水稻硒地球化學特征及富集能力對比研究
——以廣西玉林地區的北流市、興業縣、博白縣為例

◎盧小霞

廣西第四地質隊，廣西 南寧 530031

2013 年起廣西全面推進1∶5 萬土地質量地球化學調查工作，已圈定了富硒土壤7.57 萬km2[1]，位居全國前列，發現的天然富硒農產品比例較高，發展富硒農業前景廣闊。水稻在糧食作物中占據著重要的地位，因此，發展富硒水稻對人體硒攝入和提升水稻經濟效益有著重要意義。筆者通過對比研究在相同成土母質和土壤類型下，北流市、興業縣、博白縣的土壤和水稻籽實的硒含量、地球化學特征及水稻生長過程的富硒能力，為當地富硒水稻向專業化、產業化和科學化發展提供理論依據。

1 研究區概況

此次研究區為廣西玉林地區內的北流市、興業縣、博白縣，覆蓋面積約為410km2。研究區地處廣西東南部，毗鄰粵港澳，面向東南亞，背靠大西南，南接北部灣，經濟腹地廣闊，是廣西重要的糧食生產基地。屬亞熱帶季風氣候，地貌類型以低山丘陵為主。成土母質為第四系沉積物，土壤質地以粘土、亞粘土、砂土、砂礫土為主；土壤類型為水稻土。

2 采集與測試

2.1 樣品采集

筆者在盛收期選擇研究區里水稻種植面積較大、具有代表性的地方采集水稻籽實和根系土壤樣品各25 件。采集樣品時，視地塊的不同情況采用棋盤法、對角線法、梅花點法等進行多點取樣，等量混勻組成1 件混合樣品。以0.001～0.002 km2為采樣單元，在采樣單元內選取10～20 個植株的稻穗混合成樣，樣重約500 g；同時配套采集根系土壤，盡量靠近水稻毛根區，將整株水稻連根拔起后抖落土壤混合成樣，樣重約1 000 g。

2.2 樣品預處理

水稻樣品經分揀(去除石子等)、混勻，用脫殼機脫殼制備成糙米，用精米機制備成精米，自來水淘洗3 遍，再用去離子水沖洗干凈，用帶鼓風的專用烘箱在60℃以下烘干，谷物粉碎機加工至規定粒度(約60 目)。根系土壤樣品在除去植物殘體、石子等非土壤雜質后，將樣品充分混勻置于＜60℃恒溫的干燥箱內充分烘干后取100 g（20 目）樣品，采用瑪瑙球磨機將樣品研磨至200 目。

2.3 樣品分析

樣品測試由安徽省地質實驗研究所完成，測試方法如下：采用等離子質譜法（ICP-MS）測定水稻籽實硒含量，采用原子熒光光譜法（AFS）測定根系土壤樣硒含量，采用pH 計電極法（ISE）測定土壤pH 值,采用氧化還原容量法測定土壤有機質含量。樣品分析準確度和精密度均為100%，分析質量可靠，分析數據準確，符合《多目標區域地球化學調查規范（1∶250 000）》（DZ/T0258-2014）以及《生態地球化學評價樣品分析技術要求(試行)》（DD2005-03）的要求。

2.4 數據處理

采用excel 2013 以及spss18.0 軟件對分析結果進行相關的統計和計算。

3 結果與分析

3.1 水稻根系土硒含量特征

北流市、博白縣的水稻根系土中硒含量差異不明顯，變異系數＜50%，呈均勻分布，空間變異性極弱，穩定性較強；兩地根系土的硒平均含量＜土壤富硒標準（硒含量為0.4～3 mg/kg），低于該地區的表層土壤硒元素背景值（以2016 年記錄的數據為基準）[2-3]，K1＜1（K1=）；與全國土壤背景值[4]相比，K2＞1.2（K2=），表現為弱富集現象。興業縣水稻根系土中硒平均含量為0.502 mg/kg，比北流市和博白縣高，達富硒水平，變異系數介于50%～100%之間，呈較均勻分布，表明其分布均衡性較中等，在空間分布上有一定差異，高于該地區表層土壤硒元素背景值（以2016年記錄的數據為基準）[5]；與全國土壤背景值[4]相比，K2＞1.5，呈強烈富集狀態（見表1）。

表1 研究區水稻根系土中硒含量統計參數表

相關研究表明土壤pH 值主要影響硒的存在形態和有效性[6]。亞硒酸鹽主要存在于酸性和中性土壤中（4.5＜pH＜6.5），為土壤中硒的主要賦存形態，而硒酸鹽主要存在于堿性且通風良好的土壤中，隨著土壤堿性增大硒含量則減少，土壤pH 值與硒存在一定的負相關性[6]。研究區中興業縣土壤pH 值最小，這是興業縣土壤硒含量高于北流市和博白縣的原因之一。

土壤有機質對硒的影響具有雙重性，當它作為有機—無機復合體的一部分時，可以吸附陰離子，有利于硒的循環；當它作為陰離子的環境物質時，主要表現為吸附固定作用[7]。研究區土壤中的有機質與硒呈顯著的正相關性，表明豐富的有機質含量能夠增加土壤的硒含量，興業縣的土壤有機質含量最大，土壤的硒含量比北流市和博白縣的高。

