淄博市淄川谷子优势区天然富...谷子硒聚集能力的相关性分析_牛忠磊.pdf

2023.2 试验研究1973年，世界卫生组织正式宣布硒是维持人体生理平衡所必需的微量元素，硒在人体中具有抗氧化、螯合重金属的作用，人硒缺乏可能会出现心脏不适、甲状腺功能减退、免疫功能障碍等疾病。大量研究表明，适量补充硒能起到防止器官老化与病变、增强免疫力及防癌抗癌等作用，补硒还能够预防克山病、大骨节病这2种因为缺硒引起的地方性疾病，越来越多的研究结果表明硒对人体健康有着至关重要的作用1-2。人体无法自行合成硒元素，只能依靠外界获取，也并不是摄入越多越好，Rosenfeld等报道在富硒地区美国南达科他州的居民由于长期食用富硒农作物导致硒诱发疾病，去除这些富硒食物后，疾病状况好转。哥伦比亚同样因为富硒地区（土壤中硒含量为12 60020 000 g/kg）的居民长期食用硒含量过高的作物（硒含量：小麦155 000 g/kg；大麦40 000 g/kg）导致疾病3-5。高明慧等6的研究结果表明，淄博市淄川区土壤硒含量为0.0575.81 mg/kg，土壤硒含量平均值为0.5 mg/kg，参考Blazina对中国陆地土壤硒元素含量的划分，土壤硒元素含量0.4 mg/kg的区域属于富硒地区，因此，淄川区耕地为富硒土壤。据不完全统计，该地区的富硒土壤约有18.6万亩，是不可多得的天然富硒区域，用好这一区域的天然富硒资源将有力地促进农民增收。谷子在淄川区种植历史悠久，品质优良，深受广大消费者喜爱，成为人们餐桌上重要的食品。谷子籽粒脱壳就是人们食用的小米,小米属于全谷类，营养相对均衡,膳食纤维含量丰富，其他维生素含量也较高,是日常调剂胃口的理想食品。中国居民膳食指南（2016）建议每天食用50100 g粗杂粮，根据何宇纳的研究，以每天食用50 g为临界值，我国不同人群食用杂粮达到50 g的比例为9.2%14.6%，其中消费最高的杂粮是小米，可见，我国居民需要增加粗杂粮尤其是小米的食用量。有研究表明，谷子对硒有一定的富集作用，本文旨在讨论淄川区天然富硒土壤硒含量、理化性质及谷子品种与谷子硒聚集能力的相关性，进而选育出富硒小米品种，对指导富硒产业的蓬勃发展和人们的安全补硒具有现实意义，为持续利用淄川区的天然富硒资源提供理论依据，为促进富民增收、乡村振淄博市淄川谷子优势区天然富硒土壤与谷子硒聚集能力的相关性分析作者简介：牛忠磊（1981-）,男，硕士，高级农艺师，从事土壤理化性质研究。E-mail:通讯作者：孙波（1967-），男，专科，高级农艺师，从事农业技术推广工作。牛忠磊1孙波2闫韬1孙鸿强1尚庆文1王建1（1.淄博市淄川区农业农村事务服务中心山东淄博255100；2.淄博市淄川廖坞小米专业合作社山东淄博255100）摘要：为探讨淄博市淄川区天然富硒土壤的硒含量、理化性质及谷子品种与谷子硒聚集能力的相关性，进而选育出富硒小米品种，指导淄川区富硒产业的发展，本试验以20个土壤样本、20个土壤附属谷子样本（11个品种）为试验材料,开展了此研究。结果表明，谷子硒含量随土壤硒含量、土壤有机质含量的增加而增加，随硝态氮含量的增加而减少；而速效磷、速效钾、pH的变化与谷子硒含量的相关性不大；在供试的11个谷子品种中，淄谷03、淄谷19、济谷28、廖谷21、廖谷20等对硒的吸收能力较强，可以作为富硒谷子品种进行推广。关键词：谷子；硒；土壤；聚合能力98-试验研究 2023.2兴打下基础7-10。1材料与方法1.1试验材料的采集为保证采集的样品具有代表性，综合考虑采样点的距离、谷子种植的规模和地形，于谷子苗期采集20个土壤样本、成熟期采集20个土壤附属谷子样本（11个品种）为试验材料。谷子苗期采集土壤样本，采用网格法布点采样，每个点取5个以上分样，组合成1个土壤样本，采样深度020 cm；谷子成熟期采集5个以上谷子籽粒样品混合后组合成1个样本。土壤的理化性质及土壤全硒、谷子硒含量委托山东合泰检测技术服务有限公司进行测定。1.2试验方法本次试验测定了土壤理化性质的5个指标和土壤硒含量、谷子硒含量。