茶園土壤硒含量與茶葉硒含量的相關(guān)性分析

摘要 本研究在皖南部分茶園采集茶葉樣和背景土壤樣，分別測(cè)定其土壤有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、有效磷、速效鉀和全硒量以及茶葉中硒含量，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒的相關(guān)性，以及土壤有機(jī)質(zhì)、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對(duì)土壤全硒量與茶葉硒含量相關(guān)性（用硒轉(zhuǎn)化系數(shù)表示）的影響。結(jié)果表明，供試茶園土壤平均硒含量較高（0.404 mg/kg），屬于富硒土壤，茶葉中硒含量達(dá)到富硒茶標(biāo)準(zhǔn)。茶葉中硒含量主要受到土壤全硒量的影響，與土壤全硒量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。土壤有機(jī)質(zhì)、pH以及常規(guī)養(yǎng)分等對(duì)其相關(guān)性具有一定影響；總體上土壤全硒量與茶葉硒的相關(guān)性隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH和全氮量的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢(shì)，而隨有效磷和速效鉀含量變化規(guī)律不明顯。本研究旨在為當(dāng)?shù)夭鑵^(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒茶和開(kāi)發(fā)利用富硒資源提供參考。

關(guān)鍵詞 茶園；土壤全硒量；茶葉硒含量；相關(guān)性；影響因素

中圖分類號(hào) S571.1；S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2024）19-0065-05

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.014

Correlation analysis of selenium content in soil and tea in tea garden

CHEN Yaling FAN Xinhui

（Jiangsu Cultivated Land Quality and Agricultural Environment Protection Station， Nanjing 210036， China）

Abstract Tea leaves and soil samples were collected from select tea farms in Southern Anhui Province， the soil’s organic content， pH， nitrogen， available phosphorus， exchangeable potassium， and total selenium， as well as the selenium content in the tea were tested， respectively. How soil selenium relates to tea selenium， and the effect of organic matter， pH， and nutrients like nitrogen， phosphorus， and potassium on this relationship （expressed by selenium conversion coefficient） were investigated. The results showed that the average selenium content in the soil of the tested tea garden was higher （0.404 mg/kg）， which belonged to Se-rich soil， and the selenium content in tea reached the standard of Se-rich tea. Selenium content in tea was mainly affected by total selenium content in soil， and was positively correlated with total selenium content in soil， with correlation coefficient R2=0.706 6 （n=9）. Soil organic matter， pH and conventional nutrients had certain effects on the correlation. In general， the correlation between soil total selenium content and tea selenium content showed the same trend with the changes of soil organic matter content， pH and total nitrogen content， but the change with the content of available phosphorus and available potassium was not obvious. The study aim to back high-quality selenium-rich tea production in local tea areas with science and make use of local selenium resources.

Keywords tea garden; total selenium in soil; selenium levels in tea; relevance; impact factors

硒（Se）是人和動(dòng)物必需的微量元素之一，具有多功能性營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能[1]。相關(guān)研究表明，其生物學(xué)特性和功能主要包括以下方面：硒以可解離因子和與氨基酸結(jié)合構(gòu)成的共價(jià)鍵兩種形式存在于人體蛋白質(zhì)中，催化氧化還原反應(yīng)，可能在預(yù)防克山病、大骨節(jié)病和水腫病等疾病以及延緩衰老過(guò)程中發(fā)揮重要作用[2-3]；硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的必需組成因子之一[4]，這種酶廣泛存在于機(jī)體中，具有抗環(huán)氧化、抗氧化以及促進(jìn)體內(nèi)過(guò)氧化物分解的作用[5]，也能破壞自由基；硒和維生素E都是抗氧化劑，相互之間具有協(xié)同作用[6]，硒主要是以GSH-Px的方式起作用，保護(hù)細(xì)胞及組織免受過(guò)氧化物的損害[7]；硒能使汞、甲基汞和鎘等有毒物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶解的汞化物和鎘化物，從而起到解毒的作用[8]。

