硒的生物效应在土地质量地球化学评价中的应用

摘 要：随着土地质量地球化学调查评价工作的開展，富硒土壤、富硒农产品的研究越来越多，如何开发利用富硒土壤，培植富硒农产品成为当下的迫切需求。本文结合土壤中硒的形态、价态及植物吸收硒的影响因素的研究，阐明硒生物有效性在土地质量调查中对于富硒农产品开发的重要作用。

关键词：富硒土壤;富硒农产品;生物有效性;土地质量地球化学评价

硒作为一种重要的生命元素，对于人体免疫力和防御机能具有重要影响，与人类生活息息相关。近些年，随着土地质量地球化学评价工作的慢慢深入，富硒土壤、富硒农产品渐渐活跃在人们的视野里。农产品中的硒是提供人体所需摄入量的主要来源之一，大宗农产品是否富硒、富硒程度的高低逐渐被大家所关注，因此在土地质量地球化学评价中各种作物中硒元素含量、来源、迁移和转化的规律以及生物效应成为当下研究的热点。

一、土壤中硒的形态及其生物有效性

植物中的硒元素主要来源于土壤，但硒在植物中的富集不仅取决于土壤中硒的总含量，还依赖于硒的形态和和价态。硒在土壤中有着不同的赋存形态，其主要的划分依据是硒与土壤不同的结合组分，但是截至目前还没有统一的划分标准。通常按土壤硒的浸提难度划分为可溶态、可交换态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态5种，这5种形态植物的吸收利用难度依次增加[1]。土壤中硒的价态有元素态硒（Se0）、亚硒酸盐（Se+4）、硒酸盐（Se+6）和有机硒化物（Se-2）。

土壤中能被植物吸收的硒为亚硒酸盐、硒酸盐、有机硒化物，但目前人们所研究较多的是植物对亚硒酸盐、硒酸盐的吸收。亚硒酸盐（Se+4）主要分布在湿润的酸性土壤中，易溶于水，容易被土壤吸附固定导致其生物有效性大大降低[2]。在部分富硒地区引起克山病的主要原因是硒以亚硒酸盐形式存在而被土壤吸附固定，导致当地人摄入硒含量不足引起的。硒酸盐（Se+6）在土壤中的含量较少，主要存在于干燥的碱性土壤中。硒酸盐具有较强的移动性，容易被植物吸收利用[2]，但是对于植物具有一定的毒害作用，植物会因为吸收硒酸盐过多而导致生物量降低。

二、植物吸收硒的影响因素

硒以多种形态赋存于土壤中，但植物吸收利用程度往往大不相同。植物对硒的吸收主要受硒形态和土壤理化性质影响，如温度、氧化还原条件、pH值、黏土矿物等。研究表明，当土壤呈中性偏碱性时，硒以六价硒为主，呈硒酸盐的稳定价态存在;土壤偏酸性时，以四价硒为主，呈亚硒酸盐的稳定价态存在;在还原条件下，硒呈负二价，主要为有机硒化物。在中性至酸性的土壤中，亚硒酸盐易形成不易溶于水的氧化物而被固定，难以被植物吸收;当土壤呈碱性，硒以硒酸盐形式存在时，生物有效性明显提高，易被植物吸收[1]。有机硒化物与植物亲和性较高，但被植物吸收后易挥发，吸收利用程度不高。

不同种类的植物对硒的吸收富集能力不同，研究表明豆科植物的硒累积能力往往高于谷物类，而谷类植物中又以小麦吸收硒的能力最强，大部分情况下高于水稻、玉米等[3]。而如今研究的富硒产品以水稻为主，但水稻在富硒的同时往往会伴随重金属镉的含量超标，两者呈现明显的正相关，具体对人体健康有无影响还有待证明。另外，人们还发现硒容易在茶叶中富集，茶叶作为日常生活中的重要饮品，将是人们摄入硒的重要来源之一。此外，同一类植物中不同的品种对硒的吸收能力也不相同。

