福建省壽寧縣茶園土壤硒狀況及其有效性

吳一群，陳子聰，顏明娟，林 瓊，林靜芬

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福建 福州 350013)

硒具有良好的抗氧化的保健作用，植物性產(chǎn)品中硒的生物利用率大于無(wú)機(jī)硒鹽[1]。硒在植物中主要以有機(jī)硒的形式存在，這些有機(jī)硒化合物包括硒蛋白、含硒核糖核酸、硒多糖等[2]。茶葉自然富硒與土壤、茶樹品種有密切的關(guān)系，其中決定因素是土壤中硒的含量，特別是土壤中有效硒的含量[3-5]。中國(guó)的茶葉幾乎都含硒，其含量變幅0.017～6.590 mg·kg-1[6]。富硒茶葉中有機(jī)硒占76%～90%，蛋白質(zhì)硒是植物有機(jī)硒的主要成分，可占茶葉有機(jī)硒的80%左右；在等量硒條件下，富硒茶中硒的生物有效性高于亞硒酸鈉。土壤中的氧化鐵能與Se形成氫氧化鐵復(fù)合物或有機(jī)質(zhì)鐵復(fù)合物[7]，從而影響其溶解度，降低其有效性，同時(shí)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、磷肥硫肥的施用等因素也會(huì)影響茶樹對(duì)硒的吸收積累[8-9]，本文主要針對(duì)壽寧地區(qū)茶園土壤富硒狀況及其生物有效性展開調(diào)查研究，探討影響土壤硒有效性的因素，為壽寧富硒茶開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試土壤和茶葉

課題組長(zhǎng)期在壽寧地區(qū)進(jìn)行茶園施肥技術(shù)推廣，2017年在壽寧主要茶葉產(chǎn)區(qū)選擇了12個(gè)典型茶園進(jìn)行調(diào)查(經(jīng)緯度位置分別為：119°28′86″，27°23′87″；119°38′77″，27°22′5.9″；119°36′46″，27°23′34″；119°38′11″，27°21′14″；119°33′2.7″，27°25′23″；119°31′36″，27°19′59″；119°29′45″，27°18′6.1″；119°27′34″，27°24′7.9″；119°19′47″，27°18′59″；119°17′36″，27°25′37″；119°19′45″，27°27′23″；119°24′27″，27°30′55″)，所選茶園面積超過(guò)20 hm2，茶齡3年以上，并有規(guī)范管理，采用多點(diǎn)混合采集表層土壤；2017年春季在相對(duì)應(yīng)的茶園采摘春茶樣品(一芽二葉)，品種為福云6號(hào)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定 分析方法參照《土壤農(nóng)化分析方法》，其中土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；土壤 pH采用水浸提電位法測(cè)定。

1.2.2 土壤全硒含量測(cè)定 參考農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)土壤中全硒測(cè)定(NY/T1004-2006)，加混合酸 (HNO3+HClO4)于低溫電熱板上加熱消煮后再加鹽酸于沸水浴中加熱提取，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定。

1.2.3 土壤有效硒含量測(cè)定 采用0.5 mol·L-1NaH2PO4溶液浸提土壤中有效態(tài)硒[10]，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定。

1.2.4 茶葉樣品含硒量的測(cè)定 參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測(cè)定(GB5009.93-2010)，采用混合酸(HNO3+HClO4)消煮，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)的分析采用Excel軟件處理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 壽寧茶園土壤全硒和有效硒狀況

壽寧縣地區(qū)12個(gè)典型茶場(chǎng)土樣樣品檢測(cè)結(jié)果表明，茶園表層土壤全硒含量變幅為0.29～0.84 mg·kg-1，平均值為0.57 mg·kg-1，變異系數(shù)為30.89%。其中10個(gè)茶園土壤硒含量達(dá)到了富硒標(biāo)準(zhǔn)(0.4 mg·kg-1

調(diào)查區(qū)域土壤為典型紅黃壤富含鐵鋁氧化物，土壤有效硒范圍為18.59～36.98 μg·kg-1，平均值為22.80 μg·kg-1，變異系數(shù)為60.30%。把土壤中的全硒與有效硒進(jìn)行相關(guān)分析，兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.67*，n=12)，說(shuō)明在相似的土壤環(huán)境條件下，全硒含量較高的土壤能夠向作物提供更多的有效硒。

2.2 土壤pH對(duì)有效硒的影響

調(diào)查區(qū)域茶園土壤pH為3.96～5.39，平均值為4.71，圖1把土壤pH與有效硒進(jìn)行相關(guān)分析，兩者之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.63*，n=12)。說(shuō)明通過(guò)提高土壤中pH可以增加茶園土壤中硒的有效性。

圖1 土壤pH與有效硒的關(guān)系

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)有效硒的影響

調(diào)查區(qū)域茶園土壤有機(jī)質(zhì)為1.51%～2.22%，平均值為1.91%，圖2把土壤有機(jī)質(zhì)和有效硒進(jìn)行相關(guān)分析，兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平。

