土壤硒有效性影響因素研究進展

吳長龍，周晨霓，王 彤

(西藏農(nóng)牧學(xué)院高原生態(tài)研究所/西藏高原森林生態(tài)教育部重點實驗室/西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站/西藏高寒植被生態(tài)安全重點實驗室，西藏林芝860000)

硒(Se)作為人體必需的一種重要的微量營養(yǎng)素，可參與重金屬解毒，以及調(diào)節(jié)免疫和生殖系統(tǒng)。人體對硒的適宜攝入量為50 μg/人/天，同時人體硒中毒的閾值為400 μg/人/天，無論硒攝入不足或者攝入過量均會引發(fā)相應(yīng)的健康風(fēng)險。由于人體自身不能合成硒，唯一的攝入途徑就是通過食物鏈，但是無論是攝入植物性食物還是動物性食物，土壤—作物系統(tǒng)都是整條食物鏈的基礎(chǔ)。因此，土壤—作物系統(tǒng)中硒的遷移轉(zhuǎn)化直接影響到人類食物中硒濃度，而影響這一過程最重要的因素就是土壤中有效硒的含量。瞿建國等[1]對不同地區(qū)的作物硒含量和有效硒含量的提取，通過相關(guān)性分析，得出不同作物生長在同類土壤中的作物含硒量不同，同種作物在不同土壤中的作物含硒量也是不同的，表明其對土壤硒富集能力有所差異，土壤有效硒含量是影響作物含硒量的主要因素。

硒以不同的形態(tài)和組分分布在土壤中，其中可以被作物直接從土壤中吸收轉(zhuǎn)化的硒形態(tài)稱為有效硒[2]。硒一旦被施用到土壤中，會發(fā)生吸附—解吸、氧化—還原等多種物理化學(xué)反應(yīng)。最終，不同化學(xué)形式的硒存在于土壤中并表現(xiàn)出不同的遷移動性和生物有效性[2]。以往的研究表明，土壤中的總硒不能代表有效性硒的水平，還取決于有效硒的組分及功能、土壤理化性質(zhì)、農(nóng)藝管理措施、氣候條件等因素。

1 土壤有效性硒的組分及其功能

土壤中硒組分可分為可溶性硒(SOL-Se)、交換性硒和碳酸鹽結(jié)合硒(EXC-Se)、鐵(Fe)/錳(Mn)氧化結(jié)合硒(FMO-Se)、OM 結(jié)合硒和元素硒(OM-Se)和殘余硒(RES-Se)。Heini Ervanne 等[3]研究表明有機物—硫化物結(jié)合態(tài)硒需要用強氧化劑才能釋放出來；鐵(Fe)/錳(Mn)氧化結(jié)合硒(FMO-Se)水合物能與陽離子和陰離子共沉淀且結(jié)合力強，需要分解水合物才能釋放進入鐵(Fe)/錳(Mn)氧化物中的微量組分；殘余硒(RES-Se)則取決于土壤礦物的天然組成，與晶格結(jié)合度高,極難在自然條件中釋放利用，因此這3 種形態(tài)的硒很難被作物吸收利用。元素硒(OM-Se)因難溶于水，也難被作物吸收利用?？扇苄晕?SOL-Se)、交換性硒組分流動性較強[4]，其中可溶性硒(SOL-Se)被眾多學(xué)者一致認為是易被作物吸收的。Hu B 等[5]指出可溶態(tài)、交換態(tài)被作物吸收較多，即為土壤有效硒。也有學(xué)者研究有效硒應(yīng)包含部分有機態(tài)硒，但限于是可溶于水的有機態(tài)硒和富啡酸態(tài)有效硒，它們可以被吸收利用[6]。

