這篇論文主要介紹到是代表性農(nóng)作物與土壤含量的聯(lián)系的相關(guān)內(nèi)容,本文就是通過土壤含量含硒(Se)的研究以及怎么合理的實(shí)施農(nóng)業(yè)特色種植做出了詳細(xì)的介紹與闡述,且本文僅供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞:Se元素;土壤;作物富硒;富集特征;巴中
硒(Se)是維持生命有機(jī)體正常生理功能的必需微量元素之一,是目前唯一一種進(jìn)入分子水平研究的微量元素[1]。作為人和動物所必需的營養(yǎng)元素,硒具有雙重生物學(xué)功能,環(huán)境中硒過量會導(dǎo)致人和動物中毒,硒缺乏則會導(dǎo)致白肌病、克山病、大骨節(jié)病等地方病[2]。硒同時是是谷胱甘肽過氧化物酶的主要成分,具有抗過氧化物的作用,破壞自由基,對人體氧化過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)進(jìn)行分解[3-4]。因此,研究硒資源對人體健康具有重要意義。隨著對硒生理功能等認(rèn)識的逐步加深,補(bǔ)硒理念開始被大多數(shù)人所接受[5]。Finley等研究發(fā)現(xiàn),進(jìn)食生物硒為最安全有效的補(bǔ)硒途徑[6]。人們對富硒食品的需求日益增長,利用富硒地區(qū)硒資源開發(fā),種植天然富硒農(nóng)作物,對滿足人們、特別是缺硒地區(qū)居民的補(bǔ)硒需求具有重要意義。巴中市地處四川省東北高硒地區(qū)邊緣,且緊挨富硒地區(qū)四川省萬源市,因此研究其土壤中可能存在的豐富硒資源和農(nóng)作物中富硒狀況對開展巴中市特色農(nóng)業(yè)種植具有指導(dǎo)意義,對推廣巴中市富硒農(nóng)產(chǎn)品、發(fā)展當(dāng)?shù)馗晃a(chǎn)業(yè)和促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。國內(nèi)已有專家學(xué)者對我國硒資源進(jìn)行普查,結(jié)果為我國從東三省起斜穿至云貴高原,2/3以上地區(qū)缺硒,其中50%為嚴(yán)重缺硒區(qū)[7]。有研究證實(shí),我國境內(nèi)湖北省恩施州、陜西省紫陽縣、貴州省開陽縣和安徽省石臺縣為4處高硒區(qū),浙江省龍游縣、山東省棗莊市、四川省萬源市、江西省豐城市等為相對富硒區(qū)[8-9]。仝雙梅等對貴州省開陽縣富硒巖石出露區(qū)出產(chǎn)的農(nóng)作物進(jìn)行研究,篩選了當(dāng)?shù)乜晒╅_發(fā)種植的富硒農(nóng)作物[5]。趙妍等對江蘇省茶園土壤硒分布特性及其有效性進(jìn)行了研究,得出可通過改善土壤環(huán)境條件來提高土壤硒有效性并提高茶葉中硒含量[10]。劉婷等對陜西省安康市10個地區(qū)主要農(nóng)作物硒含量進(jìn)行了系統(tǒng)分析,得出安康作物硒含量普遍高于我國平均水平,具有很大的開發(fā)利用價值[8]。郭宇等對湖北省恩施地區(qū)典型農(nóng)業(yè)活動區(qū)土壤中硒含量進(jìn)行調(diào)查,初步研究了Se在土壤-植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律[11]。姜超強(qiáng)等研究了不同土壤硒含量下水稻的富硒情況[12]。巴中市正好處于川東北高硒地區(qū)的邊緣,同時緊挨萬源市,目前對巴中地區(qū)土壤Se元素的研究鮮有報道,特別是對該地區(qū)農(nóng)作物硒含量與硒的富集特征研究幾乎沒有。本研究對巴中市主要農(nóng)產(chǎn)品及產(chǎn)地土壤硒元素的地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析,考察其所產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng),篩選出富硒經(jīng)濟(jì)作物類型,旨在理清巴中市境域內(nèi)農(nóng)作物Se分布特征,趨利避害,兼顧發(fā)展利用與生態(tài)保護(hù),合理實(shí)施農(nóng)業(yè)特色種植與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)區(qū)概況
