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内蒙古河套地区农作物硒元素富集程度影响因素研究作者：李世宝熊万里黄进军田杰来源：《西部资源》2023年第03期［关键词］农作物；硒元素；富集程度；影响因素硒是人体必需的重要微量元素，硒元素的缺乏和过剩都会对人体的健康产生不利的影响［1］。
它具有抗氧化作用、增强免疫力、防止糖尿病、白内障、预防心脑血管及癌症等疾病的功效［2］。
我国从2002年开始进行富硒农产品的开发，湖北恩施、陕西安康的富硒产业已经走在了国内前列，年产值达上百亿元。
内蒙古河套地区土壤肥沃，是内蒙古的主要粮食主產区，也是我国优质小麦、玉米及葵花的生产基地。
为了对河套及通辽地区富硒土壤的开发和管护提供决策依据，2018—2021年内蒙古自治区地质调查研究院在该区开展了“内蒙古河套、通辽等粮食主产区富硒区耕地农产品调查及动态监测与研究”，通过对研究区2300件农作物的监测与研究发现，河套地区葵花、小麦及玉米存在不同程度的富硒现象，葵花和小麦富硒率达90%以上，玉米富硒率达60%以上，富集程度存在明显的差异。
农作物吸收硒的影响因素众多，不同土壤参数和植物因子影响土壤中硒的生物富集系数，其富集系数的大小除了与农作物品种有关，还与土壤的化学成分（如Fe、Mn、As、F等）、土壤的理化性质（土壤有机质含量、pH值等）以及硒的有效态及形态等因素有关。
1. 土壤化学成分分析研究为研究土壤化学成分对农作物中硒元素的影响，采集农作物及对应根系土样品各2300件，葵花样品1298件、玉米样品930件、小麦样品72件，分析测试了Se、As、Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Hg、F、Ni、Ge、MgO、I、B、Mo、Mn 等16种元素，对研究区内不同农作物硒含量与对应根系土中各化学成分进行了相关性研究。
从表1统计结果可以看出，农作物中硒基本只与根系土中硒呈明显的正相关关系，与其他元素相关性不明显，表明根系土中硒含量高低直接影响农作物中硒的吸收。
农作物中硒含量与根系土中硒含量的相关关系大小为：小麦＞玉米＞葵花，表明小麦和玉米对硒的富集更依赖土壤中硒的含量。
第23卷第6期VOI.23NO.6 湖北农学院学报JOurnaIOfHubeiAgricuIturaICOIIege 2003年12月Dec.2003 文章编号1004-3888200306-0476-05硒的生物学功能及植物的富硒机理”李应生李亚男陈大清湖北农学院生命科学学院湖北荆州434025 摘要综述了硒在植物体内的主要生理功能及对植物生长发育的重要作用分析了植物吸收聚集硒的影响因素并就植物吸收富集硒的机理作了阐述对今后植物硒的分子水平上的研究进行了展望。
关键词硒生物学功能植物富硒机理中图分类号S143.72581 文献标志码A 硒是生态环境中一个十分重要的微量元素是人体克山病、大骨节病的主要原因。
1973年ROtruck首先证实了硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分每一分子酶中含有4个硒原子具有抗氧化作用开始了硒的生物学与无机生物化学研究的新时代1。
近30年来微量元素硒的作用在国内外引起普遍关注据我国“硒与健康”数据库与营养研究表明硒是人体健康和动物体内必需的14种微量元素之一且兼具营养、毒性和解毒三重生物学功能被称为生命的保护剂2。
近年来人们加强了硒在植物中的研究。
薛泰麟等以禾本科的小麦、玉米、豆科的大豆和十字花科的油菜为研究对象证明硒对高等植物具有抗氧化作用它能增强植株体内的抗氧化能力从而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力促进了植株的正常生长从而推测硒可能是高等植物的必需微量元素3。
