不同类型茶园土壤硒赋存形态特征及其影响因素分析

袁波 李崇香 易瑜琪 胡超 万鑫 严美婷

（江西省检验检测认证总院食品检验检测研究院，江西 南昌 330000）

富硒土壤进行茶树种植有着天然优势，但是很多土壤中硒含量有效性等难以保证，故而难以完全发挥其对于茶园种植的促进作用，基于此研究土壤硒赋存形态特征与产生的具体影响，以便合理选择种植方法，提升种植效果。硒在进入土壤后，会与土壤中的铁锰氧化物、黏土矿物成分、有机质等发生氧化还原、溶解沉淀、附吸解吸等反应，表现出不同化学形态。硒在地壳中的含量是0.05mg/kg，比较难形成工业富集，分析其赋存形态，主要包括三种形式：其一是按照独立矿物形式存在，其二是以类质同相形式存在，其三是以黏土矿物形式存在[1]。茶园土壤硒以有机结合态为主，其次为残渣态，分别占比46.56%、34.85%，而可溶态硒比例仅占1.8%。富硒土壤种植茶叶，提升硒作用率，对于茶园种植来说有着一定的积极影响，主要表现在：减少茶叶积累农药残留、稀土含量、重金属；硒对重金属具备拮抗作用，富硒土壤种植，能减少砷、镉等重金属转移到茶树枝叶位置，减少茶叶重金属含量[2]。茶树吸收硒元素，主要通过两种途径，其一是在富含硒的土壤上栽培茶树，其二是通过喷洒富硒肥来实现，对土壤硒形态加以细化，包括：残渣态、有机物结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、腐殖酸结合态、碳酸盐结合态、可交换态、水溶态等，各赋存形态硒在动态平衡状态，不同形态间有着可逆或者不可逆的转化可能性。

1 材料与方法

1.1 试验茶园

本次试验茶园为福建省政和县（6 份紫色土，编号1101-1106）、建阳区（三分紫色土，编号1107-1109）、建瓯市（11 份红壤，编号1110-1120）、武夷山（15 份黄壤土，编号1121-1135）四地茶园，从四个茶园提取四种土壤。采样方法：多点采样法，结合当地土壤实际情况，布置采集点，包括：两边茶行中线处、茶行中间、茶行两边滴水线处等，在各个位置表层20cm 处采集土壤，再将土壤充分混合[3]。采样深度：皆为60cm。采样时间：2023.5.5。通过四分法保留其中大概2kg 的土壤样品，将土壤样品弄碎放在塑料薄膜上，均匀分为四份，划分对角线，保留对角两份，若是土壤样本仍旧多，还可再次进行四分。去除样品杂质，在气温25-35℃、空气相对湿度20%—60%、通风且避光的环境下，晾干、过筛，装入布袋中，贴上标签，注明采样土壤的详细信息。

1.2 试验方法

通过液固萃取法展开试验探究，将土壤浸在选定的溶剂中，利用土壤中各组分在溶剂中的不同溶解度，使易溶的组分溶解为溶液，即可与固体残渣分离。称取0.5g 土壤样品于消解管中，塞上带孔管塞，加入15mL 混合酸HNO3+HClO4，放置过夜，再过滤定容，通过原子荧光光度计测定，再通过浓度为0.1mol·L-1 的KH2PO4溶液提取土壤有效硒。

具体试验步骤如下：土壤样品添加到聚乙烯离心管中，添加20ml 浓度为0.25 mol/LKCl 溶液，在25℃环境下浸提均匀振荡不低于1h，再通过离心装置维持4000 r/min 转速，转动10min 后过滤，消化上清液后再测定土壤中水溶态硒（SOL-Se）含量；在不清除残渣的情况下，在离心管中添加20ml 浓度为0.7 mol/L 的KH2PO4 溶液，在25℃环境下浸提均匀振荡不低于4h，再通过离心装置维持5000 r/min 转速，转动6min 后过滤，消化上清液后再测定土壤中有可交换态及碳酸盐结合态（EX-Se）含量；同样在不清除残渣的情况下，在离心管中添加20ml 浓度为2.5 mol/L 的HCl 溶液，在90℃水浴环境下加热浸不低于50min，再通过离心装置维持5000 r/min 转速，转动6min 后过滤，消化上清液后再测定土壤中有铁锰氧化物结合态（FMO-Se）含量；与上述条件一致，在不清除残渣的情况下，在离心管中分别添加2ml、8ml 的50%HNO3 溶液、5%K2S2O8 溶液，在90℃水浴环境下加热浸提不低于3h，其间每间隔一段时间振荡一次，再通过离心装置维持4000 r/min 转速，转动10min 后过滤，消化上清液后再测定土壤中有机物结合态（OM-Se）有含量；最后提取剩余残渣，通过离子水进行充分清洗，放置到石英烧杯中，引入常规土壤测硒方法，消煮后进行残渣态（RES-Se）硒含量测定[5]。数据处理采用SPSS19.0 软件、Excel2020 以及GraphPad Prism 8.0 进行处理。

