湖北省几种作物对硒肥的利用及其富硒特征的研究
发布时间：2021-07-28 03:18
硒是人和动物所必需的微量营养元素,全球有40多个国家缺硒,在中国约有72%的地区处于缺硒或低硒状态。适量补硒是防治人体硒缺乏,提高人体免疫力,减少疫病发生的重要措施。由于中国硒矿资源缺乏,利用农作物从土壤富硒,是充分利用硒资源,高效生产富硒产品的有效途径。湖北省硒资源丰富,恩施州有“世界硒都”的美誉,具有丰富的富硒土壤和硒矿资源,高山气候特征明显,适合于特色作物的发展;江汉平原土地肥沃,富硒土壤面积广,硒含量相对较高(0.2-0.4 mg kg-1),以种植粮食作物为主,商品化率高,适合富硒粮食作物的生产。如何充分利用湖北省两个富硒地带的土壤硒资源和恩施的硒矿资源,高效生产优质富硒农产品,对实现湖北农业增值,农民增收,加快脱贫具有重要理论与实践意义。因此,本研究通过盆栽试验探讨了两个富硒地区土壤中硒的有效性差异;通过大田试验研究了两个地区不同作物的富硒特征、差异、富硒能力及施硒技术;通过富硒大豆的加工,研究了硒在加工食品中的转化及利用率。旨在为湖北省富硒农产品的高效种植与加工利用,及富硒农产品标准的制定提供技术支持和理论依据。本研究的主要结论归纳如下:（1）江汉平...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
硒代半胱氨酸和半胱氨酸的结构
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文4图1-2硒在土壤-植物系统中的分布和转化（Dinhetal.,2018a）注:SOL-Se,EXC-Se,FMO-Se,OM-SeandRES-Se分别表示的是水溶态硒、碳酸盐结合态及可交换态、铁锰氧化物结合态硒、有机结合态硒和残渣态硒Fig.1-2Thedistributionandtransformationofseleniuminasoil-plantsystem.Note:SOL-Se,EXC-Se,FMO-Se,OM-SeandRES-SerepresentsolubleSe,exchangeableSeandcarbonate-boundSe,iron(Fe)/manganese(Mn)oxide-boundSe,OrganicmatterboundSeandelementalSe,andresidualSefractions,respectively.1.2.3土壤中硒的有效性及影响因素土壤中硒的生物有效性受土壤性质pH、氧化还原电位（Eh）、铁/铝/锰氧化物、粘土矿物、有机质和土壤微生物的显著影响（Natashaetal.,2018;Dinhetal.,2018a）。土壤pH和Eh是影响土壤硒形态和生物有效性的关键因素（Antanaitisetal.,2008）。在pE+pH>15的碱性和氧化性土壤中，硒酸盐为主要存在形式，而在7.5<pE+pH<15的酸性和中性土壤中，亚硒酸盐为其主要存在形态（Elrashidietal.,1987）。在相同的pE条件下，硒的还原量随着pH的降低而增加，六价硒还原为四价硒甚至更低的0或-2价（图1-3）。由于亚硒酸盐普遍存在于潮湿的酸性土壤中，所以在高降雨量地区土壤中硒的有效性较低（Masscheleynetal.,1990），而硒酸盐主要存在于通风良好的碱性土壤中，所以在半干旱地区土壤中硒的有效性较高。铁/铝/锰氧化物对硒的吸附显著影响着土壤中硒的生物有效性。He等（2018）
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文6图1-3硒的溶解性活性为1010molL1时，在25℃、1bar压力和I=0条件下的pE-pH硒图（Sebyetal.,2001）Fig.1-3SeleniumpE–pHdiagramat25℃,1barpressureandI=0foradissolvedseleniumactivityof1010molL1.1.3植物中的硒1.3.1植物硒的吸收和转运硒通常以硒酸盐、亚硒酸盐或有机硒如硒代半胱氨酸（SeCys）和硒代蛋氨酸（SeMet）的形式被植物根系吸收（图1-4）（GuptaandGupta,2017;White,2016;Lietal.,2015a），但元素硒和金属硒因不溶于水不易被植物吸收（WhiteandBroadley,2009;Fernandez-MartínezandCharlet,2009）。不同形态的硒在植物中的吸收和转运方式不同。相比亚硒酸盐，植物对土壤中的硒酸盐有更高的亲和力（Tianetal.,2016），而有机硒如硒氨基酸也具有较高的生物有效性（KikkertandBerkelaar,2013）。