綜上所述，在相同成土母質和土壤類型下，土壤pH 值 和有機質含量是影響研究區水稻根系土硒含量的重要因素，pH 值越小，有機質含量越大，越有利于土壤硒元素的富集。

3.2 水稻籽實硒含量特征

依據《富硒稻谷》（GB/T 22499-2008），水稻中硒含量在0.04～0.3 mg/kg 之間的為富硒水稻，低于該標準下限值的為缺硒，高于該標準上限值的為硒超標。研究區的水稻籽實未出現硒超標的情況，總體富硒率均在70%以上，說明研究區的大部分水稻籽實的硒含量均處于富硒水平（見表2）。

表2 研究區不同硒含量土壤中水稻籽實的硒含量統計參數表

在富硒土壤中，北流市水稻籽實硒平均含量為0.050 mg/kg，富硒率為70%；興業縣水稻籽實硒平均含量為0.068 mg/kg，富硒率達94.44%；博白縣水稻籽實硒平均含量為0.061 mg/kg，富硒率為85.71%。表明在土壤硒水平較高的情況下，興業縣水稻籽實硒平均含量和富硒率最高，其次為博白縣，北流市最低。在非富硒土壤中，北流市水稻籽實硒平均含量與在富硒土壤中的平均含量一致，均為0.050 mg/kg，但富硒率為73.33%，高于富硒土壤；興業縣水稻籽實硒平均含量為0.049 mg/kg，富硒率僅為71.43%，明顯低于富硒土壤；博白縣水稻籽實硒平均含量和富硒率最高。表明在土壤硒水平較低的情況下，北流市、興業縣水稻籽實富硒程度相差不大，而博白縣水稻籽實硒平均含量和富硒率比北流市和興業縣高。

筆者對研究區的水稻籽實硒含量與根系土壤硒含量進行分析發現，研究區的水稻籽實硒含量與對應根系土壤硒含量呈明顯的正相關性（決定系數R2，即回歸方程可以解釋水稻硒含量變化的25%～85%）（見圖1）。其中，北流市R2為0.05，興業縣R2為0.18，博白縣R2為0.04，表明土壤硒含量對水稻硒含量具有重要的影響，當土壤硒含量增高，在一定程度上均會促進研究區水稻籽實對硒的吸收，使籽實的硒含量增加。

圖1 研究區水稻籽實的硒含量與根系土壤硒含量散點圖

土壤的pH 值越小，有機質含量越大，根系土中硒含量越高，則土壤為水稻供硒能力就越強，水稻中硒含量就越高。這也是研究區水稻籽實硒含量存在明顯差異性的原因。

3.3 水稻硒富集能力對比

圖2 研究區水稻硒生物富集系數氣泡圖

4 結語

（1）北流市、博白縣水稻根系土中硒含量差異不明顯，硒含量分布穩定，平均值均未達土壤富硒標準且明顯低于北流市、博白縣表層土壤背景值而高于全國平均水平，呈弱富集狀態；興業縣水稻根系土中硒平均值達富硒水平，較北流市和博白縣高，高于興業縣表層土壤背景值和全國平均水平，呈強烈富集狀態。

（2）不管土壤是否富硒，北流市、興業縣、博白縣水稻籽實硒平均含量均達富硒水稻標準，但富硒率相差較大。當土壤硒水平較高時，興業縣水稻籽實硒平均含量和富硒率最高，其次為博白縣，北流市最低；當土壤硒水平較低時，北流市、興業縣水稻籽實富硒程度相差不大，而博白縣水稻籽實硒平均含量和富硒率高于北流市和興業縣。

（3）在相同成土母質和土壤類型下，北流市、興業縣、博白縣水稻富硒能力存在一定差異性，在富硒土壤（硒含量＞0.4 mg/kg），興業縣產出的水稻富硒能力較強；在非富硒土壤（硒含量＜0.4 mg/kg），北流市、博白縣產出的水稻富硒能力較強。

（4）土壤pH 值和有機質含量是影響水稻硒含量的重要因素。當土壤的pH 值越小，有機質含量越大，土壤中硒含量越高，土壤為水稻供硒的能力就越強，尤以興業縣表現最為明顯。

5 建議

筆者在研究區進行土地質量地球化學調查評價工作發現，研究區有60%以上的土壤達富硒等級，且覆蓋了研究區的各個鄉鎮。而研究區的富硒水稻產業發展仍處于初級階段，目前還面臨生產規模小、打造知名品牌難度大、富硒水稻技術不足等問題，因此把當地的資源優勢轉化為產業優勢，將富硒水稻種植作為鄉村振興的一項產業，可以有效推動當地富硒農業發展。

近年來，玉林地區立足當地豐富的富硒土壤資源，大力發展富硒產品種植，助力農民增產增收，已先后在北流市開展了2 個富硒水稻產業示范區和博白縣的“全國富硒農業示范基地”。建議加快興業縣富硒地塊的開發和富硒水稻種植，同時加大北流市、博白縣發展“全域富硒”水稻產業、富硒大米認證、基地建設等，把握市場“補硒熱”的浪潮，助力鄉村振興。