不同种植年限的福橙园土壤硒和叶片硒含量变化分析

王丽霞 黄大野 何应对 丁哲利 林妃 井涛 刘永霞 吴斌

摘要：分析了澄迈县不同种植年限福橙園中土壤硒和叶片硒含量的变化。结果表明，随着种植年限的增加，土壤硒含量呈现先升高后降低再升高的趋势，与福橙叶片中硒含量的变化和硒的富集度变化趋势不一致。而福橙叶片中硒含量与叶片硒的富集度均呈现先升高后降低的趋势，变化趋势一致。种植3年的福橙园中，叶片中硒含量和叶片硒的富集度达到最大，分别为0.134 0 mg/kg和0.136 7，有利于植物对硒的吸收。但种植7年以上的福橙园中，叶片硒含量和叶片硒的富集度却很低，分别为0.038 2 mg/kg和0.036 8，不利于植物对硒的富集。

关键词：福橙;不同种植年限;土壤硒;叶片硒;富集

中图分类号：S132         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）02-0104-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.02.023           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

世界卫生组织和国际营养组织在1973年确认硒（Se）为人和动物体内必需的微量元素，长期以来一直被看作是重要的食物源抗氧化剂，食物中缺硒会引起一系列疾病，如癌症、心脏病、关节炎和免疫系统功能紊乱等。除了其众所周知在人体内对机体组织的抗氧化作用外，硒元素在植物抵御感染、调节生长和发育方面也起作用[1]。研究表明，适宜浓度的外源硒对植物的生理生化、生长发育有一定的影响，可以增强植物的抗氧化性，提高植物对逆境的抵抗能力，促进植物生理代谢，改善数体生长发育状况，增加作物产量，改善果实的品质[2]。硒作为人体必需微量元素，是谷胱甘肽酶的主要成分，能够清除体内有害自由基，防止氧自由基对细胞膜的攻击，保护细胞不产生癌变，被誉为“抗癌之王;硒能有效预防心血管疾病，有一定的抗氧化、防衰老及免疫调节作用;硒对缓解重金属中毒和保护肝脏有明显作用;硒对眼睛的保护作用也不可小觑，硒还能提高生殖机能[3]。动物和人体自身并不能合成硒，须通过外源硒的摄取补充，富硒农产品的生产是人体补硒的重要基础。

福橙是澄迈县于2002 年从广东省引进的红江橙（红橘Citrus tangerina Hort.et.Tanaka×甜橙Citrus sinensis（L.）Osbeck）晚熟品种，在澄迈县福山、大丰、桥头、金江、老城等地种植，是通过精心改良培育，逐步选育成具有典型地方特色的热带橙类优良品种[4]。澄迈县位于海南岛西北部，属热带气候区域，主要为红土壤和沙土壤，具有得天独厚的富硒土地资源，硒含量高达0.068 μg/g[5]（国家标准≥0.01 μg/g），富硒福橙具有明显的品牌优势。土壤硒含量丰缺是决定农产品硒含量高低的前提，同时植物体内硒的累积量与土壤中硒的含量密切相关[6]。本试验对不同树龄福橙园中土壤硒含量、叶片硒含量和叶片硒的富集度变化进行研究，旨在为富硒优质福橙的开发提供理论基础。

1  材料与方法

1.1  试验地点

试验地选在海南省澄迈县福山镇（北纬19°49′59.91″，东经109°55′33.01″）。福山镇属于热带岛屿性季风气候，四季常青，气候温暖，季节差异不明显;年平均气温23.1～24.4 ℃，极少出现霜冻;雨量充沛，年平均雨量2 000～2 500 mm，空气湿润，平均相对湿度89%;光照充足，年平均光照1 900 h，环境空气质量优良。

1.2  样品采集及预处理

采样时间2017年3月1日，选择管理措施基本一致，面积约2 hm2，树龄不同的福橙果园（其中果园的种植年限分别为1、2、3、4、6、≥7年），选择周边不耕作土壤为对照。叶样取树冠外围发育枝中部健康叶片，土样选取离根际15 cm处的0～10 cm表层土。每个果园采用随机多点采集土样和叶片各8份，同时采集路边无种植福橙的土壤作为对照（CK），将采集的土壤和叶片分别装袋、记录。土壤样品在自然状况下风干，碾细过1 mm筛后供测试分析用。叶片样品带回实验室用去离子水洗干净，60 ℃烘干，用液氮研磨至粉末，-70 ℃保存备用。

1.3  样品分析

1）叶片全硒含量的测定。采用国家标准食品中硒含量测定参照GB5009.93.2010标准，使用AFS-9230型原子荧光光谱仪测定：称取0.3 g叶片试样置于消化管中，加入9.0 mL硝酸，在70 ℃加热板预热20 min，然后放入微波消化仪中进行消化100 min，消解完后加入10 mL混合酸硝酸∶高氯酸（9∶1，V/V）放置电热板上加热（180～210 ℃）至放大量白烟直至溶液变无色。再加5 mL 6 mol/L优级盐酸在（95～110 ℃）电热板上加热至溶液澄清无色并伴有白烟出现此溶液变透明无色。冷却，转移试样消化液于25 mL容量瓶中定容，混匀备用。同时设置试剂空白对照。