巴中市位于四川盆地東北部,地處大巴山系米倉山南麓,全國第二大蘇區(qū)———川陜革命根據(jù)地的中心和首府,素有“紅軍之鄉(xiāng)”“四川盆地北緣主要農(nóng)作物基因庫”等美譽(yù)[13]。下轄巴州區(qū)、恩陽區(qū)、通江縣、南江縣、平昌縣,地處中國秦嶺—淮河南北分界線南,東鄰四川省達(dá)州市,南接四川省南充市,西抵四川省廣元市,北接陜西省漢中市,面積12325km2,屬于亞熱帶大陸性濕潤季風(fēng)氣候。該地區(qū)既是國家糧食儲備基地,又是商品糧輸出基地,骨干經(jīng)濟(jì)作物中的茶葉、金銀花、食用菌、中藥材、蔬菜、水果等已形成規(guī)模優(yōu)勢。巴中市氣候溫和,多年平均氣溫17.1℃,無霜期長,雨量充足,光熱較好,主要的4種土壤類型有水稻土、紫色土、黃壤、沖積土。可見巴中市擁有有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的氣候條件與土壤條件。
1.2樣品采集與測定
對巴中市344份作物土壤樣品硒含量及21種作物硒元素富集特征進(jìn)行研究,采用實(shí)地采樣法和室內(nèi)測定法。在巴中市境內(nèi),針對不同物種和不同地區(qū)設(shè)立典型調(diào)查樣地。確保樣株具有充分的代表性,選擇樣株的同時考慮群體密度、植株長相、植株長勢、生育期等一致性,采樣時避開株體過大過小、遭受病蟲害或機(jī)械損傷以及田邊路旁的植株,并采集到農(nóng)作物相應(yīng)的根系土壤。采樣按照蛇形路線多點(diǎn)采取,組成混合樣。樣品采集后立即將植株樣品根據(jù)需要按不同部位(根、莖、葉、籽粒)分開,以免養(yǎng)分轉(zhuǎn)移。所有采集樣品進(jìn)行風(fēng)干,必要時用油紙或報紙攤開,避免腐爛。硒元素采用原子熒光分析方法進(jìn)行測定。樣品分析嚴(yán)格按照DD2005—01《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范(試行)》進(jìn)行[14]。在主要作物元素富集特征研究方面,采集了巴中市富有特色的產(chǎn)品21種共計56件樣品,包括糧油作物、茶葉、蔬菜、水果、食用菌、川明參、金銀花等。最后將所得資料回籠、分類、整理,并錄入計算機(jī),建立詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
1.3統(tǒng)計分析
利用Excel2007和SPSS16.0對所得數(shù)據(jù)分類匯總并進(jìn)行統(tǒng)計分析。
2結(jié)果與分析
2.1巴中土壤Se含量特征
土壤中硒的含量水平直接決定植物、動物和人體內(nèi)硒的含量狀況。表1為巴中市不同地區(qū)土壤Se含量特征,根據(jù)譚見安《中華人民共和國地方病與環(huán)境圖集》的劃分標(biāo)準(zhǔn)可知,整個巴中地區(qū)平均硒含量為0.165μg/g,屬于潛在硒不足(表2)。巴中地區(qū)不同區(qū)縣土壤硒含量差異顯著。南江縣平均硒含量最高,為0.192μg/g,其次為通江縣,為0.167μg/g,平昌縣平均硒含量最低,為0.142μg/g。除南江縣為足硒水平外,其他3個地區(qū)都為潛在硒不足。四川省土壤硒含量平均值為0.095μg/g,巴中市各縣域土壤硒含量均高于四川省平均值,表明巴中市土壤較四川省而言具有較高的硒含量。變異系數(shù)表示調(diào)查區(qū)內(nèi)土壤Se分布的離散程度,由表1、表2可知,通江縣和南江縣土壤硒分布屬分異,其土壤硒含量分布較為離散,最大值與最小值差異顯著;巴州區(qū)和平昌縣屬基本均勻,土壤硒含量分布較均勻,含量大小起伏變化較小;整個巴中地區(qū)土壤硒分布屬不均勻。按土壤類型可將研究區(qū)內(nèi)土壤分為黃壤、黃棕壤、紫色土3類。