土壤中硒的主要來(lái)源有成土母質(zhì)、降水、降塵和灌溉，富硒植物死亡后分解釋放，富硒地下水通過(guò)毛細(xì)管作用上升于土體上部，化學(xué)肥料中的含硒雜質(zhì)，使用殺蟲(chóng)劑帶入的硒以及施有機(jī)硒肥帶入的硒，等等；在非工業(yè)污染區(qū)，土壤中硒的主要來(lái)源為成土母質(zhì)的風(fēng)化釋放[9]。土壤中的全硒量主要有5種不同的形態(tài)，即硒化物（Se2-）、元素硒（Se0）、亞硒酸鹽（SeO32-）、硒酸鹽（SeO42-）和有機(jī)態(tài)硒[10]。其中后3種硒形態(tài)的水溶性較好，是土壤有效硒的主要來(lái)源。

茶樹(shù)在環(huán)境中有富集硒的作用，硒在茶葉中主要以小分子有機(jī)硒、少量的無(wú)機(jī)硒及微量的硒蛋白形態(tài)存在[11]。通過(guò)飲茶攝入有效硒，可以補(bǔ)充微量元素硒，滿足人體對(duì)硒的需求。影響茶葉硒含量的因素多種多樣，其中土壤全硒含量是主要影響因素之一，金鑫[12]、張棟等[13]研究表明，土壤全硒量與茶葉硒含量存在一定的相關(guān)性，且土壤全硒量受到成土母質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和pH等因素的影響，增加土壤全硒量可以提高茶葉中硒含量。研究土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性及影響因素，對(duì)通過(guò)調(diào)節(jié)某些因素，促進(jìn)茶樹(shù)對(duì)硒的吸收，從而提高茶葉硒含量具有重要意義。本研究在皖南部分茶園采集茶葉樣和背景土壤樣，分別測(cè)定其土壤有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、有效磷、速效鉀和全硒量以及茶葉中硒含量，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒的相關(guān)性，以及土壤有機(jī)質(zhì)、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對(duì)土壤全硒量與茶葉的硒含量相關(guān)性的影響，為當(dāng)?shù)夭鑵^(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒茶和開(kāi)發(fā)利用富硒資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)基本情況

皖南地帶位于安徽長(zhǎng)江以南及長(zhǎng)江沿線地區(qū)，面積約3.65萬(wàn)km2。區(qū)域低山丘陵廣布，海拔在200 m以下，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16 ℃，年平均降水量1 200～1 600 mm，≥10 ℃積溫在5 000 ℃左右，無(wú)霜期230～240 d，空氣相對(duì)濕度70％～80％。地帶性土壤為紅壤和黃壤，成土母質(zhì)主要有中更新世（Q2）紅色黏土和晚更新世（Q3）下蜀系黃土，土壤呈酸性或微酸性，土層深厚，適合茶樹(shù)栽培，是安徽較大的茶葉生產(chǎn)區(qū)之一。研究區(qū)紅黃壤均有較高的硒含量[14]，為茶區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒茶葉和開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)馗晃Y源提供了有利自然條件。

1.2 樣品采集

在研究區(qū)6個(gè)地區(qū)共設(shè)10個(gè)采樣點(diǎn)，根據(jù)地勢(shì)地貌特點(diǎn)以及生物氣候條件按照“S”型曲線隨機(jī)采樣，避開(kāi)特殊地段，選擇茶樹(shù)生長(zhǎng)年限相同、生長(zhǎng)狀態(tài)良好的茶園，在地表以下10～30 cm處采集混合土壤樣，土壤樣品為背景土壤樣；同時(shí)，在生長(zhǎng)年限相同、生長(zhǎng)狀態(tài)良好的茶樹(shù)上隨機(jī)采摘鮮葉，組成1個(gè)鮮重約500 g的混合茶葉樣。土壤樣和茶葉樣各20個(gè)，共40個(gè)樣本。經(jīng)調(diào)查，供試茶園均無(wú)施硒肥的歷史。

1.3 樣品處理

1.3.1 土壤樣品 采集的土壤樣經(jīng)風(fēng)干、磨碎后，分別過(guò)60和100目篩，再各自混勻，裝袋，貼標(biāo)簽，制備待測(cè)土樣，并在室溫條件下保存。

