中国低硒带生态环境中硒的环境行为研究进展

本文综述了目前与低硒带硒生物地球化学循环有关的研究结果。从这些研究中可以看出,低硒带的形成主要由表层土壤对低硒母质层的继承性,演化趋势主要决定于降水输入和淋溶流失二个自然过程的相对通量及土壤对硒的保留程度,后者在很大程度上依赖于土壤铁锰氧化物含量,土壤中硒的挥发损失可能并不重要。土壤-植物系统中硒的小循环中,环境腐植酸物质对土壤硒的环境行为和生物有效性产生了显著影响。     

外源硫输入对稻田土壤硒流失的影响

土壤中硒的甲基化可能会导致硒的挥发,加剧土壤硒的流失,而农田土壤硒的缺乏会造成农作物中硒含量偏低.施用硫肥是保障作物增产、增收的一种重要农艺措施,外源硫输入对土壤硒的含量可能产生重要的调控作用.本研究模拟稻田淹水环境,通过添加典型有机硫(甲硫氨酸)和无机硫(硫酸钠),测定硒的挥发量以及土壤中残留的硒含量,以揭示外源硫输...     

皖南茶区土壤硒含量及其与茶叶中硒的关系

采集皖南泾县茶区7个主要茶园和安徽茶树良种场土壤和茶叶样品,分析土壤-茶叶间硒分配与分布的特点以及茶叶中硒含量与土壤和茶树品种的关系。结果表明,皖南泾县茶区土壤硒平均含量为( 0. 413±0. 146 )mg·kg-1,高于我国土壤表层硒平均含量背景值,在我国自然茶园中属正常偏高水平。硒在土壤剖面的分布受生物富集性、土壤pH值、土壤有机质含量等因素的影响。春茶含硒量高于秋茶,春茶含硒量为0. 096 ~0. 216mg·kg-1,多数属中等含硒水平。茶叶含硒量是土壤含硒量、茶叶采摘季节、茶树品种等因素共同影响的结果。因此通过选育硒富集力强的良种茶树、合理配施硒肥、调节土壤pH值及养分状况以及适时采摘茶叶等措施,可以实现富硒绿茶生产。     

硒对不同品种茶树土壤酶活性及硒含量的影响

为探明硒与不同品种茶树土壤酶活性变化规律之间的关系,采用盆栽试验方法,设置8个处理,分别为:对照(CK,即不添加硒),2、4、8、10、15、20、30 mg·kg~(-1)等7个Se处理水平,研究不同处理水平硒对不同季节茶树(Camellia sinensis)品种(福鼎大白和南江1号)土壤酶活性和硒含量的影响,为不同品种茶树土壤合理施用硒肥提供一定的科学依据。结果表明,春季硒对福鼎大白土壤脲酶活性有刺激作用,在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时表现出最大值(2.77 mg·g~(-1)·d~(-1));低水平硒对春季福鼎大白土壤蔗糖酶活性刺激作用明显,硒处理水平为4 mg·kg~(-1)时,蔗糖酶活性最高,为12.63 mg·g~(-1)·d~(-1),南江1号土壤蔗糖酶活性在硒处理水平为10 mg·kg~(-1)时表现出最大值,为12.18 mg·g~(-1)·d~(-1);夏季硒对2个品种茶树土壤脲酶、蔗糖酶活性抑制作用明显;春、夏两季硒对土壤酸性磷酸酶活性均表现为抑制作用,且均在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时抑制作用明显,春季福鼎大白和南江1号土壤酸性磷酸酶活性分别较对照降低了32.8%和14.7%,夏季分别降低了36.8%和29.5%。南江1号夏季土壤脲酶、蔗糖酶活性与硒处理水平均呈显著负相关(相关系数分别为-0.758和-0.768)。不同水平硒处理均提高了2个品种茶树土壤硒含量,春季福鼎大白和南江1号土壤硒质量分数分别较对照提高了83.2%和83.1%,夏季分别提高了86.3%和85.2%,且春、夏两季福鼎大白土壤硒质量分数均低于南江1号。综上,硒对土壤酶活性的影响随硒处理水平、茶树品种和酶类型的不同而异,土壤硒质量分数也随硒处理水平和茶树品种的不同而异。     

