加硒再生水不同灌溉方式下土壤硒的空間分布及影響因素分析

馬 天，高 峰，劉春成, 3，胡 超，崔丙健，崔二蘋, 3，郝益婷

加硒再生水不同灌溉方式下土壤硒的空間分布及影響因素分析

馬 天1, 2，高 峰1, 3*，劉春成1, 2, 3，胡 超1, 3，崔丙健1, 3，崔二蘋1, 2, 3，郝益婷1, 2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)田灌溉研究所，河南 新鄉(xiāng) 453002；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究生院，北京 100081；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)水資源高效安全利用重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，河南 新鄉(xiāng) 453002）

【目的】研究加硒再生水滴灌與畦灌對(duì)土壤中硒的空間分布及與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性?！痉椒ā坎捎门柙栽囼?yàn)水肥一體加硒法，設(shè)置了高低2個(gè)加硒量（H：4 mg/kg，L：1 mg/kg）和3種灌水方式（2D：2 L/h滴灌，4D：4 L/h滴灌，Q：小畦灌），并以不加硒作為對(duì)照，試驗(yàn)共7個(gè)處理（2DL、4DL、QL、2DH、4DH、QH、CK不加硒），研究了在再生水滴灌和畦灌條件下，添加不同量的外源硒對(duì)土壤硒空間累積分布的影響?！窘Y(jié)果】除不加硒處理（CK）外，其他各處理0～10 cm土壤含硒量顯著高于10～20 cm土壤含硒量（＜0.05）；在距滴頭水平距離10 cm處的土壤，低加硒量的2DL、4DL、QL處理土壤含硒量比CK分別提升了1.04、1.21、0.83倍，高加硒量的2DH、4DH、QH處理比CK土壤含硒量分別提升了2.03、2.31、2.48倍；2 L/h滴灌的2DL、2DH處理土壤含硒量的等值線圖呈“窄深”型，4 L/h滴灌的4DL、4DH處理土壤含硒量呈“淺寬”型，小畦灌的QL處理下呈“淺寬”型，小畦灌的QH處理下呈“近水平等高線型”?！窘Y(jié)論】加硒灌溉顯著提升0～10 cm土層土壤含硒量，且外源硒施加量為1 mg/kg和4 mg/kg時(shí)，0～10 cm土層處于中硒與富硒量值區(qū)間內(nèi)；2 L/h加硒滴灌，相較于畦灌更有利于外源硒在0～10 cm土層植物根系層附近的累積，同時(shí)減少外源硒的深層淋洗；0～10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和含水率與土壤含硒量顯著正相關(guān)，土壤電導(dǎo)率與土壤含硒量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

再生水；滴灌；土壤；硒；理化性質(zhì)

0 引言

【研究意義】硒是人類和動(dòng)物的必須元素[1]，硒攝入不足影響身體健康，包括氧化應(yīng)激性疾病，降低生育能力和免疫功能，增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)等[2]。據(jù)估計(jì)，全球范圍內(nèi)有5億～10億人硒攝入量不足[3]。中國(guó)從東北三省起至云貴高原存在一條低硒帶[4-5]，全國(guó)2/3的耕地土壤處于缺硒狀態(tài)，導(dǎo)致這些地區(qū)人口硒攝入量不足[6]。在缺硒地區(qū)，施加外源硒提升作物含硒量是解決人類硒攝入不足的重要途徑。水資源緊缺已嚴(yán)重制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，再生水灌溉利用已成為我國(guó)緩解水資源緊張的替代戰(zhàn)略，許多缺水地區(qū)利用再生水灌溉已勢(shì)在必行。雖然前人研究表明再生水水質(zhì)滿足《城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)要求，但由于宣傳認(rèn)識(shí)不到位，目前再生水灌溉下的作物產(chǎn)品在大眾心目中認(rèn)可度不高。開展再生水灌溉地區(qū)富硒產(chǎn)品相關(guān)研究，對(duì)提高農(nóng)業(yè)再生水安全利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。硒在土壤中的空間分布直接影響著作物對(duì)硒的吸收，土壤的基本理化性質(zhì)與土壤硒空間分布有密切關(guān)聯(lián)，探討加硒再生水滴灌與畦灌對(duì)土壤中硒的空間分布及與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性，為再生水灌溉利用技術(shù)提供支撐。

