巴中市代表性農作物與土壤Se含量特征

王癑琳++陳文德++胡冀珍

摘要：通過野外調查、樣品采集與數據分析，對四川省巴中市各區縣代表性作物及產地根系土壤Se元素含量和作物對Se的富集特征進行分析。結果表明，巴中地區平均硒含量為0.165 μg/g，高于四川地區土壤平均值。巴中市各縣區中土壤平均含硒量最高的是通江縣（0.018 9 μg/g），最低的是南江縣（0.007 2 μg/g）。不同土壤類型硒含量大小順序為黃棕壤>黃壤>紫色土。不同耕作程度土壤硒含量大小順序為水耕>旱作>水旱。經檢測，巴中富硒作物有木耳、茶葉、水稻。茶葉對硒的富集系數最大，為24.48%，其次是水稻，為14.31%，番茄富集系數最小，為0.24%。巴中市代表性作物中木耳、茶葉、水稻屬于富硒作物，茶葉、水稻對硒富集能力最強，可在巴中富硒地區廣泛種植以獲得富硒農產品。

關鍵詞：Se元素；土壤；作物富硒；富集特征；巴中

中圖分類號： S158.3文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0461-04

硒（Se）是維持生命有機體正常生理功能的必需微量元素之一，是目前唯一一種進入分子水平研究的微量元素[1]。作為人和動物所必需的營養元素，硒具有雙重生物學功能，環境中硒過量會導致人和動物中毒，硒缺乏則會導致白肌病、克山病、大骨節病等地方病[2]。硒同時是是谷胱甘肽過氧化物酶的主要成分，具有抗過氧化物的作用，破壞自由基，對人體氧化過程中產生的有毒物質進行分解[3-4]。因此，研究硒資源對人體健康具有重要意義。隨著對硒生理功能等認識的逐步加深，補硒理念開始被大多數人所接受[5]。Finley等研究發現，進食生物硒為最安全有效的補硒途徑[6]。人們對富硒食品的需求日益增長，利用富硒地區硒資源開發，種植天然富硒農作物，對滿足人們、特別是缺硒地區居民的補硒需求具有重要意義。巴中市地處四川省東北高硒地區邊緣，且緊挨富硒地區四川省萬源市，因此研究其土壤中可能存在的豐富硒資源和農作物中富硒狀況對開展巴中市特色農業種植具有指導意義，對推廣巴中市富硒農產品、發展當地富硒產業和促進當地經濟發展具有重要作用。國內已有專家學者對我國硒資源進行普查，結果為我國從東三省起斜穿至云貴高原，2/3以上地區缺硒，其中50%為嚴重缺硒區[7]。有研究證實，我國境內湖北省恩施州、陜西省紫陽縣、貴州省開陽縣和安徽省石臺縣為4處高硒區，浙江省龍游縣、山東省棗莊市、四川省萬源市、江西省豐城市等為相對富硒區[8-9]。仝雙梅等對貴州省開陽縣富硒巖石出露區出產的農作物進行研究，篩選了當地可供開發種植的富硒農作物[5]。趙妍等對江蘇省茶園土壤硒分布特性及其有效性進行了研究，得出可通過改善土壤環境條件來提高土壤硒有效性并提高茶葉中硒含量[10]。劉婷等對陜西省安康市10個地區主要農作物硒含量進行了系統分析，得出安康作物硒含量普遍高于我國平均水平，具有很大的開發利用價值[8]。郭宇等對湖北省恩施地區典型農業活動區土壤中硒含量進行調查，初步研究了Se在土壤-植物體系中的遷移轉化規律[11]。姜超強等研究了不同土壤硒含量下水稻的富硒情況[12]。巴中市正好處于川東北高硒地區的邊緣，同時緊挨萬源市，目前對巴中地區土壤Se元素的研究鮮有報道，特別是對該地區農作物硒含量與硒的富集特征研究幾乎沒有。本研究對巴中市主要農產品及產地土壤硒元素的地球化學特征進行了分析，考察其所產生的生態效應，篩選出富硒經濟作物類型，旨在理清巴中市境域內農作物Se分布特征，趨利避害，兼顧發展利用與生態保護，合理實施農業特色種植與產業經濟結構調整。