如表3所示,巴中不同土壤類型硒含量不同,黃棕壤的平均硒含量最高,為0.172μg/g,其次是黃壤,平均值為0.159μg/g,硒含量最低的土壤類型為紫色土,平均值為0.148μg/g,這3種類型的土壤都屬潛在硒不足。與全國背景值比較,只有黃棕壤的硒含量高于全國背景值,黃壤和紫色土均低于全國背景值。黃棕壤硒含量的最大值為1.15μg/g,屬富硒水平,其所處采樣點(diǎn)為通江縣空山鄉(xiāng)龍池村,主要種植作物為土豆;黃壤硒含量最大值為0.633μg/g,屬富硒水平,采樣點(diǎn)為南江縣下兩鄉(xiāng)元頂子村,主要種植茶;紫色土硒含量最大值為0.352μg/g,也屬富硒水平,采樣點(diǎn)位于南江縣關(guān)田鄉(xiāng)西坪村水稻田。根據(jù)變異系數(shù)可知,黃壤和黃棕壤的硒含量分布不均勻,紫色土硒含量分布基本均勻。按耕作程度將研究區(qū)內(nèi)土壤分為旱作、水耕、水旱3種類型。如表4所示,耕作程度不同,土壤硒含量也不同。水耕土壤平均硒含量最高,為0.191μg/g,屬足硒水平;其次是旱作土壤,硒含量平均值為0.167μg/g,屬潛在硒不足;水旱土壤平均硒含量為0.154μg/g,也屬潛在硒不足。旱作土壤中有11個采樣點(diǎn)土壤為富硒,分別位于通江縣空山鄉(xiāng)中壩村和龍池村以及南江縣下兩鄉(xiāng)元頂子村、趕場鄉(xiāng)鹿角埡村、流壩鄉(xiāng)金臺村、流江鄉(xiāng)金臺村。根據(jù)變異系數(shù)可知,旱作土壤硒含量大小分布不均勻,水耕和水旱土壤硒含量分布基本均勻(表5)。
2.2巴中主要作物Se含量特征
表6為巴中市各農(nóng)作物硒含量,不同農(nóng)作物硒含量差異較大,硒含量范圍為0.0008~0.507μg/g,各種作物的平均硒含量大小順序?yàn)槟径?gt;茶葉>水稻>金銀花>銀耳>玉米>川明參>苦瓜>豇豆>蘆筍>萵筍>甘薯>馬鈴薯>青椒>葡萄>黃瓜>獼猴桃>番茄>梨>蘿卜>茄子。安康市DB6124.01—2010《富硒食品硒含量分類標(biāo)準(zhǔn)》是目前我國公認(rèn)的富硒食品分類標(biāo)準(zhǔn)[15](表7),與表6各農(nóng)作物的平均硒含量對比得出,巴中木耳為富硒木耳,茶葉為富硒茶葉,水稻為富硒水稻;巴中玉米硒含量為0.0169μg/g,小于0.02μg/g,因此玉米不屬于富硒作物;巴中銀耳含硒量為00193μg/g,小于0.05μg/g,因此銀耳不屬于富硒作物,金銀花與川明參硒含量均小于0.05μg/g,不屬于富硒作物;葡萄、獼猴桃、梨硒含量均小于0.01μg/g,不屬于富硒水果;豇豆、苦瓜、蘆筍、萵筍、甘薯、馬鈴薯、青椒、黃瓜、番茄、蘿卜、茄子硒含量均小于0.01μg/g,均不屬于富硒蔬菜。因此,巴中地區(qū)主要農(nóng)作物中,只有木耳、茶葉、水稻為當(dāng)?shù)馗晃魑铮溆?8種作物均未達(dá)到富硒水平。不同地區(qū)同種作物的硒含量也存在一定差別。以水稻為例,巴州區(qū)水稻硒含量為0.025μg/g、平昌縣為0.021μg/g、南江縣為0.04μg/g、通江縣為0.0182μg/g。玉米在巴州區(qū)的含硒量為0.021μg/g、平昌縣為0.026μg/g、通江縣為0.0161μg/g。分析對比其他作物,也可得出類似結(jié)論。
2.3作物Se富集特征
巴中市4區(qū)縣作物的平均含硒量分布十分分散,其中含量最高的是通江縣,為0.0189μg/g,最低的是南江縣,為0.0072μg/g。不同作物類型含硒量的地區(qū)分布差異較大(表8)。南江縣的農(nóng)作物含硒量最高,達(dá)到0.0404μg/g,平昌縣和巴中區(qū)的農(nóng)作物含量均超過0.02μg/g,達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn),而通江縣的農(nóng)作物硒含量為0.0164μg/g,達(dá)不到富硒標(biāo)準(zhǔn)。在蔬菜、水果、中藥材種類的硒含量比較上,盡管各地區(qū)差異較大,但都未達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)。飲品類比較中,南江縣的硒含量達(dá)到0.0908μg/g,屬于富硒水平,通江縣的硒含量為0.035μg/g,不屬于富硒。除木耳外,茶葉的含硒量和其對硒的富集能力均最高,水稻硒含量和富集系數(shù)僅次于茶葉,這2種作物均屬富硒作物,且對硒的富集能力也較其他農(nóng)作物強(qiáng)。因此選擇茶葉和水稻在巴中富硒地區(qū)進(jìn)行廣泛種植,既可以獲得富硒農(nóng)產(chǎn)品,為人們提供天然有機(jī)硒,又可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。