不仅如此增强硒在植物中的富集量积极有效地开发出富硒农业生物产品这对于解决缺硒地区的硒营养问题提高人类的健康水平都具有极其重要的社会经济意义。
1 硒的生物学功能1.1 改变植物组织中活性氧防御酶的活性近年来随着生物膜理论和自由基伤害学说研究的进展人们已逐步认识到硒在清除自由基伤害过程中扮演着重要角色。
硒的抗氧化作用主要是通过提高谷胱甘肽过氧化物酶GSHpx的活性来实现的。
而且硒还能够改变其它活性氧防御酶如超氧化物歧化酶SD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶pD等的活性使各抗氧化系统在机体内存在动态平衡4。
东北平原土壤硒分布特征及影响因素戴慧敏;宫传东;董北;刘驰;孙淑梅;郑春颖【摘要】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.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2015(052)006【总页数】9页(P1356-1364)【关键词】东北平原;土壤硒含量;富集特征【作者】戴慧敏;宫传东;董北;刘驰;孙淑梅;郑春颖【作者单位】中国地质调查局沈阳地质调查中心,沈阳 110034;辽阳市铧子镇政府,辽宁辽阳111300;中国地质调查局沈阳地质调查中心,沈阳 110034;中国地质调查局沈阳地质调查中心,沈阳 110034;吉林省地质调查院,长春130061;中国地质调查局沈阳地质调查中心,沈阳 110034【正文语种】中文【中图分类】S158.5;S159.2微量元素硒（Se）是人类饮食中必要的营养元素和必需的人体结构元素［1-2］，它兼具营养、毒性、解毒三重生物学功能，被称为“生命保护剂”［3］，低硒易引起生物地球化学疾病，如低硒是克山病多发病因素中的基本因素。
作物对硒的吸收利用及合理施用硒肥戴志华;高菲;赵敏;韩丹;王兆双;涂书新【摘要】硒是动物和人体必需的微量元素,同时也是对植物生长发育有益的元素.随着人们生活水平的提高,富硒农产品日益受到广泛的关注,进而推动了关于作物对硒的吸收利用和科学施用硒肥的研究.在综述国内外相关研究进展的基础上,系统总结了土壤有效硒测定方法以及作物对硒的吸收、转运和形态转化及其影响因素的相关研究成果,并对今后的研究方向进行了展望.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2017(007)005【总页数】6页(P415-420)【关键词】土壤硒;有效硒;富硒;运转;形态转化【作者】戴志华;高菲;赵敏;韩丹;王兆双;涂书新【作者单位】华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;华中农业大学资源与环境学院,武汉430070;主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心,湖北荆州434025【正文语种】中文硒(selenium，Se)在元素周期表中位于ⅥA族，是一种类金属元素。
地壳中的平均硒含量小于0.1 mg/kg，大多数土壤中硒含量的范围在0.01～2.00 mg/kg，均值为0.4 mg/kg[1]。
我国土壤硒含量背景值为0.21 mg/kg[2]，其分布具有地域性，从东北到西南存在一条明显的缺硒带，而东南和西北地区，如陕西紫阳、湖北恩施、安徽石台等地相对较高。
硒是人和动物必需的微量营养元素，机体所需的硒主要是由饮食摄取的，若摄取量长期不足，会造成硒营养缺乏，严重时会引发地方性疾病，如克山病、大骨节病等[3]。