1材料與方法

1.1試驗區概況

巴中市位于四川盆地東北部，地處大巴山系米倉山南麓，全國第二大蘇區——川陜革命根據地的中心和首府，素有“紅軍之鄉”“四川盆地北緣主要農作物基因庫”等美譽[13]。下轄巴州區、恩陽區、通江縣、南江縣、平昌縣，地處中國秦嶺—淮河南北分界線南，東鄰四川省達州市，南接四川省南充市，西抵四川省廣元市，北接陜西省漢中市，面積 12 325 km2，屬于亞熱帶大陸性濕潤季風氣候。該地區既是國家糧食儲備基地，又是商品糧輸出基地，骨干經濟作物中的茶葉、金銀花、食用菌、中藥材、蔬菜、水果等已形成規模優勢。巴中市氣候溫和，多年平均氣溫17.1 ℃，無霜期長，雨量充足，光熱較好，主要的4種土壤類型有水稻土、紫色土、黃壤、沖積土。可見巴中市擁有有利于農業生產發展的氣候條件與土壤條件。

1.2樣品采集與測定

對巴中市344份作物土壤樣品硒含量及21種作物硒元素富集特征進行研究，采用實地采樣法和室內測定法。在巴中市境內，針對不同物種和不同地區設立典型調查樣地。確保樣株具有充分的代表性，選擇樣株的同時考慮群體密度、植株長相、植株長勢、生育期等一致性，采樣時避開株體過大過小、遭受病蟲害或機械損傷以及田邊路旁的植株，并采集到農作物相應的根系土壤。采樣按照蛇形路線多點采取，組成混合樣。樣品采集后立即將植株樣品根據需要按不同部位（根、莖、葉、籽粒）分開，以免養分轉移。所有采集樣品進行風干，必要時用油紙或報紙攤開，避免腐爛。硒元素采用原子熒光分析方法進行測定。樣品分析嚴格按照DD 2005—01《多目標區域地球化學調查規范（試行）》進行[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產品21種共計56件樣品，包括糧油作物、茶葉、蔬菜、水果、食用菌、川明參、金銀花等。最后將所得資料回籠、分類、整理，并錄入計算機，建立詳實的基礎數據庫。

1.3統計分析

利用Excel 2007和SPSS 16.0對所得數據分類匯總并進行統計分析。

2結果與分析

2.1巴中土壤Se含量特征

土壤中硒的含量水平直接決定植物、動物和人體內硒的含量狀況。表1為巴中市不同地區土壤Se含量特征，根據譚見安《中華人民共和國地方病與環境圖集》的劃分標準可知，整個巴中地區平均硒含量為0.165 μg/g，屬于潛在硒不足（表2）。巴中地區不同區縣土壤硒含量差異顯著。南江縣平均硒含量最高，為0.192 μg/g，其次為通江縣，為0.167 μg/g，平昌縣平均硒含量最低，為0.142 μg/g。除南江縣為足硒水平外，其他3個地區都為潛在硒不足。四川省土壤硒含量平均值為0.095 μg/g，巴中市各縣域土壤硒含量均高于四川省平均值，表明巴中市土壤較四川省而言具有較高的硒含量。變異系數表示調查區內土壤Se分布的離散程度，由表1、表2可知，通江縣和南江縣土壤硒分布屬分異，其土壤硒含量分布較為離散，最大值與最小值差異顯著；巴州區和平昌縣屬基本均勻，土壤硒含量分布較均勻，含量大小起伏變化較??；整個巴中地區土壤硒分布屬不均勻。

按土壤類型可將研究區內土壤分為黃壤、黃棕壤、紫色土3類。如表3所示，巴中不同土壤類型硒含量不同，黃棕壤的平均硒含量最高，為0.172 μg/g，其次是黃壤，平均值為 0.159 μg/g，硒含量最低的土壤類型為紫色土，平均值為 0.148 μg/g，這3種類型的土壤都屬潛在硒不足。與全國背景值比較，只有黃棕壤的硒含量高于全國背景值，黃壤和紫色土均低于全國背景值。黃棕壤硒含量的最大值為1.15 μg/g，屬富硒水平，其所處采樣點為通江縣空山鄉龍池村，主要種植作物為土豆；黃壤硒含量最大值為0.633 μg/g，屬富硒水平，采樣點為南江縣下兩鄉元頂子村，主要種植茶；紫色土硒含量最大值為0.352 μg/g，也屬富硒水平，采樣點位于南江縣關田鄉西坪村水稻田。根據變異系數可知，黃壤和黃棕壤的硒含量分布不均勻，紫色土硒含量分布基本均勻。

