青海樂(lè)都富硒區(qū)6種主要蔬菜富硒能力研究

劉 超，王晉民，魏廷珍，韋梅琴，楊春江，熊輝巖

(青海大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院，青海 西寧 810016)

硒具有抗癌防衰作用，對(duì)動(dòng)物及人類來(lái)說(shuō)是必需生命元素之一[1]。人體補(bǔ)充適量硒可增強(qiáng)機(jī)體免疫功能[2]，缺硒則會(huì)導(dǎo)致諸多疾病的發(fā)生[3]，例如克山病和大骨節(jié)病[4]。人和動(dòng)物主要通過(guò)土壤-植物-水體系與硒發(fā)生聯(lián)系，其中植物是自然硒生態(tài)循環(huán)過(guò)程中的關(guān)鍵性中間環(huán)節(jié)，是人和動(dòng)物攝入硒的直接來(lái)源，人體內(nèi)的硒水平取決于攝入食物中硒含量的多少[5-6]。因此研究富硒地區(qū)蔬菜硒的富集性，對(duì)于當(dāng)?shù)睾侠黹_發(fā)利用土壤硒資源具有重要意義。

我國(guó)土壤硒含量變幅較大，既有嚴(yán)重缺硒導(dǎo)致克山病和大骨節(jié)病的地區(qū)，也有硒中毒土壤區(qū)域，但全國(guó)硒含量平均為0.25 mg/kg[7-11]。青海高原具有獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，但其大部分地區(qū)土壤含硒量(0.1～0.15 mg/kg) 低于世界平均水平 (0.2 mg/kg)，全省69.6%的地區(qū)屬于低硒、缺硒或嚴(yán)重缺硒地區(qū)。近年來(lái)，以“農(nóng)業(yè)地質(zhì)或生態(tài)地球化學(xué)”為主題的研究項(xiàng)目在青海省東部的平安-樂(lè)都地區(qū)實(shí)施過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)面積達(dá)840 km2的區(qū)域?yàn)楦晃貐^(qū)，該區(qū)域土壤硒含量平均值高于全國(guó)土壤背景值和區(qū)內(nèi)土壤平均值[12]。

蔬菜是膳食結(jié)構(gòu)不可或缺的組成部分，同時(shí)也是人體攝入硒的主要途徑。有關(guān)蔬菜對(duì)于硒元素的吸收已有相關(guān)研究[13-19]。樂(lè)都富硒區(qū)地處湟水谷地及其兩側(cè)山地，地貌以低山丘陵為主，湟水河由西向東流經(jīng)境中；氣候類型為內(nèi)陸半干旱性氣候，年均溫6.9 ℃，年均降水量335.4 mm；由于該區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境條件的約束，蔬菜種植以大蒜、馬鈴薯、蘿卜等喜涼、耐旱性蔬菜為主。目前關(guān)于該地區(qū)主要蔬菜富硒能力的研究還較少，為此本試驗(yàn)以青海樂(lè)都富硒區(qū)根菜類、鱗莖類蔬菜為研究對(duì)象，分析主要根菜類和鱗莖類蔬菜對(duì)于硒的富集性，旨在為合理利用土壤硒資源及通過(guò)富硒蔬菜調(diào)控人體的硒攝入量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)分布

依據(jù)2010年青海省國(guó)土資源廳與中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目實(shí)施中發(fā)現(xiàn)的青海富硒土壤區(qū)域，在樂(lè)都縣瞿壇鎮(zhèn)中心村、徐家臺(tái)村、楊家村、段家村、河西村、紅莊村、晁家村、口子村、窯莊村、盛家村等，以大蒜、蘿卜、胡蘿卜、甜菜、菊芋、馬鈴薯及其耕地土壤為采樣對(duì)象，采集蔬菜樣品總計(jì)135個(gè)，主要取其食用部分進(jìn)行分析，同時(shí)采集土壤樣品65個(gè)。

1.2 方 法

1.2.1 植物和土壤樣品的采集 植物樣品的采集：在富硒區(qū)每個(gè)種植區(qū)按隨機(jī)采樣法取蔬菜樣15～30個(gè)，每個(gè)地塊按十字交叉法采樣，每份植物樣按大、中、小采樣，每份樣品質(zhì)量為500～600 g，采樣后裝入樣品袋中按序號(hào)標(biāo)記。土樣的采集：對(duì)應(yīng)蔬菜種植地塊進(jìn)行土壤樣品采集，采用S形采樣法隨機(jī)采樣，采樣土層深度為0～20 cm，每份樣品質(zhì)量為 1 000 g，采樣后裝入樣品袋中按序號(hào)標(biāo)記。

1.2.2 植物和土壤樣品的預(yù)處理 將采集的蔬菜植物樣品先用自來(lái)水清洗干凈，再以蒸餾水沖洗，最后用超純水沖凈，用濾紙吸干表面水分。在潔凈的硬質(zhì)塑料砧板上用不銹鋼刀具分別切碎肉質(zhì)根或葉片，用四分法各取1/4樣品裝入潔凈的磨口瓶和托盤中，標(biāo)記樣品號(hào)。然后在65～70 ℃下烘干，并以不銹鋼磨粉碎后收集于潔凈的磨口瓶中，待分析用。將采集的土樣帶回室內(nèi)風(fēng)干，去除雜質(zhì)，然后碾碎，過(guò)孔徑 0.147 mm篩，裝入磨口瓶待測(cè)。

