浔郁平原富硒土壤成因及其影响因素研究

富硒土壤是发展富硒产业的前提条件。以浔郁平原1∶50 000土地质量地球化学调查和多年定位试验结果为基础,分析了浔郁平原富硒土壤比例,并初步探讨了富硒土壤成因及影响因素。结果表明,浔郁平原的覃塘、桂平、平南和港南等4个县(市、区)的土壤硒含量明显高于全国平均水平(0.29 mg/kg),最高的覃塘区达到0.77 mg/kg。覃塘、桂平、平南3区县硒含量≥0.4 mg/kg的土壤均超过50%,其中覃塘区高达88.5%。桂平市的土壤对成土母质硒元素具有明显的继承性。土壤pH与土壤硒呈明显负相关关系,pH5的土壤硒含量高达0.58mg/kg。林地、草地、果园和水田的土壤硒含量依次降低,水田土壤硒含量只有林地的65.45%。因此,浔郁平原土壤硒资源丰富,成土母质、土地利用方式及土壤pH是影响土壤硒水平的重要因素。     

富硒与非富硒水稻品种对硒的吸收分配的差异及机理

采用盆栽试验方法研究了富Se与非富Se水稻(秀水48和丙9652)对土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配差异.结果表明:随着生长发育期的推进,水稻在拔节期对Se累积量骤增,从拔节期到灌浆期水稻Se的累积量占总Se累积量的65%-77%,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期,水稻生命周期中吸收的Se大部分在这个时期完成.在水稻苗期,秀水48较高的Se吸收量是由于其根系对亚硒酸盐吸收能力较高.而在籽粒成熟期,两个品种生物量和Se吸收量没有差异,无论在低Se土壤还是加Se土壤上,秀水48籽粒Se含量都显著高于丙9652,这说明水稻对土壤Se的吸收是非恒定的,富Se水稻秀水48比非富Se水稻丙9652有较强的Se吸收能力和较强的Se转运能力,但是,Se在两个水稻品种的籽粒和其他器官中的分配差异是引起籽粒Se含量差异的一个重要原因.土壤不施Se时植株各器官Se含量顺序依次为根＞叶≈茎＞籽粒,Se易于向营养体富集,土壤施亚硒酸盐后植株各器官Se含量则为根＞籽粒＞叶＞茎,表现出Se向籽粒富集的特征.     

水稻不同品种在海南富硒土壤中硒的吸收和分配机理

利用盆栽研究了5个水稻品种在两种不同的富硒土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配机理.结果表明,随着生长发育期的推进,水稻在孕穗期对Se含量和累积量同时骤增,从苗期到孕穗期水稻Se的累积量占总Se累积量的45.5%～67%,同时Se含量也达到最高,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期;在富硒土壤1中水稻各器官Se含量都显著大于相应土壤2中水稻各器官,水稻各器官Se含量顺序依次为根>叶>茎>籽粒,Se易向营养体富集;5个水稻品种中只有杂交稻在土壤1中生长正常;3个常规水稻中旱14、2004-95、稻翅品种在土壤2中的SOD、POD酶活性比土壤1中呈明显减小趋势,但杂交稻特优10 SOD酶活性变化相反,其POD酶活性变化的幅度也最小;在土壤2中5个水稻品种生长都正常,杂交稻的平均硒含量最低,但累积量最高.     

新疆水稻主产区土壤硒含量与水稻籽粒硒含量的相关性

对新疆水稻主产区的44个稻田耕层土壤及收获籽粒进行调查取样,结果表明:稻田13%属于足硒土壤,82%属于富硒土壤且有5%属于高硒土壤。而水稻籽粒硒含量达到国家谷物类食品富硒标准的仅有20%,水稻籽粒硒含量与稻田土壤全硒含量相关性不显著,但水稻籽粒硒含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,且土壤p H值及土壤有效磷含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,说明在新疆水稻主产区土壤有效硒含量是衡量土壤供硒潜力的有效指标,在实际生产中大部分的稻田需要通过施用适量外源硒肥来提高水稻籽粒中硒的含量。     