【研究進(jìn)展】唐俊杰等[7]研究表明，外源硒添加水平越高，小白菜富集硒效果越明顯。馬紅梅等[8]發(fā)現(xiàn)適量施用硒肥能夠促進(jìn)甜蕎生長(zhǎng)，當(dāng)施用硒肥質(zhì)量濃度為0～10 mg/kg時(shí)，可以促進(jìn)甜蕎葉綠素合成、提升蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、凈光合速率和甜蕎生物量。姜超強(qiáng)等[9]研究表明，水稻根系、莖葉和籽粒中的含硒量均隨著土壤含硒量增加而增加，土壤含硒量為0.5～1.0 mg/kg所產(chǎn)的富硒大米（0.15～0.20 mg/kg），可滿足人體6 080 μg/d硒的需要量，而土壤含硒量≥1.5 mg/kg所產(chǎn)大米含硒量達(dá)到0.319 mg/kg，超出糧食含硒量安全標(biāo)準(zhǔn)?！厩腥朦c(diǎn)】添加外源硒培植富硒作物是生物轉(zhuǎn)硒技術(shù)的重要途徑，有關(guān)外源硒施加量對(duì)作物硒富集的影響的研究已經(jīng)很多，但通過(guò)不同灌溉方式的水肥一體技術(shù)施加外源硒、外源硒在土壤中的分布規(guī)律及與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性等方面的研究較少。因此，開展相關(guān)研究為通過(guò)灌溉方式調(diào)控硒在土壤中的分布規(guī)律及土壤理化性質(zhì)，對(duì)科學(xué)提升生物轉(zhuǎn)硒技術(shù)安全性和有效性有重大意義。

【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究通過(guò)盆栽試驗(yàn)，在滴灌2 L/h、滴灌4 L/h和小畦灌3種灌水方式下，分析高低2種外源硒施加量對(duì)土壤硒富集規(guī)律的影響，探明分析加硒再生水在不同灌溉方式下土壤硒空間分布及與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性，為再生水灌溉下調(diào)控土壤硒分布、提升作物含硒量提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年10月20日—2021年5月17日在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所新鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)水土環(huán)境野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站（35°15'N、113°55'E，海拔73.20 m）日光溫室中開展。供試土壤取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)七里營(yíng)試驗(yàn)基地（35°18'N、113°54'E，海拔84 m）的農(nóng)田0～20 cm 耕層土壤，質(zhì)地為砂壤土。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

供試作物為山東紫皮蒜，鱗莖扁圓形，外皮紫紅色，頭大，蒜瓣少，耐寒性強(qiáng)。外源硒選用無(wú)水亞硒酸鈉（純度99%），配置1 g/L亞硒酸鈉標(biāo)準(zhǔn)水溶液，試驗(yàn)中各處理的加硒量隨灌溉水施入方箱。試驗(yàn)裝置為80 cm（長(zhǎng)）×40 cm（寬）×40 cm（高）的方箱，將供試土壤過(guò)5 mm篩，均勻裝入上述方箱，裝填高度為30 cm。

試驗(yàn)水源為新鄉(xiāng)市駱駝灣污水處理廠的再生水，所有處理均采用再生水灌溉，污水處理工藝為A/O（Anoxic Oxic）反硝化生物濾池及臭氧氧化組合工藝，試驗(yàn)再生水水質(zhì)指標(biāo)均符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 5084—2021）和城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 20922—2007）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置灌水方式（A因子）和加硒量（B因子）2個(gè)因子，其中加硒量（A因子）設(shè)1 mg/kg（L）和4 mg/kg（H）2個(gè)水平，灌水方式（B因子）設(shè)滴灌2 L/h（2D）、滴灌4 L/h（4D）和小畦灌（Q）3個(gè)水平。試驗(yàn)設(shè)置滴灌2 L/h不加硒對(duì)照CK。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)6個(gè)處理，1個(gè)對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。

表2 試驗(yàn)用再生水水質(zhì)

表3 試驗(yàn)因子處理表

硒施加量指加入硒的總量換算成0～15 cm耕作層土壤中的硒質(zhì)量濃度。大蒜種植間距定為20 cm，滴頭位置在每株大蒜正上方，每個(gè)方箱種植3株大蒜，一列排開株間距20 cm。

滴灌處理在每株大蒜正上方設(shè)置滴頭1個(gè)，共計(jì)3個(gè)滴頭，滴頭間距為20 cm。4DL、4DH處理滴頭流量4 L/h，2DL、2DH處理和CK滴頭流量為2 L/h；QL處理和QH處理采用小畦灌方式灌水。小畦灌與滴灌的濕潤(rùn)比分別為100%、60%，計(jì)劃濕潤(rùn)土層深度設(shè)置為15 cm，田間持水率低于65%時(shí)開始灌水。2 L/h滴灌每次灌水15 min，每次合計(jì)灌水1.5 L；4 L/h滴灌每次灌水7.5 min，每次合計(jì)灌水1.5 L；小畦灌每次灌水2.5 L。

