不同種植年限的福橙園土壤硒和葉片硒含量變化分析

王麗霞 黃大野 何應對 丁哲利 林妃 井濤 劉永霞 吳斌

摘要：分析了澄邁縣不同種植年限福橙園中土壤硒和葉片硒含量的變化。結果表明，隨著種植年限的增加，土壤硒含量呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢，與福橙葉片中硒含量的變化和硒的富集度變化趨勢不一致。而福橙葉片中硒含量與葉片硒的富集度均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，變化趨勢一致。種植3年的福橙園中，葉片中硒含量和葉片硒的富集度達到最大，分別為0.134 0 mg/kg和0.136 7，有利于植物對硒的吸收。但種植7年以上的福橙園中，葉片硒含量和葉片硒的富集度卻很低，分別為0.038 2 mg/kg和0.036 8，不利于植物對硒的富集。

關鍵詞：福橙;不同種植年限;土壤硒;葉片硒;富集

中圖分類號：S132? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）02-0104-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.023? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

世界衛(wèi)生組織和國際營養(yǎng)組織在1973年確認硒（Se）為人和動物體內必需的微量元素，長期以來一直被看作是重要的食物源抗氧化劑，食物中缺硒會引起一系列疾病，如癌癥、心臟病、關節(jié)炎和免疫系統(tǒng)功能紊亂等。除了其眾所周知在人體內對機體組織的抗氧化作用外，硒元素在植物抵御感染、調節(jié)生長和發(fā)育方面也起作用[1]。研究表明，適宜濃度的外源硒對植物的生理生化、生長發(fā)育有一定的影響，可以增強植物的抗氧化性，提高植物對逆境的抵抗能力，促進植物生理代謝，改善數(shù)體生長發(fā)育狀況，增加作物產量，改善果實的品質[2]。硒作為人體必需微量元素，是谷胱甘肽酶的主要成分，能夠清除體內有害自由基，防止氧自由基對細胞膜的攻擊，保護細胞不產生癌變，被譽為“抗癌之王;硒能有效預防心血管疾病，有一定的抗氧化、防衰老及免疫調節(jié)作用;硒對緩解重金屬中毒和保護肝臟有明顯作用;硒對眼睛的保護作用也不可小覷，硒還能提高生殖機能[3]。動物和人體自身并不能合成硒，須通過外源硒的攝取補充，富硒農產品的生產是人體補硒的重要基礎。

福橙是澄邁縣于2002 年從廣東省引進的紅江橙（紅橘Citrus tangerina Hort.et.Tanaka×甜橙Citrus sinensis（L.）Osbeck）晚熟品種，在澄邁縣福山、大豐、橋頭、金江、老城等地種植，是通過精心改良培育，逐步選育成具有典型地方特色的熱帶橙類優(yōu)良品種[4]。澄邁縣位于海南島西北部，屬熱帶氣候區(qū)域，主要為紅土壤和沙土壤，具有得天獨厚的富硒土地資源，硒含量高達0.068 μg/g[5]（國家標準≥0.01 μg/g），富硒福橙具有明顯的品牌優(yōu)勢。土壤硒含量豐缺是決定農產品硒含量高低的前提，同時植物體內硒的累積量與土壤中硒的含量密切相關[6]。本試驗對不同樹齡福橙園中土壤硒含量、葉片硒含量和葉片硒的富集度變化進行研究，旨在為富硒優(yōu)質福橙的開發(fā)提供理論基礎。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地點

試驗地選在海南省澄邁縣福山鎮(zhèn)（北緯19°49′59.91″，東經(jīng)109°55′33.01″）。福山鎮(zhèn)屬于熱帶島嶼性季風氣候，四季常青，氣候溫暖，季節(jié)差異不明顯;年平均氣溫23.1～24.4 ℃，極少出現(xiàn)霜凍;雨量充沛，年平均雨量2 000～2 500 mm，空氣濕潤，平均相對濕度89%;光照充足，年平均光照1 900 h，環(huán)境空氣質量優(yōu)良。

1.2? 樣品采集及預處理

采樣時間2017年3月1日，選擇管理措施基本一致，面積約2 hm2，樹齡不同的福橙果園（其中果園的種植年限分別為1、2、3、4、6、≥7年），選擇周邊不耕作土壤為對照。葉樣取樹冠外圍發(fā)育枝中部健康葉片，土樣選取離根際15 cm處的0～10 cm表層土。每個果園采用隨機多點采集土樣和葉片各8份，同時采集路邊無種植福橙的土壤作為對照（CK），將采集的土壤和葉片分別裝袋、記錄。土壤樣品在自然狀況下風干，碾細過1 mm篩后供測試分析用。葉片樣品帶回實驗室用去離子水洗干凈，60 ℃烘干，用液氮研磨至粉末，-70 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3? 樣品分析