按耕作程度將研究區內土壤分為旱作、水耕、水旱3種類型。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，為0.191 μg/g，屬足硒水平；其次是旱作土壤，硒含量平均值為0.167 μg/g，屬潛在硒不足；水旱土壤平均硒含量為0.154 μg/g，也屬潛在硒不足。旱作土壤中有11個采樣點土壤為富硒，分別位于通江縣空山鄉中壩村和龍池村以及南江縣下兩鄉元頂子村、趕場鄉鹿角埡村、流壩鄉金臺村、流江鄉金臺村。根據變異系數可知，旱作土壤硒含量大小分布不均勻，水耕和水旱土壤硒含量分布基本均勻（表5）。

2.2巴中主要作物Se含量特征

硒含量大小順序為木耳>茶葉>水稻>金銀花>銀耳>玉米>川明參>苦瓜>豇豆>蘆筍>萵筍>甘薯>馬鈴薯>青椒>葡萄>黃瓜>獼猴桃>番茄>梨>蘿卜>茄子。安康市DB 6124.01—2010《富硒食品硒含量分類標準》是目前我國公認的富硒食品分類標準[15]（表7），與表6各農作物的平均硒含量對比得出，巴中木耳為富硒木耳，茶葉為富硒茶葉，水稻為富硒水稻；巴中玉米硒含量為0.016 9 μg/g，小于 0.02 μg/g，因此玉米不屬于富硒作物；巴中銀耳含硒量為00193 μg/g，小于0.05 μg/g，因此銀耳不屬于富硒作物，金銀花與川明參硒含量均小于0.05 μg/g，不屬于富硒作物；葡萄、獼猴桃、梨硒含量均小于0.01 μg/g，不屬于富硒水果；豇豆、苦瓜、蘆筍、萵筍、甘薯、馬鈴薯、青椒、黃瓜、番茄、蘿卜、茄子硒含量均小于 0.01 μg/g，均不屬于富硒蔬菜。因此，巴中地區主要農作物中，只有木耳、茶葉、水稻為當地富硒作物，其余18種作物均未達到富硒水平。

不同地區同種作物的硒含量也存在一定差別。以水稻為例，巴州區水稻硒含量為0.025 μg/g、平昌縣為0.021 μg/g、南江縣為0.04 μg/g、通江縣為0.018 2 μg/g。玉米在巴州區的含硒量為0.021 μg/g、平昌縣為0.026 μg/g、通江縣為 0.016 1 μg/g。分析對比其他作物，也可得出類似結論。

2.3作物Se富集特征

巴中市4區縣作物的平均含硒量分布十分分散，其中含量最高的是通江縣，為0.018 9 μg/g，最低的是南江縣，為 0.007 2 μg/g。不同作物類型含硒量的地區分布差異較大（表8）。南江縣的農作物含硒量最高，達到0.040 4 μg/g，平昌縣和巴中區的農作物含量均超過0.02 μg/g，達到富硒標準，而通江縣的農作物硒含量為0.016 4 μg/g，達不到富硒標準。在蔬菜、水果、中藥材種類的硒含量比較上，盡管各地區差異較大，但都未達到富硒標準。飲品類比較中，南江縣的硒含量達到0.090 8 μg/g，屬于富硒水平，通江縣的硒含量為 0.035 μg/g，不屬于富硒。

作物中硒的主要來源是其根系土壤中的硒。作物從土壤中吸收硒能力的大小，通常用生物吸收系數（Ax）來表示[16]，即富集系數，其反映了作物對硒的富集能力，是篩選與評價富硒作物的關鍵性參數。富集系數（Ax）的計算公式為：

