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(yīng)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(jié)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(dá)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

世界衛(wèi)生組織和國際營養(yǎng)組織在1973年確認(rèn)硒（Se）為人和動(dòng)物體內(nèi)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(guān)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(nèi)對機(jī)體組織的抗氧化作用外，硒元素在植物抵御感染、調(diào)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(qiáng)植物的抗氧化性，提高植物對逆境的抵抗能力，促進(jìn)植物生理代謝，改善數(shù)體生長發(fā)育狀況，增加作物產(chǎn)量，改善果實(shí)的品質(zhì)[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(nèi)有害自由基，防止氧自由基對細(xì)胞膜的攻擊，保護(hù)細(xì)胞不產(chǎn)生癌變，被譽(yù)為“抗癌之王;硒能有效預(yù)防心血管疾病，有一定的抗氧化、防衰老及免疫調(diào)節(jié)作用;硒對緩解重金屬中毒和保護(hù)肝臟有明顯作用;硒對眼睛的保護(hù)作用也不可小覷，硒還能提高生殖機(jī)能[3]。動(dòng)物和人體自身并不能合成硒，須通過外源硒的攝取補(bǔ)充，富硒農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)是人體補(bǔ)硒的重要基礎(chǔ)。

福橙是澄邁縣于2002 年從廣東省引進(jìn)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(dú)厚的富硒土地資源，硒含量高達(dá)0.068 μg/g[5]（國家標(biāo)準(zhǔn)≥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(nóng)產(chǎn)品硒含量高低的前提，同時(shí)植物體內(nèi)硒的累積量與土壤中硒的含量密切相關(guān)[6]。本試驗(yàn)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(jìn)行研究，旨在為富硒優(yōu)質(zhì)福橙的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)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(fēng)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(zhì)量優(yōu)良。

1.2? 樣品采集及預(yù)處理

采樣時(shí)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(gè)果園采用隨機(jī)多點(diǎn)采集土樣和葉片各8份，同時(shí)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(fēng)干，碾細(xì)過1 mm篩后供測試分析用。葉片樣品帶回實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)食品中硒含量測定參照GB5009.93.2010標(biāo)準(zhǔn)，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(yù)熱20 min，然后放入微波消化儀中進(jìn)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(zhuǎn)移試樣消化液于25 mL容量瓶中定容，混勻備用。同時(shí)設(shè)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(dòng)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(zhuǎn)移至50 mL容量瓶，定容至刻度，搖勻，待測。同時(shí)設(shè)置試劑空白對照。

1.4? 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010軟件進(jìn)行所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，方差分析采用SPSS19.0軟件進(jìn)行Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較分析。

2? 結(jié)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(jī)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(zhì)、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(dá)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(guān)[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(jī)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(guān)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(guān)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(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)、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(dá)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(chǎn)生相應(yīng)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(dá)到最大，為0.136 7。

3? 結(jié)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(jié)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(guān)。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(dá)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(jī)質(zhì)未完全分解[20]，導(dǎo)致土壤有效硒含量的降低有關(guān)。

4）種植3年的福橙園中，葉片硒的富集度達(dá)到最大，為0.136 7，有利于硒的富集。說明這個(gè)時(shí)期補(bǔ)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(jié)構(gòu)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(shí)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(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究甚少，因此，在以后的研究中要傾向于柑橘富硒機(jī)理的研究，揭示硒在植物中的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理，為開發(fā)富硒水果奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[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(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（1）：76-79.

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

[4] 劉曉妹，張? 賀，韋運(yùn)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(dǎo)刊，2014（9）：5-8.

[5] 金忠澤.澄邁福橙產(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)和形態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，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(shí)驗(yàn)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(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（21）：8862-8864.

[9] 宋? 崎.土壤和植物中的硒：土壤地球化學(xué)的進(jìn)展與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)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(diào)節(jié)[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué)，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(xué)與食物鏈的研究現(xiàn)狀[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，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(zhuǎn)化研究[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，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(guān)性及其影響因素研究[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，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(nóng)業(yè)科學(xué)，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(yīng)兵，陳? 芬，熊明彪，等.若爾蓋高原濕地土壤性質(zhì)對硒有效性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2004，18（5）：15.18.