2）土壤全硒含量的测定。采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中全硒的含量[7]，用AFS-9230型原子荧光光谱仪测定：称取待测土壤样品0.25 g于消化管中，加入混合酸（硝酸∶高氯酸=3∶2）15 mL摇匀，加盖漏斗放置过夜。次日于160 ℃自动控温消化炉上，消化至灰白色，继续消化至冒白烟后，取下稍微冷却，加入10 mL 6 mol/L盐酸溶液，沸水浴15 min，冷却至室温，用去离子水将消化液转移至50 mL容量瓶，定容至刻度，摇匀，待测。同时设置试剂空白对照。

1.4  数据分析

利用Excel 2010软件进行所有试验数据的统计分析，方差分析采用SPSS19.0软件进行Duncans新复极差法进行多重比较分析。

2  结果与分析

2.1  不同種植年限土壤硒含量的变化

硒在土壤中存在多种形式，包括元素态硒、硒化物、亚硒酸盐、硒酸盐、有机态硒和挥发态硒[8，9]。在生态系统中，影响土壤全硒含量的因素主要有土壤母质、大气沉降、施肥、废水废物污染、生物消耗、淋失和挥发等[10]。由表1可知，随着种植年限的增加，土壤全硒含量差异显著，呈现先升高后降低再升高的变化趋势。种植第二年，土壤全硒含量达到最大值1.227 mg/kg。种植7年以上的土壤全硒含量比不耕作的土壤中全硒含量高32%，有可能与长期施肥[11]、雨量充沛、日积月累土壤黏粒含量增加有关[12]。

2.2  不同种植年限福橙叶片中硒含量

土壤中硒的形态各异，其中能被植物吸收的是土壤的有效硒，包括硒酸盐、部分亚硒酸盐和有机硒化合物[13]。大量研究表明，土壤有效硒含量与植物硒含量关系密切[14]。土壤有效硒而非土壤全硒，是决定食物链系统中硒水平的关键因素[15]，土壤中硒的生物有效性受多种因素的影响，主要包括土壤中硒的形态、土壤质地、土壤有机质、土壤pH、植物种类等[16]。由表1可知，随着种植年限的增加，福橙叶片中硒的含量呈现先升高后降低的趋势。其中，种植3年的福橙叶片中硒的含量与其他种植年限叶片中硒含量差异显著，达到最高0.134 0 mg/kg。而种植7年以上的福橙叶片中硒含量仅为0.038 2 mg/kg。

2.3  不同种植年限福橙叶片中硒累积量的变化

土壤中硒的含量随着种植年限的增加而产生相应的变化，土壤硒含量发生变化会影响植物对硒的吸收。将福橙叶片硒的富集度定义为福橙叶片硒含量与土壤硒含量之比[17]。由表1可知，随着种植年限的增加，福橙叶片的富集度发生显著性的变化呈现先升高后降低的趋势。在种植第三年，叶片中硒的富集度达到最大，为0.136 7。

3  结论与讨论

1）本研究中采集澄迈福橙园中的土样全硒含量在0.5～1.1 mg/kg，属于富硒土壤，这与徐文等[18]研究海南土壤中全硒含量在0.055～2.231 mg/kg，结果一致。

2）随着种植年限的增加，土壤全硒含量呈现先升高后降低再升高的趋势，与福橙叶片中硒含量的变化和硒的富集度变化趋势不一致。而福橙叶片中硒的含量与叶片硒的富集度均呈现先升高后降低的趋势，变化趋势一致。

3）植物对土壤中硒含量的吸收，与土壤中硒的有效性密切相关。土壤硒含量高，并不意味着植物对硒的吸收高。种植7年以上的福橙园中，土壤全硒含量达到1.039 5 mg/kg，而福橙叶片中硒的含量仅为0.038 2 mg/kg，叶片的富集度为0.036 8。这可能与土壤pH降低[19]，土壤有机质未完全分解[20]，导致土壤有效硒含量的降低有关。

4）种植3年的福橙园中，叶片硒的富集度达到最大，为0.136 7，有利于硒的富集。说明这个时期补硒，有利于植物对硒的吸收，可以改善中国低硒地区膳食结构现状，提高人民的健康水平。但种植7年以上的福橙园中，叶片硒的富集度却很低，为0.036 8。今后在探索富硒土壤区富硒作物的研制和开发的同时也要充分考虑植物对硒的富集能力。

5）本研究采集的土壤仅限于澄迈地区，采集样品有限，在今后的研究中，广泛深入到其他富硒地区大量采集样本。另外，柑橘中对硒的吸收转运机制研究甚少，因此，在以后的研究中要倾向于柑橘富硒机理的研究，揭示硒在植物中的转运机理，为开发富硒水果奠定良好的基础。

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