可溶性硒組分可用于評價土壤硒生物有效性，并在確定植物硒濃度中發(fā)揮重要作用[7-9]。碳酸鹽結(jié)合硒餾分主要指可溶性硒(IV)與氫氧化合物結(jié)合[10]，并被粘土礦物表面吸附[11,12]和腐殖質(zhì)[13]。碳酸鹽結(jié)合硒組分的生物有效性遠低于可溶性硒，但可用于植物吸收[14]。因此，可溶性硒和碳酸鹽結(jié)合硒都可以被定義為土壤中的生物有效性硒。元素硒包括富里酸(FA)和胡里酸(HA)-bound Se，在富硒土壤中占總硒的50%以上[15]。在土壤中，HA 結(jié)合硒穩(wěn)定且不易分解，而FA 結(jié)合硒大多以低分子量形式存在，易礦化為無機硒和硒-氨基酸[16-18]。因此，植物吸收HA 束縛硒有困難,但容易吸收FA 束縛硒。因此，元素硒在土壤生物有效硒中的作用取決于FA/HA 的比例。鐵/錳氧化結(jié)合硒主要是指與鐵/錳相關(guān)的硒,植物很難吸收這些元素[19]。此外，元素硒是高度不溶性和不移動的，植物難以吸收，只有低水平的納米級元素硒可以達到。殘余硒主要存在于硫化物結(jié)合的硒和硅酸鹽礦物中(如長石、石英、云母等)[12]，而植物無法獲得這些礦物[13]。

2 土壤硒有效性的影響因素

2.1 土壤理化性質(zhì)

針對土壤理化性質(zhì)對硒有效性的影響進行研究，土壤提供的有效態(tài)硒與其在不同形態(tài)上的轉(zhuǎn)化有關(guān)，盡管無法保持較高的含量，但是具備了良好的持續(xù)性。而研究表明土壤理化性質(zhì)是一個重要的因素，對其形態(tài)價態(tài)轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生較大的影響。土壤理化性質(zhì)主要包含成土母質(zhì)及質(zhì)地、全硒量、有機質(zhì)、pH 和Eh、土壤陽離子交換量、其他離子的協(xié)同或競爭作用、土壤重金屬與硒的互作等。

2.1.1 成土母質(zhì)

通常情況下,對于自然成因的土壤而言，成土母質(zhì)是影響含硒量的重要因素[20,21]，特別是對于表層土壤，更依賴于成土母質(zhì)來提升硒含量[22]。部分學(xué)者對于成土母質(zhì)的影響進行了研究，其中王美珠等[23]指出高硒成土母質(zhì)在類型上的差異性會導(dǎo)致硒含量的不同，高硒、低硒成土母質(zhì)分別以二疊紀硅質(zhì)頁巖、第四紀沉積物為代表。不同成土母質(zhì)的總硒含量呈現(xiàn)出一定的差異性，主要是因為母巖種類、物質(zhì)來源以及不同地層年代氣候、構(gòu)造運動等方面存在不同之處，且在沉積時代由新到老變化的過程中，總硒含量表現(xiàn)為逐步增長的變化特征。

2.1.2 土壤質(zhì)地

土壤硒有效性與土壤質(zhì)地存在一定的關(guān)系，一般土壤中存在較多的粘粒時，則意味著土壤的保肥性更佳，有助于提高硒含量。砂性、粘性土壤內(nèi)的含硒量是不同的，后者往往更高[24]。鐵、鋁等吸附硒的能力較高，其中氧化鐵的吸附能力會隨著含量的增加以及活化程度的提高而增強，其與硒酸鹽(SeO42－)構(gòu)成的復(fù)合物在不同的酸堿性條件下的穩(wěn)定性不同，如果是酸性還原條件，則穩(wěn)定性較高，而對于堿性條件則穩(wěn)定性不高，以此可以得到可溶性硒酸鹽[25]。

