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宣恩縣西北部土壤硒鋅含量特征及其生物有效性研究

2022-03-12 06:41項(xiàng)劍橋楊良哲王雯雯吳冬妹閆加力
資源環(huán)境與工程 2022年1期
關(guān)鍵詞:宣恩縣結(jié)合態(tài)全量

夏 偉, 項(xiàng)劍橋, 楊 軍, 楊良哲,2, 王 芳*, 王雯雯, 趙 敏, 吳冬妹, 鄒 輝, 閆加力

(1.湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034; 2.湖北省硒生態(tài)環(huán)境效應(yīng)檢測(cè)中心,湖北 武漢 430034)

近年來(lái),功能性食品成為消費(fèi)者極力追求健康的新選擇,也是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向。天然富硒富鋅農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)?;N植需大面積的天然富硒富鋅土壤資源作支撐。

湖北省宣恩縣西北部萬(wàn)寨鄉(xiāng)、椒園鎮(zhèn)、珠山鎮(zhèn)總面積529 km2,地處北緯30°黃金緯度帶上,屬亞熱帶季風(fēng)溫潤(rùn)型山地氣候,呈明顯的垂直氣候特征,具有雨熱同季、冬少?lài)?yán)寒、夏無(wú)酷熱、溫暖濕潤(rùn)、霧雨日多的特點(diǎn)。萬(wàn)寨鄉(xiāng)的歷史名茶“伍家臺(tái)貢茶”是國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品、國(guó)家地理標(biāo)志商標(biāo)、國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志[1]。茶葉產(chǎn)業(yè)為該縣的(尤其是西北部椒園鎮(zhèn)、萬(wàn)寨鄉(xiāng)、珠山鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn))支柱產(chǎn)業(yè)[2]。關(guān)于宣恩縣農(nóng)產(chǎn)品(茶葉)中富含硒、鋅元素的新聞早有報(bào)道,但報(bào)道中并未提及土壤中生物易利用態(tài)的硒、鋅含量以及與其全量、土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系,不同農(nóng)產(chǎn)品中硒鋅含量的受控因素亦未開(kāi)展過(guò)研究,且前人由于樣本布設(shè)欠合理以及樣本數(shù)量少等原因,其系統(tǒng)性和全面性的研究也存在不足。鑒于目前恩施州正在謀劃規(guī)?;晃a(chǎn)業(yè)基地的精準(zhǔn)布局,宣恩縣富硒富鋅農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)更加值得關(guān)注。為此,本文研究基于“宣恩縣土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)(二期)”項(xiàng)目獲取的數(shù)據(jù),分析土壤和相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品中硒鋅含量分布特征,探討土壤中各形態(tài)硒鋅含量分布及與其全量、土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系,結(jié)合不同富硒富鋅地區(qū)土壤和農(nóng)作物的特點(diǎn),針對(duì)性地提出不同的硒鋅活化方法的建議,以期進(jìn)一步為宣恩縣富硒富鋅產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論支持。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于湖北省恩施土家族苗族自治州宣恩縣境內(nèi),為萬(wàn)寨鄉(xiāng)、椒園鎮(zhèn)和珠山鎮(zhèn)三個(gè)行政區(qū)(圖1-a),地處武陵山和齊躍山的交接部位,屬云貴高原延伸部分,區(qū)內(nèi)橫亙著幾條東北—西南走向的大山嶺,形成許多臺(tái)地、崗地、小型盆地、平壩、橫狀坡地和山谷、峽等地貌。地層總體呈北東向展布,出露較全,從奧陶系至三疊系均有發(fā)育(圖1-b),其中三疊系地層為巴東組、嘉陵江組和大冶組,巖性以砂巖、頁(yè)巖、白云巖為主,出露最廣;二疊系地層少量出露,巖性主要為炭質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r和硅質(zhì)巖;志留系地層為紗帽組和羅惹坪組,巖性為頁(yè)巖、粉砂巖及灰?guī)r;奧陶系地層巖性主要為硅質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r和白云巖,其均零星分布在椒園鎮(zhèn)的西北部與珠山鎮(zhèn)的南部。土壤類(lèi)型則主要有黃棕壤、黃壤、石灰土、水稻土、紫色土和黃紅壤。其中分布最廣的是黃棕壤。研究區(qū)大規(guī)模發(fā)展農(nóng)業(yè)種植,土地利用方式以林地為主,其次為耕地和園地;園地則以茶園為主,其次為果園。主要作物有茶葉、水稻、玉米、土豆。