不同形态硒向水稻籽粒转运途径及品种差异

硒是人体必需微量元素,提高水稻籽粒硒含量对改善人体膳食硒营养有重要意义。以富硒水稻品种(Oryza sativa L.)秀水48和非富硒品种S.Andrea为材料,在灌浆期分别供应离体穗亚硒酸盐、硒酸盐、硒代蛋氨酸(SeMet)和硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys),探讨两品种水稻在灌浆期向籽粒转运不同形态硒的品种差异及转运途径。结果表明:水稻体内有机硒主要通过韧皮部转运至籽粒,硒酸钠可能通过木质部和韧皮部共同转运至剑叶,而亚硒酸钠主要通过木质部转运至剑叶。秀水48从茎至籽粒转运硒酸盐和硒代蛋氨酸能力显著强于S.Andrea,并且富硒水稻秀水48从剑叶至籽粒转运有机硒(硒代蛋氨酸)能力显著高于S.Andrea。与非富硒水稻相比较,富硒水稻能通过茎和剑叶向籽粒转运较多的硒,这可能是引起水稻籽粒硒含量差异的直接原因。     

干湿交替灌溉对富硒土壤硒形态及水稻硒积累的影响

以自然富硒土壤为试材,采用盆栽试验,探讨了轻干湿交替、重干湿交替、正常管理和淹水状态下的土壤硒形态及水稻硒积累。结果表明:籽粒产量以轻干湿交替处理最高,比淹水处理高22.17%,二者差异显著。所有处理水稻不同部位的含硒量均表现为根(0.411~0.695mg/kg)茎(0.214~0.378mg/kg)叶(0.187~0.327mg/kg)谷壳(0.156~0.235mg/kg)籽粒(0.132~0.185mg/kg)。籽粒含硒量和土壤可溶态硒含量以重干湿交替处理最高,淹水处理最低,其中二者含硒量差异也达显著水平。土壤有效硒含量与水稻根、茎叶、谷壳和籽粒中硒含量均呈现显著或极显著正相关(0.939**,0.896**,0.793**,0.723*)。水稻根的硒吸收系数也以重干湿交替处理最高(0.438),淹水处理最低(0.259),表明干湿交替提高了水稻硒吸收能力。综合分析得出,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量,还能提高稻米硒含量,且比正常管理节约用水,整体表现以轻干湿交替处理为最佳。     

安徽省宁国市土壤和农产品硒地球化学特征及影响因素

以安徽省宁国市全域表层土壤和主要农产品为研究对象,系统采集了6 278件土壤样品和216件农作物样品,研究了土壤全硒含量的分布特征及其主要影响因素,分析了土壤有效硒含量特征和农产品硒含量特征。结果表明:宁国市土壤全硒含量平均值为0.645 mg/kg,富硒土壤样点数和面积占比分别为57.45%、70.30%。土壤硒含量主要受成土母质控制,震旦系和寒武系下统发育土壤硒含量显著高于其他成土母质;不同土地利用方式对土壤硒含量有一定的影响,园地和林地土壤比水田、旱地土壤更易富集硒元素;土壤硒含量与有机质、重金属元素含量存在显著的正相关关系(P0.01),与土壤p H没有显著相关性。土壤有效硒含量平均值为0.023 mg/kg,水稻、山核桃、茶叶中硒含量平均值分别为0.065、0.022、0.074 mg/kg,水稻、山核桃富硒率高达24.04%和54.88%,富硒山核桃具有广阔的开发前景。     