1.3 取樣方法

在大蒜成熟收獲后，立即采集土樣。土樣采集使用混合樣品采集方法。水平方向以滴頭為中心，選取距滴頭中心0、5、10 cm處取3個(gè)位置，深度方向選取0～10、10～20 cm處2個(gè)土層深度，每個(gè)重復(fù)取土18鉆，混合成6個(gè)空間點(diǎn)位土樣（如圖1所示，相同顏色土柱混合為1個(gè)土樣，代表1個(gè)空間點(diǎn)位）。

圖1 取土方法示意圖

1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

土樣采集后分別測(cè)定土壤全硒量、土壤pH值、土壤電導(dǎo)率（）、土壤有機(jī)質(zhì)量（OM）、土壤含水率。土壤全硒量的測(cè)定采用國(guó)標(biāo)NY/T 1104-2006 中的原子熒光光譜法。土壤pH值使用pH S-1型酸度計(jì)（美國(guó)Orion奧立龍公司，±0.001）測(cè)定。土壤電導(dǎo)率使用DDB-303A 型便攜式電導(dǎo)率儀（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司，±1.0%）測(cè)定。土壤有機(jī)質(zhì)采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化-比色法測(cè)定。土壤含水率采用取土烘干法測(cè)定。

3)設(shè)計(jì)了高精度掘進(jìn)機(jī)位姿測(cè)量驗(yàn)證系統(tǒng)，并通過(guò)掘進(jìn)機(jī)位姿測(cè)量試驗(yàn)證明了系統(tǒng)的可靠性，該驗(yàn)證系統(tǒng)可作為掘進(jìn)機(jī)位姿檢測(cè)、定位、定向及糾偏試驗(yàn)的可行性驗(yàn)證與測(cè)量精度的對(duì)比系統(tǒng)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS statistic17軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用R語(yǔ)言軟件繪制相關(guān)性分析熱圖及土壤含硒量空間分布熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 垂直方向土壤硒分布情況

不同深度土壤硒分布情況如圖2所示。在0～10 cm土層，2DL、4DL、QL處理比土壤含硒量分別比CK高2.77、2.09、1.31倍，2DH、4DH、QH處理土壤含硒量分別比CK高3.87、4.45、3.84倍；在10～20 cm土層，2DL、4DL、QL處理土壤含硒量分別比CK提升了0.83、0.57、0.51倍，2DH、4DH、QH處理土壤含硒量分別比CK高1.41、0.93、1.49倍。說(shuō)明灌溉時(shí)施加外源硒可以顯著提升不同深度土層土壤含硒量，外源加硒量與土壤硒的累積量呈正相關(guān)關(guān)系，但土壤含硒量0～10 cm土層顯著高于10～20 cm土層。

在0～10 cm土層，2DL處理土壤含硒量比QL處理高112%（＜0.05），而2DL處理與4DL處理之間無(wú)顯著差異（＞0.05），4DL處理與QL處理間也無(wú)顯著差異（＞0.05）；2DH、4DH、QH處理間均無(wú)顯著差異（＞0.05）。說(shuō)明低加硒量下2DL和QL處理對(duì)0～10 cm土壤硒累積量影響顯著，對(duì)10～20 cm土壤硒累積量沒(méi)有顯著影響；高加硒量下不同灌水方式對(duì)0～20 cm土壤含硒量的影響沒(méi)有顯著性差異。

除不加硒處理（CK）外，其他各處理0～10 cm土壤含硒量顯著高于10～20 cm土壤含硒量（＜0.05）；2DL、4DL、2DH、4DH處理0～10 cm土層土壤含硒量比10～20 cm土層分別高98.47%、89.30%、94.43%、171.88%（＜0.05），QL、QH處理在0～10 cm土層土壤含硒量分別比10～20 cm土層處高47.04%、68.02%（＜0.05）。說(shuō)明灌溉時(shí)外源施加硒表層土壤的累積效果強(qiáng)于深層土壤，滴灌加硒相較于畦灌加硒，外源硒會(huì)更多地停留在表層土壤，深層流失則相對(duì)較少。