硒不是植物所必需的微量元素，但是对其生长有益[4]。
一般而言，适量浓度的硒可促进植物的生长，而过量的硒对植物有毒害作用。
此外，硒还可增加植物的抗逆性，如拮抗重金属等。
消化终点对土壤中硒含量的影响消化终点对2，3-二氨基萘分子荧光测定土壤中硒的影响是存在的、由于空白溶液、标准溶液和土壤试样的基体不相同，所以影响也是不相同的。
对于一般的土壤而言，终点偏前或是后均为负误差，而且终点偏后的误差大于偏前的误差。
当土壤样品中荧光杂质大于样品中硒含量时，终点偏前为正误差。
对于消化终点所引起的误差可以用标准土壤质控样或加标回收率来控制。
消化终点的正确判断：加酸消解、随着电热板温度的升高，样品开始冒烟，当温度在170℃-190℃，高氯酸分解，出现浓厚的白烟，直到高氯酸的沸点（203），继续加热，此时底层开始冒一缕缕丝烟，硫酸开始分解冒烟，直到瓶内出现环状白烟，高氯酸与硫酸烟雾明显分层时，认为达到消化终点。
消化终点前后空白溶液的荧光强度变化不大，其原因是由于空白溶液时比较纯净的，当混合液加入时，可能会带来微量的硒和荧光杂质，但是由于量很少，因此消化终点对其的影响是可以忽略。
标准溶液则是不同的，它除了同空白溶液有着相同的本底值，还认为的加入系列硒标准，消化时在混酸的作用下，硒的荧光强度随着四价硒的不断氧化而变大，直到消化终点，终点之后，硒随着溶液温度的升高，开始热挥发损失。
土壤样品则更加复杂，由于土壤的结构、成分不同，样品中荧光杂质与硒的含量比值也是不尽相同的，在消化终点前，消化过程是在在破坏样品中的荧光杂质的同时，又不断地将低价的硒氧化成为四价硒，当土壤中的荧光杂质大于土壤样品中硒的含量时，消化终点前的荧光强度高于终点的荧光强度。
土壤中的硒用75Se示踪技术可以把土壤中的硒区分为元素态硒、硒化物态硒、硒酸盐、亚硒酸盐、有机态硒和挥发态硒等6种形式。
用不同的连续分级法均发现有机结合态的硒是土壤中硒的主要结合态，硒主要副存于腐植酸和残余晶格中。
从世界各地土壤含硒状况来看四价硒是土壤中的主要形态约占40%。
而以六价形式存在的硒约占10%。
在干旱地区的碱性土壤和碱性风化地壳中，硒以六价的形式存在为主，可为植物直接吸收利用。
硒的作用与用途硒是人体必需的微量元素之一，对人体具有重要的生理作用。
它主要以无机形式存在于地壳中的土壤、水体中的微量元素中，通过植物进入人体。
硒在人体内发挥多种生理功能，下面我将逐一介绍。
首先，硒是人体重要的抗氧化剂。
氧化是细胞中许多化学反应产生的副产物，可引起细胞内脂质、蛋白质和DNA的氧化损伤。
硒与谷胱甘肽过氧化物酶一起协同作用，参与清除自由基，减轻细胞氧化应激，保护细胞免受损害。
其次，硒对心血管系统有保护作用。
研究发现，低硒血症与冠心病、高血压等心血管疾病的发生有关。
硒通过抗氧化、抗炎，以及改善血管的内皮功能等方式发挥着保护心血管健康的作用。
此外，硒还参与体内抗肿瘤作用。
硒能够抑制肿瘤细胞的生长，促进肿瘤细胞凋亡，预防肿瘤的发生和发展。
研究表明，适量补充硒可以降低乳腺癌、前列腺癌、胃癌等多种癌症的发病风险。
硒还对免疫系统具有重要影响。
硒能够改善免疫细胞的活性和数量，增强巨噬细胞和自然杀伤细胞等对病原体的杀伤能力，提高机体的抗感染能力。
适量补充硒可以增加人体β-球蛋白水平，调节免疫系统的平衡，保持机体的免疫功能。
此外，硒对甲状腺功能的调节也非常重要。
硒是甲状腺素代谢过程中的重要催化剂，参与甲状腺素合成和代谢过程中的关键酶的活性维持。
缺乏硒会导致甲状腺功能减退，引起甲状腺肿大和甲状腺功能低下症。
另外，硒还对生殖系统的正常运作至关重要。
硒具有重要的抗氧化功能，能保护生殖细胞免受氧化应激的损伤，维持生殖腺组织的正常功能，对男性精子的形成和活力有一定的影响。
