水稻硒地球化學(xué)特征及富集能力對(duì)比研究
——以廣西玉林地區(qū)的北流市、興業(yè)縣、博白縣為例

◎盧小霞

廣西第四地質(zhì)隊(duì)，廣西 南寧 530031

2013 年起廣西全面推進(jìn)1∶5 萬(wàn)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工作，已圈定了富硒土壤7.57 萬(wàn)km2[1]，位居全國(guó)前列，發(fā)現(xiàn)的天然富硒農(nóng)產(chǎn)品比例較高，發(fā)展富硒農(nóng)業(yè)前景廣闊。水稻在糧食作物中占據(jù)著重要的地位，因此，發(fā)展富硒水稻對(duì)人體硒攝入和提升水稻經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義。筆者通過(guò)對(duì)比研究在相同成土母質(zhì)和土壤類(lèi)型下，北流市、興業(yè)縣、博白縣的土壤和水稻籽實(shí)的硒含量、地球化學(xué)特征及水稻生長(zhǎng)過(guò)程的富硒能力，為當(dāng)?shù)馗晃鞠驅(qū)I(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和科學(xué)化發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

此次研究區(qū)為廣西玉林地區(qū)內(nèi)的北流市、興業(yè)縣、博白縣，覆蓋面積約為410km2。研究區(qū)地處廣西東南部，毗鄰粵港澳，面向東南亞，背靠大西南，南接北部灣，經(jīng)濟(jì)腹地廣闊，是廣西重要的糧食生產(chǎn)基地。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，地貌類(lèi)型以低山丘陵為主。成土母質(zhì)為第四系沉積物，土壤質(zhì)地以粘土、亞粘土、砂土、砂礫土為主；土壤類(lèi)型為水稻土。

2 采集與測(cè)試

2.1 樣品采集

筆者在盛收期選擇研究區(qū)里水稻種植面積較大、具有代表性的地方采集水稻籽實(shí)和根系土壤樣品各25 件。采集樣品時(shí)，視地塊的不同情況采用棋盤(pán)法、對(duì)角線法、梅花點(diǎn)法等進(jìn)行多點(diǎn)取樣，等量混勻組成1 件混合樣品。以0.001～0.002 km2為采樣單元，在采樣單元內(nèi)選取10～20 個(gè)植株的稻穗混合成樣，樣重約500 g；同時(shí)配套采集根系土壤，盡量靠近水稻毛根區(qū)，將整株水稻連根拔起后抖落土壤混合成樣，樣重約1 000 g。

2.2 樣品預(yù)處理

水稻樣品經(jīng)分揀(去除石子等)、混勻，用脫殼機(jī)脫殼制備成糙米，用精米機(jī)制備成精米，自來(lái)水淘洗3 遍，再用去離子水沖洗干凈，用帶鼓風(fēng)的專(zhuān)用烘箱在60℃以下烘干，谷物粉碎機(jī)加工至規(guī)定粒度(約60 目)。根系土壤樣品在除去植物殘?bào)w、石子等非土壤雜質(zhì)后，將樣品充分混勻置于＜60℃恒溫的干燥箱內(nèi)充分烘干后取100 g（20 目）樣品，采用瑪瑙球磨機(jī)將樣品研磨至200 目。

2.3 樣品分析

樣品測(cè)試由安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所完成，測(cè)試方法如下：采用等離子質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定水稻籽實(shí)硒含量，采用原子熒光光譜法（AFS）測(cè)定根系土壤樣硒含量，采用pH 計(jì)電極法（ISE）測(cè)定土壤pH 值,采用氧化還原容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量。樣品分析準(zhǔn)確度和精密度均為100%，分析質(zhì)量可靠，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，符合《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1∶250 000）》（DZ/T0258-2014）以及《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求(試行)》（DD2005-03）的要求。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用excel 2013 以及spss18.0 軟件對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 水稻根系土硒含量特征