注不同小寫字母表示同一深度各處理間的差異顯著，不同大寫字母表示同一處理在不同深度差異顯著。

2.2 水平方向土壤硒分布情況

距滴頭不同水平距離處土壤硒分布情況如圖3所示。距滴頭水平距離0 cm處的土壤，2DL、4DL、QL處理土壤含硒量分別比CK高3.90、2.81、1.79倍，2DH、4DH、QH處理土壤含硒量分別比CK高5.15、4.25、4.04倍；在距滴頭水平距離5 cm處的土壤，2DL、4DL、QL處理土壤含硒量分別比CK高2.13、1.20、0.82倍，2DH、4DH、QH處理土壤含硒量分別比CK高2.77、2.52、2.11倍；在距滴頭水平距離10 cm處的土壤，2DL、4DL、QL處理土壤含硒量分別比CK高1.04、1.21、0.83倍，2 DH、4 DH、QH處理土壤含硒量分別比CK高2.03、2.31、2.48倍。說(shuō)明灌溉時(shí)施加外源硒可以顯著提升水平方向各位置土壤含硒量，外源硒加入量與土壤硒水平方向累積量呈正相關(guān)關(guān)系。

2DL處理在0、5 cm位置處土壤含硒量分別比QL高出75.37%和72.05%（＜0.05），而2DL和4DL之間及4DL和QL處理之間在3個(gè)位置均無(wú)差異；2DH、4DH、QH處理土壤含硒量在水平3個(gè)位置均無(wú)差異?？梢缘贸龅图游肯?，2DL相較QL距滴頭0 cm處、5 cm處土壤硒累積量差異顯著，而高加硒量則會(huì)減弱不同灌水方式間水平方向土壤含硒量的差異。

圖3 水平方向土壤含硒量分布

2DL、4DL、QL處理在0、10 cm處2個(gè)水平位置間土壤含硒量差異均顯著（＜0.05），而2DH、4DH、QH處理在這3個(gè)水平位置土壤含硒量均無(wú)顯著性差異（＞0.05）；2DL、4DL、QL處理在10 cm處土壤含硒量分別比0 cm處減少49.36%、29.51%、20.15%?？梢缘贸龅图游肯虏煌嗨绞街g土壤硒水平分布差異性更強(qiáng)，土壤硒水平分布均勻性呈小畦灌＞高流量滴灌＞低流量滴灌的趨勢(shì)。

2.3 土壤含硒量空間分布

2DH、4DH、QH處理土壤含硒量中心峰值分別達(dá)到0.8、0.94、0.61 mg/kg，外邊緣值分別達(dá)到0.38、0.28、0.37 mg/kg；2DL、4DL、QL處理土壤含硒量峰值分別達(dá)到0.66、0.45、0.36 mg/kg，外邊緣值分別達(dá)到0.22、0.21、0.22 mg/kg；根據(jù)中國(guó)硒元素生態(tài)景觀類型圖有關(guān)土壤含硒量等級(jí)劃分，不加硒對(duì)照CK表土含硒量處于邊緣硒水平（即硒匱缺狀態(tài)），低加硒量處理過(guò)后的表土含硒量可達(dá)到中等和高含硒量水平（即不缺硒和富硒狀態(tài)），高加硒量處理過(guò)后表土含硒量可達(dá)到高含硒量水平（即富硒狀態(tài)）?？芍游喔瓤梢燥@著提升缺硒地區(qū)土壤表土含硒量，使耕作層土壤含硒量局部性達(dá)到不缺硒和富硒水平。

2.4 土壤理化性質(zhì)與硒累積分布的相關(guān)性分析

為探明空間位置上土壤基本理化性質(zhì)與土壤硒遷移累積的關(guān)系，將空間不同位置的土壤含硒量與土壤pH、、有機(jī)質(zhì)量、含水率進(jìn)行相關(guān)性分析。不同空間位置土壤含硒量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性如圖5所示，加硒不同灌水方式處理下土壤理化指標(biāo)變化情況如表4所示。

隨著深度方向10～20 cm土層土壤pH值的升高，會(huì)顯著提升0～10 cm土層土壤含硒量，即深層土壤pH值的升高，會(huì)顯著促進(jìn)表層土壤硒的累積。在水平0 cm、深度方向0～10 cm土層，土壤電導(dǎo)率與土壤含硒量存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨著土壤電導(dǎo)率的提升，會(huì)顯著抑制土壤硒的累積。在深度方向0～10 cm土層，土壤有機(jī)質(zhì)量與土壤含硒量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。在水平0 cm土層中，土壤含水率與土壤含硒量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，即土壤含水率提高土壤含硒量顯著增加。