1.南津關(guān)組、牯牛潭組并層;2.寶塔組;3.龍馬溪組;4.羅惹坪組;5.紗帽組;6.云臺(tái)觀(guān)組、寫(xiě)經(jīng)寺組并層;7.大浦組、黃龍組并層;8.梁山組、棲霞組并層;9.茅口組、孤峰組并層;10.龍?zhí)督M、大隆組并層;11.大冶組;12.嘉陵江組;13.巴東組;14.斷層;15.茶葉;16.水稻;17.玉米;18.土豆;19.鎮(zhèn)界;20.研究區(qū)范圍圖1 研究區(qū)地理位置圖(a)、地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)以及農(nóng)作物樣品采集分布圖(c)Fig.1 Geographic location map of the study area (a),geological sketch of the study area (b) and crop sample collection distribution map in the study area (c)

2 材料與方法

2.1 樣品采集和處理

本次研究于2016年在研究區(qū)內(nèi)共采集0~20 cm表層土壤2 202件,每件樣品由周?chē)?0 m范圍內(nèi)5個(gè)子樣等份組合而成。在典型種植區(qū)采集了茶葉75件、水稻籽實(shí)35件、玉米籽實(shí)62件、土豆53件(圖1-c),以及農(nóng)作物對(duì)應(yīng)的根系土225件,同時(shí)采集部分農(nóng)作物對(duì)應(yīng)根莖26件。土壤樣品在自然條件下陰干,一邊晾干,一邊使用木槌輕輕敲打,并全部樣品過(guò)10目(2 mm)尼龍篩,過(guò)篩后將樣品混勻,按四分法稱(chēng)取300 g 入樣品袋送至實(shí)驗(yàn)室。土壤形態(tài)樣品則經(jīng)室溫陰干混勻后,過(guò)20目篩(<0.84 mm)縮分,取土壤試樣200 g,后采用行星球磨機(jī)將樣品粉碎至100目(0.25 mm)送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步處理。茶葉采集完成后,用太陽(yáng)曬或用烘箱在低于60℃溫度下烘烤,加工成干葉,取200 g入樣品袋送至實(shí)驗(yàn)室;水稻、玉米樣品在無(wú)污染、無(wú)揚(yáng)塵、通風(fēng)的條件下自然風(fēng)干后,脫粒,送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步處理;土豆樣品采集完成后,應(yīng)立即先用自來(lái)水沖洗,后用蒸餾水沖洗,再放在干燥通風(fēng)之處晾干,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步處理。

2.2 樣品分析測(cè)試

所有樣品均由湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)試,表層土壤樣品測(cè)試指標(biāo)有硒、鋅、有機(jī)碳、pH,生物樣品分析指標(biāo)有硒、鋅,表層土壤形態(tài)樣品測(cè)試指標(biāo)有硒和鋅的水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)、強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài),根系土分析指標(biāo)與土壤樣品分析指標(biāo)一致。測(cè)試時(shí)準(zhǔn)確度控制采用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控,精密度控制采用四個(gè)兼顧大部分元素高中低含量的土壤一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控,由湖北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心質(zhì)量技術(shù)管理部門(mén)以密碼形式插入在每一分析批次中。經(jīng)檢查,所有樣品報(bào)出率為100%,準(zhǔn)確度和精密度監(jiān)控樣總體合格率100%,檢驗(yàn)總體合格率100%,達(dá)到《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)[3]的要求,數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。土壤地球化學(xué)元素/指標(biāo)分析方法與檢出限見(jiàn)表1。

表1 土壤地球化學(xué)元素/指標(biāo)的分析方法與檢出限(單位:mg/kg)Table 1 Methods of soil geochemical element/index analysis and detection limits