外源硒矿粉对玉米硒累积及矿质元素吸收的影响

【目的】通过生物强化的方法获得生物安全形态的有机硒,是实现人体科学补硒的重要途径。研究外源硒矿粉在生产中的合理施用量及其对作物的影响,可为富硒农产品生产提供理论与技术指导。【方法】以玉米为试材,以湖北恩施的富硒矿粉(总硒含量为180 mg/kg)为硒源进行田间试验,研究了玉米对外源硒的吸收与转化及施硒对玉米矿质元素吸收的影响。设5个施硒处理: Se 0 (CK)、 750 (Se1)、 1500 (Se2)、 2250 (Se3) 和3000 g/hm2 (Se4)。于玉米大喇叭口期和成熟期取样,测定玉米不同部位总硒含量以及玉米籽粒中总硒、 有机硒及矿质元素含量。【结果】土壤施用富硒矿粉对玉米籽粒产量和总生物量没有显著影响,但可显著增加玉米籽粒及各器官硒含量。随硒施用量由0增加到3000 g/hm2,玉米籽粒中硒含量由14.2 μg/kg 增加到350.3 μg/kg。除Se2处理外,玉米根系中的硒含量在收获期高于抽穗期,而玉米茎和叶中的硒含量在收获期低于抽穗期。玉米不同器官对硒的富集能力依次为根叶籽粒茎,而玉米对硒的转移系数大小顺序亦为叶籽粒茎。与对照相比,施硒使玉米籽粒中有机硒含量显著增加,不同施硒处理玉米籽粒中有机硒含量范围为12.9~302.6 μg/kg,随土壤施硒量增加,有机硒占总硒的比例从86.87%增加到90.84%,不同处理之间有机硒所占比例差异不显著。玉米籽粒总硒、 有机硒与各器官硒含量之间均表现出显著的相关性,其中籽粒中有机硒与不同生育期根中硒含量达到极显著相关水平。施硒可显著抑制玉米籽粒对Na的吸收,对K、 Ca、 Mg、 Fe 的吸收无显著影响,一定的施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。【结论】施用外源硒矿粉对玉米生物量与籽粒产量无显著影响。随施硒量增加,玉米籽粒中总硒含量和有机硒含量与对照相比显著增加,但对玉米籽粒中的有机硒与总硒的比例没有显著影响。一定施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。以纯硒施用量为750~1500 g/hm2作为硒矿粉在富硒玉米生产中的推荐施硒量。     

水分管理对水稻籽粒硒积累及根际土壤细菌群落多样性的影响

采用盆栽试验方法,研究不同水分管理方式对水稻根际土壤硒组分、籽粒硒积累以及根际土壤细菌群落多样性的影响。结果表明：在水稻的各生育期,好氧和干湿交替较淹水灌溉一定程度上提高了土壤pH和氧化还原电位（Eh）,土壤可溶性和可交换态硒含量增加,从而提高了土壤硒的有效性。水稻成熟后,不同部位的含硒量由高到低依次为根（1.38~2.22 mg·kg^-1）、叶（0.55~0.85 mg·kg^-1）、茎（0.53~0.61 mg·kg^-1）和籽粒（0.15~0.53 mg·kg^-1）。水稻籽粒含硒量以干湿交替灌溉最高,淹水灌溉最低,二者含硒量差异达显著水平。干湿交替灌溉的水稻产量显著高于常规淹水灌溉,且较淹水灌溉提高了7.83%,较好氧灌溉提高13.51%。水稻根际土壤优势菌为变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、Patescibacteria和芽单胞菌门,变形菌门是不同水分管理方式下水稻根际土壤中丰度最高的细菌,水分管理措施显著影响其丰富度,干湿交替和好氧灌溉中变形菌门的丰富度明显高于淹水灌溉。从纲水平看,Gammaproteobacteria的丰度与土壤有效硒含量呈正相关,故Gammaproteobacteria丰度的增加可能是土壤硒生物有效性增加的另一个重要原因。综上,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量和稻米硒含量,且较正常淹水管理节约用水,在水稻生产中,是一种优先推荐的水分管理方法。     

内源调控与外源补硒对红壤中硒有效性及水稻产量的影响

通田间试验,比较了富硒红壤增施钙镁磷肥或喷施作物生长促进剂的内源调控处理与施用硒肥或喷施硒素的外源补硒处理对土壤中硒的化学有效性、水稻生长的影响以及水稻吸收硒的效果。结果表明,内源调控处理与外源补硒处理均提高了土壤中硒的化学有效性,促进了水稻生长,且都使得水稻籽粒的硒含量达到江西省富硒大米地方标准(70~300μg kg~(-1)),其中,增施钙镁磷肥并配施氨基酸叶面肥的内源调控处理使稻米中硒含量达到了0.081±0.004 mg kg~(-1),增幅达到极显著水平(P0.01),与外源补硒的效果接近。因此,在富硒地区通过土壤内源调控措施能充分利用土壤硒素资源,生产富硒农产品,具有较好的应用前景。     