北流市、博白縣的水稻根系土中硒含量差異不明顯，變異系數(shù)＜50%，呈均勻分布，空間變異性極弱，穩(wěn)定性較強(qiáng)；兩地根系土的硒平均含量＜土壤富硒標(biāo)準(zhǔn)（硒含量為0.4～3 mg/kg），低于該地區(qū)的表層土壤硒元素背景值（以2016 年記錄的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)）[2-3]，K1＜1（K1=）；與全國(guó)土壤背景值[4]相比，K2＞1.2（K2=），表現(xiàn)為弱富集現(xiàn)象。興業(yè)縣水稻根系土中硒平均含量為0.502 mg/kg，比北流市和博白縣高，達(dá)富硒水平，變異系數(shù)介于50%～100%之間，呈較均勻分布，表明其分布均衡性較中等，在空間分布上有一定差異，高于該地區(qū)表層土壤硒元素背景值（以2016年記錄的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)）[5]；與全國(guó)土壤背景值[4]相比，K2＞1.5，呈強(qiáng)烈富集狀態(tài)（見(jiàn)表1）。

表1 研究區(qū)水稻根系土中硒含量統(tǒng)計(jì)參數(shù)表

相關(guān)研究表明土壤pH 值主要影響硒的存在形態(tài)和有效性[6]。亞硒酸鹽主要存在于酸性和中性土壤中（4.5＜pH＜6.5），為土壤中硒的主要賦存形態(tài)，而硒酸鹽主要存在于堿性且通風(fēng)良好的土壤中，隨著土壤堿性增大硒含量則減少，土壤pH 值與硒存在一定的負(fù)相關(guān)性[6]。研究區(qū)中興業(yè)縣土壤pH 值最小，這是興業(yè)縣土壤硒含量高于北流市和博白縣的原因之一。

土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的影響具有雙重性，當(dāng)它作為有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合體的一部分時(shí)，可以吸附陰離子，有利于硒的循環(huán)；當(dāng)它作為陰離子的環(huán)境物質(zhì)時(shí)，主要表現(xiàn)為吸附固定作用[7]。研究區(qū)土壤中的有機(jī)質(zhì)與硒呈顯著的正相關(guān)性，表明豐富的有機(jī)質(zhì)含量能夠增加土壤的硒含量，興業(yè)縣的土壤有機(jī)質(zhì)含量最大，土壤的硒含量比北流市和博白縣的高。

綜上所述，在相同成土母質(zhì)和土壤類(lèi)型下，土壤pH 值 和有機(jī)質(zhì)含量是影響研究區(qū)水稻根系土硒含量的重要因素，pH 值越小，有機(jī)質(zhì)含量越大，越有利于土壤硒元素的富集。

3.2 水稻籽實(shí)硒含量特征

依據(jù)《富硒稻谷》（GB/T 22499-2008），水稻中硒含量在0.04～0.3 mg/kg 之間的為富硒水稻，低于該標(biāo)準(zhǔn)下限值的為缺硒，高于該標(biāo)準(zhǔn)上限值的為硒超標(biāo)。研究區(qū)的水稻籽實(shí)未出現(xiàn)硒超標(biāo)的情況，總體富硒率均在70%以上，說(shuō)明研究區(qū)的大部分水稻籽實(shí)的硒含量均處于富硒水平（見(jiàn)表2）。

表2 研究區(qū)不同硒含量土壤中水稻籽實(shí)的硒含量統(tǒng)計(jì)參數(shù)表

在富硒土壤中，北流市水稻籽實(shí)硒平均含量為0.050 mg/kg，富硒率為70%；興業(yè)縣水稻籽實(shí)硒平均含量為0.068 mg/kg，富硒率達(dá)94.44%；博白縣水稻籽實(shí)硒平均含量為0.061 mg/kg，富硒率為85.71%。表明在土壤硒水平較高的情況下，興業(yè)縣水稻籽實(shí)硒平均含量和富硒率最高，其次為博白縣，北流市最低。在非富硒土壤中，北流市水稻籽實(shí)硒平均含量與在富硒土壤中的平均含量一致，均為0.050 mg/kg，但富硒率為73.33%，高于富硒土壤；興業(yè)縣水稻籽實(shí)硒平均含量為0.049 mg/kg，富硒率僅為71.43%，明顯低于富硒土壤；博白縣水稻籽實(shí)硒平均含量和富硒率最高。表明在土壤硒水平較低的情況下，北流市、興業(yè)縣水稻籽實(shí)富硒程度相差不大，而博白縣水稻籽實(shí)硒平均含量和富硒率比北流市和興業(yè)縣高。