農(nóng)作物樣品經(jīng)微波消解,依據(jù)《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)動(dòng)植物樣品分析方法》(DZ/T 0253.1~2-2014)[4-5],采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測(cè)定鋅的含量,采用原子熒光光譜法(AFS)測(cè)定硒的含量。選擇2個(gè)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10014、GBW10015),對(duì)其中硒、鋅元素進(jìn)行平行分析,相對(duì)誤差值(RE)均≤15%,達(dá)到了內(nèi)部質(zhì)量控制及質(zhì)量水平。

2.3 數(shù)據(jù)處理與研究

利用Microsoft Excel 2016和IBM Statistics SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。圖件使用MapGIS 6.7與Coreldraw X8繪制。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤硒、鋅全量總體分布特征

由表2可知,宣恩縣西北部土壤硒、鋅含量均值分別為0.665 mg/kg和96.26 mg/kg,變異系數(shù)分別為113.79%和21.02%,硒、鋅偏度系數(shù)分別為7.230和4.729,峰度系數(shù)分別為70.103和70.392,兩種系數(shù)均>0,分布形態(tài)呈現(xiàn)正偏斜的尖頂峰。根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)[3]中土壤硒、鋅全量豐缺等級(jí)劃分(表3),宣恩縣西北部土壤硒含量處于高硒水平,以高(0.4~3 mg/kg)和適量(0.175~0.4 mg/kg)級(jí)別為主,合計(jì)占96.77%,而邊緣(0.125~0.175 mg/kg)和較缺乏(≤0.125 mg/kg)級(jí)別合計(jì)僅占1.36%。同時(shí)土壤鋅含量也處于豐富水平,以豐富(>84 mg/kg)級(jí)別為主,占77.38%;其次為較豐富(71~84 mg/kg)級(jí)別,占18.85%;而中等(62~71 mg/kg)、較缺乏(50~62 mg/kg)、缺乏(<50 mg/kg)級(jí)別合計(jì)占3.76%。另外宣恩縣西北部土壤中硒、鋅含量背景值(0.518 mg/kg)和(93.90 mg/kg)均高于恩施州背景值[6]和中國(guó)土壤(A層)背景值[7]??梢?jiàn)宣恩縣西北部土壤中具有豐富的富硒富鋅資源。

表2 宣恩縣西北部土壤硒、鋅含量及特征參數(shù)(單位:mg/kg)Table 2 Contents and characteristic parameters of selenium and zinc in soil of northwest Xuan’en County

宣恩縣西北部土壤硒鋅元素地球化學(xué)圖顯示(圖2),針對(duì)不同的行政區(qū)劃,宣恩縣西北部土壤硒、鋅含量存在空間分布不均勻現(xiàn)象,土壤硒鋅含量的高值區(qū)基本與二疊系地層展布保持一致。從圖3可知土壤中硒含量從高到低依次為珠山鎮(zhèn)>椒園鎮(zhèn)>萬(wàn)寨鄉(xiāng);土壤中鋅含量從高到低依次為椒園鎮(zhèn)>珠山鎮(zhèn)>萬(wàn)寨鄉(xiāng)。這主要是與萬(wàn)寨鄉(xiāng)大部分區(qū)域出露三疊系嘉陵江組、巴東組[2],富硒地層二疊系孤峰組等黑色巖系分布較少有關(guān)。

表3 宣恩縣西北部土壤硒、鋅全量豐缺等級(jí)Table 3 Grading of total abundance and deficiency of selenium and zinc in soil of northwest Xuan’en County

圖2 宣恩縣西北部土壤硒、鋅元素地球化學(xué)圖Fig.2 Geochemical map of selenium and zinc elements in soil of northwest Xuan’en County

圖3 宣恩縣西北部土壤硒、鋅全量比例頻數(shù)分布Fig.3 Frequency distribution of selenium and zinc content in soil of northwest Xuan’en County