水网地区水稻土的含硒量及根外施硒对糙米硒含量的影响

本文通过对嘉善县平原水稻土硒含量特征和该区水稻硒含量之间关系的调查研究表明：（１）嘉善县平原水稻土,水溶态硒含量低于一般水稻土水溶态硒的临界值（０．０１０μｇ／ｇ）,这与该区的土壤母质、地形等因素相关;（２）低硒水稻土了水稻对硒的吸收积累,因此该县出产的稻米硒含量亦普遍较低,平均含硒量低于粮食硒的正常含量范围（０．０４０～０．０７０μｇ／ｇ）;（３）水稻地上各部分含硒量存在差异,糠、秸杆中的含硒量     

两个水稻品种富硒特性比较研究

以前期田间试验筛选出的富硒能力较强的水稻品种捷丰优629和谷丰优8312为材料,采集硒含量不同的稻田土壤,通过盆栽试验进一步研究了两个水稻品种对土壤硒的吸收、分配及其糙米和精米中无机硒与有机硒含量的组成特点。结果表明:两个水稻品种植株的硒累积量、糙米和精米的硒含量与有机硒含量都是高硒土壤极显著高于低硒土壤,表明高硒土壤有利于稻米硒的累积与有机硒的合成,因此生产优质富硒大米最好选择硒含量较高的稻田土壤。无论在高硒土壤还是低硒土壤上,捷丰优629植株中硒累积量和籽粒中硒累积量与谷丰优8312的差异都不显著,但捷丰优629的糙米和精米中硒含量以及有机硒含量都极显著高于谷丰优8312,表明捷丰优629吸收的硒易分配到可食用部位(糙米和精米),而且其无机硒向有机硒的转化能力较强,因此综合比较来看捷丰优629富硒特性优于谷丰优8312。     

粉煤灰堆场附近农田土壤硒环境污染评价

对贞观山煤灰库附近农田土壤、土壤剖面、灌溉水、母岩以及稻米,蔬菜等农作物中Se含量特征及污染现状进行了系统分析与评价.结果显示:煤灰库周围的农田土壤Se含量范围为0.15～6.12mg/kg,受到不同程度污染.土壤Se含量空间分布特征表明.离煤灰库越近的农田土壤Se污染越严重.农田土壤Se污染主要是由Se含量超标地表水灌溉以及煤灰库的长期处置所引起的,受母岩的影响不大.研究区稻米Se含量较高,为0.04～1.12mg/kg,部分稻米样品Se含量超标严重,并且受土壤Se污染影响明显.长期食用Se含量超标大米对人体健康会产生潜在危害.     

东北平原土壤硒分布特征及影响因素

我国粮食主产区的东北平原一直被认为是严重缺硒或缺硒地方病经常发生的地区,地质大调查以来采用现代分析测试手段进行高精度土壤硒的富集、分布研究,对特色土地资源开发利用具有重要意义。以每4 km2 1个点的表层(0~20 cm)、每16 km21个点的深层(150~180 cm)土壤数据对东北平原土壤硒分布特征及影响因素进行统计分析。结果表明,东北平原表层土壤以足硒为主,足硒面积达51.54%,硒潜在不足面积占25.05%,Se反应不足面积仅为22.63%,富硒土壤面积不足1%;深层土壤则以缺硒为主,硒反应不足面积占80.68%。表层土壤Se含量相对于深层土壤表现出明显的富集特征,仅在西部盐碱化、沙化区及东部土壤发育程度低的基岩区为基本自然状态―弱富集特征,土壤硒继承成土母岩程度较弱,而铁锰氧化物、有机质、土壤类型、质地等理化性质对硒具有明显的富集作用,后期人类活动也是影响硒富集的主要因素,但表生富集作用、人类活动影响不足以使表层土壤达到富硒程度。     

浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征

本文研究了浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征。所采土壤样品中,As含量高于土壤环境质量一、二和三级标准的分别占总数的21.15%、9.62%和7.69%。该金属冶炼厂周围88.46%的土壤属于富Se土壤。足Se土壤占总样的5.77%,过量Se土壤占3.85%,高Se土壤占5.77%。水田土壤可能受与金属冶炼有关的点源污染影响。糙米的As、Se含量高于全国糙米As、Se背景值,可食部分As、Se浓度均未超过我国规定的水稻卫生标准。     