筆者對(duì)研究區(qū)的水稻籽實(shí)硒含量與根系土壤硒含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)的水稻籽實(shí)硒含量與對(duì)應(yīng)根系土壤硒含量呈明顯的正相關(guān)性（決定系數(shù)R2，即回歸方程可以解釋水稻硒含量變化的25%～85%）（見(jiàn)圖1）。其中，北流市R2為0.05，興業(yè)縣R2為0.18，博白縣R2為0.04，表明土壤硒含量對(duì)水稻硒含量具有重要的影響，當(dāng)土壤硒含量增高，在一定程度上均會(huì)促進(jìn)研究區(qū)水稻籽實(shí)對(duì)硒的吸收，使籽實(shí)的硒含量增加。

圖1 研究區(qū)水稻籽實(shí)的硒含量與根系土壤硒含量散點(diǎn)圖

土壤的pH 值越小，有機(jī)質(zhì)含量越大，根系土中硒含量越高，則土壤為水稻供硒能力就越強(qiáng)，水稻中硒含量就越高。這也是研究區(qū)水稻籽實(shí)硒含量存在明顯差異性的原因。

3.3 水稻硒富集能力對(duì)比

圖2 研究區(qū)水稻硒生物富集系數(shù)氣泡圖

4 結(jié)語(yǔ)

（1）北流市、博白縣水稻根系土中硒含量差異不明顯，硒含量分布穩(wěn)定，平均值均未達(dá)土壤富硒標(biāo)準(zhǔn)且明顯低于北流市、博白縣表層土壤背景值而高于全國(guó)平均水平，呈弱富集狀態(tài)；興業(yè)縣水稻根系土中硒平均值達(dá)富硒水平，較北流市和博白縣高，高于興業(yè)縣表層土壤背景值和全國(guó)平均水平，呈強(qiáng)烈富集狀態(tài)。

（2）不管土壤是否富硒，北流市、興業(yè)縣、博白縣水稻籽實(shí)硒平均含量均達(dá)富硒水稻標(biāo)準(zhǔn)，但富硒率相差較大。當(dāng)土壤硒水平較高時(shí)，興業(yè)縣水稻籽實(shí)硒平均含量和富硒率最高，其次為博白縣，北流市最低；當(dāng)土壤硒水平較低時(shí)，北流市、興業(yè)縣水稻籽實(shí)富硒程度相差不大，而博白縣水稻籽實(shí)硒平均含量和富硒率高于北流市和興業(yè)縣。

（3）在相同成土母質(zhì)和土壤類(lèi)型下，北流市、興業(yè)縣、博白縣水稻富硒能力存在一定差異性，在富硒土壤（硒含量＞0.4 mg/kg），興業(yè)縣產(chǎn)出的水稻富硒能力較強(qiáng)；在非富硒土壤（硒含量＜0.4 mg/kg），北流市、博白縣產(chǎn)出的水稻富硒能力較強(qiáng)。

（4）土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)含量是影響水稻硒含量的重要因素。當(dāng)土壤的pH 值越小，有機(jī)質(zhì)含量越大，土壤中硒含量越高，土壤為水稻供硒的能力就越強(qiáng)，尤以興業(yè)縣表現(xiàn)最為明顯。

5 建議

筆者在研究區(qū)進(jìn)行土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)工作發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)有60%以上的土壤達(dá)富硒等級(jí)，且覆蓋了研究區(qū)的各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。而研究區(qū)的富硒水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級(jí)階段，目前還面臨生產(chǎn)規(guī)模小、打造知名品牌難度大、富硒水稻技術(shù)不足等問(wèn)題，因此把當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，將富硒水稻種植作為鄉(xiāng)村振興的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，可以有效推動(dòng)當(dāng)?shù)馗晃r(nóng)業(yè)發(fā)展。

近年來(lái)，玉林地區(qū)立足當(dāng)?shù)刎S富的富硒土壤資源，大力發(fā)展富硒產(chǎn)品種植，助力農(nóng)民增產(chǎn)增收，已先后在北流市開(kāi)展了2 個(gè)富硒水稻產(chǎn)業(yè)示范區(qū)和博白縣的“全國(guó)富硒農(nóng)業(yè)示范基地”。建議加快興業(yè)縣富硒地塊的開(kāi)發(fā)和富硒水稻種植，同時(shí)加大北流市、博白縣發(fā)展“全域富硒”水稻產(chǎn)業(yè)、富硒大米認(rèn)證、基地建設(shè)等，把握市場(chǎng)“補(bǔ)硒熱”的浪潮，助力鄉(xiāng)村振興。