Ax=作物硒含量對應土壤硒含量×100%。

圖1為巴中市不同作物對Se的富集系數，不同作物對硒的富集系數差異顯著。茶葉富集系數最大，為24.48%，其次是水稻，為14.31%，這2種作物對硒的富集能力最強；富集系數最小的是番茄，為0.24%，對硒的富集能力最弱。不同作物對硒的富集能力大小依次為茶葉>水稻>玉米>金銀花>豇豆>川明參>苦瓜>蘆筍>獼猴桃>青椒>萵筍>黃瓜>甘薯>葡萄>蘿卜>馬鈴薯>梨>茄子>番茄。

從表8同時可知，同類型作物在不同地區對硒的富集系數也有較大差異，飲品類作物在南江縣的富集系數最大，為54.05%，蔬菜類在通江縣的富集系數最小，為0.84%。不同作物類型在各區縣的富集系數范圍為，農作物類12.35%～17.87%，蔬菜類0.84%～2.46%，水果類1.22%～1.7%，飲品類16.62%～54.05%，中藥材類5.71%～10.08%。各種作物類型的富集能力大小順序為飲品類>農作物>中藥材>水果>蔬菜。

除木耳外，茶葉的含硒量和其對硒的富集能力均最高，水稻硒含量和富集系數僅次于茶葉，這2種作物均屬富硒作物，且對硒的富集能力也較其他農作物強。因此選擇茶葉和水稻在巴中富硒地區進行廣泛種植，既可以獲得富硒農產品，為人們提供天然有機硒，又可以促進當地的經濟發展。

3討論

通過對巴中市各區縣土壤硒含量測定分析得出，巴中地區平均硒含量為0.165 μg/g，較整個四川地區而言具有較高的硒含量，但仍屬于潛在硒不足。巴中市各區縣間土壤硒含量差異較大，土壤硒含量分布較分散。不同土壤類型硒含量不同，由于土壤類型由成土母質決定，成土母質不同，以及土壤上的種植植物不同，造成硒含量不同，與金興鈺等得出的因土壤母質不同導致土壤硒質量分數不同的研究結果[17]相似。不同耕作程度土壤硒含量也有差異，因為不同耕作制度的土壤所種植的植物不同，人類的干預程度不同，對土壤灌溉方式不同，影響表生環境中硒的遷移循環過程，造成土壤硒含量不同。酈逸根等研究指出紅壤與水稻土耕作方式與種植作物不同導致土壤中硒的賦存形態及含量不同，這與本研究結果相似[18]。巴中地區不同土壤類型或旱作土壤均存在達富硒水平的土壤，如通江縣空山鄉龍池村、南江縣下兩鄉元頂子村等，這些地方土壤屬富硒土壤，可充分發揮其資源優勢，種植富硒作物，對硒資源進行合理開發利用。

巴中市作物硒含量分散，不同區縣、不同作物硒含量差異較大。通江縣所產作物平均含硒量最高，而南江縣的飲品類作物含硒量最高。巴中市代表性作物中，木耳、茶葉、水稻均達到富硒標準，屬于富硒作物，茶葉對硒的富集能力最強，其次為水稻，因此選擇木耳、茶葉和水稻在巴中土壤富硒地區進行廣泛種植，可充分利用土壤中豐富的硒資源，獲得富硒農產品，科學、健康地開發利用當地硒資源。

巴中作為農業大市，研究其代表性作物Se及產地土壤Se含量特征及硒的富集能力，篩選出富硒土壤和富硒作物，為種植富硒產品的合理布局和科學施肥提供依據，對規劃實施巴中特色農業種植和調整產業經濟結構具有重要的指導意義。因此，今后應對巴中市存在的其他地理標志證明商標，如對“南江核桃”這樣的代表性經濟作物的硒含量及產地土壤硒含量特征進行探討，便于今后在農業生產中對單項優勢作物的選擇。

4結論

巴中市土壤及作物硒含量分散，不同區縣、不同作物硒含量差異較大。巴中市代表性作物中木耳、茶葉、水稻屬于富硒作物，茶葉、水稻對硒富集能力最強，可在巴中富硒地區廣泛種植以獲得富硒農產品。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.05.133