3.2 土壤各形態(tài)硒、鋅分布特征

植物吸收硒、鋅的量不僅與土壤硒、鋅全量有關(guān),更與硒、鋅的生物可利用性有關(guān)。一般認(rèn)為水溶態(tài)和離子交換態(tài)是土壤活性較高的部分,兩者總量為可交換態(tài),可以供生物直接吸收利用。瞿建國(guó)等[8]的研究認(rèn)為利用水溶態(tài)、離子交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的硒來(lái)衡量作物從土壤中吸收硒的情況更為合理;王松山[9]得出水溶態(tài)、離子交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)硒是植物吸收硒的直接來(lái)源,將可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)劃分為弱結(jié)合態(tài)(后者水解后可釋放出金屬離子);腐殖酸結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)劃分為中等強(qiáng)度結(jié)合態(tài)(在一定條件下,可分解釋放出金屬離子);強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)與殘?jiān)鼞B(tài)是非常穩(wěn)定的形態(tài),很難釋放出金屬離子,很難被生物吸收其化學(xué)成分,兩者總量為強(qiáng)結(jié)合態(tài)。上述弱、中、強(qiáng)結(jié)合態(tài)分別界定為生物易利用態(tài)、中等利用態(tài)和惰性態(tài)[10]。在研究區(qū)選擇了61件土壤樣品進(jìn)行硒、鋅形態(tài)研究,分析土壤中硒和鋅各形態(tài)的含量、比例以及變異系數(shù)(表4)。結(jié)果表明,不同形態(tài)硒、鋅含量占全量之比表現(xiàn)為:惰性態(tài)硒(鋅)>中等利用態(tài)硒(鋅)>生物易利用態(tài)硒(鋅);不同形態(tài)硒變異系數(shù)隨著硒惰性增強(qiáng)而增大,不同形態(tài)鋅變異系數(shù)隨著鋅惰性增強(qiáng)而減小,硒在全區(qū)的生物易利用性較鋅穩(wěn)定。

表4 土壤硒、鋅不同形態(tài)含量及所占比例Table 4 Different forms of selenium and zinc in soil and their proportions

3.3 土壤各形態(tài)硒、鋅含量與全量及理化性質(zhì)的關(guān)系

在土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中,土壤硒、鋅全量分別代表土壤各形態(tài)硒、鋅的總和,顯示土壤中提供硒、鋅的潛在水平,雖然不能反映土壤對(duì)作物提供有效硒、鋅的含量,但是為土壤有效硒、鋅的來(lái)源,具有調(diào)節(jié)作用[11]。

土壤中硒的生物可利用性,主要由硒的形態(tài)、pH、氧化還原性等因素決定。土壤中鋅的形態(tài)分布則與土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量等密切相關(guān)[12]。因此本次研究土壤中各形態(tài)硒和鋅與土壤全硒、全鋅、pH、有機(jī)質(zhì)含量的相互關(guān)系,分析不同形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的驅(qū)動(dòng)因素,探討提高高硒富鋅地區(qū)土壤硒、鋅有效性的途徑。

3.3.1土壤中各形態(tài)硒、鋅含量與土壤硒、鋅全量的相互關(guān)系

由表5可知惰性態(tài)硒、鋅與硒、鋅全量之間的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.995和0.889(P<0.01),顯示顯著的高度正相關(guān);中等利用態(tài)硒含量與全硒含量相關(guān)系數(shù)0.855(P<0.01)亦呈顯著正相關(guān),而中等利用態(tài)鋅含量與全鋅含量相關(guān)系數(shù)0.470(P<0.01)相關(guān)性相對(duì)較低;生物易利用態(tài)鋅含量與全鋅含量相關(guān)性不顯著,生物易利用態(tài)硒含量則與全硒含量具有顯著正相關(guān)性(圖4-a)。當(dāng)土壤全硒含量≤1 mg/kg,土壤中生物易利用態(tài)硒含量在0.01~0.03 mg/kg波動(dòng);當(dāng)土壤全硒含量>1 mg/kg,土壤中生物易利用態(tài)硒含量與土壤全硒含量呈顯著正相關(guān)性。說(shuō)明當(dāng)土壤全硒含量超過(guò)一定值后,在很大程度上決定了各形態(tài)硒的含量,土壤中生物易利用態(tài)硒含量在0.01~0.30 mg/kg;土壤全鋅含量則僅決定了中等利用態(tài)鋅和惰性態(tài)鋅的含量,土壤中生物易利用態(tài)鋅含量則與全鋅含量關(guān)系不顯著(圖4-d),全區(qū)土壤中生物易利用態(tài)鋅含量在1~6 mg/kg。

圖4 土壤中生物易利用態(tài)硒、鋅與全量、pH、有機(jī)質(zhì)相關(guān)性圖Fig.4 Correlation diagram of easily available Se and Zn in soil with total amount, pH and organic matter