粘土與土壤硒相互作用對土壤有效硒的影響是一個越來越受關(guān)注的研究領(lǐng)域，它與土壤硒生物有效性在農(nóng)藝生物強化策略中密切相關(guān)。粘土礦物帶有正電荷，因此能夠吸附硒氧離子[26]。粘土—硒相互作用主要通過吸附過程發(fā)生，有效硒與土壤粘土含量呈負相關(guān)關(guān)系[27,28]。Charlet 等[29]認為可溶性硒(IV)在蒙脫石邊緣形成外球形復(fù)合體。Peak[30]也認為可溶性硒(IV)在蒙脫石邊緣的球體內(nèi)形成雙齒核配合物。此外，粘土顆粒大小對硒的吸附和固定化也有重要影響。在中國海南省土壤中，大于1 mm 的土壤顆粒對硒沒有固定的影響，而小于0.025 mm 的黏土則增加了土壤顆粒對硒的吸附量，從而降低了土壤中的生物有效硒。此外，Wang 等[31]還研究了中國18 種不同土壤可溶性硒(VI)的老化過程，認為粘土、有機質(zhì)和Fe/Al 氧化物影響硒的老化過程，這代表了硒在土壤中的形態(tài)和再分配過程。

2.1.3 土壤全硒量

對于土壤-作物系統(tǒng)而言，在描述土壤硒水平大小時一般可以采用土壤全硒量指標，其對于土壤有效硒的調(diào)節(jié)作用比較顯著，并不能反映土壤中有效硒的含量，不是有效硒的含量決定性因素。與可溶態(tài)、可交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵/錳氧化結(jié)合態(tài)等五種形態(tài)均存在一定的相關(guān)性。

馬迅等[32]研究認為土壤全硒與土壤可提取硒呈線性關(guān)系，結(jié)合表1 中的信息可知，土壤全硒、水溶態(tài)硒存在極顯著相關(guān)關(guān)系，決定系數(shù)、相關(guān)系數(shù)分別是0.244、0.494。而與有效硒同樣存在顯著相關(guān)關(guān)系，決定、相關(guān)系數(shù)依次是0.222、0.471，結(jié)合上述可知，在其他條件均保持一致的條件下，在含有較多的全硒含量時，則作物得到有效硒的難度會降低。另外與可交換態(tài)硒的相關(guān)性較低，決定、相關(guān)系數(shù)均較小，分別是0.0441、0.021,經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，可交換態(tài)硒的穩(wěn)定性與含量均不高，并且容易轉(zhuǎn)化。除了上述形態(tài)之外，與有機結(jié)合態(tài)的相關(guān)性同樣較高，對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)達到了0.386，已經(jīng)屬于顯著水平(p＜0.05)。王松山等[33]在研究中指出，土壤有機結(jié)合態(tài)和其中的水溶態(tài)硒以及有效硒存在顯著的關(guān)系，據(jù)此可以基本確定有效硒的來源。結(jié)合上述分析可知，全硒與不同形態(tài)硒均存在某種關(guān)聯(lián)性，只是在相關(guān)性大小上存在一定的差異性。相關(guān)分析如表1所示。

表1 土壤各形態(tài)硒與土壤全硒的相關(guān)分析[32]Table 1 Related analysis of selenium of various soil forms and soil whole selenium[32]

2.1.4 土壤pH 和Eh

氧化還原條件（Eh）和酸堿度pH 一定程度上決定了土壤中硒的種類，大多以硒酸鹽和亞硒酸鹽2 種離子形式呈現(xiàn)。近中性pH 和好氧條件下的硒酸鹽占優(yōu)勢，而在較低pH 和氧化還原電位下，亞硒酸鹽是主要物種。亞硒酸鹽與土壤中帶正電荷的結(jié)合位點緊密結(jié)合，主要是粘土顆粒和鐵/鋁氧化物，因此只能被植物吸收。硒酸鹽僅被土壤顆粒弱吸附，因此在土壤溶液中流動性更強，因此更容易被植物吸收。