总之，植物吸收硒的能力不仅取决于内在因素，外部环境影响也很重要。同一类植物在不同地域、不同气候条件下，硒的生物有效性也往往不同，因此对于硒的生物效应在固定区域环境下研究才有其生物学价值。

三、土地质量地球化学评价中富硒特征研究

土地质量地球化学评价是通过查明土壤中营养有益元素、有毒有害物质的分布，再结合大气干沉降物调查、灌溉水调查和农作物调查的一项综合工程，最终形成能被当地政府利用的科学成果，特色农业发展是其中的一项重要内容。

（一）富硒土壤

一般意义上把硒含量介于0.4～3.0 mg/kg的土壤称为富硒土壤，可广泛用于富硒农产品的生产。富硒土壤的研究是开展土地质量地球化学评价工作不可缺少的内容，划定富硒土壤范围面积以及无公害富硒土地、绿色富硒土地是未来土地质量调查的必然发展趋势。

富硒土壤的成因主要有两方面，地质背景引起的及人为污染造成的结果，人类行为引起的土壤富硒往往伴随重金属污染，不宜作为富硒土壤开发利用[4]。富硒土壤的研究必须要查明工作区土壤中硒的来源，查明土壤中重金属含量以及能被开发利用的适宜性结果。在土地质量调查中，首先采集面积性土壤样品，以1∶5万比例尺来说，土壤样品的平均密度为9点/km2，按照不同土地利用现状布设采样密度，所采集样品检验分析方法用国家一级标准物质（GBW系列）进行监控，得出土壤养分指标硒的分布特征，再在重点异常区进行土壤水平和垂向剖面测量，查明工作区富硒土壤分布。

（二）富硒农产品

近年来，富硒农产品种类越来越多，富硒水稻、富硒茶叶、富硒蔬菜等都受到了大家的广泛好评，如何开发富硒农副产品成为当下生态农业调查、土地质量调查项目的重要环节。

查明圈定富硒土壤、无公害富硒土地和绿色富硒土地并不是研究目的，如何开发利用富硒土壤，生产富硒农产品，服务当地特色农业发展，为调整土地种植结构提供科学依据才是最终的目标。目前，土地质量调查项目在进行农作物调查时，采集农作物种类较少，以大宗农作物为主，如水稻、小麦、茶叶等。研究发现，小麦、水稻、茶叶在高硒地区都极易富硒，而一些特色经济作物也容易富硒，如山核桃、甜菜等。现阶段研究的富硒农产品的评定标准主要是根据《富硒稻谷》（GBT 22499—2008）、《富硒茶》（NY-T 600—2002）、《富硒含硒食品与相关产品硒含量标准》（DB61T 556—2018）等国家及地方标准，分析作物食品中的总硒含量，当达到富硒标准时，就认定为农产品富硒。然而，不同种类农产品累积硒的能力不同，不同形态硒的生物效应不同。在开展土地质量调查的同时，应增加农作物采集种类，分析不同价态和形态硒的含量，研究在同种环境条件下不同植物吸收硒的能力，为当地特色经济发展、调整农业种植结构提供技术支撑。

四、结语

（1）研究表明，土壤中硒以多种形态存在，不同形态的硒生物效应往往不同，主要与土壤理化性质和外部环境相关，不同植物对于硒的吸收利用程度也不同。

（2）土地质量地球化学调查中不同农产品硒生物效应不同，开展农产品适应性评价，建立作物适生模型，应加强对不同种类农作物硒的生物效应研究。

参考文献：

[1]王松山.土壤中硒形态和价态及生物有效性研究[D].咸阳：西北农林科技大学，2012.

[2]徐文.硒的生物有效性及植物对硒的吸收[J].安徽农学通报，2009（23）：46-47.

[3]王琪.水稻和小麦对有机硒的吸收、转运及形态转化机质[D].北京：中国农业大学，2017.

[4]贾十军.安徽省富硒土壤评价标准及富硒土壤成因浅析[J].华东地质，2013（2）：133-137.

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