【摘 要】
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作物中硒含量取决于土壤中硒含量和/或土壤硒的有效性,查明影响土壤硒有效性的因素,是采取针对性的农艺措施进行生物强化进而改善人体硒营养状况的重要基础。本研究选取广西酸性红壤和陕西碱性塿土为研究对象,分别采集并测定了土壤样品及对应作物(大白菜、小麦籽粒)中的硒含量,采用地统计分析对两个地区的土壤-植物体系中硒含量的分布特征进行分析,探究了土壤有效硒的分布差异及其与植物硒含量间的关系,评价了连续浸提法对
【基金项目】
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陕西省地质调查院地质调查项目基金(编号:20180307); 国家自然科学基金(编号:41571454);
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作物中硒含量取决于土壤中硒含量和/或土壤硒的有效性,查明影响土壤硒有效性的因素,是采取针对性的农艺措施进行生物强化进而改善人体硒营养状况的重要基础。本研究选取广西酸性红壤和陕西碱性塿土为研究对象,分别采集并测定了土壤样品及对应作物(大白菜、小麦籽粒)中的硒含量,采用地统计分析对两个地区的土壤-植物体系中硒含量的分布特征进行分析,探究了土壤有效硒的分布差异及其与植物硒含量间的关系,评价了连续浸提法对酸性地区硒有效性的适用性,并通过冗余分析、通径分析等方法初步探究了影响土壤硒生物有效性的主要因素。取得的主要成果如下:1.陕西塿土总硒含量范围为0.097~1.674 mg/kg,平均为0.679 mg/kg;小麦籽粒硒含量为0.001~1.495 mg/kg,均值为0.326 mg/kg。广西红壤硒含量为0.129~2.171 mg/kg,平均为0.776 mg/kg;大白菜中硒含量为0.010~3.152 mg/kg,均值0.304 mg/kg。陕西塿土及小麦硒含量分布均属中等变异性,广西红壤硒含量分布属中等变异,但大白菜硒含量却属强变异性。两个地区的作物硒含量与土壤总硒含量分布均呈现空间不一致性,但其均与土壤有效硒含量的分布相一致,说明土壤有效硒含量是植物中硒含量的重要决定者。2.运用连续浸提技术对两种土壤不同形态硒含量进行分析,发现两种土壤中各形态硒占总硒的比例相似,均以土壤残渣态硒含量(RES-Se)和有机结合态硒含量(ORGSe)占总硒比例最高,其中陕西塿土占比分别为53.25%和31.19%、广西红壤为40.38%和36.52%。与此不同,易于被植物直接吸收利用的有效硒含量(水溶态硒(SOL-Se)和可交换态及碳酸盐结合态硒(EXC-Se)之和)占总硒的比例均较低,分别为8.64%(陕西塿土)和12.48%(广西红壤)。相关性分析表明,两个地区中作物硒含量均与土壤有效硒含量呈显著相关(p<0.01)。采用t检验结果表明,单一浸提技术和连续浸提技术两种方法测得的广西红壤有效硒含量间无显著差异,亦即两种方法在测定土壤有效硒含量上同等有效。3.冗余分析和通径分析结果表明:土壤p H和有机质含量是影响陕西塿土硒有效性的主控因子,且其对硒的生物有效性均产生正向效应。即在一定条件,土壤硒有效性含量随着p H值的升高或有机质含量的增加而增大。据此建立的预测模型可以较好地预测小麦籽粒中硒含量。热图分析和冗余分析结果表明:影响广西红壤硒生物有效性的主要因素为土壤无定形铁和碳酸钙含量。其中无定形铁通过对硒的吸附作用对有效性产生负影响,这与该地区气候高温多雨,土壤中铁铝氧化物含量高有关,其对土壤硒的固持吸附作用较大,进而导致土壤硒的有效性降低。而碳酸钙因与土壤p H呈正比对硒有效性呈正影响。因此,随着土壤碳酸钙含量增加,p H值提高,进而提高了土壤硒有效性。综上所述,不同地区影响土壤硒有效性的主控因子不同,在硒的生物强化实践中可针对性通过各种农艺措施调控土壤p H、有机质或碳酸钙含量进而调控土壤硒的有效性从而实现富硒作物的稳定生产。
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