土壤pH 屬于一個重要的影響因素，對于土壤硒有效性會產(chǎn)生較大的影響，硒處于不同酸堿性的土壤內(nèi)的溶解度存在顯著的差異性，如果處于堿性或者酸性顯著的土壤內(nèi)，則表現(xiàn)出較高的溶解度，而處于中性或者弱酸性土壤內(nèi)，則對應(yīng)的溶解度處于較低的水平。特別是處于堿性條件時，亞硒酸鹽將會出現(xiàn)變化，在轉(zhuǎn)換為硒酸鹽之后提升了有效性。部分學(xué)者針對酸堿性的影響開展了研究，其中趙美芝發(fā)現(xiàn)，土壤吸附硒量與其pH 存在負相關(guān)的關(guān)系，即在pH 減小時將會促進對于硒的吸附。而在pH 增大時，則有助于提高其有效性[34]。張艷玲等[35]發(fā)現(xiàn),pH 對于土壤水溶性硒會產(chǎn)生影響，二者表現(xiàn)為呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。處于堿性環(huán)境中時,硒、硒化物等形成的H2Se 容易轉(zhuǎn)換為亞硒酸鹽(SeO32－)、硒酸鹽(SeO42－)，使得硒的有效性得到明顯提升，即可以認為pH 對于硒的有效性會產(chǎn)生顯著的正向影響。而處于酸性環(huán)境下則會發(fā)生不同的變化，硒酸鹽容易和有機質(zhì)以及有機物等絡(luò)合，繼而會減小其有效性[36]。寧建美等[37]指出通過將草木灰等施加于土壤的方式可以改善其酸堿性，增大pH。還有研究認為，土壤全硒含量和pH 存在負相關(guān)性，即全硒含量在pH 增大的同時出現(xiàn)降低的變化特征[38,39]。

根據(jù)當(dāng)前的研究可知，硒的有效性會受到氧化還原的影響，使其價態(tài)出現(xiàn)變化。在氧化還原電位變化時，硒的形態(tài)會改變,導(dǎo)致有效性出現(xiàn)變化。如果處于高度氧化狀態(tài)，則主要以硒酸鹽形態(tài)為主，吸附的難度較低，所以對應(yīng)著有較高的有效性。但是在減小氧化還原電位時，其形態(tài)主要是亞硒酸鹽以及硒化物等，有效性也會有所減小[40]。

由于土壤氧化電位不高，對于硒酸鹽還原產(chǎn)生了促進作用，可以得到亞硒酸鹽,使得有機物結(jié)合態(tài)硒變多。對于非堿性土壤而言，在pH 逐步增大時，則對于亞硒酸鹽的吸附作用減弱。另外，處于不同酸堿性的介質(zhì)中，鐵—錳水合氧化物對于陰離子的吸附作用是不同的，對于微堿性、微酸性介質(zhì)而言，分別是帶負電、正電膠體，分別對陰離子吸附產(chǎn)生了抑制、促進作用[41]。劉鵬等[42]針對該因素的影響進行了相關(guān)的研究，結(jié)果表明在氧化還原電位減小之后導(dǎo)致有效硒含量出現(xiàn)變化,使其表現(xiàn)為降低的趨勢。

2.1.5 土壤有機質(zhì)

土壤有機質(zhì)含量是影響硒有效性的重要因素之一，具體體現(xiàn)在與硒的結(jié)合上，同時對其產(chǎn)生的吸附作用會降低硒的有效性。正是由于存在上述，2 種作用機制，有必要進一步探討占主導(dǎo)的作用機制，而這也是影響硒有效性的關(guān)鍵因素。有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，硒有效性與FA、HA 二者含量大小有關(guān)，在前者更高、更低兩種情況下，分別會導(dǎo)致硒有效性提高、降低[43]。

結(jié)合當(dāng)前的研究可知，有機質(zhì)對于土壤內(nèi)的硒進行吸附。部分研究者從有機質(zhì)的角度進行了分析，其中宋明義等分析了有機質(zhì)與硒含量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者表現(xiàn)為線性相關(guān)關(guān)系(r=0.550)，由此可以認為有機質(zhì)對硒的吸附作用顯著[44]。然而并非有機質(zhì)越多越好，在達到一定量時反而會減小硒的有效性[45,46]。有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，土壤內(nèi)硒的有效性和有機質(zhì)、pH 的共同作用有關(guān)，其如下兩種情況下均可以達到較高的硒有效性，首先是高pH、低有機質(zhì)含量；其次是低pH、高有機質(zhì)含量[47]。