硒酸盐通过根细胞质膜中的高亲和硫酸盐转运蛋白进入植物体（Shinmachietal.,2010），ElKassis等（2007）研究发现，在拟南芥中，当硫供应充足时，AtSULTR1;1对植物硒吸收的影响不大，但当硫供应缺乏时，其对硒吸收的贡献会显著增加。亚硒酸盐可能通过磷酸盐的转运体进行吸收转运，与磷形成竞争吸收（Winkeletal.,2015；Lietal.,2008）。Zhang等（2014a）发现，在水稻中根系通过磷酸盐转运蛋白OsPT2吸收HSeO3-，而通过水通道OsNIP2;1的同源基因吸收H2SeO3（Pommerrenigetal.,2015）。所以，土壤中共存的竞争离子，特别是硫酸盐和磷酸盐的阴离子，会影响植物对硒的吸收。Tegeder（2012）
【参考文献】：
期刊论文
[1]湖北省不同农作物对土壤硒吸收富集规律的研究[J]. 闫加力,徐春燕,杨军,邹辉,赵敏,黄彬. 资源环境与工程. 2019(04)
[2]典型富硒植物中硒形态和生物可给性研究[J]. 陆晓奇,王健,朱元元,刘颖,袁林喜,高礼先,尹雪斌. 土壤. 2018(06)
[3]大豆蛋白-酪蛋白复合物结构的红外光谱分析[J]. 石彦国,郭庆启,杨晓婉,刘晓飞,王世杰,朱宏,张娜. 中国食品学报. 2018(11)
[4]不同时期喷施不同硒源对葡萄硒吸收分配的影响[J]. 邓小芳,刘新伟,叶志娟,吕臣浩,张海清,黄立强,赵竹青. 中国南方果树. 2018(05)
[5]不同施硒方式对水稻硒利用效率的影响[J]. 张城铭,周鑫斌. 土壤学报. 2019(01)
[6]大豆主要贮藏蛋白组分遗传改良研究进展[J]. 王磊,王慧中,藕冉,李文滨,林春,王绍东. 中国油料作物学报. 2018(04)
[7]喷施时期和硒源对‘金桃’猕猴桃硒吸收累积及主要品质指标的影响[J]. 邓小芳,吕臣浩,黄立强,张海清,赵竹青,刘新伟. 果树学报. 2018(11)
[8]加工方式对富硒大豆制品中硒含量的影响[J]. 付永霞,黄歆妤,胡锦蓉,沈群. 食品科技. 2018(08)
[9]极端pH处理对大豆分离蛋白、β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白结构和功能特性的影响[J]. 杨昱,雷泽夏,白靖文,王中江,齐宝坤,江连洲. 中国食品学报. 2018(07)
[10]土壤硒形态及其相互转化因子的研究[J]. 邢颖,刘永贤,梁潘霞,廖青,潘丽萍,黄太庆,江泽普. 中国农学通报. 2018(17)
博士论文
[1]外源硒对谷子生理特性、硒含量及产量和品质的影响[D]. 穆婷婷.山西农业大学 2017
[2]大豆蛋白的结构特征与营养价值的关系[D]. 龙国徽.吉林农业大学 2015
硕士论文
[1]天然富硒大豆中含硒蛋白结构稳定性的研究[D]. 范婷.南昌大学 2015
[2]叶面喷硒对水稻和油菜的硒含量及药用价值的影响[D]. 张晶.陕西师范大学 2011
本文编号：3307096
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
硒代半胱氨酸和半胱氨酸的结构
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文4图1-2硒在土壤-植物系统中的分布和转化（Dinhetal.,2018a）注:SOL-Se,EXC-Se,FMO-Se,OM-SeandRES-Se分别表示的是水溶态硒、碳酸盐结合态及可交换态、铁锰氧化物结合态硒、有机结合态硒和残渣态硒Fig.1-2Thedistributionandtransformationofseleniuminasoil-plantsystem.Note:SOL-Se,EXC-Se,FMO-Se,OM-SeandRES-SerepresentsolubleSe,exchangeableSeandcarbonate-boundSe,iron(Fe)/manganese(Mn)oxide-boundSe,OrganicmatterboundSeandelementalSe,andresidualSefractions,respectively.1.2.3土壤中硒的有效性及影响因素土壤中硒的生物有效性受土壤性质pH、氧化还原电位（Eh）、铁/铝/锰氧化物、粘土矿物、有机质和土壤微生物的显著影响（Natashaetal.,2018;Dinhetal.,2018a）。土壤pH和Eh是影响土壤硒形态和生物有效性的关键因素（Antanaitisetal.,2008）。在pE+pH>15的碱性和氧化性土壤中，硒酸盐为主要存在形式，而在7.5<pE+pH<15的酸性和中性土壤中，亚硒酸盐为其主要存在形态（Elrashidietal.,1987）。在相同的pE条件下，硒的还原量随着pH的降低而增加，六价硒还原为四价硒甚至更低的0或-2价（图1-3）。由于亚硒酸盐普遍存在于潮湿的酸性土壤中，所以在高降雨量地区土壤中硒的有效性较低（Masscheleynetal.,1990），而硒酸盐主要存在于通风良好的碱性土壤中，所以在半干旱地区土壤中硒的有效性较高。铁/铝/锰氧化物对硒的吸附显著影响着土壤中硒的生物有效性。He等（2018）
