富硒红壤中硒与重金属关系及作物对硒的吸收规律研究

发布时间：2017-05-17 08:16

  本文关键词：富硒红壤中硒与重金属关系及作物对硒的吸收规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硒(Se)是人体必需的微量元素之一,对人体健康具有重要的作用。福建省现有富硒红壤(Se含量≥0.4 mg·kg-1)近全省土地面积的20%,具有发展富硒资源特色产业的潜在优势。国内外大量研究表明,富硒土壤可能伴生重金属富集现象,且富硒土壤未必能生产出富硒农产品,而有关富硒红壤Se元素有效利用与富硒农产品安全生产的研究仍缺少。因此,为生产安全的天然富硒农产品,本论文采集富硒区不同硒含量的土壤和作物,调查Se元素与重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、La、Ce和Rb)的关系,探索土壤硒形态分布及有效硒的提取方法,并通过盆栽试验分析“土壤-蔬菜”体系的Se和重金属含量,研究蔬菜和水稻种植下富硒红壤Se吸收规律等,以期为生产富硒农作物提供一定的理论依据。主要结果如下：(1)诏安、大田和寿宁三个县富硒土壤资源丰富,土壤中Se与重金属之间的相关性因地点不同而略有差异。大田县土壤硒含量与Cu和Pb呈极显著正相关,诏安县和寿宁县土壤Se与重金属相关性不显著,只有个别重金属(如Cr等)含量超过土壤环境二级标准,但土壤重金属存在复合污染的可能性较大。在上述富硒土壤上生长的十几种作物中只有大蒜和白萝卜达到了富硒食品的标准,可见富硒土壤上不一定能生产出富硒农产品；植株样品Se与重金属之间的相关性也表现出地点性差异,诏安县植株Se与Cu、Rb和Ni呈显著或极显著正相关,寿宁县Se与Cr呈显著正相关,大田县植株Se与重金属相关性不显著,可见,土壤中硒与重金属存在的相关性,并不一定在作物中也存在同样的相关性,可能与土壤本身理化性状和作物类型有关。(2)土壤各形态硒含量与土壤总硒含量呈显著或极显著正相关,土壤各形态硒含量主要受土壤总硒含量的影响；在土壤各形态硒含量中,有机物-硫化物及元素态硒含量占土壤总硒含量的比例最高,为47.09%～55.84%,其次是残渣态硒,为26.04%～34.56%,可交换态及碳酸盐结合态硒含量为5.51%～10.19%,铁-锰氧化物结合态硒含量为4.13%-8.70%,可溶态硒含量最低,为2.26%-4.16%；0.5mol·L-1NaH2PO4溶液提取的土壤有效硒与作物硒含量呈显著正相关,适用于福建红壤有效硒的提取。(3)3种蔬菜在两种硒含量土壤(低硒土壤硒含量为0.23mg·kg-1,富硒土壤硒含量为0.72mg·kg-1)中对Se及重金属含量分析中,空心菜、芥菜和大蒜在富硒土壤中的硒含量均高于低硒土壤的处理,在富硒土壤中,根部和可食部位分别是低硒土壤的1.6～2.6倍和1.1-4.5倍,三种蔬菜根部(鳞茎)硒含量均高于茎、叶,三种蔬菜可食部位对硒的吸收能力表现为大蒜( 0.029~0.143mg·kg-1 )芥菜(0.007~0.016 mg·kg-1)空心菜(0.002~0.007mg·kg-1 )。两种土壤处理中芥菜和空心菜不同部位Pb、Cd、Zn、Cu、Cr和Ni的含量表现为根茎、叶,大蒜中Pb、Cu、Cr和Ni的含量表现为叶鳞茎,Cd和Zn表现为鳞茎叶。(4)3种蔬菜在不同硒含量土壤(硒含量分别为0.29、0.58、0.98、2.07mg·kg-1)中Se吸收规律的研究中,蔬菜地上部硒含量在整个生育期整体呈现出增加的趋势,不同硒含量土壤处理中大蒜、芥菜和菠菜相同部位硒含量表现为Se2.07 Se0.98Se0.58Se0.29,即土壤硒含量较高,生长的蔬菜硒含量也较高。不同硒含量土壤的菠菜和芥菜各部位硒含量分布情况为地下部地上部,其中,菠菜地下部是地上部的4.8～7.05倍,芥菜地下部是地上部的5.78～12.06倍,Seo.29和Seo.58土壤处理的大蒜各部位硒含量分布情况为根部鳞茎叶部,Seo.9s和Se2.07处理的大蒜各部位硒含量分布则为鳞茎根部叶部,同时3种蔬菜不同部位硒含量均表现为大蒜芥菜菠菜。3种蔬菜可食部位有机硒含量较高,占总硒含量的73.54%～84.67%,同时硒含量较高土壤处理的蔬菜可食部分有机硒含量也相对较高。本试验中土壤有效硒和总硒含量与蔬菜硒含量呈显著或极显著正相关。