3討論
通過對巴中市各區(qū)縣土壤硒含量測定分析得出,巴中地區(qū)平均硒含量為0.165μg/g,較整個四川地區(qū)而言具有較高的硒含量,但仍屬于潛在硒不足。巴中市各區(qū)縣間土壤硒含量差異較大,土壤硒含量分布較分散。不同土壤類型硒含量不同,由于土壤類型由成土母質(zhì)決定,成土母質(zhì)不同,以及土壤上的種植植物不同,造成硒含量不同,與金興鈺等得出的因土壤母質(zhì)不同導(dǎo)致土壤硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的研究結(jié)果[17]相似。不同耕作程度土壤硒含量也有差異,因?yàn)椴煌髦贫鹊耐寥浪N植的植物不同,人類的干預(yù)程度不同,對土壤灌溉方式不同,影響表生環(huán)境中硒的遷移循環(huán)過程,造成土壤硒含量不同。酈逸根等研究指出紅壤與水稻土耕作方式與種植作物不同導(dǎo)致土壤中硒的賦存形態(tài)及含量不同,這與本研究結(jié)果相似[18]。巴中地區(qū)不同土壤類型或旱作土壤均存在達(dá)富硒水平的土壤,如通江縣空山鄉(xiāng)龍池村、南江縣下兩鄉(xiāng)元頂子村等,這些地方土壤屬富硒土壤,可充分發(fā)揮其資源優(yōu)勢,種植富硒作物,對硒資源進(jìn)行合理開發(fā)利用。巴中市作物硒含量分散,不同區(qū)縣、不同作物硒含量差異較大。通江縣所產(chǎn)作物平均含硒量最高,而南江縣的飲品類作物含硒量最高。巴中市代表性作物中,木耳、茶葉、水稻均達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn),屬于富硒作物,茶葉對硒的富集能力最強(qiáng),其次為水稻,因此選擇木耳、茶葉和水稻在巴中土壤富硒地區(qū)進(jìn)行廣泛種植,可充分利用土壤中豐富的硒資源,獲得富硒農(nóng)產(chǎn)品,科學(xué)、健康地開發(fā)利用當(dāng)?shù)匚Y源。巴中作為農(nóng)業(yè)大市,研究其代表性作物Se及產(chǎn)地土壤Se含量特征及硒的富集能力,篩選出富硒土壤和富硒作物,為種植富硒產(chǎn)品的合理布局和科學(xué)施肥提供依據(jù),對規(guī)劃實(shí)施巴中特色農(nóng)業(yè)種植和調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)具有重要的指導(dǎo)意義。因此,今后應(yīng)對巴中市存在的其他地理標(biāo)志證明商標(biāo),如對“南江核桃”這樣的代表性經(jīng)濟(jì)作物的硒含量及產(chǎn)地土壤硒含量特征進(jìn)行探討,便于今后在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對單項(xiàng)優(yōu)勢作物的選擇。
4結(jié)論
巴中市土壤及作物硒含量分散,不同區(qū)縣、不同作物硒含量差異較大。巴中市代表性作物中木耳、茶葉、水稻屬于富硒作物,茶葉、水稻對硒富集能力最強(qiáng),可在巴中富硒地區(qū)廣泛種植以獲得富硒農(nóng)產(chǎn)品。
作者:王癑琳 陳文德 胡冀珍 單位:西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)旅游學(xué)院 成都理工大學(xué)旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院
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