1.3.2 茶葉樣品 采集的茶葉樣經(jīng)洗滌、殺青后，先在50～70 ℃烘干，再在105～110 ℃繼續(xù)烘干至恒重，然后粉碎、過(guò)篩、混勻，最后裝袋、貼上標(biāo)簽，制備待測(cè)茶葉樣，并在室溫條件下保存。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定 采用外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量，即在油浴溫度180 ℃條件下，沸騰5 min，用一定濃度的重鉻酸鉀—硫酸溶液氧化土壤有機(jī)質(zhì)（碳），剩余的重鉻酸鉀用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵滴定，通過(guò)所消耗的硫酸亞鐵量，計(jì)算有機(jī)碳的含量，再換算成土壤有機(jī)質(zhì)含量。

1.4.2 土壤pH測(cè)定 采用電位計(jì)法測(cè)定土壤pH，即通過(guò)測(cè)定氫離子指示電極電位，換算成氫離子活度，直接讀取pH，并用pH 4.03和6.86緩沖溶液作為標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。

1.4.3 土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分測(cè)定 用凱氏法測(cè)定土壤全氮含量，即在加速劑的參與下，用濃硫酸消煮土樣，堿解蒸餾，并用硼酸吸收，最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定，計(jì)算土壤全氮含量。用NaHCO3溶液浸提—鉬藍(lán)比色法測(cè)定土壤有效磷含量，即用0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提土壤有效磷，再用鉬銻抗比色法測(cè)定。用火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量，即用1 mol/L NH4OAc溶液浸提土壤中的速效鉀，直接用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4.4 土壤全硒量測(cè)定 用原子熒光法測(cè)定土壤全硒量，即用V（HNO3）∶V（HClO4）∶V（HF）=8∶1∶2消化液于165～175 ℃條件下砂浴消化，V（HCl）∶V（H2O）=1∶1的HCl溶液還原后，使用AF-610A原子熒光光譜儀測(cè)定。

1.4.5 茶葉硒含量測(cè)定 原子熒光法測(cè)定茶葉硒含量，即用V（HNO3）∶V（HClO4）=4∶1消化液于165～175 ℃條件下砂浴消化，V（HCl）∶V（H2O）=1∶1的HCl溶液還原后，再使用AF-610A原子熒光光譜儀測(cè)定。

1.5 茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性及影響因素分析

用土壤硒到茶葉硒的轉(zhuǎn)化系數(shù)（以下簡(jiǎn)稱硒轉(zhuǎn)化系數(shù)），表示土壤全硒量與茶葉硒的相關(guān)性，指茶葉從土壤中吸收的硒元素總量占土壤全硒量的百分?jǐn)?shù)，計(jì)算公式：硒轉(zhuǎn)化系數(shù)=茶葉硒含量/土壤全硒量。分析茶園土壤有機(jī)質(zhì)、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀與硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的關(guān)系。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性

研究區(qū)部分茶園背景土壤全硒量與茶葉硒含量測(cè)定結(jié)果如表1所示。研究區(qū)茶園土壤全硒平均含量0.404 mg/kg，根據(jù)富硒土與富硒茶劃分標(biāo)準(zhǔn)（表2），研究區(qū)茶園土壤全硒量平均值高于0.40 mg/kg，屬于富硒土壤；研究區(qū)茶園茶葉硒平均含量0.252 mg/kg，其含量在0.25～4.00 mg/kg，達(dá)到了富硒茶的標(biāo)準(zhǔn)。

以茶園茶葉樣和背景土壤樣為研究對(duì)象，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性，如圖1所示。在研究區(qū)茶園，隨著土壤全硒量的變化，茶葉中的硒含量整體呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，即茶葉硒含量隨著土壤全硒量的增加而增加、減少而減少。為進(jìn)一步驗(yàn)證茶園土壤全硒量與茶葉硒的正相關(guān)性，剔除異常值樣本，選取其他9個(gè)采樣點(diǎn)樣本進(jìn)行相關(guān)分析，土壤全硒量和茶葉硒含量的線性相關(guān)如圖2所示，土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），相關(guān)系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。

2.2 茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的影響

經(jīng)測(cè)定，茶園土壤有機(jī)質(zhì)平均含量25.53 g/kg，含量較高（表3）。

土壤有機(jī)質(zhì)含量和硒轉(zhuǎn)化系數(shù)關(guān)系如圖3所示。硒轉(zhuǎn)化系數(shù)隨著有機(jī)質(zhì)含量的變化整體呈現(xiàn)同步變化趨勢(shì)，即土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加而加強(qiáng)、減少而減弱。呈現(xiàn)這一趨勢(shì)的原因可能是有機(jī)質(zhì)礦化釋放硒從而增加了土壤有效硒含量，促進(jìn)了茶樹(shù)對(duì)硒的吸收。