酸性水稻土有效硒提取剂的比较研究

采集12种肥力水平和含硒量差异较大的酸性土壤,连续两季(次)用盆栽方法种植水稻,测定植株含硒量(mgkg-1)、硒累积量(mg /盆)以及7种提取剂浸提的土壤硒量,检验两者间的相关程度。结果表明,0.1 molL-1 KH2PO4浸提土壤硒的操作简便,提取量较多,与植株含硒量间有极显著的相关性,适合作稻田土壤有效硒的提取剂;0.2 molL-1 K2SO4对土壤硒的浸提量低,与植株含硒量间的相关性不显著,不适宜作水稻土有效硒的提取剂。     

富硒农业生产基地土壤硒资源空间分布特征及评价

以山东省淄博市博山区作为富硒产业基地的代表,在该区域网格化均匀布点采集表土样品,测定总硒含量,利用GIS技术分析土壤硒的空间分布特征并对其含量水平进行评价,提出富硒产业发展建议,以期为富硒农业发展提供支持.结果表明,博山区土壤全硒含量的范围为0.105—1.460 mg·kg~(-1),几何均值为0.305 mg·kg~(-1),与全国土壤硒元素平均水平(0.29 mg·kg~(-1))相当.土壤硒元素与地质构造密切相关,与土壤总有机碳、总氮呈极显著相关关系,且表土全硒浓度基本呈现出随海拔升高而降低的趋势.缺硒土壤(含缺硒7%和少硒13%)所占比例为20%,足硒土壤约占55%,富硒土壤所占比例为25%,博山南部农业规划区土壤主要是缺硒和足硒土壤,需添加外源硒肥才能实现发展富硒产业的目标.     

土壤硒含量显著影响黑小麦与普通小麦的硒吸收

为了解黑小麦(Triticum aestivum L.)与普通小麦养分含量和硒吸收差异特征,通过成熟期田间取样,研究了富硒土壤(马三村,土壤硒质量分数平均值0.874 mg·kg~(-1))和缺硒土壤(韩村,土壤硒质量分数平均值0.205 mg·kg~(-1))对小麦不同器官组织养分及硒含量的影响特征。结果表明,富硒土壤上种植的小麦籽粒样品平均硒质量分数为0.205mg·kg~(-1),变幅为0.138～0.241mg·kg~(-1),95%小麦籽粒达到富硒标准,其中黑小麦籽粒硒质量分数平均为0.239 mg·kg~(-1),全部达到富硒标准。缺硒土壤上种植的小麦籽粒平均硒质量分数为0.040 mg·kg~(-1),变幅为0.030～0.057 mg·kg~(-1),均未达到富硒标准。小麦籽粒富硒程度与土壤硒含量的相关系数为0.954,当土壤硒质量分数达到0.810 mg·kg~(-1)时,小麦籽粒才能达到富硒标准。在硒水平相当的土壤上,黑小麦比普通小麦对硒的积累量大,富硒程度较高。马三村和韩村黑小麦籽粒硒含量平均分别比普通小麦高38.9%和34.2%。此外,黑小麦籽粒中氮和磷元素含量较普通小麦高,但富硒和缺硒土壤对相同品种籽粒N、P、K含量影响不大。因此,黑小麦富含丰富的营养物质,可作为富硒食品源。该研究可为富硒小麦品种与土壤硒含量间的相关关系研究提供理论依据。     

典型富硒农业基地土壤硒的生物有效性与剖面分布分析

以山东省淄博市博山区富硒农业用地作为研究区域,从典型农业用地中采取土壤剖面样品,测定土壤总硒、有效硒、土壤理化性质、土壤中重金属等指标,对土壤中总硒和有效硒的土壤剖面分布并结合空间差异和水系进行分析.结果表明,博山区表层土壤(0—10 cm)总硒范围为0.080—1.290 mg·kg~(-1),均值为0.360 mg·kg~(-1),略高于全国土壤硒元素的平均值(0.290 mg·kg~(-1)).土壤有效硒均值为0.033 mg·kg~(-1),占总硒比例为10.16%.土壤中全硒含量在剖面上的分布呈现出上高下低的规律,土壤中有效硒在土壤剖面表现出上高下低、上低下高、上下相近等3种趋势.土壤母质中硒含量的高低是影响区域富硒水平的一个重要因素.研究区内硒元素和重金属镉呈极显著相关,土壤硒可能与土壤中重金属存在伴生作用.目前关于有效硒含量分级标准仍需要探讨,发展富硒农业需要构建有效硒评价体系,全面综合考虑土壤中全硒和有效硒.     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

土壤-植物系统中硒的迁移转化及低硒地区食物链中硒的调节

阐述了土壤中硒的存在形态及其与植物吸收的关系,论述了植物对硒的吸收和代谢机制、硒在植株体内的存在形态及其生物学效应,讨论了低硒地区食物链中硒水平调节的方法和效果,提出了土壤-植物-食物链系统中硒素研究的前沿问题。     