有機質(zhì)相對于黏土礦物表現(xiàn)出較高的吸附性，其中含有的硒一般可以和蛋白質(zhì)等進行結(jié)合，而這主要和微生物的存在有關(guān)；此外還能夠形成有機化合物結(jié)合物[48]。黃錦法等[49]指出，在土壤內(nèi)的多種元素與硒元素存在關(guān)聯(lián)性，包括碳、氮、硫等，而有機碳和含硒量之間表現(xiàn)為正相關(guān)性。研究表明，在國內(nèi)低硒帶土壤內(nèi)，大部分硒的形式為有機物結(jié)合形式，其占比超過了80%。對于高硒區(qū)土壤而言，發(fā)現(xiàn)硒酸鹽占比超過了98%[50,51]。除了這些研究之外，有學(xué)者也認為[52]，土壤有機質(zhì)、全硒含量之間的相關(guān)性不顯著。具體與各個地區(qū)的土壤類型以及氣候等因素有關(guān)。例如對于我國南方地區(qū)，特別是在廣東等地區(qū)，相對于有機質(zhì)，母質(zhì)會產(chǎn)生更顯著的影響。而在母質(zhì)條件一致的情況下，則硒含量和有機質(zhì)含量之間表現(xiàn)為正相關(guān)的關(guān)系，在王松山等[48]的研究中得到了類似的觀點，指出對于硒的吸附作用而言，氧化鐵、有機質(zhì)之間屬于一種競爭關(guān)系。

盡管當(dāng)前對于有機質(zhì)和土壤硒有效性的研究較多，也取得了一定的成果，然而在現(xiàn)有的研究中一般未考慮到有機質(zhì)內(nèi)部組分產(chǎn)生的影響，導(dǎo)致得到的結(jié)果也存在一定的片面性。所以在實際研究中需要將有機質(zhì)內(nèi)部組分的影響考慮在內(nèi)，特別是在選用有機肥過程中，應(yīng)該對其組分進行更多的分析[53]。

2.1.6 土壤陽離子交換量(CEC)

CEC 是指土壤中負電荷的數(shù)量[54,55]，土壤在特定pH 值下通過靜電力所能保持的總交換陽離子[56]，負電荷可能是pH 依賴的(土壤有機質(zhì))或永久的(某些粘土礦物)[57]。CEC 是土壤肥力、作物生長和污染物運移的良好指標，它決定了土壤對陽離子養(yǎng)分和有機污染物的緩沖能力。CEC 通過控制粘土表面離子交換直接影響土壤肥力[58]，CEC 值低意味著土壤只能保留的少量養(yǎng)分。因此，在CEC 低的土壤中，養(yǎng)分有效性是有限的。

土壤有效硒會受到CEC 的影響，據(jù)此可以對土壤改良以及肥力等進行評價[59,60]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤有效硒、CEC 之間存在正相關(guān)關(guān)系[61]，如趙妍等發(fā)現(xiàn)茶園土壤CEC 增大時，有效硒含量同樣增大，二者表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)性[60]，龔河陽[62]等研究表明土壤水溶態(tài)硒與CEC 呈正相關(guān)，得到了與上述類似的結(jié)論，土壤CEC 越大，有效硒含量越多。

2.1.7 其他離子的協(xié)同或競爭作用

土壤硒有效性會受到土壤內(nèi)不同離子的協(xié)同競爭作用而影響，在土壤內(nèi)存在多種類型的離子，離子之間的相互作用同樣會導(dǎo)致硒形態(tài)的變化。有學(xué)者針對此類因素的影響進行了分析，發(fā)現(xiàn)在作物吸收過程中，亞硒酸鹽、磷酸鹽與亞硒酸之間具有一定的競爭關(guān)系[63]，如果磷酸鹽含量更高，則更容易被植被吸收，導(dǎo)致硒含量降低。然而實際中還需要考慮到土壤自身的綜合因素，有學(xué)者指出，土壤酸堿度的影響并不顯著，對于高磷時促進亞硒酸鹽吸收不會產(chǎn)生顯著的影響[64]。另外，有學(xué)者指出，特定土壤條件下同時施加磷肥以及石灰對于白三葉吸收硒會產(chǎn)生一定的影響[65]。結(jié)合上述分析可知，土壤條件也屬于重要的影響因素。除了上述研究之外，由于硫、硒本身在理化特性上存在相同之處，所以作物在吸收硒時同樣會受到硫含量變化的影響[66]。有學(xué)者還在研究發(fā)現(xiàn)，作物吸收硫酸鹽、硒酸鹽過程中采用的轉(zhuǎn)運子是相同的，硫酸鹽對于吸收硒的過程會產(chǎn)生影響，特別是其含量較大時則會形成明顯的抑制作用[67]。