1）葉片全硒含量的測定。采用國家標準食品中硒含量測定參照GB5009.93.2010標準，使用AFS-9230型原子熒光光譜儀測定：稱取0.3 g葉片試樣置于消化管中，加入9.0 mL硝酸，在70 ℃加熱板預熱20 min，然后放入微波消化儀中進行消化100 min，消解完后加入10 mL混合酸硝酸∶高氯酸（9∶1，V/V）放置電熱板上加熱（180～210 ℃）至放大量白煙直至溶液變無色。再加5 mL 6 mol/L優(yōu)級鹽酸在（95～110 ℃）電熱板上加熱至溶液澄清無色并伴有白煙出現(xiàn)此溶液變透明無色。冷卻，轉移試樣消化液于25 mL容量瓶中定容，混勻備用。同時設置試劑空白對照。

2）土壤全硒含量的測定。采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定土壤中全硒的含量[7]，用AFS-9230型原子熒光光譜儀測定：稱取待測土壤樣品0.25 g于消化管中，加入混合酸（硝酸∶高氯酸=3∶2）15 mL搖勻，加蓋漏斗放置過夜。次日于160 ℃自動控溫消化爐上，消化至灰白色，繼續(xù)消化至冒白煙后，取下稍微冷卻，加入10 mL 6 mol/L鹽酸溶液，沸水浴15 min，冷卻至室溫，用去離子水將消化液轉移至50 mL容量瓶，定容至刻度，搖勻，待測。同時設置試劑空白對照。

1.4? 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010軟件進行所有試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，方差分析采用SPSS19.0軟件進行Duncans新復極差法進行多重比較分析。

2? 結果與分析

2.1? 不同種植年限土壤硒含量的變化

硒在土壤中存在多種形式，包括元素態(tài)硒、硒化物、亞硒酸鹽、硒酸鹽、有機態(tài)硒和揮發(fā)態(tài)硒[8，9]。在生態(tài)系統(tǒng)中，影響土壤全硒含量的因素主要有土壤母質、大氣沉降、施肥、廢水廢物污染、生物消耗、淋失和揮發(fā)等[10]。由表1可知，隨著種植年限的增加，土壤全硒含量差異顯著，呈現(xiàn)先升高后降低再升高的變化趨勢。種植第二年，土壤全硒含量達到最大值1.227 mg/kg。種植7年以上的土壤全硒含量比不耕作的土壤中全硒含量高32%，有可能與長期施肥[11]、雨量充沛、日積月累土壤黏粒含量增加有關[12]。

2.2? 不同種植年限福橙葉片中硒含量

土壤中硒的形態(tài)各異，其中能被植物吸收的是土壤的有效硒，包括硒酸鹽、部分亞硒酸鹽和有機硒化合物[13]。大量研究表明，土壤有效硒含量與植物硒含量關系密切[14]。土壤有效硒而非土壤全硒，是決定食物鏈系統(tǒng)中硒水平的關鍵因素[15]，土壤中硒的生物有效性受多種因素的影響，主要包括土壤中硒的形態(tài)、土壤質地、土壤有機質、土壤pH、植物種類等[16]。由表1可知，隨著種植年限的增加，福橙葉片中硒的含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。其中，種植3年的福橙葉片中硒的含量與其他種植年限葉片中硒含量差異顯著，達到最高0.134 0 mg/kg。而種植7年以上的福橙葉片中硒含量僅為0.038 2 mg/kg。

2.3? 不同種植年限福橙葉片中硒累積量的變化

土壤中硒的含量隨著種植年限的增加而產生相應的變化，土壤硒含量發(fā)生變化會影響植物對硒的吸收。將福橙葉片硒的富集度定義為福橙葉片硒含量與土壤硒含量之比[17]。由表1可知，隨著種植年限的增加，福橙葉片的富集度發(fā)生顯著性的變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。在種植第三年，葉片中硒的富集度達到最大，為0.136 7。

3? 結論與討論

1）本研究中采集澄邁福橙園中的土樣全硒含量在0.5～1.1 mg/kg，屬于富硒土壤，這與徐文等[18]研究海南土壤中全硒含量在0.055～2.231 mg/kg，結果一致。

2）隨著種植年限的增加，土壤全硒含量呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢，與福橙葉片中硒含量的變化和硒的富集度變化趨勢不一致。而福橙葉片中硒的含量與葉片硒的富集度均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，變化趨勢一致。

3）植物對土壤中硒含量的吸收，與土壤中硒的有效性密切相關。土壤硒含量高，并不意味著植物對硒的吸收高。種植7年以上的福橙園中，土壤全硒含量達到1.039 5 mg/kg，而福橙葉片中硒的含量僅為0.038 2 mg/kg，葉片的富集度為0.036 8。這可能與土壤pH降低[19]，土壤有機質未完全分解[20]，導致土壤有效硒含量的降低有關。