川西高原天然剖面土壤硒的含量及分布特征

中国低硒带分布范围广,低硒程度高,造成了广泛的相关地方病的发生。对未经人为破坏的天然土壤中硒的分布规律及其影响因素进行分析研究,可为城镇布局和农业生产提供参考,避免低硒现象对人群健康的影响。选取中国著名低硒带上的川西阿坝地区的马尔康、壤塘、阿坝和若尔盖为研究区域,在人为活动较少的区域进行布点。采集6个天然土壤剖面样品,分析其硒含量,并对土壤样品中与硒含量相关的影响因素进行统计分析,研究影响硒分布和富集的因子。结果表明:研究区天然土壤剖面样品中硒的质量分数范围为0.06~0.16μg·g-1,明显低于世界和中国土壤硒含量平均水平。此结果明显对应于该区域岩石中较低的硒含量,表明地质背景和土壤母质是影响土壤硒含量的主要因素。统计分析表明,土壤有机质质量分数以及S、P、Ca、Si、Al、Mn等元素及其化合物的质量分数都是影响和控制硒在土壤剖面中的含量和分布规律的重要因素;硒在土壤中的固定和流失均与这些物质有着密切的关系。     

亚硒酸钠对蚯蚓的毒性及蚓体富硒作用的研究

以100mgkg^-1,200mgkg^-1,300mg kg^-1等不同质量分数（w)的亚硒酸钠（NaSeO2)添加到蚯吲饵料中,研究了亚硒酸钠处理对蚯蚓生长发育及死亡的影响和蚯蚓的富硒作用,结果表明,3个w(NaSeO2)处理对蚯蚓生长发育和富硒量的影响都达到极显著水平,w(NaSeO2)越高,用其处理饲养的蚯蚓死亡率也较高,富硒量也较大,二者存在一定的正相关性,在200mg kg^-1的w(NaSeO2)处理下,当蚯蚓饲养到84d时,蚯蚓的富硒量可达到332．5mg kg^-1,同时死亡率高达90％。     

四川省屏山县土壤硒地球化学特征及影响因素

通过对屏山县土壤、岩石和水稻样品的系统采集,测定了它们的硒含量,研究该地区硒的地球化学特征,探讨土壤富硒来源和影响因素,查明当地富硒水稻的开发利用前景.结果表明,表层土壤总硒量范围为0.046—1.270 mg·kg~(-1),平均含量为0.240 mg·kg~(-1).研究区为富硒和足硒土壤分别占总面积的15.95%和52.96%,主要分布在三叠系和侏罗系地层.垂向剖面上,土壤硒表层富集.成土母质、土壤p H值、有机质和Fe、Mn的含量对Se的地球化学行为有重要影响.超过51%的水稻硒含量已达到现有的富硒农产品含量标准要求,具有广阔的开发富硒农产品前景.     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱测定大米粉中的硒形态

建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术(HPLC-ICP-MS)测定大米粉中硒代胱氨酸(SeCys_2)、甲基-硒代半胱氨酸(MeSeCys)、亚硒酸根(Se(Ⅳ))、硒代蛋氨酸(SeMet)、硒酸根(Se(Ⅵ))等5种硒形态的分析方法.采用Hamilton PRP-X100分析柱,以pH 4和pH 6的20 mmol·L~(-1)的柠檬酸溶液辅以少量甲醇为流动相,在梯度洗脱条件下,9 min内可实现5种硒形态完全分离.SeCys_2、MeSeCys、Se(Ⅳ)、SeMet、Se(Ⅵ)的检出限分别为0.88、0.69、1.00、0.90、0.82μg·L~(-1).利用富硒小麦粉标准物质RM8436探讨了不同提取方式的提取效果.最终确定75 mmol·L~(-1) Tris-HCl(pH 7.5)添加XIV蛋白酶和Driselase酶作为提取剂,在37℃振荡提取3 h为大米样品前处理方法.利用该方法分析了富硒地区大米粉中的硒形态,结果表明,大米粉中的硒主要以有机硒形态为主,其中SeMet是最主要的硒形态,占总硒的90%左右.     

富硒土壤-蔬菜中硒、镉含量和镉形态的分布及其相关性

本文以海口富硒土壤及其主栽的芥菜、卷心菜为对象,同时与非富硒区对照,对富硒土壤-蔬菜系统中硒镉含量和镉形态及其相关性研究表明:系统中硒镉两种元素以不同的表现形式体现一定的相互影响效应.     

