硒的生物效應在土地質量地球化學評價中的應用

摘 要：隨著土地質量地球化學調查評價工作的開展，富硒土壤、富硒農產品的研究越來越多，如何開發利用富硒土壤，培植富硒農產品成為當下的迫切需求。本文結合土壤中硒的形態、價態及植物吸收硒的影響因素的研究，闡明硒生物有效性在土地質量調查中對于富硒農產品開發的重要作用。

關鍵詞：富硒土壤;富硒農產品;生物有效性;土地質量地球化學評價

硒作為一種重要的生命元素，對于人體免疫力和防御機能具有重要影響，與人類生活息息相關。近些年，隨著土地質量地球化學評價工作的慢慢深入，富硒土壤、富硒農產品漸漸活躍在人們的視野里。農產品中的硒是提供人體所需攝入量的主要來源之一，大宗農產品是否富硒、富硒程度的高低逐漸被大家所關注，因此在土地質量地球化學評價中各種作物中硒元素含量、來源、遷移和轉化的規律以及生物效應成為當下研究的熱點。

一、土壤中硒的形態及其生物有效性

植物中的硒元素主要來源于土壤，但硒在植物中的富集不僅取決于土壤中硒的總含量，還依賴于硒的形態和和價態。硒在土壤中有著不同的賦存形態，其主要的劃分依據是硒與土壤不同的結合組分，但是截至目前還沒有統一的劃分標準。通常按土壤硒的浸提難度劃分為可溶態、可交換態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態和殘渣態5種，這5種形態植物的吸收利用難度依次增加[1]。土壤中硒的價態有元素態硒（Se0）、亞硒酸鹽（Se+4）、硒酸鹽（Se+6）和有機硒化物（Se-2）。

土壤中能被植物吸收的硒為亞硒酸鹽、硒酸鹽、有機硒化物，但目前人們所研究較多的是植物對亞硒酸鹽、硒酸鹽的吸收。亞硒酸鹽（Se+4）主要分布在濕潤的酸性土壤中，易溶于水，容易被土壤吸附固定導致其生物有效性大大降低[2]。在部分富硒地區引起克山病的主要原因是硒以亞硒酸鹽形式存在而被土壤吸附固定，導致當地人攝入硒含量不足引起的。硒酸鹽（Se+6）在土壤中的含量較少，主要存在于干燥的堿性土壤中。硒酸鹽具有較強的移動性，容易被植物吸收利用[2]，但是對于植物具有一定的毒害作用，植物會因為吸收硒酸鹽過多而導致生物量降低。

二、植物吸收硒的影響因素

硒以多種形態賦存于土壤中，但植物吸收利用程度往往大不相同。植物對硒的吸收主要受硒形態和土壤理化性質影響，如溫度、氧化還原條件、pH值、黏土礦物等。研究表明，當土壤呈中性偏堿性時，硒以六價硒為主，呈硒酸鹽的穩定價態存在;土壤偏酸性時，以四價硒為主，呈亞硒酸鹽的穩定價態存在;在還原條件下，硒呈負二價，主要為有機硒化物。在中性至酸性的土壤中，亞硒酸鹽易形成不易溶于水的氧化物而被固定，難以被植物吸收;當土壤呈堿性，硒以硒酸鹽形式存在時，生物有效性明顯提高，易被植物吸收[1]。有機硒化物與植物親和性較高，但被植物吸收后易揮發，吸收利用程度不高。

不同種類的植物對硒的吸收富集能力不同，研究表明豆科植物的硒累積能力往往高于谷物類，而谷類植物中又以小麥吸收硒的能力最強，大部分情況下高于水稻、玉米等[3]。而如今研究的富硒產品以水稻為主，但水稻在富硒的同時往往會伴隨重金屬鎘的含量超標，兩者呈現明顯的正相關，具體對人體健康有無影響還有待證明。另外，人們還發現硒容易在茶葉中富集，茶葉作為日常生活中的重要飲品，將是人們攝入硒的重要來源之一。此外，同一類植物中不同的品種對硒的吸收能力也不相同。