华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文6图1-3硒的溶解性活性为1010molL1时，在25℃、1bar压力和I=0条件下的pE-pH硒图（Sebyetal.,2001）Fig.1-3SeleniumpE–pHdiagramat25℃,1barpressureandI=0foradissolvedseleniumactivityof1010molL1.1.3植物中的硒1.3.1植物硒的吸收和转运硒通常以硒酸盐、亚硒酸盐或有机硒如硒代半胱氨酸（SeCys）和硒代蛋氨酸（SeMet）的形式被植物根系吸收（图1-4）（GuptaandGupta,2017;White,2016;Lietal.,2015a），但元素硒和金属硒因不溶于水不易被植物吸收（WhiteandBroadley,2009;Fernandez-MartínezandCharlet,2009）。不同形态的硒在植物中的吸收和转运方式不同。相比亚硒酸盐，植物对土壤中的硒酸盐有更高的亲和力（Tianetal.,2016），而有机硒如硒氨基酸也具有较高的生物有效性（KikkertandBerkelaar,2013）。硒酸盐通过根细胞质膜中的高亲和硫酸盐转运蛋白进入植物体（Shinmachietal.,2010），ElKassis等（2007）研究发现，在拟南芥中，当硫供应充足时，AtSULTR1;1对植物硒吸收的影响不大，但当硫供应缺乏时，其对硒吸收的贡献会显著增加。亚硒酸盐可能通过磷酸盐的转运体进行吸收转运，与磷形成竞争吸收（Winkeletal.,2015；Lietal.,2008）。Zhang等（2014a）发现，在水稻中根系通过磷酸盐转运蛋白OsPT2吸收HSeO3-，而通过水通道OsNIP2;1的同源基因吸收H2SeO3（Pommerrenigetal.,2015）。所以，土壤中共存的竞争离子，特别是硫酸盐和磷酸盐的阴离子，会影响植物对硒的吸收。Tegeder（2012）
【参考文献】：
期刊论文
[1]湖北省不同农作物对土壤硒吸收富集规律的研究[J]. 闫加力,徐春燕,杨军,邹辉,赵敏,黄彬. 资源环境与工程. 2019(04)
[2]典型富硒植物中硒形态和生物可给性研究[J]. 陆晓奇,王健,朱元元,刘颖,袁林喜,高礼先,尹雪斌. 土壤. 2018(06)
[3]大豆蛋白-酪蛋白复合物结构的红外光谱分析[J]. 石彦国,郭庆启,杨晓婉,刘晓飞,王世杰,朱宏,张娜. 中国食品学报. 2018(11)
[4]不同时期喷施不同硒源对葡萄硒吸收分配的影响[J]. 邓小芳,刘新伟,叶志娟,吕臣浩,张海清,黄立强,赵竹青. 中国南方果树. 2018(05)
[5]不同施硒方式对水稻硒利用效率的影响[J]. 张城铭,周鑫斌. 土壤学报. 2019(01)
[6]大豆主要贮藏蛋白组分遗传改良研究进展[J]. 王磊,王慧中,藕冉,李文滨,林春,王绍东. 中国油料作物学报. 2018(04)
[7]喷施时期和硒源对‘金桃’猕猴桃硒吸收累积及主要品质指标的影响[J]. 邓小芳,吕臣浩,黄立强,张海清,赵竹青,刘新伟. 果树学报. 2018(11)
[8]加工方式对富硒大豆制品中硒含量的影响[J]. 付永霞,黄歆妤,胡锦蓉,沈群. 食品科技. 2018(08)
[9]极端pH处理对大豆分离蛋白、β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白结构和功能特性的影响[J]. 杨昱,雷泽夏,白靖文,王中江,齐宝坤,江连洲. 中国食品学报. 2018(07)
[10]土壤硒形态及其相互转化因子的研究[J]. 邢颖,刘永贤,梁潘霞,廖青,潘丽萍,黄太庆,江泽普. 中国农学通报. 2018(17)
博士论文
[1]外源硒对谷子生理特性、硒含量及产量和品质的影响[D]. 穆婷婷.山西农业大学 2017
[2]大豆蛋白的结构特征与营养价值的关系[D]. 龙国徽.吉林农业大学 2015
硕士论文
[1]天然富硒大豆中含硒蛋白结构稳定性的研究[D]. 范婷.南昌大学 2015
[2]叶面喷硒对水稻和油菜的硒含量及药用价值的影响[D]. 张晶.陕西师范大学 2011
本文编号：3307096
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