总结来说，硒在人体中发挥的生理作用非常多样，包括抗氧化、心血管保护、抗肿瘤、免疫调节、甲状腺功能调节以及生殖系统保护等等。
正常摄入适量的硒有助于人体健康维持，预防疾病的发生。
除了以上的生理作用，硒还有许多实际应用与用途。
首先，在农业领域，硒被广泛用于土壤修复和植物营养补充。
硒能够促进植物的生长和发育，改善植物的抗病能力，提高农产品的质量和产量。
硒肥的使用也可以减少农药的使用，对环境更加友好。
课 程 论 文
学 院： 资源与环境学院 专业名称： 农业资源与环境 学 号： ********** * 名： *** 资源与环境学院课程论文 目录
摘要................................................................ 1 关键词.............................................................. 1 1 引言.............................................................. 1 2 硒肥的基本情况.................................................... 1 3 硒肥对土壤的作用及影响因素........................................ 2 3.1 硒肥对土壤养分含量的相互作用及影响因素 ..................... 2 3.2 硒肥对土壤有机质及结构的相互作用及影响因素 ................. 2 3.3 硒肥对土壤酶活性的相互作用及影响因素 ....................... 3 4 硒肥对植物的作用及影响因素........................................ 3 4.1 硒肥对植物产量的作用及影响因素 ............................. 3 4.2 硒肥对植物品质的影响 ....................................... 4 4.3 硒肥对植物抗逆性的作用 ..................................... 4 5 结论与展望........................................................ 4 参考文献............................................................ 4 资源与环境学院课程论文
1 硒肥在土壤—植物系统中的作用及影响因素 摘要：硒是一种对动植物以及微生物比较重要的一种微量元素，但是硒元素对于植物不是必
须的，硒元素对于人类相当重要，因此硒肥是一个当今人们的研究热点。硒肥对于土壤的理化性质有一定的影响，对于改善土壤肥力、提高作物的产量和品质及对作物的抗逆性有一定的影响。本文说明了硒肥的内涵和类型，讨论了硒肥对土壤的培肥作用：包括对土壤养分、土壤有机质和结构、土壤酶活性的作用，以及硒肥对提高作物产量、品质和抗逆性的影响。同时，提出了一些对硒肥的一些问题和对以后的展望。
关键词：硒肥；土壤肥力；产量；品质；抗逆性