較多研究發(fā)現(xiàn)，磷與硒間協(xié)同與拮抗作用并存，如土壤磷酸根含量較少時，由于二者化學(xué)性質(zhì)相似，主要以拮抗作用為主；相反，則主要表現(xiàn)為協(xié)同作用[68]。根據(jù)當(dāng)前的研究，土壤全磷和速效磷對于不同形態(tài)的硒產(chǎn)生的影響是不同的。其中水溶態(tài)硒與全磷、速效磷極顯著正相關(guān)，因此水溶態(tài)硒含量會受到磷的影響，其賦存的形式一般是磷酸根等，采用競爭吸附的方式促進硒的釋放，繼而滿足作物吸收的要求，有助于提升硒的有效性[69]。另外，可交換態(tài)硒磷之間表現(xiàn)為負相關(guān)性，殘渣態(tài)硒、酸溶態(tài)硒則和磷之間并未體現(xiàn)出顯著的相關(guān)性，其主要是因為其化合物穩(wěn)定性較高[32]；在有效磷含量高或非常高的土壤中，添加亞硒酸鹽比在低或中等磷含量的土壤中添加硒吸附量更少。因此，在磷含量高的土壤中，植物的硒有效性，尤其是亞硒酸鹽的有效性更高。硒酸鹽作為硒源也有同樣的效果，而且磷的飽和度也決定了硒的有效性。

2.1.8 土壤重金屬與硒的互作

重金屬對植物硒吸收及代謝具有較大程度的影響。首先，重金屬可能改變作物對硒的代謝及積累過程，進而影響作物硒的有效性；再者，硒含量及形態(tài)的變化可與重金屬產(chǎn)生協(xié)同或拮抗效應(yīng)，因此，探明重金屬是如何影響硒在作物中的遷移和轉(zhuǎn)化具有十分重要的意義。

有研究表明，作物中的硒在被吸收轉(zhuǎn)化時，也與部分重金屬元素存在一定的協(xié)同或拮抗效應(yīng)[70,71]。部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，硒處于較高濃度時易促進作物吸收重金屬[72]。如土壤總硒與重金屬鎘、砷的正相關(guān)關(guān)系[73]；土壤有效硒和其他部分重金屬的關(guān)系與全硒和其他部分重金屬之間的關(guān)系基本一致，表現(xiàn)了重金屬與硒之間的協(xié)同或伴生關(guān)系。但也研究表明，外源添加硒提高硒含量，反而可顯著減少作物對重金屬的吸收積累，等[74]研究表明，加硒能夠顯著降低Cd、Zn、Cu 和Pb 在芥菜（Sinapis alba）地上部分的積累；He 等[75]的大田試驗表明，亞硒酸鹽的施用顯著降低了萵苣（Lactuca sativa）地上部Pb 和Cd 的含量。

2.2 農(nóng)藝管理措施

土壤中硒的有效性還受到農(nóng)藝管理措施的影響，如灌溉、耕作管理以及硒肥施用。

2.2.1 耕作管理

土壤和作物殘留物混合，打破了土壤團聚體，影響pH 和OM 含量，并影響土壤微生物群落多樣性、酶活性和作物根系在土壤中的分布[76-78]。也有報道稱，硒在耕地土壤中的流動性比在未開墾土壤中更強，說明硒在耕地土壤中更容易被植物吸收[79]。種植前階段的耕作過程可以消除非根際土壤和根際土壤硒水平的差異[80]。此外，通過耕作，硒可以從土壤更深的深處釋放到土壤表層，提高了硒的有效性，從而促進作物對土壤硒的吸收和利用。