4）種植3年的福橙園中，葉片硒的富集度達到最大，為0.136 7，有利于硒的富集。說明這個時期補硒，有利于植物對硒的吸收，可以改善中國低硒地區(qū)膳食結構現(xiàn)狀，提高人民的健康水平。但種植7年以上的福橙園中，葉片硒的富集度卻很低，為0.036 8。今后在探索富硒土壤區(qū)富硒作物的研制和開發(fā)的同時也要充分考慮植物對硒的富集能力。

5）本研究采集的土壤僅限于澄邁地區(qū)，采集樣品有限，在今后的研究中，廣泛深入到其他富硒地區(qū)大量采集樣本。另外，柑橘中對硒的吸收轉運機制研究甚少，因此，在以后的研究中要傾向于柑橘富硒機理的研究，揭示硒在植物中的轉運機理，為開發(fā)富硒水果奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1] DE TEMMERMAN L，WAEGENEERS N，THIRY C，et al. Selenium content of Belgian cultivated soils and its uptake by field crops and vegetables[J].Science of the Total Environment，2014，468：77-82.

[2] 郭? 艷，張江萍，劉? 和.微量元素硒在園藝植物中的生理功能研究進展[J].中國農學通報，2013，29（1）：76-79.

[3] 張聯(lián)合，郁飛燕，苗艷芳.硒在人和動物健康上的研究閉[J].安徽農業(yè)科學，2007，35（21）：6688-6690.

[4] 劉曉妹，張? 賀，韋運謝，等.海南綠橙和福橙黃龍病巢式PCR檢測分析[J].中國植保導刊，2014（9）：5-8.

[5] 金忠澤.澄邁福橙產業(yè)發(fā)展的思考與建議[J].中國果業(yè)信息，2013，

30（3）：19-22.

[6] 王曉芳，陳思楊，羅? 章，等.植物對硒的吸收轉運和形態(tài)轉化機制[J].農業(yè)資源與環(huán)境學報，2014，31（6）：539-544.

[7] 高雯雯，戚? 欣，吳良俊，等.氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定恩施富硒土壤中的總硒[J].光譜實驗室，2011，28（2）：661-664.

[8] 唐? 崟，張寶軍.水土保持措施對紅壤坡地柑橘園土壤硒分布的影響[J].安徽農業(yè)科學，2013，41（21）：8862-8864.

[9] 宋? 崎.土壤和植物中的硒：土壤地球化學的進展與應用[M].北京：科學出版社，1983.

[10] FRANKENBERGER W T，BENSON S. Selenium in the Environment[M].New York：M.Deker，1994.

[11] 董廣輝，武志杰，陳利軍，等.土壤——植物生態(tài)系統(tǒng)中硒的循環(huán)和調節(jié)[J].農業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究，2002，18（1）：65-68.

[12] 廖金鳳.海南省土壤中的硒[J].地域研究與開發(fā)，1998，17（2）：65-68.

[13] LOSI M E，F(xiàn)RANKENBERGER W T. Bioremediation of selenium in soil and water[J].Soil Science，1997，162（2）：692-702.

[14] 唐玉霞，王慧敏.土壤和植物硒素研究綜述[J].河北農業(yè)科學，2008（5）：43-45.

[15] 胡秋輝，朱建春，潘根興.硒的土壤生態(tài)環(huán)境，生物地球化學與食物鏈的研究現(xiàn)狀[J].生態(tài)與農村環(huán)境學報，2000，16（4）：54-57.

[16] 劉媛媛，孟凡喬，吳文良，等.植物中硒的含量，影響因素及形態(tài)轉化研究[J].農業(yè)資源與環(huán)境學報，2014，31（6）：533-538.

[17] 張雪蓮，周? 俊，張先鳳，等.皖南地區(qū)茶園土壤硒與茶葉硒的相關性及其影響因素研究[J].皖西學院學報，2013，29（5）：105-109.

[18] 徐? 文，唐文浩，鄺春蘭，等.海南省土壤中硒含量及影響因素分析[J].安徽農業(yè)科學，2010，38（6）：3026-3027.

[19] COPPIN F，CHABROULLET C，MARTIN-GARIN A，et al.Methodological approach to assess the effect of soil ageing on selenium behaviour：First results concerning mobility and solid fractionation of selenium[J].Biol Fert Soils，2006，42：379-386

[20] 田應兵，陳? 芬，熊明彪，等.若爾蓋高原濕地土壤性質對硒有效性的影響[J].水土保持學報，2004，18（5）：15.18.