3.3.2土壤中各形態(tài)硒、鋅與土壤pH值的相互關(guān)系

由表5和圖4-b、圖4-e可知,土壤中pH值與土壤中可交換態(tài)鋅和生物易利用態(tài)鋅呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。有研究表明,當(dāng)土壤pH<7.7時(shí),土壤中鋅主要以Zn2+離子存在;當(dāng)pH=7.7~9.1時(shí),土壤中鋅主要以ZnOH+存在[13],隨著土壤pH值的增加,土壤生物易利用態(tài)鋅含量明顯減少。而土壤pH值與土壤中可交換態(tài)硒呈顯著正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)pH>6.0時(shí),與土壤中生物易利用態(tài)硒具有顯著正相關(guān)關(guān)系;當(dāng)pH<6.0時(shí),與土壤中可交換態(tài)硒具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤pH值影響硒的溶解度和有效性,微酸性—中性土壤中的硒溶解度最低,主要以不易吸收的可溶亞硒酸鹽形式存在,與鐵或鋁容易形成復(fù)合物,大大降低了植物對(duì)硒的吸收;而在堿性土壤中,硒以易于作物吸收的可溶性硒酸鹽形式存在,有效性較高[9,14]。土壤pH值與土壤中中等利用態(tài)硒存在微弱負(fù)相關(guān)關(guān)系。適當(dāng)提高土壤pH值可以促進(jìn)中等利用態(tài)硒轉(zhuǎn)化為生物易利用態(tài)硒,增進(jìn)農(nóng)作物的硒吸收效率。

3.3.3土壤中各形態(tài)硒、鋅與土壤有機(jī)質(zhì)的相互關(guān)系

由表5和圖4-c、圖4-f可知,土壤中有機(jī)質(zhì)與土壤中可交換態(tài)鋅、生物易利用態(tài)鋅和中等利用態(tài)鋅呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與惰性態(tài)鋅關(guān)系不大。土壤有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程中不僅可產(chǎn)生酸性物質(zhì)降低土壤pH值,而且其小分子物質(zhì)可與鋅形成溶解度大的絡(luò)合物[15],從而增加鋅的有效性。同時(shí)土壤中有機(jī)質(zhì)與生物易利用態(tài)硒、中等利用態(tài)硒和惰性態(tài)硒具有顯著正相關(guān)關(guān)系,與可交換態(tài)硒關(guān)系不大。可以說(shuō)明對(duì)農(nóng)作物施用適量的有機(jī)肥料可以極大地促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)生物易利用態(tài)鋅硒的吸收效率。

表5 土壤各形態(tài)硒、鋅含量與全量、pH、有機(jī)質(zhì)的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 5 The correlation coefficient matrix of selenium and zinc contents in soil with total amount, pH and organic matter

3.4 土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中硒、鋅元素的分布特征

3.4.1農(nóng)作物可食部位硒、鋅含量及評(píng)價(jià)

對(duì)研究區(qū)不同農(nóng)作物可食部位中硒、鋅含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表6),不同種類(lèi)農(nóng)作物可食部位中硒、鋅含量的變異程度同土壤全量變異程度相似,均表現(xiàn)為硒含量變異程度較高,鋅含量變異程度較低。農(nóng)作物可食部位中對(duì)硒元素富集能力高低順序?yàn)橛衩?茶葉>水稻>土豆,對(duì)鋅元素富集能力高低順序?yàn)椴枞~>玉米>水稻>土豆。根據(jù)不同的富硒富鋅標(biāo)準(zhǔn)(表6),研究區(qū)水稻達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)的比例(71.43%)較高,其余農(nóng)作物達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)的比例較低;另外水稻全部達(dá)到富鋅標(biāo)準(zhǔn),玉米的富鋅率也達(dá)到了69.35%,茶葉和土

表6 農(nóng)作物硒、鋅含量及其富集評(píng)價(jià)(單位:mg/kg)Table 6 Selenium and zinc contents and their enrichment evaluation in crops