2.2.2 灌溉管理

灌溉措施也是影響農(nóng)作物硒積累的主要因素，灌水方式對土壤硒的影響可能通過多種機制，即：(1)灌水可能含有硒，導(dǎo)致土壤硒積累增加；（2）灌溉增加土壤剖面有效硒的淋失；（3）土壤理化性質(zhì)（如pH、Eh 等）的變化導(dǎo)致硒形態(tài)的變化，影響硒的有效性[81-84]。

有研究者發(fā)現(xiàn)，與不灌溉處理相比，Zhao 等[83]發(fā)現(xiàn)在中等（117 mm）和井中（291 mm）灌溉條件下的小麥籽粒硒濃度分別顯著降低30%和75%。他們將這一下降歸因于有效硒含量的減少，包括浸出損失的增加，灌溉水中硫酸鹽對硒吸收的競爭，以及隨著谷物產(chǎn)量的增加而稀釋植物。也有研究者證實高濃度的硫酸鹽會抑制植物對可溶性硒（VI）的吸收。

2.2.3 外源硒的施用

施硒時機會影響植株硒濃度。Curtin 等[85]研究發(fā)現(xiàn)在多雨的冬季，可溶性硒（VI）的顯著浸出會發(fā)生。因此，春季施用硒可能比冬季施用硒更有效。隨著時間的推移，硒的有效性有降低的趨勢。因此，單一施硒可能不能在整個生長季節(jié)保持足夠的土壤硒水平[86]。植物吸收和積累硒的能力隨生長階段的不同而不同。Curtin等[85]研究表明，播期施硒對小麥籽粒硒濃度的提高效果不如拔節(jié)期施硒。同樣，Govasmark 等[87]報道了生育期后期施硒優(yōu)于生育期早期或播種期施硒。在谷子拔節(jié)、孕穗期和灌漿期噴施液體硒，發(fā)現(xiàn)在這三個階段噴施硒能有效提高籽粒硒含量[88]。因此，在植物生長后期施用硒，有效性較強，是提高植物體內(nèi)硒含量的最適宜時機。

2.3 氣候條件

一些氣候變量，如降水和溫度也可以對植物吸收硒產(chǎn)生重要影響[89,90]。其他研究報道了低溫和高降水率可以減少植物中硒的積累。因此，土壤硒濃度在生長季節(jié)急劇下降，但在生長季節(jié)結(jié)束時，隨著冬季氣溫的下降，植物生長放緩，這一趨勢停止。還有研究表明，降水影響土壤氧化還原條件由缺氧向缺氧的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致較低有效態(tài)硒的增加，從而減少了植物硒的積累。此外，高降水導(dǎo)致植物有效硒通過淋濾損失過多。

3 展望

本文收集、整理了國內(nèi)外有關(guān)土壤硒有效性的文獻，綜合分析了影響土壤硒有效性的因素，強調(diào)了土壤總硒不能預(yù)測土壤中硒的生物地球化學(xué)行為。重要的是，硒的有效性取決于土壤硒的形態(tài)，它決定了硒在土壤中的命運和吸收轉(zhuǎn)化。土壤中硒的形態(tài)和分布受氧化/還原等化學(xué)反應(yīng)的控制。每種反應(yīng)的強度又取決于土壤的物理化學(xué)性質(zhì)(土壤質(zhì)地、全硒量、pH、Eh、有機質(zhì)、CEC、其他離子的協(xié)同或競爭作用、土壤重金屬與硒的互作)、農(nóng)藝管理措施和氣候條件等。

因此，在實施硒生物強化措施之前，需要對土壤中硒的有效性影響因素進行綜合分析。同時需將土壤硒有效性變化視為動態(tài)過程，在大尺度范圍內(nèi)將硒、作物、土壤作為一個完整的系統(tǒng)來進行綜合研究，探討在作物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及有效硒在土壤—作物系統(tǒng)內(nèi)的遷移機理等。