1 引言 硒是一种对动植物以及微生物比较重要的一种微量元素。虽然硒元素对于植物来说不是必需的，但是对于人类来说，硒元素是很重要的。世界健康组织在1996年给出的成年人每天硒元素的摄入量限额是40到70μɡ。[1]在欧洲，人体硒的来源主要是海鲜和谷类植物，其中谷类植物占多数。对于哺乳动物，硒是一种重要的抗氧化剂、甲状腺调节剂以及大脑和性腺保护剂。而这些作用是通过一些酶和含硒蛋白进行的，有谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧化还原蛋白酶等。硒的缺乏会引起人体的一些伤害，比如肌肉萎缩、心血管病，骨头和免疫系统的疾病，以及增加癌症和淋巴瘤的危害。[2]比如，中国有一些地区出现的大骨节病、克山病等。[3]但是，硒元素的过量摄入也会造成硒的中毒，表现为掉头发、指甲脱落等。[4]低Se 土壤通常指Se 含量＜ 0． 131 mg /kg 的土壤; 当土壤Se 含量＞ 0． 400 mg /kg 则称其为富Se 土壤，而≥3． 000 mg /kg 则属于Se 过剩土壤或Se 毒土壤。有40多个国家曾报道土壤缺硒（全硒含量低于0.1mg /kg），我国也是其中之一，全国有70%以上区域的土壤含硒量偏低，黄土高原中北部是典型缺硒区，土壤全硒含量仅0.095mg /kg。[5]另外恩施、紫阳是硒中毒区，属于世界级的高硒地区。[6] 有很多研究表明，硒元素对于植物的产量、品质以及抗逆性有一定的影响，之后我们会对这个问题进行说明。同时，植物积累硒的能力也不同，有不易积累硒的植物，硒含量通常吸收少于25μɡ/ɡ（以植物干重计算），指示剂类，通常吸收25-1000μɡ/ɡ，最后是极易积累的植物，可能积累几千μɡ/ɡ。[7]
2 硒肥的基本情况 我国目前大部分地区是缺硒的，而土壤中的硒可以分为元素态的硒、硒化物、硒酸盐、亚硒酸盐、有机态硒以及挥发态硒。[8]而这些形态的硒中元素态的硒以及硒化物是难以被植物利用的，硒酸盐、亚硒酸盐以及有机态硒才有生物有效性。[9]近20年对硒肥的研究都是把硒化物形式的硒肥或者是硒的矿石直接施到土壤里以及喷洒到叶面上，使得植物的硒元素含量增加，人体通过食物链对硒元素进行积累，使得硒元素达到一定的限值。 硒肥没有一定的标准的含义，一些对植物生物有效性高的硒元素都可以作为硒肥施用。多与其它的化肥一起施用，也有的研究会把硒肥与一些有机肥一起施用，例如张志明用腐殖酸有机硒肥对水稻、玉米、小麦、大豆等大田作物作用，可以使得作物的品质提高。[10]也有资源与环境学院课程论文 2 人研究从植物茎部施加硒肥要优于在根部施加，例如吴其飞等对金桔在茎部施加亚硒酸钠，发现要比在根部施加亚硒酸钠效果好。[11]还有一些新型的硒肥，比如纳米硒也对植物有积极的作用，席旭东等发现用量低于225 kg/hm2的纳米硒植物营养剂对蒙古黄芪的产量及品质有较好的影响。[12]另外，硒肥中所含的硒元素的浓度不同，也会使得植物的生长有所不同。并不是硒的浓度越高植物的吸收效果越好，一般硒的有效值都有一个限定的范围。郑甲成等对籼稻施用四种不同浓度的硒酸钠，发现作物产量会随着硒肥浓度的增加而增加，可是浓度过高，产量也会下降。[13]国外也有研究表明施用硒的浓度过高会导致生物量的下降。[1]同时，也有研究发现硒的价态不同，可能会对有些植物造成不同的影响。付冬冬等就用四价的硒根六价的硒分别对小白菜作用，发现施用六价硒的小白菜对营养元素的吸收明显优于用四价硒处理的小白菜。[14] 由于硒对于人类特殊的作用，硒肥的开发最近十几年是研究的热点，陆续有一些可以使植物富硒又不会产生副作用的硒肥被研发出来，湖北恩施的八龙化肥有限公司就早在2003年就推出了这样的新型化肥。但是由于人们在种植作物的时候大都还是会考虑效益，对其他的一些例如保护土壤的肥力以及如何增加作物的对人类有益的元素这些问题考虑的不够，因此对于硒肥这样的新型的微肥，还没有大范围推广使用。但是硒肥的开发和利用会带来很大的经济效益，是很有前景的一种肥料。早在2001年就有报道称在辽宁省盘山县推广的富硒水稻在上海、福州等地大受欢迎，甚至还可以远销国外，经济价值不可估量。[13]