綜上所述，土壤pH值升高，會(huì)促進(jìn)土壤硒從pH值高的區(qū)域向pH值低的區(qū)域遷移累積。土壤電導(dǎo)率升高抑制土壤硒吸附累積。土壤有機(jī)質(zhì)量與土壤含硒量具有高度正相關(guān)關(guān)系，土壤有機(jī)質(zhì)量升高，土壤含硒量的增加。在滴灌濕潤(rùn)體內(nèi)部，土壤含水率與土壤含硒量正相關(guān)，土壤水分是驅(qū)動(dòng)土壤硒遷移的重要因子。

圖5 不同位置土壤含硒量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

表4 不同加硒灌水方式處理下的土壤理化指標(biāo)

注 不同小寫字母表示同一指標(biāo)在水平上差異顯著，不同大寫字母代表同一指標(biāo)在垂直方向的差異顯著。

3 討論

土壤中硒主要有元素態(tài)硒（0價(jià)）、亞硒酸鹽（+4價(jià)）、硒酸鹽（+6價(jià)）、硒化物（-2價(jià)）和有機(jī)幾種形態(tài)，其中亞硒酸鹽與硒酸鹽是植物可以利用的主要形態(tài)。亞硒酸鈉可溶于水，隨灌溉水施入土體后易被土壤中的黏土礦物/鐵鋁氧化物所結(jié)合，被土壤吸附，并在適當(dāng)條件下解吸[10]。亞硒酸鹽被氧化為硒酸鹽后水溶性增強(qiáng)，更易隨土壤水分運(yùn)動(dòng)遷移。本研究中外源硒的土壤空間累積與灌溉濕潤(rùn)體形狀高度相似，其主要原因是試驗(yàn)中添加的外源硒為亞硒酸鈉，屬于水溶性硒，能夠在灌溉水的淋潤(rùn)作用下，被淋洗至作物根系土壤附近。灌水結(jié)束后隨著土壤含水率的下降，水溶性的亞硒酸鈉會(huì)與土壤中礦物和鐵鋁氧化物結(jié)合，被土壤吸附，并達(dá)到吸附解析平衡，進(jìn)而使外源硒在作物根系層土壤累積[11-12]。研究表明滴灌相較于小畦灌，外源硒在表層土壤的累積更多，這是因?yàn)槠韫嗝看蔚墓嗨~較高，水分的深層滲漏較高，部分可溶性的亞硒酸鈉還未被表層土壤吸附，便被淋洗至深層土壤中。因此使用滴灌加硒會(huì)降低深層滲漏，提升有效硒的比例及作物對(duì)外源硒的利用效率。

唐昌貴等[13]通過(guò)研究硒在辣木-土壤中的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律發(fā)現(xiàn)，基施和噴施外源硒后，土壤中含硒量比未添加處理分別增加了3倍和1倍。鐘松臻[14]有關(guān)外源硒對(duì)土壤-水稻系統(tǒng)硒形態(tài)的影響研究中發(fā)現(xiàn)，水稻外源性亞硒酸鹽施入土壤后能顯著提高土壤總硒及各形態(tài)含硒量，進(jìn)而提高水稻硒水平。本研究中施加外源硒后土壤含硒量分布規(guī)律與以上結(jié)果基本一致。

高流量滴灌形成飽和進(jìn)水帶速度快且范圍大，從而水平方向的推進(jìn)作用強(qiáng)，外源硒水平向的運(yùn)移作用更強(qiáng)；低流量滴灌形成飽和進(jìn)水帶的速度緩且范圍小，水平方向推進(jìn)作用相對(duì)較弱，從而外源硒豎直方向遷移作用更強(qiáng)[15-16]。在不同作物地下部形狀有區(qū)別，根系的水平豎直方向延展有很大差異。本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于作物根系豎直方向延展較強(qiáng)的作物，宜采用加硒低流量滴灌；對(duì)于作物根系寬大水平方向延展強(qiáng)的作物，宜采用加硒高流量滴灌；對(duì)于密植作物宜采用加硒小畦灌，但要提升灌水頻次，嚴(yán)格控制每次灌水定額，避免深層滲漏過(guò)多，造成外源硒深層損失過(guò)多。大蒜根系層深度約為10～15 cm，對(duì)10～20 cm土層土壤硒吸收利用率高。