豆達(dá)到富鋅標(biāo)準(zhǔn)的比例較低,但大多處于臨界的閾值。

3.4.2不同土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中各部位硒、鋅含量富集規(guī)律

為了衡量農(nóng)作物從土壤中吸收富集硒、鋅元素能力,定義生物富集系數(shù)BCF=C農(nóng)作物/C根系土,式中:C農(nóng)作物表示農(nóng)作物中的含量(mg/kg);C根系土表示在農(nóng)作物對(duì)應(yīng)根系土中的含量(mg/kg)。富集系數(shù)越大,其對(duì)土壤中某種元素的富集能力就越強(qiáng)[10,24-25],如果富集系數(shù)>1,說(shuō)明該作物對(duì)某種元素具有超富集能力[10,26]。從表7和圖5中可看出,硒在不同農(nóng)作物中自根莖至葉片或籽實(shí)富集系數(shù)依次降低,鋅則在茶葉葉片及玉米籽粒中富集系數(shù)高于其根部或者莖部。雖然通過(guò)大氣沉降可以吸收一定量的鋅元素,但茶樹(shù)從土壤中吸收的鋅元素仍是茶葉中鋅元素的主要來(lái)源[13]。

表7 不同土壤—農(nóng)作物系統(tǒng)中硒鋅生物富集系數(shù)(單位:%)Table 7 Bio-accumulation coefficient of selenium and zinc in different soil-crop systems

圖5 農(nóng)作物不同部位硒、鋅富集程度對(duì)比圖Fig.5 Comparison of selenium and zinc enrichment degree in different parts of crops

4 結(jié)論

(1) 宣恩縣西北部土壤硒含量處于高硒水平,以高(0.4~3 mg/kg)和適量(0.175~0.4 mg/kg)級(jí)別為主,合計(jì)占96.77%;土壤鋅含量也處于豐富水平,以豐富(>84 mg/kg)級(jí)別為主,占77.38%。土壤硒、鋅含量空間分布不均勻,硒含量從高到低依次為珠山鎮(zhèn)>椒園鎮(zhèn)>萬(wàn)寨鄉(xiāng);鋅含量從高到低依次為椒園鎮(zhèn)>珠山鎮(zhèn)>萬(wàn)寨鄉(xiāng),這主要與其區(qū)域地質(zhì)背景有關(guān)。

(2) 研究區(qū)土壤中硒、鋅元素形態(tài)主要為強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)與殘?jiān)鼞B(tài),很難以離子形態(tài)釋放出來(lái),不同形態(tài)硒變異系數(shù)隨著硒惰性增強(qiáng)而增大,不同形態(tài)鋅變異系數(shù)隨著鋅惰性增強(qiáng)而減小,硒在全區(qū)的生物易利用性較鋅穩(wěn)定。

(3) 土壤中各形態(tài)硒、鋅含量與土壤硒全量、鋅全量、pH值、有機(jī)質(zhì)等存在不同程度的相關(guān)性。生物易利用態(tài)鋅含量與全鋅含量相關(guān)性不顯著,生物易利用態(tài)硒含量則與全硒含量具有顯著正相關(guān)性。pH值與生物易利用態(tài)鋅呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與中等利用態(tài)硒存在微弱負(fù)相關(guān)關(guān)系,pH值的適當(dāng)升高可以促進(jìn)中等利用態(tài)中硒轉(zhuǎn)化為生物易利用態(tài)硒,增進(jìn)農(nóng)作物的硒吸收效率。有機(jī)質(zhì)與可交換態(tài)鋅、生物易利用態(tài)鋅和中等利用態(tài)鋅呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與土壤中生物易利用態(tài)硒、中等利用態(tài)硒和惰性態(tài)硒具有顯著正相關(guān)關(guān)系,對(duì)農(nóng)作物施用適量的有機(jī)肥料可以極大地促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)生物易利用態(tài)硒鋅的吸收效率。

(4) 農(nóng)作物可食部位對(duì)硒元素富集能力高低順序?yàn)橛衩?茶葉>水稻>土豆;對(duì)鋅元素富集能力高低順序?yàn)椴枞~>玉米>水稻>土豆,硒在不同農(nóng)作物中自根莖至葉片或籽實(shí)富集系數(shù)依次降低,鋅在茶葉葉片及玉米籽粒中富集系數(shù)高于其根部或者莖部。

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