壤平均硒含量最高，为0.191μg/g，属足硒水平;其次是旱作土壤，硒含量平均值为0.167μg/g，属潜在硒不足;水旱土壤平均硒含量为0.154μg/g，也属潜在硒不足。旱作土壤中有11个采样点土壤为富硒，分别位于通江县空山乡中坝村和龙池村以及南江县下两乡元顶子村、赶场乡鹿角垭村、流坝乡金台村、流江乡金台村。根据变异系数可知，旱作土壤硒含量大小分布不均匀，水耕和水旱土壤硒含量分布基本均匀(表5)。

　　2.2巴中主要作物Se含量特征

　　表6为巴中市各农作物硒含量，不同农作物硒含量差异较大，硒含量范围为0.0008～0.507μg/g，各种作物的平均硒含量大小顺序为木耳>茶叶>水稻>金银花>银耳>玉米>川明参>苦瓜>豇豆>芦笋>莴笋>甘薯>马铃薯>青椒>葡萄>黄瓜>猕猴桃>番茄>梨>萝卜>茄子。安康市DB6124.01—2010《富硒食品硒含量分类标准》是目前我国公认的富硒食品分类标准[15](表7)，与表6各农作物的平均硒含量对比得出，巴中木耳为富硒木耳，茶叶为富硒茶叶，水稻为富硒水稻;巴中玉米硒含量为0.0169μg/g，小于0.02μg/g，因此玉米不属于富硒作物;巴中银耳含硒量为0?0193μg/g，小于0.05μg/g，因此银耳不属于富硒作物，金银花与川明参硒含量均小于0.05μg/g，不属于富硒作物;葡萄、猕猴桃、梨硒含量均小于0.01μg/g，不属于富硒水果;豇豆、苦瓜、芦笋、莴笋、甘薯、马铃薯、青椒、黄瓜、番茄、萝卜、茄子硒含量均小于0.01μg/g，均不属于富硒蔬菜。因此，巴中地区主要农作物中，只有木耳、茶叶、水稻为当地富硒作物，其余18种作物均未达到富硒水平。不同地区同种作物的硒含量也存在一定差别。以水稻为例，巴州区水稻硒含量为0.025μg/g、平昌县为0.021μg/g、南江县为0.04μg/g、通江县为0.0182μg/g。玉米在巴州区的含硒量为0.021μg/g、平昌县为0.026μg/g、通江县为0.0161μg/g。分析对比其他作物，也可得出类似结论。

　　2.3作物Se富集特征

　　巴中市4区县作物的平均含硒量分布十分分散，其中含量最高的是通江县，为0.0189μg/g，最低的是南江县，为0.0072μg/g。不同作物类型含硒量的地区分布差异较大(表8)。南江县的农作物含硒量最高，达到0.0404μg/g，平昌县和巴中区的农作物含量均超过0.02μg/g，达到富硒标准，而通江县的农作物硒含量为0.0164μg/g，达不到富硒标准。在蔬菜、水果、中药材种类的硒含量比较上，尽管各地区差异较大，但都未达到富硒标准。饮品类比较中，南江县的硒含量达到0.0908μg/g，属于富硒水平，通江县的硒含量为0.035μg/g，不属于富硒。除木耳外，茶叶的含硒量和其对硒的富集能力均最高，水稻硒含量和富集系数仅次于茶叶，这2种作物均属富硒作物，且对硒的富集能力也较其他农作物强。因此选择茶叶和水稻在巴中富硒地区进行广泛种植，既可以获得富硒农产品，为人们提供天然有机硒，又可以促进当地的经济发展。

　　3讨论

　　通过对巴中市各区县土壤硒含量测定分析得出，巴中地区平均硒含量为0.165μg/g，较整个四川地区而言具有较高的硒含量，但仍属于潜在硒不足。巴中市各区县间土壤硒含量差异较大，土壤硒含量分布较分散。不同土壤类型硒含量不同，由于土壤类型由成土母质决定，成土母质不同，以及土壤上的种植植物不同，造成硒含量不同，与金兴钰等得出的因土壤母质不同导致土壤硒质量分数不同的研究结果[17]相似。不同耕作程度土壤硒含量也有差异，因为不同耕作制度的土壤所种植的植物不同，人类的干预程度不同，对土壤灌溉方式不同，影响表生环境中硒的迁移循环过程，造成土壤硒含量不同。郦逸根等研究指出红壤与水稻土耕作方式与种植作物不同导致土壤中硒的赋存形态及含量不同，这与本研究结果相似[18]。

　　阅读期刊：《土壤与作物》

　　《土壤与作物》(季刊)创刊于2012年3月，黑龙江省科学院主管，中国科学院东北地理与农业生态研究所主办，是我国又一个有关土壤学、农业生态学及其相关基础学科的综合性学术期刊。将认真贯彻“双百”方针，面向国际科技前沿和国家需求，旨在介绍土壤与作物系统研究的最新成果。