2 结果与分析

2.1 结果归纳

按照上述试验探究步骤，得出如下表1 所示各茶园有效硒活化率：

表1 各茶园硒活化率

2.2 含量与活化率分析

结合上表1 各项数据可知，统计的上述四个地区的各茶园土壤全硒含量分布，最低是武夷山黄壤0.22mg/kg，最高是建瓯区红壤1.06mg/kg，各地区均值保持在0.58mg/kg 的水平，高于我国土壤硒的环境背景值为0.21 mg／kg、福建省土壤中硒背景值0.55mg/kg，同样高于国家设定的富硒土壤标准，即超过0.4mg／kg，由此可知闽北大部分地区是富硒土壤。进行有效硒含量分析，最低为建瓯区红壤6.17μg/kg，最高同样是建瓯区红壤125.66μg/kg，均值达到47.72μg/kg，活化率最低为建瓯区红壤1.14%，最高为建阳区潮砂土20.66%。从三个方面进行分析：在整体硒含量方面，其中黄壤茶园整体硒含量远超潮沙土硒含量，紫色土、红壤、黄壤间并没有较大的差异；在有效硒方面，黄壤茶园有效硒含量远超红壤土有效硒含量，潮砂土、紫色土、黄壤间并没有较大的差异；在活化率方面，潮砂土茶园硒活化率远超红壤土有效硒含量，红壤、紫色土、黄壤间并没有较大的差异[6]。

2.3 硒形态特征分析

结合表1 中各项数据分析，茶园土壤硒多是以残渣态（占比31.45%—37.27%）、有机结合态（占比44.64%—54.19%）为主，其次为可溶态硒（占比0.71%—4.92%），由此归纳总结土壤硒各类型态占比，从大至小分别是有机结合态硒、残渣态硒、可交换态硒、碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物硒、结合态硒、可溶态硒。茶园类型不同，对应的硒赋存形态也有一定差异，其中在潮砂土来说，可溶态硒含量、占比最高，只有少量碳酸盐结合态、可交换态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机结合态硒；以红壤来说，残渣态硒含量、占比最高，碳酸盐结合态、可交换态次之，可溶态硒含量最低；以紫色土来说，铁锰氧化物结合态硒含量、占比最高；以黄壤来说，有机结合态硒含量、占比最高。

2.4 土壤理化性质与硒相关性分析

如下表2 所示，为土壤各形态硒含量间相关系数，再利用Spearman 相关性分析，评价土壤理化性质与各种形态硒之间的相关性，如下表3 所示，分析表中信息可知，土壤硒含量与有效磷、碱解氮、有机质存在正相关关系，与其他理化性质不存在明显关系，有效硒与硝态氮、全氮分别存在正相关、负相关关系，与其他理化性质不存在明显关系。其中T-Se 代表全硒，A-Se 代表有效硒，SOL-Se 代表可溶态硒，EX-Se 代表可交换态与碳酸盐结合态，FMO-Se 代表铁锰氧化物结合态，OM-Se 代表有机物结合态，RES-Se 代表残渣态硒。

表2 土壤各形态硒含量间相关系数

表3 土壤硒形态与土壤理化性质相关分析表

3 结论与讨论

3.1 结论

归纳总结以上得出的分析结果，得出如下结论：硒在土壤中的分布形态、转化进程会受土壤理化性质较大影响，来源于氧化还原电位、铁铝氧化物、质地等的综合影响，且土壤全硒、残渣态硒、有机结合态硒等与土壤有机质含量有着正相关关系，且在气候条件一致时，有机质含量起到至关重要的影响作用。综合而言，茶园土壤硒形态分布规律整体表现为：可溶态＜铁锰氧化物结合态＜碳酸盐结合态、可交换态＜残渣态＜有机结合态，生物有效性相对较低。由此可得出结论，以上四类茶园中，黄壤茶园土壤全硒与各形态硒含量最高，茶树种植效果最好。

3.2 讨论

为更好地提升茶园种植效果，在总结上述试验过程的基础上，提出以下建议：其一，优化施肥过程，冬季施肥时加施有机肥、喷洒土壤改良剂，提升有效硒含量、土壤pH，降低硒移动与吸附；结合土壤情况，适当施加减施磷肥、施加钙镁磷肥，或结合茶园发展规律，种植硒富集系数高的茶树品种；其二，给予重视，在优化茶园种植模式、调整种植方法方面展开深度探究，引入国内外先进的种植技术，并加强对种植过程的监督管理，及时剔除异常影响因素，保证种植过程不受到过多负面影响；其三，引入高水平、高素质茶园种植人才，加强培训，提升种植质量。