總之，植物吸收硒的能力不僅取決于內在因素，外部環境影響也很重要。同一類植物在不同地域、不同氣候條件下，硒的生物有效性也往往不同，因此對于硒的生物效應在固定區域環境下研究才有其生物學價值。

三、土地質量地球化學評價中富硒特征研究

土地質量地球化學評價是通過查明土壤中營養有益元素、有毒有害物質的分布，再結合大氣干沉降物調查、灌溉水調查和農作物調查的一項綜合工程，最終形成能被當地政府利用的科學成果，特色農業發展是其中的一項重要內容。

（一）富硒土壤

一般意義上把硒含量介于0.4～3.0 mg/kg的土壤稱為富硒土壤，可廣泛用于富硒農產品的生產。富硒土壤的研究是開展土地質量地球化學評價工作不可缺少的內容，劃定富硒土壤范圍面積以及無公害富硒土地、綠色富硒土地是未來土地質量調查的必然發展趨勢。

富硒土壤的成因主要有兩方面，地質背景引起的及人為污染造成的結果，人類行為引起的土壤富硒往往伴隨重金屬污染，不宜作為富硒土壤開發利用[4]。富硒土壤的研究必須要查明工作區土壤中硒的來源，查明土壤中重金屬含量以及能被開發利用的適宜性結果。在土地質量調查中，首先采集面積性土壤樣品，以1∶5萬比例尺來說，土壤樣品的平均密度為9點/km2，按照不同土地利用現狀布設采樣密度，所采集樣品檢驗分析方法用國家一級標準物質（GBW系列）進行監控，得出土壤養分指標硒的分布特征，再在重點異常區進行土壤水平和垂向剖面測量，查明工作區富硒土壤分布。

（二）富硒農產品

近年來，富硒農產品種類越來越多，富硒水稻、富硒茶葉、富硒蔬菜等都受到了大家的廣泛好評，如何開發富硒農副產品成為當下生態農業調查、土地質量調查項目的重要環節。

查明圈定富硒土壤、無公害富硒土地和綠色富硒土地并不是研究目的，如何開發利用富硒土壤，生產富硒農產品，服務當地特色農業發展，為調整土地種植結構提供科學依據才是最終的目標。目前，土地質量調查項目在進行農作物調查時，采集農作物種類較少，以大宗農作物為主，如水稻、小麥、茶葉等。研究發現，小麥、水稻、茶葉在高硒地區都極易富硒，而一些特色經濟作物也容易富硒，如山核桃、甜菜等。現階段研究的富硒農產品的評定標準主要是根據《富硒稻谷》（GBT 22499—2008）、《富硒茶》（NY-T 600—2002）、《富硒含硒食品與相關產品硒含量標準》（DB61T 556—2018）等國家及地方標準，分析作物食品中的總硒含量，當達到富硒標準時，就認定為農產品富硒。然而，不同種類農產品累積硒的能力不同，不同形態硒的生物效應不同。在開展土地質量調查的同時，應增加農作物采集種類，分析不同價態和形態硒的含量，研究在同種環境條件下不同植物吸收硒的能力，為當地特色經濟發展、調整農業種植結構提供技術支撐。

四、結語

（1）研究表明，土壤中硒以多種形態存在，不同形態的硒生物效應往往不同，主要與土壤理化性質和外部環境相關，不同植物對于硒的吸收利用程度也不同。

（2）土地質量地球化學調查中不同農產品硒生物效應不同，開展農產品適應性評價，建立作物適生模型，應加強對不同種類農作物硒的生物效應研究。

參考文獻：

[1]王松山.土壤中硒形態和價態及生物有效性研究[D].咸陽：西北農林科技大學，2012.

[2]徐文.硒的生物有效性及植物對硒的吸收[J].安徽農學通報，2009（23）：46-47.

[3]王琪.水稻和小麥對有機硒的吸收、轉運及形態轉化機質[D].北京：中國農業大學，2017.

[4]賈十軍.安徽省富硒土壤評價標準及富硒土壤成因淺析[J].華東地質，2013（2）：133-137.