1.2.3 樣品的消解與測(cè)定 土壤及植物樣品處理均采用濕法消解。稱取植物樣品0.500 0 g，置于300 mL消解管中，同時(shí)做空白對(duì)照，加入混合酸(V(HNO3)∶V(HClO4)=4∶1)20 mL，搖勻后放置過(guò)夜，在DK-20Velp自動(dòng)消解爐上消解，加熱過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)加混合酸，以免蒸干發(fā)生爆炸，至溶液呈清亮無(wú)色時(shí)消化完全，繼續(xù)加熱至剩余體積為2～3 mL，加入6 mol/L鹽酸10 mL；再加熱至溶液變?yōu)榍辶敛橛邪谉煶霈F(xiàn)，取下冷卻，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度，混勻待測(cè)。稱取土樣0.500 0 g，置于消解管中，同時(shí)做空白對(duì)照，加入硝酸8 mL放置過(guò)夜，在放入消解儀前加入2 mL雙氧水，再放入CEM密閉消解儀消解，完畢后，冷卻，將消解液轉(zhuǎn)入25 mL比色管中定容，待測(cè)。

采用氫化物原子熒光光譜法(AFS8130雙道氫化物-原子熒光光度計(jì))[20]測(cè)定消解處理后的植物樣品與土壤樣品中的硒含量。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 采用 Microsoft Excel 2003、SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 青海樂(lè)都富硒區(qū)主要蔬菜硒含量的比較

從表1可以看出，所測(cè)6種蔬菜中硒含量最高為574.9 μg/kg，最低為1.4 μg/kg，兩者因?yàn)槭卟朔N類及所采樣品地點(diǎn)不同而相差573.5 μg/kg。各類蔬菜平均硒含量為蘿卜103.0 μg/kg，胡蘿卜 97.8 μg/kg，甜菜88.2 μg/kg，大蒜181.4 μg/kg，馬鈴薯80.3 μg/kg，菊芋119.8 μg/kg。6種蔬菜中硒含量由大到小依次為大蒜>菊芋>蘿卜>胡蘿卜>甜菜>馬鈴薯，由此可見，不同種類蔬菜對(duì)硒的累積量有明顯差異。從變異系數(shù)來(lái)看，大蒜和菊芋硒含量的變異系數(shù)較大，一方面可能由于采樣范圍較廣，各采樣點(diǎn)土壤本底硒含量有較大差異而導(dǎo)致蔬菜對(duì)硒的富集變異較大，另一方面也可能因?yàn)檫@2種蔬菜對(duì)硒的累積不穩(wěn)定所致。

表1 青海樂(lè)都富硒區(qū)主要蔬菜硒含量及其變異情況

2.2 青海樂(lè)都富硒區(qū)蔬菜對(duì)土壤硒的富集能力分析

不同種類蔬菜中硒的累積量受到土壤硒含量的影響，通常用富集系數(shù)(蔬菜與土壤硒含量的比值)直觀表達(dá)蔬菜對(duì)土壤硒富集能力的強(qiáng)弱。青海樂(lè)都富硒區(qū)不同蔬菜對(duì)土壤硒的富集系數(shù)見表2。

表2 青海樂(lè)都富硒區(qū)不同蔬菜對(duì)土壤硒的富集系數(shù)

由表2可以看出，6種蔬菜對(duì)土壤硒的富集能力存在明顯差異，富集系數(shù)最大為0.55，最低為 0.33，6種蔬菜富集系數(shù)由高到低依次為大蒜>蘿卜>胡蘿卜>菊芋>甜菜>馬鈴薯。本研究結(jié)論與馬強(qiáng)等[21]對(duì)青海東部土壤及生物體中硒的地球生物化學(xué)特征的研究結(jié)果相似。

2.3 青海樂(lè)都富硒區(qū)各種蔬菜硒富集水平評(píng)價(jià)

依據(jù)我國(guó)糧食中硒元素生態(tài)景觀界限值(表3)[22]，對(duì)青海樂(lè)都富硒區(qū)不同蔬菜的硒富集水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見圖1。

表3 我國(guó)糧食中硒元素生態(tài)景觀界限值

圖1表明，蘿卜中有3.1%的樣品處于潛在硒不足水平，9.4%的樣品處于足硒水平，87.5%的樣品達(dá)到了富硒水平；胡蘿卜中所有測(cè)定樣品均達(dá)到足硒或者富硒水平，其中21.2%的樣品為足硒水平，78.8%的樣品為富硒水平；甜菜中40.9%的樣品處于足硒水平，59.1%的樣品為富硒水平；9.5%的馬鈴薯樣品處于潛在硒不足水平，23.8%的樣品處于足硒水平， 66.7%的樣品達(dá)到富硒水平；大蒜中，潛在硒不足和足硒樣品均占到4.8%，90.4%的樣品達(dá)到富硒水平；菊芋中，33.3%的樣品處于足硒水平，66.7%樣品達(dá)到富硒水平，可見樂(lè)都富硒區(qū)內(nèi)大蒜的富硒水平最高。

圖1 青海樂(lè)都富硒區(qū)各類蔬菜中不同硒含量樣品所占比例

3 結(jié) 論

本研究對(duì)青海樂(lè)都富硒區(qū)幾種主要蔬菜的富硒能力進(jìn)行分析，得到了以下結(jié)果：

1)6類蔬菜中的硒含量存在明顯差異，硒平均含量由高到低依次為大蒜>菊芋>蘿卜>胡蘿卜>甜菜>馬鈴薯。

2)不同種類蔬菜對(duì)土壤中硒的富集能力存在差異，富集能力由大到小依次為大蒜>蘿卜>胡蘿卜>菊芋>甜菜>馬鈴薯。

3)所測(cè)蔬菜樣品達(dá)到富硒水平的比率依次為：大蒜90.4%，菊芋66.7%，蘿卜87.5%，胡蘿卜78.8%，甜菜59.1%，馬鈴薯66.7%。

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