土壤pH值升高會(huì)促進(jìn)亞硒酸鈉解吸，增加有效態(tài)含硒量，在水的淋潤(rùn)作用下會(huì)在表層濕潤(rùn)體的中心處匯集。高電導(dǎo)率代表土壤中離子總數(shù)高，也會(huì)有更多離子與含硒離子競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，從而抑制土壤對(duì)硒的吸附累積。有機(jī)質(zhì)對(duì)硒有吸附和固持作用，相較于黏土，有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的吸附作用更強(qiáng)。試驗(yàn)中添加的外源硒為亞硒酸鈉，屬于可溶性鹽，在水的淋潤(rùn)作用下會(huì)發(fā)生順?biāo)畡?shì)梯度的定向遷移，在含水率高的地方累積。

4 結(jié)論

1）相較于不加硒對(duì)照，各處理加硒灌溉能顯著提升0～10 cm深度土壤含硒量。加4 mg/kg硒相較于加1 mg/kg硒，0～10 cm土壤含硒量顯著提升。

2）外源硒施加量為1 mg/kg和4 mg/kg時(shí)，0～10 cm土壤處于中硒與富含硒量值區(qū)間內(nèi)。

3）滴灌相較于畦灌更有利于外源硒在0～10 cm土壤植物根系層附近的累積，同時(shí)減少外源硒的深層淋洗。

4）0～10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)量和含水率與土壤含硒量顯著正相關(guān)，土壤電導(dǎo)率與土壤含硒量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

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Spatial Distribution of Added Selenium in Soil as Affected by Different Irrigations Using Reclaimed Water

MA Tian1, 2, GAO Feng1, 3*, LIU Chuncheng1, 2, 3, HU Chao1, 3, CUI Bingjian1, 3, CUI Erping1, 2, 3, HAO Yiting1, 2

(1 Institute of Farmland Irrigation, CAAS, Xinxiang 453002, China; 2. Graduate School, CAAS, Beijing 100081, China;3. Key Laboratory of High-efficient and Safe Utilization of Agriculture Water Resources, CAAS, Xinxiang, 453002, China)

【Background】Selenium is a crop nutrient but scarce in many soils. One solution is to add selenium with irrigation water to the soil. In this paper we investigated experimentally spatial accumulation and distribution of added selenium and is correlation with physical and chemical properties of soil under different irrigations using reclaimed water. 【Method】The experiment was conducted in pots. It consisted of two selenium additions: 4 mg/kg and 1 mg/kg (L), with each addition having three irrigation amounts (or methods). 2 L/h drip irrigation (2D), 4 L/h drip irrigation (4D), and border irrigation (S). Without selenium addition was taken as the control (CK). We measured accumulation and distribution of the added selenium in each pot. 【Result】Except in CK, selenium content in the top 0～10 cm soil was significantly higher than that in the 10～20 cm soil (<0.05). For L treatment, the selenium content in the soil 10 cm away from the emitter under 2D, 4D and S increased by 1.04, 1.21 and 0.83, respectively, while for H treatment these increased by 2.03, 2.31 and 2.48 times, respectively, compared to CK. The contour of selenium content in 2D+L and 2D+H showed a "narrow-deep" type, while in 4D+L and 4D+H and Q+L, it showed a “pudgy” type. Selenium content in Q+H showed a “near horizontal contour” distribution. 【Conclusion】Adding selenium with irrigation water increased selenium content in the 0～10 cm soil, with the content increasing with the application amount. Compared with border irrigation, drip irrigation increased selenium accumulation in the root zone - the top 0～10 cm of soil. Soil selenium content was positively correlated with organic matter and water content in the 0～10 cm soil, but negatively correlated to soil conductivity, both at significant levels.

reclaimed water; drip irrigation; soil; selenium; physical and chemical properties

馬天, 高峰, 劉春成, 等. 加硒再生水不同灌溉方式下土壤硒的空間分布及影響因素分析[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào), 2022, 41(10): 58-64.

MA Tian, GAO Feng, LIU Chuncheng, et al. Spatial Distribution of Added Selenium in Soil as Affected by Different Irrigations Using Reclaimed Water[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2022, 41(10): 58-64.

1672 - 3317（2022）10 - 0058 - 07

S275.6

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022105

2022-03-01

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0403503-2）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（202102110264，192102110094）；河南省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（202300410552）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（ASTIP202104）

馬天（1996-），男。碩士研究生，主要從事非常規(guī)水安全利用研究。E-mail: matian138@qq.com

高峰（1963-），男。研究員，主要從事非常規(guī)水安全利用研究。E-mail: gfyx@sina.com

責(zé)任編輯：趙宇龍