有机质含量的测定采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法；pH的测定采用电位法；硝态氮的测定采用比色法；速效磷的测定采用浸提-钼锑抗比色法；速效钾的测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法；谷子硒含量的测定采用氢化物原子荧光光谱法。试验数据用SPSS软件进行分析。2结果与分析2.1土壤硒含量、理化性质和谷子硒含量情况由表1可知，本次采集的20个土壤样本中，硒含量的最小值为310 g/kg，最大值为390 g/kg，平均值为346.5 g/kg，参照极高硒（3 000 g/kg）、高硒（4003 000 g/kg）、中硒（200400 g/kg）、低硒（50200 g/kg）和极低硒（50 g/kg）的分类标准，本次采集的土壤硒含量处于中硒的水平；谷子硒含量的最小值为43 g/kg，最大值为120 g/kg，平均值为78.7 g/kg，由于谷子硒含量没有国家标准或行业标准，参照淄博市富硒农产品协会发布的杂粮类团体标准，富硒小米的硒含量为50150 g/kg，可知本次采集的谷子籽粒符合富硒谷子的标准；有机质含量最小值为15.05 g/kg，最大值为24.39 g/kg，平均值为表1淄川区土壤硒含量、理化性质及谷子硒含量、品种、硒富集能力情况编号土壤硒（g/kg）谷子硒（g/kg）有机质（g/kg）硝态氮（mg/kg）速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）pH谷子品种谷子品种硒富集能力（%）13207016.0498.16.8102.87.13蓼谷2121.8823409224.3985.211.5108.37.29淄谷1927.0633408815.5491.312.393.27.32蓼谷2025.8843406317.2181.416.2124.87.52北园香谷18.5353205417.5089.714.8110.77.26济谷2016.88638011021.4069.89.687.87.72济谷2828.95738010020.8073.218.391.57.81淄谷0326.3283004319.39104.37.5100.86.92济谷1914.3393605518.5375.210.7111.77.49淄谷0615.281039012223.5459.87.9108.27.89淄谷0331.28113708515.0571.88.374.57.61淄谷0922.97123608814.1380.19.383.26.49济谷2014.44133109513.97108.713.6120.86.41淄谷1930.65143607017.4383.512.9138.27.54蓼谷1919.44153206217.4097.613.893.86.75蓼谷2124.38163108021.60103.27.296.76.83月子米18.81173707520.3074.210.273.17.59蓼谷1920.27183206915.9696.35.399.86.68北园香谷18.56193808921.9289.68.6101.77.68蓼谷2023.42203606617.9579.87.4109.57.62淄谷0618.3399-2023.2 试验研究图2土壤有机质与谷子籽粒硒含量相关性分析18.50 g/kg，土壤有机质的含量在不同土壤中差异较大，不对本次采样的土壤有机质水平做评价；硝态氮含量最小值为69.8 mg/kg，最大值为108.7 mg/kg，平均值为85.64 mg/kg;速效磷含量最小值为5.3 mg/kg，最大值为18.3 mg/kg，平均值为10.61 mg/kg；速效钾含量最小值为73.1 mg/kg，最大值为138.2 mg/kg，平均值为101.6 mg/kg；pH最小为6.41，最大值为7.89，平均值为7.3，本次采集土壤主要为碱性土壤。