硒胁迫螺旋藻(Spirulina platensis)集落形成及富硒稳定性

探讨在琼脂糖半固体培养基中硒胁迫螺旋藻(Spirulina platensis,SP)集落形成及其富硒稳定性.培养基中添加亚硒酸钠,硒含量分别为2.5mmolL-1、5mmolL-1和10mmolL-1,培养并观察螺旋藻集落形成,挑取藻集落进行富硒培养,多次转种后,测定生长率、硒含量,筛选稳定的富硒螺旋藻.从含硒5mmolL-1的培养皿中挑选12个典型藻丝集落接种培养,发现其中6个生长率达到对照的80%,有两个藻集落(编号为SP0803和SP0809)硒含量较高,干藻硒含量分别为ρ(Se)=924μg/g和ρ(Se)=831μg/g,连续3次转种培养,藻体含硒量保持稳定.以上结果表明,利用琼脂糖半固体培养基进行微藻集落培养是可行的,并成功筛选到富硒螺旋藻.图3表2参12     

不同基质及硒添加量对蚯蚓生长、繁殖和富硒能力的影响

蚯蚓是潜在的富硒蛋白饲料.在大棚环境条件下采用不同配比的3种农业废弃物(牛粪、菌渣和残余菜叶)和低浓度硒(Na_2SeO_3,0/20/40 mg/kg)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行培养,研究不同培养基质和硒添加量对蚯蚓生长繁殖和富硒能力的影响.结果发现,培养45 d后,与相同浓度硒处理的其他3组基质[纯牛粪、牛粪+菌渣+菜叶(干重比为6/2/2和3/6/1)]相比,牛粪+菌渣组(干重比为1/1)蚯蚓总生物量、蚓茧数、蚓体硒富集量和富集系数均达到最大,其中总生物量比培养前最大增加了18.21%,每100条蚯蚓产蚓茧数量达68.35-72.45个,蚓体硒富集量最高达到151.56mg/kg,蚓体硒富集系数最大为4.91.当硒添加浓度为20 mg/kg和40 mg/kg时,以牛粪+菌渣+菜叶为基质的两组(干重比为6/2/2,3/6/1)在培养初期对蚯蚓活性和培养后的总生物量增加均有一定的抑制作用,蚯蚓总生物量最大降低了8.48%.在不同基质培养条件下,外源添加硒对蚓体硒富集量和硒富集系数增加有促进作用,蚓体硒富集量与基质硒添加量均呈现出剂量-效应关系.上述结果表明,赤子爱胜蚓对硒具有极强的富集能力且培养基质种类对蚯蚓的生长繁殖具有很大的影响,牛粪和菌渣组合(干重比为1/1)是最佳的富硒蚯蚓培养基质且基质硒添加浓度≤40 mg/kg不影响蚯蚓生长繁殖.(图3表4参25)     

陕西紫阳富硒核心区周边土壤中硒的赋存形态分析

硒在自然界中以多种无机和有机形式存在,不同形态的硒以不同的地球化学特征影响着地质环境中硒的迁移、循环、生物可利用性和毒性,硒形态的研究对于硒的迁移、开发利用、毒性防御具有重要的指导意义.陕西省紫阳县是继湖北恩施后发现的第二大富硒区,且有较理想的硒汇集利用地质地理条件.本文采用改进的7步连续化学提取技术,研究了紫阳富硒核心区周边农作土壤硒的结合态分布,旨在为推动紫阳地区硒资源的开发利用和硒中毒防御提供基础数据.     

广东省土壤硒空间分布及潜在环境风险分析

利用广东省260个土壤剖面数据,开展区域尺度下的土壤总硒（Se）质量分数的空间分布研究。结果表明,研究区内土壤硒含量变异性较强,符合对数正态分布特征,其几何质量分数为0.23 mg·kg-1,高于全国平均水平。表层土壤硒基线质量分数范围为0.13到0.41 mg·kg-1,处于硒缺乏与中等含量水平之间。土壤硒的空间分布格局与区域成土母质密切相关,表现为：高硒质量分数的土壤主要位于石灰岩和砂页岩区域,而低硒质量分数的土壤主要位于紫色页岩和花岗岩地区。土壤硒缺乏可能是影响研究区人体健康的重要问题。此外,研究区由土壤退化和土壤侵蚀引发的流入周边水体的土壤硒每年可高达23 t。