(5)水稻在不同硒含量土壤(硒含量分别为0.23、0.72和0.98 mg·kg-1 )中Se吸收规律的研究中,水稻地上部硒含量从分蘖期到成熟期整体表现为增加的趋势；水稻各部位硒积累情况表现为根部叶部茎部壳籽粒,三种硒含量土壤的水稻各部位硒含量表现为Se0.98 (0.111～0.5 70mg·kg-1 ) Se0.72 (0.059～0.519mg·kg-1 ) Se0.23 ( 0.031 ~0.345 mg·kg-1 )处理；水稻根系对Se的吸收系数随土壤硒含量的增加而降低,水稻次级转运系数随着土壤硒含量的增加而升高,同时硒含量较高土壤处理的水稻籽粒有机硒含量略高于硒含量较低土壤的处理,有机硒含量占总硒的百分比从77.69%提高到80.73%。
【关键词】：富硒红壤 重金属 蔬菜 水稻 吸收规律
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S158.3
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-12
• 绪论12-21
• 1 研究目的和意义12-13
• 2 国内外研究现状及存在问题13-19
• 2.1 土壤学中硒元素的研究13-15
• 2.2 植物营养学上硒元素的研究15-19
• 2.3 存在问题19
• 3 研究内容19-20
• 4 技术路线20-21
• 第一章 福建富硒区硒元素与重金属共存关系的研究21-32
• 1.1 试验材料和方法21-22
• 1.1.1 研究区概况21
• 1.1.2 样品的采集与处理21
• 1.1.3 测定指标及方法21-22
• 1.2 结果与分析22-30
• 1.2.1 土壤中硒与重金属的关系22-26
• 1.2.2 植株硒与重金属的关系26-30
• 1.3 小结30-32
• 第二章 富硒区土壤硒形态分布及有效硒提取方法研究32-36
• 2.1 材料和方法32-33
• 2.1.1 供试土壤和作物32
• 2.1.2 分析方法32-33
• 2.2 结果与讨论33-35
• 2.2.1 土壤中硒的形态分布33-34
• 2.2.2 土壤中硒的形态与土壤理化性质的关系34-35
• 2.2.3 红壤有效硒浸提剂的选择35
• 2.3 小结35-36
• 第三章 3种蔬菜在不同硒含量土壤中硒与重金属含量分析36-43
• 3.1 材料和方法36-37
• 3.1.1 供试土壤与材料36
• 3.1.2 试验设计36
• 3.1.3 测定指标及方法36-37
• 3.2 结果与分析37-41
• 3.2.1 3种蔬菜在两种硒含量土壤中的硒含量分析37-39
• 3.2.2 3种蔬菜对两种硒含量土壤重金属含量分析39-41
• 3.3 小结41-43
• 第四章 3种蔬菜在不同硒含量土壤中硒吸收规律的研究43-49
• 4.1 材料与方法43-44
• 4.1.1 供试材料43
• 4.1.2 试验设计43-44
• 4.1.3 测定指标与方法44
• 4.2 结果与分析44-48
• 4.2.1 蔬菜不同生长期硒含量的吸收情况44-45
• 4.2.2 3种蔬菜在不同硒含量土壤中硒吸收规律45-46
• 4.2.3 3种蔬菜可食部位硒形态分布46-47
• 4.2.4 土壤中不同形态硒与蔬菜硒含量相关性研究47-48
• 4.3 小结48-49
• 第五章 水稻在不同硒含量土壤中硒吸收规律研究49-55
• 5.1 材料与方法49-50
• 5.1.1 供试材料49
• 5.1.2 试验设计49-50
• 5.2 结果与分析50-54
• 5.2.1 不同硒含量土壤对水稻产量及长势的影响50
• 5.2.2 水稻不同生育期茎叶硒的吸收情况50-51
• 5.2.3 不同硒含量土壤对水稻不同部位硒含量的影响51-52
• 5.2.4 水稻对土壤硒的吸收和转运52
• 5.2.5 稻米中硒形态分布情况52-53
• 5.2.6 水稻土壤中硒形态的分布53-54
• 5.3 小结54-55
• 第六章 结论55-57
• 参考文献57-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表的论文63

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