2.2土中硒含量与谷子硒含量的相关性分析由图1可知，随着土壤硒含量的增加，谷子硒含量也在稳步增加，土壤硒含量水平与谷子硒含量的相关系数为0.336 6，呈现相关性，说明采样地点的谷子硒含量受土壤中硒含量的影响较大，对谷子硒的聚集能力影响较大。2.3土壤有机质含量与谷子硒含量的相关性分析由图2可知，随着土壤有机质含量的增加，谷子硒含量也在稳步增加，土壤有机质含量与谷子硒含量的相关系数为0.116 6，呈现相关性，说明采样地点的谷子硒含量受土壤有机质含量的影响较大，对谷子硒的聚集能力影响较大。2.4土壤硝态氮含量与谷子硒含量的相关性分析由图3可知，随着土壤硝态氮含量的增加，谷子硒含量在逐渐减少，土壤硝态氮与谷子硒含量的相关系数为0.205 5，呈负相关。2.5土壤速效磷含量与谷子硒含量的相关性分析由图4可知，随着土壤速效磷含量的增加，谷子硒含量的变化无规律性，土壤硝态氮与谷子硒的含量相关系数仅为0.000 2，说明土壤速效磷含量与谷子硒含量没有相关性。2.6土壤速效钾含量与谷子硒含的量相关性分析由图5可知，随着土壤速效钾含量的增加，谷子硒含量逐渐减少，土壤速效钾与谷子硒含量的相关图1土壤硒含量与谷子硒含量相关性分析图3土壤硝态氮含量与谷子硒含量的相关性分析图4土壤速效磷含量与谷子硒含量的相关性分析图5土壤速效钾含量与谷子硒含量的相关性分析100-试验研究 2023.2系数为0.052 6，虽然呈负相关，但土壤中速效钾含量的变化对谷子硒含量的影响很微弱，可以忽略不计。2.7土壤pH与谷子硒含量的相关性分析由图6可知，随着土壤pH的增加，谷子籽粒硒含量也在逐渐增加，土壤pH的变化与谷子硒含量的相关系数为0.080 5，有一定相关性，但是土壤pH对谷子硒含量的影响很微弱。2.8不同谷子品种硒富集能力分析不同谷子品种硒富集能力的评价，用硒富集能力=谷子硒含量土壤硒含量100%表示，由表1可知，在参试的11个谷子品种中，淄谷03、淄谷19、济谷28、廖谷21、廖谷20等的硒富集能力超过了20%，对硒的吸收能力较强，是较好的富硒谷子品种。3讨论与结论本研究结果表明，该谷子种植优势区域土壤硒含量较为丰富，处于中硒适硒的水平，谷子硒含量随土壤硒含量、有机质含量的增加而增加，呈正相关；随土壤硝态氮含量的增加而减少，呈负相关。笔者前期的研究结果11显示，有机质对土壤中的硒起到固定作用，有机质与硒结合在一起的比例较高，这样会影响植物吸收硒的比例，但土壤有机质含量对于硒的赋存状态是把双刃剑，一方面，它作为有机无机复合体黏粒可以吸附周围环境中的硒，在特定的条件下又可以释放出吸附的硒，促进了硒的自然循环；另一方面，当有机质作为阴离子的环境宿主时，又会阻碍硒的传输。同时，谷子对硒的富集能力与土壤硝态氮含量呈负相关，这可能是由于氮肥的过量施入提高了谷子产量，但土壤硒供给不足而造成的稀释效应，另有部分研究结果认为，施氮量从零增加到最佳水平可以提高谷物微量元素的浓度，最佳的氮肥供应可以有效地改善微量元素从土壤到营养部位再到籽粒的转移。土壤速效磷含量、速效钾含量、pH的变化与谷子硒含量的相关性不大，土壤硒的活化率几乎没有影响，对硒的利用效率不会产生影响，对谷子硒含量的影响有限，说明土壤速效磷含量、速效钾含量、pH的变化对谷子籽粒硒的吸收能力影响不大。研究结果表明，土壤硒含量、土壤硝态氮含量影响谷子硒含量，因此，在实践中可以通过增施有机肥、控制氮肥的使用量从而调节土壤有机质、硝态氮的含量来影响谷子对硒的吸收能力，生产出符合标准的富硒小米，对富硒产业的发展提供理论依据12-13。在本试验参试的11个谷子品种中，淄谷03、淄谷19、济谷28、廖谷21、廖谷20等对硒的吸收能力较强，可以作为富硒谷子品种推广。这些品种可以有效地转化、利用土壤中的硒，对硒的利用效率较高。本研究结果同时表明，硒虽然通过主动吸收的方式进入作物体内，但作物对硒的吸收利用不仅受外界环境影响，与自身品种也有关，品种对硒吸收的影响虽然不如土壤硒含量直接，但是高于土壤理化性质对其的影响14-17。参考文献1谭见安.中华人民共和国地方病与环境图集M.北京：科学出版社，1989.2周