福建耕地土壤硫肥效应及其临界指标研究

硫是作物生长发育所需的营养元素。根据多年多点田间试验和土壤有效硫测定,研究福建主要粮经作物的硫肥效应、土壤有效硫临界指标和耕地土壤硫肥力状况。64个田间试验表明,福建主要农作物施用硫肥平均增产10.5%,增产幅度是旱作物>水稻>香蕉;水田土壤和旱地土壤有效硫临界指标分别为23mgkg-1和25mgkg-1。根据全省372个耕层土样有效硫测定结果,土壤有效硫含量平均为27.6mgkg-1,低于土壤有效硫临界值的样品数占57.0%,其中,闽东南地区耕地土壤有效硫缺乏程度比闽西北地区高;在土地不同利用类型中,旱地土壤有效硫总体比水田匮乏,旱地土壤有效硫平均含量是茶果园>菜园>农地,其中,农地土壤有效硫低于临界指标的样品占75.3%;水田中不同土种的土壤有效硫含量以埭田最高,灰沙泥田为最低,旱地则以灰赤土最高而风沙土最低。     

黔中地区水稻土的含硒量及其对糙米硒含量的影响

通过贵州开阳县水稻土硒含量特征和该区水稻硒含量之间关系的调查研究表明:开阳县水稻土水溶性硒含量高于一般水稻土水溶性硒的临界值(0.01μgg-1),这与该区的成土母质、地形等因素有关。富硒水稻土使水稻对硒的吸收增加,该县出产的稻米硒含量普遍比贵州省其它地区高,平均含硒量高于粮食硒的正常含量范围(0.04~0.07μgg-1)。水稻地上各部分含硒量存在差异,糠、秸秆中的含硒量高于糙米,糙米含硒量与土壤硒含量的相关性达极显著水平(r=0.7861*,P<0.05)。     

稻草还田与施氮水平对土壤氮素供应和水稻产量的影响

比较研究了3年定位试验后稻草还田和施N水平对红壤双季稻作系统土壤供N能力、水稻吸N特征和水稻生产的影响。结果表明:头年晚稻草秋季还田对来年早稻土壤NH4+-N和作物吸N量的提高具有促进作用,而早稻新鲜稻草还田使晚稻土壤NH4+-N和作物吸N量均略低于移走稻草处理。稻草还田处理3年后,土壤可矿化N与移走稻草处理相比提高了35.4%~53.9%,且水稻各生育期干物质生产量均高于移走稻草处理,稻谷增产率达4.0%~4.7%。施用N肥可以显著增加土壤NH4+-N和可矿化N含量,且随着N肥用量的增加,水稻植株的累积吸N量和系统生产力(地上干物质量和产量)均显著的增加,建议N(全年施N量185 kg hm-2)和习惯N(全年施N量265 kg hm-2)处理相对于无N处理的增产率分别为35.2%和45.3%,而N肥的吸收利用效率分别为27%和25%,农学产量效益分别为每公斤纯N增产谷粒12.7 kg和11.4 kg。     

叶面喷硒对不同作物籽粒硒含量及产量的影响

分析了黑龙江省主栽作物(水稻、大豆、玉米和小麦)叶面喷硒的效果。结果表明:原始籽粒含硒量以大豆最高,玉米最低,顺序为大豆小麦水稻玉米;而施入等量的硒后,4种作物籽粒硒含量都有明显的提升,提升幅度与喷硒量呈正相关,其中以小麦和水稻增加最高,大豆次之,玉米最少,且硒含量均在安全补硒值的范围之内。叶面喷硒后作物增产效果不明显。确定了叶面喷硒的浓度范围为11.25~22.50 g·hm~(-2),即可使水稻、大豆、玉米和小麦籽粒中硒含量满足低硒区居民补硒的需要;施硒时期综合比较,水稻的最佳喷硒时期是在扬花后期,玉米的最佳喷硒时期是在抽雄期,大豆是在初花期,小麦是在孕穗期。腐植酸硒降低了高浓度硒对作物的毒害作用,在生产实际中更具有安全性。     

硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响

【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料,研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、叶鞘、茎秆、根系和糙米、精米镉含量、硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0 4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时,Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系茎鞘稻谷叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%13.8%;Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P0.01)、5.2%(P0.05)和11.3%(P0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。