圖2 有機(jī)質(zhì)與土壤有效硒的關(guān)系

2.4 土壤硒對(duì)茶葉硒含量的影響

如表1所示，調(diào)查區(qū)壽寧茶葉硒含量為0.035～0.069 mg·kg-1，平均值為0.052 mg·kg-1，其中富硒土壤茶葉硒范圍為0.039～0.069 mg·kg-1，平均值為0.055 mg·kg-1，都未達(dá)到富硒茶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T600-2002)0.25～4.00 mg·kg-1，但是如果參照安康市地方茶葉富硒標(biāo)準(zhǔn)(DB6124.01-2010)0.05～5 mg·kg-1，有7個(gè)茶園茶葉硒含量達(dá)到了富硒標(biāo)準(zhǔn)，占富硒土壤的70%。非富硒土壤硒茶葉硒含量為0.035～0.036 mg·kg-1，平均值為0.036 mg·kg-1，其含量明顯低于富硒土壤茶葉硒含量，且都未達(dá)到富硒茶葉標(biāo)準(zhǔn)。

表1 茶葉硒含量

隨著土壤全硒和有效硒含量的增加茶葉硒含量有不斷增加的趨勢(shì)(圖3，圖4)，把土壤全硒與茶葉硒含量進(jìn)行相關(guān)分析(r=0.54，n=12)，兩者之間相關(guān)關(guān)系未達(dá)到顯著水平，把土壤有效硒與茶葉硒含量進(jìn)行相關(guān)分析(r=0.82**，n=12)，兩者之間達(dá)到了極顯著的正相關(guān)關(guān)系。

圖3 土壤全硒對(duì)茶葉硒含量的影響

圖4 土壤有效硒對(duì)茶葉硒含量的影響

3 討論與結(jié)論

土壤全硒含量代表土壤供硒的潛在水平，它雖然不能反應(yīng)土壤為作物提供可吸收利用的硒量，然而土壤全硒是土壤有效硒的庫(kù)源，對(duì)土壤有效硒具有基本的調(diào)節(jié)作用[11]。調(diào)查區(qū)壽寧茶園表層土壤全硒含量變幅為0.29～0.84 mg·kg-1，平均值為0.57 mg·kg-1，83.33%茶園土壤達(dá)到了富硒水平，然而該地區(qū)茶葉中硒的含量都未達(dá)到行業(yè)規(guī)定的富硒茶葉標(biāo)準(zhǔn)，因此，提高富硒土壤中硒的生物有效性至關(guān)重要。

土壤中硒的有效性受到成土母質(zhì)、氧化還原電位、pH、有機(jī)質(zhì)等多種因素的影響，特別是土壤中鐵鋁氧化的含量，土壤中的鐵鋁氧化物對(duì)硒有強(qiáng)烈的吸附作用，能形成氫氧化鐵鋁復(fù)合物或有機(jī)質(zhì)鐵鋁復(fù)合物，降低其有效性[7]。本研究中壽寧茶園土壤為典型紅黃壤富含鐵鋁氧化物，造成了土壤中硒的生物有效性不高，然而調(diào)查區(qū)土壤全硒與有效硒之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明在相似的土壤環(huán)境條件下，全硒含量較高的土壤能夠向作物提供更多的有效硒。

土壤pH會(huì)影響硒的吸附與解析，pH在4～6之間的土壤對(duì)硒具有最大吸附作用[12]，調(diào)查區(qū)土壤pH為3.96～5.39，平均值為4.71，是造成調(diào)查區(qū)土壤有效硒含量偏低的原因之一，然而調(diào)查區(qū)土壤pH與有效硒之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，這與趙妍等在江蘇茶園土壤上研究的結(jié)果一致[5]，但是其它研究者得出了不同的結(jié)論[13-14]，pH對(duì)硒的吸附解析還受到土壤中有機(jī)質(zhì)含量的影響[15]，因此對(duì)于茶園pH對(duì)土壤有效硒的影響可以進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒的有效性的影響具有雙向性，有機(jī)質(zhì)能夠加快土壤中有機(jī)硒的分解，同時(shí)有機(jī)質(zhì)變?yōu)橛袡C(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體粘粒并且吸附陰離子時(shí)有利于硒的釋放，從而增加土壤中硒的有效性，但是當(dāng)它作為陰離子的環(huán)境物質(zhì)時(shí)，吸附土壤中的硒影響土壤中硒的有效性[11]。有機(jī)質(zhì)中不同成分比例也會(huì)影響硒的有效性，當(dāng)土壤中富里酸含量高時(shí)，硒的有效性增加[16]，當(dāng)土壤中胡敏酸含量高時(shí)，硒的有效性下降[17]。本研究中土壤有機(jī)質(zhì)和有效硒之間存在正相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著水平。

本研究中隨著土壤全硒和有效硒含量的增加茶葉硒含量有不斷增加的趨勢(shì)，土壤全硒與茶葉硒之間相關(guān)性不顯著，土壤有效硒與茶葉硒含量之間存在極顯著的相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明土壤有效硒比土壤全硒更能代表土壤供硒狀況。