3 硒肥对土壤的作用及影响因素 3.1 硒肥对土壤养分含量的相互作用及影响因素 关于硒肥对土壤养分含量的相互作用要研究起来时很复杂的，因为土壤-植物是一个关系密切的系统，自然界的生态系统是息息相关的，绝对不可能单独研究一项内容，它们是一定会相互渗透、相互影响的。所以，要研究硒对于土壤的影响，我们要先了解一下土壤对硒的影响。土壤中的有效硒与生态环境、土壤质地、pH、Eh等有关，沉积岩中的硒元素含量高，干旱半干旱地区土壤硒的浓度比较高，而湿润的地区比较低，有机质会吸附硒以及其他元素，有铁锰结核的由于对硒吸附弱，因此土壤中硒元素含量较高，酸性土壤中硒的有效性低，碱性土壤中硒的有效性高，而在还原条件下，硒变为2价，植物较难吸收，氧化条件下，变为硒酸盐，硒的有效性高。[15] 对于硒肥对土壤养分含量的作用这个问题，国内有一些研究。是赵建平等把活性硒施加到油茶林土壤中，进行田间试验，分别在土壤中施加不同浓度不同配比放入活性硒肥，最后测定土壤中的营养元素，发现不同处理的硒肥对土壤的养分元素的含量会有不同的影响。发现用2.475kg·hm-2的硒肥的时候，对油茶成龄林土壤中的K、Ca、Mg、S的含量有较好的增长效果；用3.3kg·hm-2的硒肥的时候，对N素的影响效果最好；用4.125kg·hm-2的硒肥时候，对土壤中P素的影响最好。[16]
3.2 硒肥对土壤有机质及结构的相互作用及影响因素 土壤有机质的含量是土壤肥力的一个重要的指标。土壤有机质不仅可以通过化学的转化为植物提供矿质元素，同时，有机质对土壤的肥力和结构也有一定的积极影响，因为有机质中有很多的胶体和功能基团，可以吸附营养元素，同时增加土壤的保肥公肥能力，另外有机胶体也是团粒结构的重要结构体，会对透气性产生影响，影响水、肥、气、热等的差异。土资源与环境学院课程论文 3 壤有机质的含量会直接影响到土壤中硒的情况。有机的硒是土壤有效硒的重要来源，有机质会释放硒而增加有效硒，当有机质构成有机-无机复合胶体的黏粒时，会吸附阴离子，从而可能影响硒的循环，而有机质作为阴离子的宿体时，则会对硒产生固定作用，有研究表明后者作用强烈。另外，一般情况下，与富里酸结合的硒更易被植物吸收，而与胡敏酸结合的硒难以被吸收，主要是因为富里酸活性大于胡敏酸，功能基团多，保肥供肥能力更强。杨忠才等的研究也表明了富里酸硒肥适合用于制作富硒农产品的专用肥料。[17] 关于硒对于有机质的影响的研究还很少，郭孝等在对苜蓿草地进行硒钴配施时，发现硒肥能够促进0～20cm土层中根系中根瘤菌的生长,改善表层土壤的结构性,促进0～10cm土层中速效氮和有机质含量的提高;硒钴配施不但能够增强硒肥功能,而且有利于提高0～20cm耕作层内速效钾的含量。[18]相信这样的研究一定会在未来大量开展，硒是一种重要的元素，一直以来都受到人们的热捧，这样的研究有很大的价值。
3.3 硒肥对土壤酶活性的相互作用及影响因素 土壤酶是一种复杂的蛋白质分子，是一种生物催化剂，土壤中各种复杂生物生物化学反应无一不由酶来推动，土壤酶活性不仅可以直接表征土壤生物的活性，而且可作为土壤肥力的指标之一。硒对于动物的作用大都是通过酶来实现的，因此，硒与土壤酶的相互作用是值得研究的。[1]土壤酶的来源都有微生物分泌、植物根系分泌、土壤区系释放和动植物残体的释放。影响土壤酶的因素都有物理性质、化学性质甚至是耕作管理。粘土的酶活性就比砂土大，重金属、杀虫剂等会抑制酶的活性、耕翻也会降低酶的活性。土壤酶有很多种类，如氧化还原类、水解酶类，还有胞内酶和胞外酶等。 那么，有研究称硒也会对一些土壤酶产生一定的影响。杨兰芳等使用从野外挖回的红壤土样，经过一系列处理，分别用不同浓度的硒来培养土样，在培养10d、20d、30d时，对土样中的酶进行分析。发现硒对土壤酶的影响随着硒浓度的不同以及酶的种类而发生变化，土壤过氧化氢酶和脲酶对硒的反应比较敏感，而淀粉酶则反应不敏感。[19]