2.3 茶園土壤pH對(duì)硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的影響

土壤pH和硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的關(guān)系如圖4所示。研究區(qū)茶園土壤呈酸性，硒轉(zhuǎn)化系數(shù)整體上隨著土壤pH變化呈現(xiàn)同步變化趨勢(shì)，即土壤pH升高，土壤全硒量與茶葉硒含量相關(guān)性增強(qiáng)；pH下降，其相關(guān)性減弱。原因可能是土壤酸堿度在較大程度上影響了土壤硒的存在形態(tài)和有效性，在一定的酸度范圍內(nèi)，土壤pH升高，硒的有效性增加，從而促進(jìn)茶樹(shù)對(duì)硒的吸收利用與轉(zhuǎn)化。

2.4 茶園土壤常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀對(duì)硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的影響

茶園土壤全氮、有效磷、速效鉀和硒轉(zhuǎn)化系數(shù)的關(guān)系如圖5～7所示。硒轉(zhuǎn)化系數(shù)整體上同土壤全氮量變化趨勢(shì)相似，即土壤全氮量增加，硒轉(zhuǎn)化系數(shù)增大，其相關(guān)性增強(qiáng)；但隨土壤有效磷和速效鉀含量的變化規(guī)律不明顯。原因可能是土壤有機(jī)質(zhì)影響土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性，而全氮量占有機(jī)質(zhì)含量的5％左右，故其在很大程度上和硒轉(zhuǎn)化系數(shù)呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，茶葉硒含量受到土壤全硒量的明顯影響，二者呈正相關(guān)，且該相關(guān)性受到土壤有機(jī)質(zhì)、pH及常規(guī)養(yǎng)分等的影響。這與吳煥煥等[15]和劉瑞等[16]的研究結(jié)果一致。除了增加土壤全硒量來(lái)提高茶葉的硒含量，還可以在土壤硒含量水平未發(fā)生明顯變化的條件下，通過(guò)增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，改變土壤酸度，調(diào)節(jié)土壤中的常規(guī)養(yǎng)分含量與比例等措施，增強(qiáng)土壤硒與茶葉硒的相關(guān)性，從而促進(jìn)茶樹(shù)對(duì)土壤硒的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配，增加茶葉中的硒含量。例如，黃春雷[17]研究表明，有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的有效性具有雙重影響，一方面，有機(jī)質(zhì)礦化會(huì)釋放出硒從而增加土壤有效硒含量；另一方面，有機(jī)質(zhì)具有較強(qiáng)的固定土壤溶液中硒的能力。這與有機(jī)質(zhì)的組成有關(guān)，富里酸比例大時(shí)，硒的有效性高；而胡敏酸比例大時(shí)，硒的有效性低。周文龍等[18]研究表明，土壤pH升高，土壤對(duì)硒的吸附能力降低，交換態(tài)硒含量降低，而水溶態(tài)硒含量增加，總之，pH升高，硒的有效性增加，施用石灰可增加土壤有效態(tài)硒。

本研究探究了茶園土壤硒含量與茶葉硒含量的相關(guān)性，得出以下結(jié)論。

（1）供試茶園土壤平均硒含量較高，屬于富硒土壤，茶葉中硒含量達(dá)到了富硒茶的標(biāo)準(zhǔn)，為生產(chǎn)富硒茶提供有利自然條件。

（2）茶葉中硒含量主要受到土壤全硒量的影響，與土壤全硒量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。

（3）茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關(guān)性受到土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，總體上該相關(guān)性隨著土壤有機(jī)質(zhì)的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢(shì)。

茶園土壤呈酸性，該相關(guān)性隨著土壤pH的上升而增強(qiáng)，二者呈現(xiàn)出相同變化趨勢(shì)；該相關(guān)性隨著土壤全氮量的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢(shì)，但隨有效磷和速效鉀含量的變化規(guī)律不明顯。土壤有機(jī)質(zhì)、pH以及常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對(duì)該相關(guān)性的影響，可能原因是土壤理化性質(zhì)影響了茶樹(shù)對(duì)硒元素的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配機(jī)理與特點(diǎn)，但具體影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯：何 艷）